28
Praktyczny Elektronik 7/1998
Wykaz elementów
US1 -UL 1219 (TDA 1220)
US2 -NE555
US3 - LM 358
US4 -UM 3758-120A
US5 -CD 4538
US6 -CD 4011
US7 -LM 7812
T1,T2 -BF959
T3-T6 - BC 547B
T7 -BC557B
DHD6 -1N4148
D7, D8 - LED czerwona
D9 - LED zielona
PR1 - GB 008 1 A/400 V
R6 -22 L2/0,125 W
R1 -56 n/0,125 W
R4, R5 -470 L2/0,125 W
R3 -560 Q/0,125 W
R16 -1 kQ/0,125 W
R29-R31 - 2 kn/0,25 W
R2 -3,3 kn/0,125 W
R13-R15, R17, R18,
R20, R23, R27 - 1OkL2/O,125 W
R7, R8 - 12 kL2/0,125 W
R12, R21, R26 -22 kL2/0,125 W
R9-R11, R28 -47kL2/0,125 W
R22 -1OOkL2/O,125 W/5%
R24, R25 -470kL2/0,125 W
R19, R24 -1 ML2/O,125 W
C12 - 10 pF/50 V ceramiczny
Cl - 22 pF/50 V ceramiczny
C13
C2
C22, C27
C11
C5, C6
C10
C9
C4, C7
C14, C17. C19,
C24, C29, C30
C20
C8, C18, C21, C23
C16
C3, C15, C25,
C26, C31
C28
CT
L1
L2, L3
DŁ1,DŁ2
Q1
WŁ1
płytka drukowana numer
- 47 pF/50 V ceramiczny
-120 pF/50 V ceramiczny
- 120 pF/25 V/5% KSF-020-ZM
- 220 pF/50 V ceramiczny
- 330 pF/50 V ceramiczny
- 560 pF/50 V ceramiczny
- 1 nF/50 V ceramiczny
- 2,2 nF/50 V ceramiczny
- 47 nF/50 V ceramiczny
- 1 nF/63 V 04/U
- 10 nF/25 V 04/U
- 47 nF/16 V 04/U
- 100 |xF/1 6 V 04/U
- 470 M.F/25 V 04/U
- trymer 5/20 pF
- cewka powietrzna patrz opis w tekście
-7x7 122 -1 u.H
- rezonator 39 MHz, patrz opis w tekście
- mikrołącznik 401
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 6,72 zł + koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
Dokończenie w następnym numerze.
Ciąg dalszy tekstu ze strony 2.
Warto przeprowadzić pomiary dla rezystorów o jednakowych wartościach, oraz dla układów w których jeden rezystor jest dwukrotnie większy od drugiego. Wprawi to nas w pomiarach, oraz nauczy oceniania wielkości napięcia, bez rachunków i pomiarów, na podstawie wartości rezystorów dzielnika. W wielu przypadkach przydatna jest pobieżna ocena napięcia
Wcześniej zalecaliśmy stosowanie rezystorów
0 wartościach rzędu kilkunastu kL2. Przeprowadźmy teraz pomiar napięcia wyjściowego dzielnika przy rezystorach o wartościach 2,2 ML2 (rys. 3; można tu zastosować inne wartości rezystorów, większe od
1 ML2). Gdy oba rezystory są jednakowe wartość napięcia wyjściowego powinna być równa połowie napięcia zasilania (patrz poprzednie pomiary). Pomiar pokaże jednak że tak nie jest. Napięcie zmierzone będzie mniejsze od połowy napięcia zasilającego dzielnik. Przyczyna tkwi w rezystancji wejściowej miernika Rw zaznaczonej na schemacie linią przerywaną. Mimo tego że wartość rezystancji jest duża (w większości mierników cyfrowych 20 ML2) to przy dużych wartościach rezystorów dzielnika wpłynie ona znacząco na
rozpływ prądów w układzie i spowoduje zmianę napięcia na wyjściu dzielnika w czasie pomiaru. Wartość napięcia można obliczyć uwzględniając rezystancję wewnętrzną miernika (patrz wzór rys. 3).
; ;rw=2omq
U1 =
R2-Rw \ R2+Rw
.. R2-Rw R2+Rw/
�UbaT
Rys. 3 Układ pomiarowy demonstrujący wpływ rezystancji wewnętrznej miernika na wynik pomiaru
Wpływ dużej rezystancji wewnętrznej miernika cyfrowego jest niewielki. Należy jednak o nim pamiętać, gdyż jest on często źródłem błędów podczas pomiarów. Szczególnie ważne jest uwzględnianie rezystancji wewnętrznej miernika analogowego.
Praktyczny Elektronik 7/1998
29
Rezystancja wewnętrzna mierników cyfrowych jest stała i nie zależy od włączonego zakresu, natomiast rezystancja mierników analogowych zmienia się wraz z zakresem. Rezystancja podawana jest w kL2/V. Dla popularnego miernika LAVO 3 wynosi ona 20 kL2/V.
Rv
O
LAV0 3
Rw=20k2/V
np: DLA ZAKRESU 15V
Rw=20k2/V-15V=300kS2
Rys. 4 Rezystancja wewnętrzna miernika analogowego
Kolejnym eksperymentem będzie zbadanie dzielnika napięciowego w którym zastosujemy potencjometr, czyli rezystor regulowany (rys. 5). Oprócz rezystancji potencjometry charakteryzują się różnym rodzajem charakterystyk w funkcji kąta obrotu. Najczęściej stosowane są potencjometry o charakterystyce liniowej oznaczane literą "A" lub rzadziej "lin". Do regulacji wzmocnienia (głośności) we wzmacniaczach akustycznych stosuje się potencjometry o charakterystyce wykładniczej (popularnie nazywane logarytmicznymi; nazwa ta jest błędna) oznaczane literą "B" lub "log". Drugim typem potencjometrów stosowanych we
wzmacniaczach są potencjometry do regulacji balansu oznaczane "M+N". Bardzo rzadko można spotkać potencjometry logarytmiczne (niesłusznie nazywane wykładniczymi) oznaczane literą "C". Czasami spotyka się też wykonania specjalne potencjometrów o nietypowych charakterystykach.
Ćwiczenie polega na wyznaczeniu kształtu charakterystyki poszczególnych typów potencjometrów. Po podłączeniu przewodów i miernika oś potencjometru skręcamy w lewo do oporu (jest to kąt początkowy 0�). Mierzymy napięcie wyjściowe i nanosimy je na wykres (rys. 5). Następnie obracamy oś o 45� mierzymy napięcie i ponownie nanosimy jego wartość na wykres. Postępujemy tak, aż do kąta 270� (jest to typowy dla większości potencjometrów kąt obrotu osi). Następnie wszystkie naniesione na wykres punkty łączymy odcinkami, otrzymując tym samym wykres zależności napięcia wyjściowego w funkcji kąta obrotu osi. Doświadczenie warto przeprowadzić dla trzech potencjometrów o różnych charakterystykach "A", "B", M+N". Ostatni z podanych potencjometrów zawsze występuje jako stereofoniczny. Pomiar należy przeprowadzić dla obu sekcji, gdyż ich charakterystyki są odmienne. Rezystancje badanych potencjometrów nie ma większego znaczenia, najlepiej aby zawierała się w granicach 1-=-100 kil. Dociekliwym proponujemy wyznaczenie charakterystyki dzielnika z rysunku 5 z potencjometrem liniowym (typ "A"), gdzie pomiędzy suwak, a nóżkę nr 3 potencjometru P1 włączono rezystor o wartości równej 0,35 Ś P1.
Pokwitowanie dla wpłacającego
zł..
Odcinek dla posiadacza rachunku
Odcinek dla poczty (banku)
zł..
słownie..
słownie..
słownie..
wpłacający..
wpłacający..
wpłacający..
dokładny adres
na rachunek:
ARTKELE
ul. Jaskółcza 2/5 65-001 Zielona Góra
WBK S.A. II O/Zielona Góra 10901636-102847-128-00-0
dokładny adres
na rachunek:
ARTKELE
ul. Jaskółcza 2/5 65-001 Zielona Góra
WBK S.A. II O/Zielona Góra 10901636-102847-128-00-0
dokładny adres
na rachunek:
ARTKELE
ul. Jaskółcza 2/5 65-001 Zielona Góra
WBK S.A. II O/Zielona Góra 10901636-102847-128-00-0
Opłata
zł..
Opłata
Opłata
zł..
datownik podpis przyjm.
datownik podpis przyjm.
datownik podpis przyjm.
30
Praktyczny Elektronik 7/1998
TTT
3 2 1
Ul [V](
10 9
270
dla P1 o liniowej charakterystyce (typu A)
45� 90� 135� 180� 225� 270�
Rys. 5 Pomiar napięcia wyjściowego potencjometru
Nieco inny rodzaj dzielnika stosowanego często w układach elektronicznych przedstawiono na rysunku 6. Jest to dzielnik wykorzystujący potencjometr montażowy, pracujący jako rezystor regulowany (suwak połączony z jednym z wyprowadzeń). Warto zauważyć, że suwak potencjometru połączono z masą, minimalizując tym samym możliwość przedostawania się zakłóceń do układu podczas regulowania potencjometru. Podobnie jak w poprzednim przykładzie mierzymy
+9V
R1 = 10k
.2 U1
P1 = 10k
3 2 1
U1 =
270�
270�
P1+R1
U1
� od � e � od �
0� 45� 90� 135� 180� 225� 270�
""" �C
Rys. 6 Pomiar napięcia wyjściowego dzielnika z potencjometrem
napięcie wyjściowe dzielnika i wyniki kolejnych pomiarów nanosimy na wykres. Okaże się, że charakterystyka regulacji nie jest liniowa mimo iż potencjometry montażowe wykonywane są wyłącznie jako liniowe.
Wzór z rysunku 6 można stosować do obliczeń wartości napięcia wyjściowego w funkcji kąta obrotu a, pod warunkiem, że wartość P1 zmierzymy np. omomierzem. Tolerancja wykonywania potencjometrów jest bowiem niska i wynosi z reguły ą20%.
Zamawiam pranumeratę: Zamawiam pranumeratę: Zamawiam pranumeratę:
PRAKTYCZNY ELEKTRONIK PRAKTYCZNY ELEKTRONIK PRAKTYCZNY ELEKTRONIK
wybrany okres prenumeraty wybrany okres prenumeraty wybrany okres prenumeraty
zaznaczyć krzyżykiem zaznaczyć krzyżykiem zaznaczyć krzyżykiem
IV kwartał IV kwarta] IV kwarta!
1998r. 1998r. 1998r.
9,00 zł 9,00 zł 9,00 zł
Cena 1 egzemplarza wraz Cena 1 egzemplarza wraz Cena 1 egzemplarza wraz
z kosztami wysyłki - 3,00 zł z kosztami wysyłki - 3,00 zł z kosztami wysyłk - 3,00 zł
ADRES WYSYŁKI: ADRES WYSYŁKI: ADRES WYSYŁKI:
nazwisko (lub firma) nazwisko (lub firma) nazwisko (lub firma)
ulica/numer domu ulica/numer domu ulica/numer domu
- - -
kod pocztowy kod pocztowy kod pocztowy
miejscowość miejscowość miejscowość
kupon ważny do 20.09.1998r. kupon ważny do 20.09.1998r. kupon ważny do 20.09.1998r.
Praktxcznx Elektronik 7/1998
31
11 [A]
r ,
Rx[kS>] =
11 [mA]
Rys. 7 Pomiar wartości rezystancji metodą techniczną
Na rysunku 7 przedstawiono układ w którym można zmierzyć, a właściwie na podstawie pomiarów obliczyć wartość rezystora. W pierwszym pomiarze (rys.7a) mierzymy spadek napięcia na rezystorze, a w drugim prąd płynący przez niego prąd. Następnie w oparciu
0 słynne prawo Ohma obliczamy wartość rezystancji. Jeżeli do wzoru podstawiamy prąd wyrażony w mA, a napięcie w V to wartos'ć rezystancji otrzymamy bezpośrednio w kQ, jest to warte zapamiętania, gdyż ułatwia wszelkie obliczenia.
Pomiar jest obarczony niewielkim błędem wynikającym z rezystancji wewnętrznej woltomierza 20 Mfi
1 rezystancji szeregowej amperomierza (ok. 100 L2 na zakresie 2 mA, lub 10 ii na zakresie 20 mA.
a) n b)
M R2: -[~1r3 rjRi+R2+R3 nRinR2r|R3 f / n R1 ŚR2 - R3
U R1+R2 + R3
Rys. 8 Połączenie rezystorów: a) szeregowe, b) równolegle
Na koniec zostało nam nieco teorii związanej z rezystorami, niezbędnej do przeprowadzania prostych obliczeń. Na rysunku 8 przedstawiono połączenie szeregowe i równoległe rezystorów, oraz wzory do obliczania rezystancji wypadkowej. Wzory te są pomocne przy rozwiązywaniu sieci rezystorowych, gdzie fragmenty takich sieci można krok po kroku upraszczać do połączeń szeregowych i równoległych obliczając wartości powstałych w ten sposób rezystorów wypadkowych. Podczas obliczeń ważne jest aby wszędzie używać jednakowych jednostek Q, kil, lub Mii.
Przy obliczaniu wartości napięć w różnych układach pomocne są dwa prawa Kirchhoffa. Pierwsze prawo mówi o tym, że suma prądów wpływających i wypływających z węzła sieci jest równa zeru. Prądy wpływające do węzła przyjmuje się jako dodatnie, a prądy wypływające jako ujemne. Natomiast drugie prawo stanowi, że suma napięć w oczku sieci wynosi zero. Z prawami Kirchhoffa związane jest strzałkowanie napięć i prądów. Ogólnie przyjęło się, że napięcia strzałkuje się od potencjału niższego (bardziej ujemnego) do wyższego (bardziej dodatniego), czyli od minusa do plusa. Prądy natomiast strzałkuje się zgodnie z umownym kierunkiem przepływu od plusa do minusa. Zatem prąd płynący przez rezystor jest zawsze strzał-kowany przeciwnie do spadku napięcia występującego na tym rezystorze.
BAT + 9V
Ubat
U2=l2-R2 U2=l3-R3
Ubat-u,-u2=o
UBAT=U,-I-U2 l,-l2-l3=0
U2=
Mf)
R2+R3
. R1 +
R2-
Ubat
\ R2+R3/
Rys. 9 Prawa Kirchhoffa i zasady strzałkowania napięć i prądów
Zasady te pozwoli zrozumieć rysunek 9, na którym przedstawiono także sposób obliczenia napięcia wyjściowego dzielnika. Podobne postępowanie należy prowadzić dla innych układów sieci rezystorowych.
Konkurs
Obliczyć wartość spadku napięcia na rezystorze Rx z rysunku 10. Wynik podać z dokładnością do sześciu cyfr.
Rozwiązania prosimy wysyłać na kartach pocztowych w terminie do 20 lipca 98 z dopiskiem KONKURS, na adres redakcji podany na stronie 3. Zwycięzca w nagrodę otrzyma miernik uniwersalny. Prosimy nie przysyłać odpowiedzi konkursowych na kartach z zamówieniami.
Nagrodę w konkursie z numeru 6 Praktycznego Elektronika wygrał Marcin Ziółkowski z Łomnej.
Ik ----------1 Ik � 1-----1
BAT JŻ + 9V T-L[ Ik h HZZr- |ik U1=?

Rys. 10 Zadanie konkursowe
Praktyczny Elektronik 8/1994
19
Układ wyciszania szumów Dolby B-C
Opisany uktad wyciszania szumów Oolby B-C przewidziany jest do zastosowania w magnetofonach wyposażonych w inny rodzaj wyciszania szumów np. CNRS-2, lub w magnetofonach wyposażonych tylko w układ wyciszania szumów Dolby B. Szczególnie jest on adresowany do posiadaczy magnetofonów Kasprzakowskich, chociaż z powodzeniem może być zastosowany w magnetofonach innych producentów.
Systemy wyciszania szumów Dolby B i Dolby C
Poziom szumów wprowadzany do odtwarzanego dźwięku przez magnetofony i taśmy magnetofonowe jest większy niż wprowadzany przez inne urządzenia elektroakustyczne (mikrofony, wzmacniacze). Wraz ze zmniejszeniem szerokości zapisywanego śladu dźwiękowego następuje proporcjonalne zmniejszenie wielkości odtwarzanego sygnału. Napięcie szumów maleje w mniejszym stopniu. Powoduje to zwiększenie proporcji szumu do sygnału. Efekt ten jest szczególnie widoczny w magnetofonach kasetowych stereofonicznych gdzie szerokość ścieżki jest równa 0,6 mm. Analizując gęstość energii przypadającej na sygnały dźwiękowe o różnych częstotliwościach, stwierdzono że maleje ona ze wzrostem częstotliwości sygnału. Gęstość energii szumu jest natomiast równomierna w paśmie akustycznym (20 Hz - 20 kHz). Wynika z tego zmniejszenie stosunku sygnału do szumu dla składowych o wyższych częstotliwościach. Zastosowanie filtru ograniczającego od góry pasmo przenoszonych częstotliwości przy odtwarzaniu poprawi stosunek sygnału do szumu, ale jednocześnie obniży zawartość tonów wysokich w odtwarzanym sygnale. Jest to tzw. niekomplementarny sposób redukcji szumów.
Przy komplementarnym sposobie redukcji szumów następuje poprawa stosunku sygnału do szumu bez zniekształcenia sygnału użytecznego. Przykładem takiej redukcji może być zwiększenie amplitudy składowych o wyższych częstotliwościach przy nagrywaniu i zmniejszenie przy odtwarzaniu. Praktycznie sposób ten powodował by jednak przesterowanie taśmy i zniekształcenia nieliniowe składowych o wyższych częstotliwościach. Wykorzystuje się bardziej skomplikowany sposób podbijania wysokich częstotliwości przy nagrywaniu tzn. przy dużym poziomie składowych o wyższych częstotliwościach nie są one podbijane, wraz ze zmniejszaniem poziomu składowych o wyższych częstotliwościach zostają one bardziej wzmacniane. W nagrywanym i odtwarzanym sygnale wzrasta zawartość wysokich tonów. W torze odtwarzania magnetofonu trzeba zastosować układ o działaniu przeciwnym tzn. zawężający pasmo odtwarzanych częstotliwości przy zmniejszaniu poziomu składowych o wyższych częstotliwościach.
Tak działa układ redukcji szumów Dolby B. Pieczę nad stosowaniem układów redukcji szumów Dolby utrzymuje specjalne laboratorium, które wydaje zezwolenia producentom na używanie nazwy Dolby po przetestowaniu sprzętu. Działanie redukcji szumów będzie widoczne jeśli magnetofon będzie posiadał odpowiednio dobre parametry mechaniczne i elektryczne. Redukcja szumów w układzie Dolby B może osiągnąć maksymalnie 8 dB i to tylko dla składowych o wyższych częstotliwościach. Na podobnej zasadzie działają urządzenia redukcji szumów ANRS i CNRS.
Udoskonaleniem układu Dolby B jest układ Dolby C. Zawiera on dwa łańcuchowo połączone układy zbliżone do układów Dolby B działające przy różnych poziomach sygnału, dzięki czemu uzyskuje się poprawę dynamiki, zwiększenie szerokości pasma i zmniejszenie zniekształceń i szumów związanych z działaniem układu redukcji szumów. Redukcja szumów może osiągnąć 20 dB. Praktycznie osiąga się redukcję szumów o 6 dB przy stosowaniu urządzenia Dolby B i 15 dB przy Dolby C.
Początkowo układy redukcji szumów były montowane z elementów dyskretnych. Rozwój technologii obwodów scalonych spowodował, że aktualnie we wnętrzu jednego obwodu scalonego mieści się pełny stereofoniczny układ redukcji szumów Dolby B i C. Obwody te są trudno dostępne na naszym rynku, i dlatego proponujemy wykonanie układu redukcji szumów na dostępnym na krajowym rynku obwodzie scalonym TEA 0665 firmy Philips. Obwód ten zawiera wewnątrz jednoka-nałowy układ redukcji szumów Dolby B i C, z oddzielnymi wejściami i wyjściami odczytu i zapisu. Sterowanie funkcjami zapis-odczyt odbywa się przez zmianę napięcia stałego. Podobnie przełączanie rodzajów redukcji szumów.
Schemat ideowy i opis działania
Opisywany układ redukcji szumów składa się z dwóch płytek redukcji szumów (kanały lewy i prawy) i płytki przełączania. Zastosowanie płytki przełączania wynika z braku oddzielnych przełączników Dolby B, Dolby C w modernizowanych magnetofonach. Płytka przełączania zawiera układ sekwencyjnego (kolejnego) przełącznika umożliwiającego przy sterowaniu pojedynczą parą styków kolejne włączanie poszczególnych rodzajów redukcji szumów i ich wyłączenie. Schemat ideowy płytki redukcji szumów przedstawia rys. 1.
Wyprowadzenia płytki oznaczone cyframi znajdują się na jej krawędzi i umożliwiają bezpośrednie połączenie z płytą główną magnetofonów Kasprzakowskich. Pozostałe wyprowadzenia oznaczone są literami. Sygnał wejściowy jest doprowadzony za pośrednictwem wyprowadzenia 8 płytki do połączonych wejść zapisu i odczytu.
20
Praktyczny Elektronik 8/1994
----------------------O.------
R2 |1,R3|1| 5.1kM 68kl I
R5 10k
T4.7LIF
0R6 82k
'III
C7 +f C8"TC9TC1OT' >.7n IOmF 47n 22On i
CII' 6B0n
HH
C13
28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15
US1 TEA 0665
1 2 3
R7 3.3k
F1 FDP 01
6.12
C14_L R8 4,7n^5,6k|
TC15" 10liF
Ś-O--
10 9
10 11 12 13 14
R12
n-cieG331*
F 1 4.7nT
lOOn
TX1TTC18TC 19TC20T"C21 J_10uFJ_47n_L220nj_680n]220ijF
1 Rl 1
I 10k
D
R13 82k
_ L____________L77^____________________________^_\
Rys. 1 Schemat ideowy płytki redukcji szumów
Wejścia te mogą być wykorzystane oddzielnie po usunięciu zwor między punktami ABC. Punkt A i nóżka 28 obwodu scalonego jest wejściem odczytu, a punkt C i nóżka 26 wejściem zapisu. Wewnątrz obwodu scalonego znajduje się przełącznik elektroniczny zapis--odczyt sterowany napięciem stałym przykładanym do nóżki 24 obwodu (wyprowadzenie D płytki). Napięcie to podawane jest przez rezystor Rl. Dioda zenera Dl ogranicza wielkość napięcia do 12 V, i zabezpiecza w ten sposób obwód scalony przed uszkodzeniem. Kondensator C4 daje powolne przełączanie bez trzasków. Doprowadzenie do nóżki 24 napięcia większego od 10 V powoduje przełączenie układu Dolby na "zapis" , a zwarcie jej do masy na "odczyt".
Między nóżkami 2, 3, a 1 włączony jest filtr wyższych częstotliwości składowych radiowego złożonego sygnału stereofonicznego MPX. Filtr jest połączony w sposób umożliwiający jego odłączanie w magnetofonach posiadających przełącznik MPX. Włączenie filtru następuje przez zwarcie wyprowadzeń 9 i 10 płytki. Filtr LC 102 (LI) oraz większość elementów RC pracują w obwodach filtrów układu Dolby. Wyjście sygnału odczytu (nóżka 6) podłączone jest do wyprowadzeń 5 i 6 płytki. Wyjście sygnału zapisu (nóżka 21) podłączone jest do wyprowadzenia E. Zasilanie do płytki podawane jest za pośrednictwem wyprowadzenia 4.
ó-
Rys. 2 Schemat ideowy płytki przełączania
Praktyczny Elektronik 8/1994
21
Zastosowany stabilizator 12 V uniezależnia napięcie zasilania obwodu scalonego od napięć występujących w magnetofonie. Za pośrednictwem wyprowadzenia F napięcie stabilizowane 12 V jest podawane do drugiej płytki redukcji szumów i do płytki przełączania. Napięcie z płytki przełączania doprowadzone jest do wyprowadzenia G i dalej do nóżki 25 obwodu scalonego. Napięcie powyżej 10 V przełącza układ Dolby w tryb C. Połowa napięcia zasilania, lub odłączenie nóżki 22 daje przełączenie w tryb B. Zwarcie do masy wyłącza układ redukcji szumów. Podane stany napięć uzyskuje się z płytki przełączania. Jej schemat ideowy przedstawia rys. 2.
Przełączanie sekwencyjne wykonywane przez płytkę przełączania zostało zrealizowane w oparciu o obwód scalony CMOS typu MCY 74022. Jest to czterobitowy licznik z dekoderem, wykorzystany tutaj jako licznik do 3. Po wyzerowaniu licznika w czasie włączenia zasilania (kondensator C23 podłączony do zasilania i nóżki 15-R) wysokie napięcie pojawia się na nóżce 2 "0". Na nóżkach 1 "1", 3 "2" i 7 "3" jest wtedy niskie napięcie. Tranzystor T4 jest włączony i jeśli w obwodzie jego kolektora jest włączona dioda luminescencyjna, będzie świecić sygnalizując tryb pracy Dolby C. Tranzystory Tl i T2 są wyłączone. Na wyprowadzeniu G płytki jest pełne napięcie zasilania, które po podłączeniu do układu redukcji szumów (punkt G) powoduje włączenie trybu C. Po krótkotrwałym zwarciu wyprowadzenia 1 płytki do masy, następuje zmiana stanu licznika - pojawia się sygnał wysoki na wyprowadzeniu 1 " 1" (na pozostałych niski). Włączone zostają tranzystory Tl i T3. Włączenie Tl powoduje obniżenie napięcia w punkcie
G do połowy napięcia zasilania, co odpowiada trybowi B. Jeśli w obwodzie tranzystora T3 będzie włączona dioda luminescencyjna, zaświeci się sygnalizując włączenie Dolby B. Można zastosować dwukolorowa diodę świecącą.
Rys. 4 Obwód drukowany i rozmieszczenie elementów na płytce układu przełączania

-^/
"rpP-dil
iVór/feż?łto
OO
10' 9
O OOOO OO
F
155
Rys. 3 Obwód drukowany i rozmieszczenie elementów na płytce redukcji szumów
22
Praktyczny Elektronik 8/1994
Kolejne krótkotrwałe zwarcie wyprowadzenia płytki 1 do masy spowoduje następną zmianę stanu. Stan wysokiego napięcia pojawi się na nóżce 3 "2" licznika. Włączony zostanie tranzystor T2 zwierając do masy punkt G. Układ redukcji szumów zostanie wyłączony i nie świeci żadna dioda. Kolejne krótkie zwarcie do masy wyprowadzenia 1 spowoduje ponowne wyzerowanie układu i przejście do trybu C itd. Zasilanie płytki przełączania pobierane jest ze stabilizatora 12 V na płytce układu redukcji szumów.
Montaż i uruchomienie
W pierwszej kolejności należy zamontować kołki wyprowadzeń i mostki, następnie elementy RCL i na zakończenie półprzewodniki. Stabilizator LM 7812 (US2) należy zamontować tylko w jednej z płytek. Wyprowadzenia na krawędzi płytek układu redukcji szumów należy wykonać ze srebrzanki 0,8 mm, tak aby było możliwe zamontowanie płytek w płycie głównej magnetofonu. Uruchomienie płytek będzie możliwe po zamontowaniu ich w magnetofonie. W tym celu, najpierw trzeba wymontować jedną z dotychczas wykorzystywanych płytek redukcji szumów. W jej miejsce zamontować nową płytkę Dolby B/C (tą ze stabilizatorem), płytkę przełączania zamontować w pobliżu wyłącznika redukcji szumów stosowanej dotychczas w magnetofonie.
(ODLUTOWAĆ C34L(P)) RN3L(P)
+ 12V
+21.3V
DOLBY B/C (NR 155)
10 9 8 6 5 4 3 1| O
O O O O Q+20V O3
-O Ó
G F H I
_O PŁYTKA PRZEŁĄCZANIA (NR 156)
D-,F',G-
ODTW.
, ZMIENIĆ \ Q=i (POLECZENIA/ DRUGA PŁYTKA
w\ dolbyb/c
j7ą
MPX
7 DOLBY NR
Rys. 5 Połączenie układu redukcji szumu z magnetofonem
Połączyć płytki korzystając ze schematu połączeń przedstawionego na rys. 5. W miejsce diody luminescencyjnej układu redukcji szumów wykorzystywanej dotychczas zamontować diodę dwubarwną.
Wyprowadzenie D połączyć do punktu 14 sekcji A przełącznika zapis-odczyt. Odluto-wać kondensator C34L(P) na płycie głównej magnetofonu. Wyjście zapisu E podłączyć do punktu po wyprowadzeniu kondensatora połączonym z rezystorem nastawnym RN3L(P). Wymontować rezystor R15 na płycie głównej magnetofonu i w jego miejsce zamontować rezystor 0,125 W 10 fi. Dotychczasową płytkę redukcji szumów zasilić z nowej płytki, odłączywszy uprzednio jej zasilanie od wyprowadzenia 4. Nie łączyć wyprowadzeń J płytek przełączania i Dolby B/C. Sprawdzić prawidłowość połączeń i włączyć zasilanie. Sprawdzić poprawność napięć zasilających +12 V na płytkach Dolby B/C, przełączania i starej płytce redukcji szumów. Włączyć obie płytki w tryb pracy Dolby B (CIMRS-2). Na wejście LINĘ podać sygnał z generatora o częstotliwości 400 Hz i wartości skutecznej 100 mV. Potencjometrem zapisu ustawić w kanale ze starą płytką wskaźnik zapisu na 0 dB. Zmierzyć wartość skuteczną napięcia na suwaku rezystora nastawnego RN3L(P) w tym kanale. Potencjometrem zapisu ustawić
0 dB na wskaźniku kanału z nową płytką
1 rezystorem nastawnym RN3P(L) ustawić taką samą wartość napięcia jak w kanale ze starą płytką. Wyłączyć zasilanie i wymontować starą płytkę, a w jej miejsce zamontować nową i uzupełnić połączenia (połączyć wyprowadzenia J, oraz zmienić połączenia przełącznika E 1,2,3 - CNRS-2). Wyjąć mechanizm zatrzaskowy tego przełącznika aby uzyskać jego działanie jako chwilowe - niezależne. Powtórzyć podane operacje pomiarowe i regulacyjne traktując jako odniesienie zamontowaną wcześniej płytkę. Następnie można sprawdzić działanie układu redukcji szumów przez dokonanie nagrań i ich odtworzenie.
Wykaz elementów - płytka Dolby B/C x2 R8 -5,6 kfi/0,125 W
Rl, R5, Rll - 10 kfi/0,125 W
USl - TEA 0665 RIO - 33 kfi/0,125 W
US2 - LM7812 R12 - 33 kfi/0,125 W 1%
Dl - BZP 683 C12V R14 -47 kfi/0,125 W
R9 - 1 kfi/0,125 W R3 - 68 kfi/0,125W
R4 - 2,2 kfi/0,125 W 1% R6, R13 - 82 kfi/0125 W 1%
R7 -3,3 kfi/0,125 W C15 - 4,7 nF/100 V KSF-020
R2 - 5,1 kfi/0,125 W 1% C7, C17 - 4,7 nF/100 V KSF-020 2%
Praktyczny Elektronik 8/1994
C5
C9, C19
C13
CIO, C20
Cli, C21
Cl, C2
C3, C4
C6, C8, C16, C18
C12
C22
Fl
LI
- 10 nF/100 V KSF-020 2%
- 47 nF/63 V MKS-018-02 5%
- 100 nF/63 V MKS-018-02
- 220 nF/63 V MKS-018-02
- 680 nF/63 V MKS-018-02
- 1 /zF/25 V 04/U
- 4,7 /iF/25 V 04/U
- 10 /xF/25 V 04/U
- 100 //F/16 V 04/U
- 220 ^F/16 V 04/U
- FDP-01
- 102 (36mH)
Płytka drukowana nr 155
Wykaz elementów płytka przełącznika xl
US3 Tl, T2
- MCY 74022 (CD 4022)
- BC 238
T3, T4 - BC237
D2 - BAVP17
D3, D4 - Dioda lum. dwu kolorowa
R20 , R25 - 2,2 kft/0,125 W
R15 , R16, R17, R18,
R19 , R22, R23, R24 -4,7 kfi/0,125 W
R21 - 10 kfi/0,125 W
C14 - 22 nF/25 V KFPf
C23 - 22 /zF/16 V 04/U
Płytka drukowana nr 156
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: płytka numer 155 - 14.200 zł
płytka numer 156 - 6.000 zł + koszty wysyłki.
OR. K.
Połączenie pomiędzy komputerami IBM PC - dokończenie
DB-9 DB-25 Sygnał
1 8 DCD - Data Carier Detect
(wykrywanie fali nośnej)
2 3 RxD - Received Data
(dane odbierane)
3 2 TxD Transmitted Data
(dane nadawane)
4 20 DTR - Data Terminal Ready
(gotowość urządzenia)
5 7 SGND - Signal Ground
(masa sygnałowa)
6 6 DSR - Data Send Ready
(gotowość do pracy)
7 4 RTS - Request To Send
(żądanie nadawania)
8 5 CTS - Clear To Send
(gotowość nadawania)
9 22 Rl - Ring Indicator
(wskaźnik sygnału wywołania)
W pierwszej części artykułu opisany był sposób połączenia komputerów typu IBM PC przez porty równoległe (CENTRONICS). W tej części opiszemy sposób przygotowania kabli dla połączenia przez porty szeregowe oraz przeprowadzenia transmisji. Standard RS-232C, najczęściej stosowany w komputerach klasy IBM-PC, dopuszcza przesyłanie sygnałów na odległości do 15 m, jednak z praktyki wynika, że zwykle można tę granicę przekroczyć. Wadą transmisji szeregowej jest jej niewielka prędkość. Porty szeregowe RS-232C wykorzystują dwa rodzaje złączy typu D: 25-stykowe (DB-25)
i 9-stykowe (DB-9). Obok przedstawiamy rozmieszczenie sygnałów w obydwu typach złączy.
Połączenie pomiędzy komputerami wykonuje się przy pomocy kabla typu " modem zerowy". Do jego wykonania należy zaopatrzyć się w kabel ekranowany, 7-żyłowy odpowiedniej długości oraz dwa wtyki typu D, odpowiednie do wyjść portów szeregowych w łączonych komputerach (zawsze będą to wtyki "żeńskie" 9 lub 25 stykowe). Na rys. 1 przedstawiono połączenia jakie należy wykonać w kablach dla wszystkich trzech kombinacji wtyków.
Pierwsza część rysunku przedstawia połączenia sygnałów dla dwóch wtyków 25-stykowych, środkowa część - dla kabla z jednym wtykiem DB-25 i drugim DB-9, a ostatnia - dla dwóch wtyków 9-stykowych. Sygnały DCD i DSR są połączone zworkami na złączach, a sygnał Rl jest zbędny. Ekran kabla należy przylutować z obydwu stron do metalowych obudów wtyków.
W wielu przypadkach (np. do kopiowania plików przy użyciu programu Norton Commander), wystarczy wykonanie uproszczonego rozwiązania, w postaci kabla 3-żyłowego. Przykładowe połączenia sygnałów w takim kablu dla wszystkich trzech zestawień wtyków przedstawiono na rys. 2.
W obydwu wtykach wykonuje się wewnętrzne połączenia sygnałów sterujących transmisją i przez kabel przesyłane są tylko sygnały danych. Ponadto kabel nie musi być ekranowany, wystarczające są zwykłe trzy przewody skręcone razem. W tym przypadku każdy z komputerów sam steruje własną transmisją i nie ma możliwości sprzętowego wstrzymania jej przez drugi komputer.
24
Praktyczny Elektronik 8/1994
22�--------------22 Rl 22------------
Rys. 1 Schematy połączeń sygnałów dla kabli 7-żyłowych typu modem zerowy
20 �-
-�20 DTR 20�
Rys. 2 Schematy połączeń sygnałów dla kabli 3-żyłowych typu modem zerowy
Po wykonaniu jednego z opisanych kabli i podłączeniu go do odpowiednich portów obydwu komputerów (w tym momencie komputery powinny być wyłączone!), możemy zainicjować transmisję. Najprostszą sytuację mamy, jeżeli dysponujemy wersją 4 programu Norton Commander, zainstalowaną w obydwu komputerach (lub wersją 3 dla połączenia tylko przez porty szeregowe). Po uruchomieniu tego programu w obydwu komputerach, wywołujemy " PulIDn Menu" (funkcja F9), a następnie wybieramy jako zawartość jednego z okien opcję link. W tym momencie musimy poinformować każdy z komputerów z jakiego portu będziemy korzystać oraz który komputer będzie pełnił rolę MASTER (komputer z którego będziemy wykonywać dalsze operacje), a który SLAVE (tylko udostępnia swój dysk i pozostaje zajęty przez cały czas trwania połączenia). Po wybraniu polecenia Link na komputerze MASTER przechodzi on do stanu oczekiwania na połączenie, do czasu wykonania polecenia Link na komputerze SLAVE. Jeżeli połączenie jest prawidłowe, to w jednym z okienek na ekranie komputera MASTER pojawi się zawartość dysku komputera SLAVE, podczas gdy ten będzie wyświetlał informacje o stanie transmisji.
W przypadku informacji o błędzie należy sprawdzić, czy zostały wybrane odpowiednie porty i czy kabel jest połączony prawidłowo. Jeżeli mimo to nie udaje się uzyskać poprawnego połączenia, a port nie był wcześniej wykorzystywany przez inne urządzenie (np. mysz lub drukarkę) należy upewnić się czy nie ma konfliktu przerwań i czy port nie jest uszkodzony.
Ważne jest, aby łączone komputery zasilane były z tej samej fazy sieci energetycznej. Połączenie przy użyciu programu Norton Commander pozwala na łatwe kopiowanie plików pomiędzy komputerami, ale nie umożliwia wykonywania programów z drugiego komputera.
System operacyjny MS-DOS 6.2 również został wyposażony w narzędzia umożliwiające połączenie komputerów, przy czym pierwszy z komputerów, wybrany jako SERVER pozostaje zajęty i udostępnia wszystkie swoje dyski (również floppy) oraz drukarki drugiemu z komputerów, oznaczonemu jako CLIENT. Możliwe jest zarówno kopiowanie plików pomiędzy dowolnymi dyskami jak i wykonywanie programów pobieranych z jednego z dysków SERVER-a, a także drukowanie na drukarce dołączonej do SERVER-a. Wszystko to można uzyskać dzięki poleceniom systemowym INTERLNK i INTER-SVR. Szczegółowy opis tych poleceń można znaleźć w licznych książkach opisujących system operacyjny MS-DOS 6.2 i powtarzanie go wydaje się niecelowe. Należy tu jedynie zwrócić uwagę, że dla poprawnego wykonania tych poleceń, w pliku CONFIG.SYS komputera pracującego jako klient należy umieścić linię:
DEVICE=C:\DOS\INTERLNK.EXE
(przy założeniu, że zbiory systemowe znajdują się w katalogu DOS na dysku C:).
Komputer, z którym ma nastąpić połączenie nie musi mieć zainstalowanego systemu MS-DOS 6.2 (wystarczy MS-DOS 3.0 lub nowszy), jednak w tym przypadku połączenie musi być wykonane kablem 7-żyłowym przez port C0M1 lub COM2. Po wywołaniu polecenia:
INTERSVR /RCOPY
należy wybrać port (COM1 lub C0M2) komputera, do którego będzie odbywała się transmisja i następnie dokładnie wykonać wyświetlone na ekranie polecenia, ustawiające parametry transmisji. Po wykonaniu tych poleceń do bieżącego katalogu drugiego komputera zostaną przesłane pliki niezbędne do nawiązania pełnego połączenia. Podobną operację "klonowania" umożliwia również wersja 4.0 programu Norton Commander.
Na zakończenie porównamy wszystkie sposoby przeprowadzenia połączeń. W poniższej tabeli przedstawiono przybliżone czasy potrzebne na przekopiowanie plików różnej wielkości przy wykorzystaniu programu Norton Commander v.4.0.
Praktyczny Elektronik 8/1994
25
kabel plik:
lOOkB 300kB 1MB katalog ok.lMB
RS-232C kabel 7-żyłowy kabel 3-żyłowy CENTRONICS lOs lOs 3s 30s 30s 7s 95s lOOs 23s 105s 105s 29s
Powyższe czasy należy traktować jako orientacyjne i mogą one być różne w zależności od konfiguracji łączonych komputerów.
Z przedstawionej tabeli wynika, że najszybszą transmisję uzyskamy przy połączeniu przez porty równoległe, jednak odległość połączenia nie może być zbyt duża. Ponadto nie zawsze mamy do dyspozycji w komputerze dwa porty równoległe i zrealizowanie takigo połączenia
wymaga wówczas każdorazowego odłączania drukarki CENTRONICS. Połączenie takie może być polecane np. do przenoszenia plików pomiędzy komputerem przenośnym typu notebook, a komputerem stacjonarnym.
Do połączenia dwóch komputerów "na stałe" można polecić kabel 7-żyłowy, dołączony do wolnych portów szeregowych. Rozwiązanie takie daje nam możliwość wykorzystywania drukarek i np. myszy przez obydwa komputery i nawiązywania transmisji pomiędzy nimi w dowolnym momencie bez konieczności przełączania kabli. W przypadku zastosowania kabla 3-żyłowego musimy liczyć się z pewnymi ograniczeniami przy wykorzystaniu programów do transmisji, ale często rozwiązanie to jest zupełnie wystarczające.
O W. T.
Zasady prenumeraty
Prenumeratę przyjmujemy począwszy od dziewiątego numeru za rok 1994 - po otrzymaniu przez Wydawnictwo ARTKELE kuponu wpłaty. Aby mieć gwarancję, że prenumerata rozpocznie się od dziewiątego numeru prosimy dokonać wpłaty odpowiednio wcześniej, tak aby wypełniony kupon dotarł do Wydawnictwa w terminie do 15 września 1994.
Wypełniając kupon należy wpisać:
- kwotę (cyframi i słownie) równą wartości zamawianych numerów czasopisma.
- imię i nazwisko oraz adres (koniecznie z kodem pocztowym) prenumeratora. Prosimy o czytelne wypełnienie kuponu, gdyż pozwoli to uniknąć pomyłek.
- odcinek przekazu " Pokwitowanie dla wpłacającego" prosimy zachować.
- zaprenumerowane egzemplarze czasopisma będą wysyłane na adres wskazany przez zamawiającego na odcinku przekazu "Odcinek dla posiadacza rachunku" w rubryce "Adres wysyłki".
- Wydawnictwo ARTKELE nie ponosi odpowiedzialności za problemy wynikłe z błędnego wypełnienia przekazu.
Cena dla prenumeratorów wynosi 16.000 zł wraz z kosztami wysyłki za jeden egzemplarz pisma Praktyczny Elektronik do końca 1994 roku.
Pokwitowanie dla wptacajqcego
Odcinek dla posiadacza rachunku
Odcinek dla banku
zł..
słownie..
słownie..
słownie..
wpłacajgcy..
wpłacajgcy..
wpłacający..
dokładny adres
na rachunek:
ARTKELE
uł. Prosta 11, Zielona Góra
Komunalny Bank Spółdzielczy
w Zielonej Górze 997283-102847-2541
dokładny adres
na rachunek:
ARTKELE
ul. Prosta U, Zielona Góra
Komunalny Bank Spółdzielczy
w Zielonej Górze 997283-102847-2541
dokładny adres
na rachunek:
ARTKELE
ul. Prosta 11, Zielona Góra
Komunalny Bank Spółdzielczy
w Zielonej Górze 997283-102847-2541
Opłata
zł..
Opłata
zł..
Opłata
zł..
datownik podpis przyjm.
datownik podpis przyjm.
datownik podpis przyjm.
26
Praktyczny Elektronik 8/1994
Wykaz płytek drukowanych
Płytki drukowane można zamawiać w redakcji miesięcznika, lub zakupić w niektórych sklepach elektronicznych. Zamówienia na płytki prosimy wysyłać na kartkach pocztowych na adres redakcji. Wzór zamówienia podano w numerze 6/94 PE. Płytki zostaną wysłane za zaliczeniem pocztowym. Prosimy także nie wpłacać pieniędzy na konto wydawnictwa, gdyż opłatę za zamówiony towar uiszcza się u listonosza lub na poczcie bezpośrednio przy odbiorze. Do ceny zamówionych płytek doliczany jest koszt wysyłki, na który składają się opłaty pocztowe i koszty obsługi wysyłek. Wysokość kosztów wysyłki zależy od sumarycznej wartości zamówionych płytek i jest podana na stronie trzeciej w stopce redakcyjnej.
Przy większym asortymencie zamawianych płytek może zdarzyć się, że nie będziemy w stanie dotrzymać terminu dostawy. Wypadki takie są jednak sporadyczne tym niemniej przepraszamy Czytelników, którzy musieli czekać dłużej.
Ceny płytek obowiązują od 10.08.94.
Wykaz cenowy płytek drukowanych
A. B. C. D. E. F. G.
Generator PAL (kpi. 2 płytki) Wzmacniacz 2xTDA 2030 Wzmacniacz 2xTDA 2003 Wzmacniacz lxTDA 2030 Wzmacniacz lxTDA 2003 Zamek szyfrowy Generator z mostkiem Wiena
PE 1/92 54.000 zł
PE 1/92 6.000 zł
PE 1/92 6.000 zł
PE 1/92 6.000 zł
PE 1/92 6.000 zł
PE 1/92 22.000 zł
PE 1/92 6.000 zł
H. Pływające światła
I. Korektor graficzny mono (kpi. 2 płytki)
J. Generator funkcyjny
K. Zasilacz stabilizowany
001 Analizator widma (kpi. 2 płytki)
002 Transkoder SECAM-PAL
003 Miernik fazy (regulacja skosu)
004 Alarm samochodowy (kpi. 2 płytki)
005 Detektor zera
006 Automatyczny przeł. sygn. video
007 A 277D
008 A 277D
009 Stroboskop samochodowy
010 Woltomierz na C 520D wersja LCD
011 Woltomierz na C 52OD wersja LED
012 Wyświetlacz LED CQZP 12
013 Wyświetlacz LED CQV 31
014 Wyświetlacz LCD CN 4134R
015 Wyświetlacz LED CQZL 16
016 Regulacja prądu podkładu
017 Gwiazda betlejemska CD 4015
018 Gwiazda betlejemska CD 4017
019 Gwiazda betlejemska listki(5 szt.)
020 Wzmacniacz słuchawkowy
021 Korektor-sterowanie potencjometrów
022 Korektor-potencjometr elektroniczny
023 Korektor wyświetlanie nastaw
024 Zegar MC 1204
025 Fonia czterocewkowa
PE 1/92 7.000 zł
PE 2/92 47.000 zł
PE 2/92 18.000 zł
PE 2/92 9.000 zł
PE 3/92 39.000 zł
PE 3/92 19.000 zł
PE 3/92 8.000 zł
PE 4/92 30.000 zł
PE 3/92 6.000 zł
PE 3/92 20.000 zł
PE 3/92 7.000 zł
PE 3/92 11.000 zł
PE 5/92 6.000 zł
PE 4/92 14.000 zł
PE 4/92 8.000 zł
PE 4/92 6.000 zł
PE 4/92 6.000 zł
PE 4/92 6.000 zł
PE 4/92 6.000 zł
PE 4/92 7.000 zł
PE 4/92 12.000 zł
PE 4/92 12.000 zł
PE 4/92 7.000 zł
PE 5/92 18.000 zł
PE 4/92 12.000 zł
PE 4/92 9.000 zł
PE 5/92 30.000 zł
PE 5/92 23.000 zł
PE 1/93 6.000 zł
Zamawiam pranumeratę: �Praktyczny Elektronik Zamawiam pranumeratę: �Praktyczny Elektronik Zamawiam pranumeratę: �Praktyczny Elektronik*
wybrany okres prenumeraty zaznaczyć krzyżykiem wybrany okres prenumeraty zaznaczyć krzyżykiem wybrany okres prenumeraty zaznaczyć krzyżykiem
IV kwartał 1994r. 48.000,- IV kwartał 1994r. 48.000,- IV kwarta 1994r. 48.000,- ł
Cena 1 egzemplarza wraz z kosztami wysyłki - 16.000.-zł Cena 1 egzemplarza wraz z kosztami wysyłki - 16.000,-zł Cena 1 egzemplarza wraz z kosztami wysyłki - 16.000,-zł
ADRES WYSYŁKI: ADRES WYSYŁKI: ADRES WYSYŁKI:
nazwisko (lub firma) nazwisko (lub firma) nazwisko (lub firma)
ulica/numer domu ulica/numer domu ulica/numer domu
- - -
kod pocztowy kod pocztowy kod pocztowy
miejscowość miejscowość m ejscowość
kupon ważny do 15.09.1994r. kupon ważny do 15.09.1994r. kupon ważny do 15,09.1994r.
Praktyczny Elektronik 8/1994
27
026 Fonia dwucewkowa PE 1/93 6.000 zł
027 Generator 1 MHz PE 1/93 6.000 zł
028 Pozytywka do zegara MC 1204 PE 5/92 6.000 zł
029 Wyświetlacz do zegara MC 1204 PE 5/92 13.000 zł
030 Termometr z termoregulatorem PE 5/92 23.000 zł
031 Termometr PE 5/92 8.000 zł
032 Generator PAL rozbudowa PE 5/92 38.000 zł
033 Sygnalizator akustyczny PE 1/93 6.000 zł
034 Analizator - pole odczytowe PE 1/93 33.000 zł
035 Uniwersalny zasilacz PE 1/93 10.000 zł
036 Betametr PE 1/93 35.000 zł
037 Dekoder PAL TC 500D/E PE 3/93 15.000 zł
038 Dekoder PAL R202/A PE 3/93 19.000 zł
039 Skala UKF PE 2/93 6.000 zł
040 Zegar MC 1206 PE 2/92 24.000 zł
041 Zegar MC 1206 - wyświetlacz PE 2/93 11.000 zł
042 Zegar MC 1206 - wzmacniacze PE 2/93 6.000 zł
043 Zegar MC 1206 układ ciągłego wyśw. PE 2/93 24.000 zł
044 Betametr - układ parowania PE 2/93 14.000 zł
045 Miliwoltomierz ICL 7107 PE 2/93 8.000 zł
046 Miliwoltomierz ICL 7107 wyświetlacz PE 2/93 8.000 zł
047 Wyłącznik zmierzchowy PE 3/93 6.000 zł
048 Zegar MC 1206 sekundy cyfrowe PE 3/93 12.000 zł
049 Zegar MC 1206 - sekundy analogowe PE 3/93 60.000 zł
050 Druk uniwersalny PE 4/93 27.000 zł
051 Mówiący dzwonek PE 3/93 30.000 zł
052 Sygnalizator napięcia akumulatora PE 3/93 7.000 zł
053 Kwarcowy generator 50 Hz PE 4/93 6.000 zł
054 Wzmacniacz antenowy UKF PE 4/93 7.000 zł
055 Zasilacz do wzmacniacza antenowego PE 4/93 6.000 zł
056 Wzmacniacz mocy 40 W PE 4/93 11.000 zł
057 Zasilacz wzm. z reg. barwy dźwięku PE 5/93 15.000 zł
058 Wzmacniacz z regulacją barwy dźwięku PE 5/93 38.000 zł
059 Minutnik PE 4/93 6.000 zł
060 Druk uniwersalny PE 4/93 27.000 zł
061 Miernik wysterowania PE 4/93 8.000 zł
062 Przedwzmacniacz gramofonowy RIAA PE 4/93 11.000 zł
063 Pływające światła II PE 6/93 8.000 zł
064 Tranzystorowy korektor graf. - we/wy PE 6/93 7.000 zł
065 Tranzystorowy korektor graf. - filtry PE 6/93 30.000 zł
066 Układ opóźnionego załączania kolumn PE 6/93 7.000 zł
067 Dekoder kodu BCD z wyświetlaczem PE 7/93 10.000 zł
068 Klucz elektronowy - klawiatura PE 5/93 17.000 zł
069 Klucz elektronowy PE 5/93 29.000 zł
070 Korektor graf. pamięć charakteryst. PE 7/93 59.000 zł
071 Fonia do odbioru programu POLONIA PE 5/93 8.000 zł
072 Pływające światła generator PE 6/93 6.000 zł
073 Generator sygnałowy 65,5-7-74 MHz Pe 5/93 20.000 zł
074 Sonda logiczna CMOS-TTL PE 6/93 12.000 zł
075 Sonda CMOS-TTL z wyśw. cyfr. PE 6/93 14.000 zł
076 Sonda generator 1 kHz PE 7/93 12.000 zł
077 Sonda - woltomierz PE 7/93 29.000 zł
078 Fonia stereo do odbioru Astry PE 6/93 14.000 zł
079 Automatyczny włącznik tunera TV-SAT PE 10/93 6.000 zł
080 Elektroniczna konewka PE 7/93 17.000 zł
081 Dyskotekowe urządzenie iluminofon. PE 7/93 50.000 zł
082 Wzmacniacz odczytu do magnetofonu PE 8/83 17.500 zł
083 Komarołapka PE 8/93 7.500 zł
084 Tester tranzystorów PE 8/93 12.500 zł
085 Odbiornik stereo UKF
086 Bariera optoelektroniczna
087 Regulator świateł dziennych
088 Częstościomierz - generator
089 Częstościomierz - licznik
090 Częstościomierz - wyświetlacz
091 Częstościomierz sterowanie
092 Częstościomierz - układ wejściowy
093 Częstościomierz - układ wejściowy
094 Częstościomierz preskaler 150 MHz
095 Radiotelefon na pasmo 27 MHz
096 Mówiący układ ISD 1020A
097 Pozytywka
098 Przetwornik U/f
099 Przetwornik f/U
100 Miernik wysterowania z pamięcią
101 Regulator obrotów silnika
102 Korektor sygnału video
103 Kompresor dynamiki do CB radio
104 Zasilacz 13,8/9 V
105 Wzm. mocy do radiotelefonu 27 MHz
106 Wzmacniacz mocy TDA 2822
107 Zasilacz laboratoryjny 3-30 V/5 A
108 Wzmacniacz mocy 150 W
109 Układ logarytmujący
110 Termometr -50 +100�C
111 Automat Losujący
112 Automatyczny wyłącznik szyby tylnej
114 Prosty tester tranzystorów
113 Stół mikserski - wzmacniacz kanałowy
115 Wzmacniacz mocy - zabezpieczenie
116 Blokada tarczy telefonicznej
117 Częstościomierz - wyświetlacz WA
118 Częstościomierz - wzm. segmentów
119 Termometr - automatyka
120 Termometr - zasilanie bateryjne
121 Ośmiokanałowa przystawka do oscylosk.
122 Konwerter UKF/FM + Dł/Śr
123 Konwerter UKF/FM
124 Dekoder Pal do OTVC Rubin 714
125 Przystawka wobulacyjna
126 Echo do CB radio
127 Bootselektor do Amigi
128 Automatyczny wył. oświetlenia sam.
129 Tranzystorowy konwerter UKF FM
130 Spowalniacz do Amigi
131 Stół mikserski wzmacniacz sumy
132 Generator znaczników
133 "Przedłużacz" do pilota
134 Stół mikserski zasilacz
135 Zdalne ster. pilot
136 Zdalne ster. - wzmacniacz wstępny
137 Zdalne ster. odbiornik
138 Przedwzm. Hi-Fi - układy analogowe
139 Zegar LM 8560
140 Zdalne ster. - dekoder rozk. analog.
141 Zdalne ster. - sterowanie potencj.
142 Zewnętrzna stacja dysków do Amigi
143 Licznik do magnetofonu
PE 10/93 10.700 zł
PE 8/93 19.100 zł
PE 9/93 6.000 zł
PE 9/93 19.800 zł
PE 9/93 21.200 zł
PE 9/93 21.200 zł
PE 10/93 17.400 zł
PE 11/93 19.900 zł
PE 11/93 13.500 zł
PE 12/93 6.000 zł
PE 9/93 12.000 zł
PE 9/93 12.900 zł
PE 9/93 6.800 zł
PE 10/93 7.700 zł
PE 10/93 21.500 zł
PE 11/93 29.400 zł
PE 10/93 10.600 zł
PE 12/93 12.000 zł
PE 11/93 6.000 zł
PE 11/93 7.700 zł
PE 11/93 5.900 zł
PE 11/93 5.800 zł
PE 12/93 45.800 zł
PE 12/93 38.700 zł
PE 12/93 11.100 zł
PE 1/94 16.500 zł
PE 1/94 32.200 zł
PE 12/93 5.000 zł
PE 1/94 6.000 zł
PE 3/94 17.000 zł
PE 1/94 13.800 zł
PE 2/94 14.100 zł
PE 1/94 6.000 zł
PE 1/94 6.600 zł
PE 2/94 6.000 zł
PE 2/94 6.000 zł
PE 2/94 39.600 zł
PE 2/94 6.400 zł
PE 2/94 6.000 zł
PE 3/94 27.100 zł
PE 3/94 12.100 zł
PE 3/94 11.400 zł
PE 3/94 6.000 zł
PE 4/94 6.000 zł
PE 4/94 12.900 zł
PE 4/94 7.100 zł
PE 4/94 12.400 zł
PE 4/94 8.100 zł
PE 4/94 6.000 zł
PE 5/94 7.100 zł
PE 5/94 27.500 zł
PE 5/94 6.000 zł
PE 5/94 26.500 zł
PE 5/94 33.400 zł
PE 5/94 15.100 zł
PE 7/94 38.000 zł
PE 6/94 7.800 zł
PE 6/94 12.800 zł
PE 6/94 22.600 zł
28
Praktyczny Elektronik 8/1994
144 Aktywna sonda do oscyloskopu
145 Układ do przegr. taśm magnetowid.
146 Przedwzm. Hi-Fi - mikroprocesor
147 Przedwzm. Hi-Fi - wyświetlacz
148 Ładowarka do akumulatorów
149 Sampler do Amigi
150 Oscyloskop - zasilacz
PE 6/94 6.000 zł
PE 6/94 14.900 zł
PE 7/94 42.000 zł
PE 7/94 15.000 zł
PE 7/94 17.000 zł
PE 7/94 10.000 zł
PE 7/94 33.700 zł
151 Oscyloskop - generator i synchro.
152 Oscyloskop - wzmacniacz X i Z
155 Dolby B/C - reduktor szumów
156 Dolby B/C - układ przełącznia
157 Zdalne ster. - potencjometry elektr.
158 Wzmacniacz 100 W
159 Przetwornica do świetlówki
PE 8/94 33.700 zł
PE 8/94 27.000 zł
PE 8/94 14.200 zł
PE 8/94 6.000 zł
PE 8/94 20.700 zł
PE 8/94 74.400 zł
PE 8/94 9.500 zł
Przetwornica do zasilania świetlówki
W artykule opisano prosty układ przetwornicy przeciwsobnej dostarczającej napięcia 250-^350 V. Przetwornica zasilana jest napięciem stałym 12 V z akumulatora samochodowego. Zastosowania tego układu są szerokie, gdyż na jego podstawie można zbudować przetwornice małej mocy o różnych napięciach wyjściowych.
Zaletą przetwornic przeciwsobnych jest mała rezystancja wyjściowa, oraz możliwość pracy w szerokim zakresie zmian mocy pobieranej przez obciążenie. Przetwornice tego typu buduje się na zakres mocy począwszy od pojedynczych watów do kilkuset watów. Przetwornice przeciwsobne należą do grupy przetwornic jed-notaktowych, w których przekazywanie energii do obciążenia odbywa się bezpośrednio tzn. bez gromadzenia jej w rdzeniu jak to ma miejsce w przetwornicach dwutaktowych. Mogą one pracować w układach sa-mowzbudnych (z reguły tam gdzie nie jest wymagana duża stabilność częstotliwości wyjściowej), lub obcow-zbudnych. Ze względu na wykorzystanie transformatora przetwornice przeciwsobne można podzielić na układy z transformatorem nasyconym, albo nienasyconym. Na rysunku 1 zamieszczono schemat poglądowy ilustrujący zasadę działania przetwornicy przeciwsobnej, wraz z przebiegami prądów i napięć.
Zasada działania przetwornicy przeciwsobnej polega na okresowym, naprzemiennym przykładaniu napięcia wejściowego do uzwojenia pierwotnego transformatora TR. Włączania napięcia dokonuje się przy pomocy sprzężonych przełączników Sl i S2. Zwarcie włącznika S2 powoduje doprowadzenie napięcia stałego do uzwojenia L2 transformatora. W wyniku tego przez uzwojenie zaczyna płynąć prąd len proporcjonalny do wartości obciążenia R|_. Przepływ prądu przez uzwojenie pierwotne wywołuje powstanie strumienia magnetycznego w rdzeniu transformatora i wyindukowanie się napięcia w uzwojeniu wtórnym r^. Napięcie wyjściowe Uq jest proporcjonalne do napięcia wejściowego i przekładni transformatora. Na rysunku linią przerywaną zaznaczono przepływ prądu w przetwornicy idealnej przy braku obciążenia. W tym przypadku wartość średnia prądu pobierana przez układ jest równa zeru. Po chwili włącznik S2 zostaje otwarty, a włącznik Sl zamknięty. Przepływ prądu Igj powoduje zmianę kierunku strumienia magnetycznego w rdzeniu (na skutek przeciw-
nego kierunku nawinięcia tego uzwojenia), co pociąga za sobą zmianę kierunku napięcia wyjściowego.
s,
iS2

+ '' . i I UL1 1 Li -< -< n, -<
Ui 1 1 Ulz n1 ~< �-2 H r
o "S2.
"LI Ui- "L2 ----- Ui
-Ui to tl t3 t to t2

2Ui
2Ui
t2 t3 t t0 t, t2 tj t
'121
to
S1 Ui. r' ^-'
t, t3
to t2 t
Sjlon) =i C�n)
Uo 0
+Up
tl t2 t
up Uopp =Uins/n,
Rys. 1 Schemat poglądowy przetwornicy przeciwsobnej
Praktyczny Elektronik 8/1994
29
Można więc powiedzieć, że przetwornica przeciw-sobna dokonuje transformacji napięcia wejściowego tak jak zwykły transformator sieciowy. Zmienne napięcie na wejściu tego transformatora uzyskuje się dzięki naprzemiennemu przykładaniu napięcia do dwóch połówek uzwojenia pierwotnego.
Opis układu
W praktycznych rozwiązanich przetwornic przeciw-sobnych jako włączniki S^ i S2 stosuje się tranzystory lub tyrystory. Na rysunku drugim zamieszczono schemat przetwornicy samowzbudnej z transformatorem nasyconym pracującej w układzie Royera. W stosunku do układu z rysi dodano dodatkowe uzwojenia A-B i B-C, włączone w obwody baz tranzystorów Tl i T2. Dodatkowo w układzie umieszczono dzielnik napięcia R2, Pl mający na celu wstępne spolaryzowanie tranzystorów i umożliwienie wzbudzenia się układu.
Po włączeniu napięcia zasilania przez obydwa tranzystory zaczyna płynąć niewielki prąd spowodowany wstępną polaryzacją baz tych tranzystorów. Prądy płynące przez tranzystory przepływają przez uzwojenia pierwotne E-D i E-F transformatora. Wywołują one w obwodzie magnetycznym powstanie przeciwnie skierowanych strumieni magnetycznych. Przy całkowitej identyczności parametrów tranzystorów, uzwojeń pierwotnych sumaryczny strumień magnetyczny w rdzeniu transformatora byłby równy zeru. Symetria taka nigdy się nie zdarza, dlatego też na skutek niesymetrii strumień magnetyczny wywołany przepływem prądu przez jeden z tranzystorów wytworzy wypadkowy strumień magnetyczny w rdzeniu. Spowoduje to wyindukowanie się napięcia we wszystkich uzwojeniach transformatora. Załóżmy, że w naszym układzie przeważył prąd tranzystora Tl.
T1-T2 BDP285 (D1-5-D2 BA159)
o-
+ 12V
GND(
Cl
R1 470S2
TRI
220MfT /"IOV_L_L X
Rys. 2 Schemat ideowy przetwornicy
Uzwojenia "bazowe" A-B i B-C, są włączone w taki sposób, że jedno z nich powoduje zwiększanie prądu w
obwodzie bazy tranzystora Tl, a drugie w tym samym czsie blokuje tranzystor T2. Efektem tego tranzystor Tl zostaje nasycony, a T2 zatkany. W czsie otwarcia tranzystora Tl prąd płynący przez jego kolektor wzrasta liniowo powodując także liniowy wzrost strumienia magnetycznego i co za tym idzie dalsze utrzymanie prądu bazy. Sytuacja taka trwa, aż do chwili kiedy rdzeń zostanie transformatora zostanie nasycony. W tym momencie impedancja obwodu kolektora gwałtownie spada, powodując gwałtowny wzrost prądu kolektora Tl. Na skutek nasycenia rdzenia wzrost prądu kolektora nie powoduje wzrostu prądu bazy Tl i tranzystor ten zaczyna wychodzić z nasycenia. W momencie wyjścia z nasycenia tranzystora Tl napięcie indukowane w uzwojeniach transformatora równa się zero, powodując dalsze zmniejszanie prądu kolektora. W efekcie tego strumień magnetyczny indukowany w rdzeniu zmienia swój kierunek, pociągając za tym zmianę kierunku indukowanych w uzwojeniach napięć. Prowadzi to do zablokowania tranzystora Tl i otwarcia tranzystora T2. Dalej cały cykl powtarza się.
Jak już wcześniej powiedziano w układzie niezbędna jest niewielka asymetria niezbędna do wzbudzenia drgań. Wywołuje ona jednak niekorzystne polaryzowanie transformatora składową stałą, dlatego też transformator powinien posiadać niewielką szczelinę w obwodzie magnetycznym (stosuje się zwykle rdzeń ze szczeliną).
Pociąga to zasobą spadek indukcyjności uzwojenia pierwotnego, szczególnie w przypadku przetwornic zwiększających napięcie wejściowe, i wzrost częstotliwości pracy, a także pogorszenie sprawności. W opisanej przetwornicy zastosowano dodatkowy kondensator C2 tworzący z uzwojeniem pierwotnym D-F obwód rezonansowy, obniżający częstotliwość pracy. W takim układzie przebiegi napięcia mają kształt sinusoidalny, a nie prostokątny.
Dodatkowe kondensatory C3 i C4 ograniczają możliwości powstawania pasożytniczych wzbudzeń na wysokich częstotliwościach.
Do uzwojenia wtórnego podłączono świetlówkę o mocy 8 W. Po włączeniu zasilania napięcie wyjściowe wynosi ok. 700 Vpp i powoduje zapłon świetlówki. Po zapłonie wzrasta obciążenie przetwornicy i napięcie wyjściowe spada do ok. 250-^350 V. Częstotliwość pracy wynosi ok. 30 kHz, gwarantując tym samym pewny zapłon i stabilne świecenie świetlówki. Prąd pobierany przez układ wącha się w granicach 0,8 do 1 A, ze źródła o napięciu 12 V. Sprawność układu wynosi ok. 60%.
Montaż i uruchomienie
Transformator przetwornicy nawinięto na rdzeniu kubkowym wykonanym z ferrytu F 1001 o wymiarach 24x16 i stałej rdzenia A|_ = 160nH/zw . Zamiast podanego rdzenia można zastosować rdzeń wykonany z ferrytu F2001 o innej stałej rdzenia. Nie można stosować rdzeni mniejszych od podanego, gdyż nie zagwarantują one wystarczającej mocy wyjściowej. Stosowany
30
Praktyczny Elektronik 8/1994
rdzeń powinien posiadać szczelinę, którą można poznać patrząc pod światło na kolumnę środkową złożonych ze sobą dwóch połówek. Oprócz tego rdzenie ze szczeliną mają stałą A|_ z reguły mniejszą od 1000 nH/zw .
Y X
U!
VI
-4=
TTh
IZOLACJA- ESTROFOL* 0.1 EF BC
POŁĄCZYĆ: B i B* E i E*
Rys. 3 Sposób wykonania cewki przetwornicy
Na rysunku 3 pokazano sposób nawinięcia uzwojeń transformatora. W pierwszej kolejności nawija się uzwojenie wtórne (X-Y) 280 zwojów drutem o średnicy ($0,1 mm. Początek i koniec uzwojenia powinien być wykonany z linki 7x0,12 lub podobnej umieszczonej w izolacji, którą lutuje się do przewodu nawojowego. Nawijanie uzwojenia zaczyna się linką, którą można przy-kleić do karkasu kawałkiem taśmy klejącej. Każdą warstwę należy izolować przy pomocy folii estrofol (2-r3 zwoje folii). Całe uzwojenie izoluje się dodatkowo 7 warstwami folii. Stosowanie przekładek z folii pomiędzy poszczególnymi warstwami uzwojenia wyeliminuje możliwość powstania przebić.
Uzwojenie kolektorowe D-E i E-F wykonuje się przez bifilarne nawinięcie (jednocześnie dwoma drutami) 10 zwojów drutem o średnicy (f> 0,8-ż-l mm. Podobnie wykonuje się uzwojenie bazowe A-B, B-C drutem 0 0,3-=-0,3 mm nawijając 2 zwoje. Wyprowadzenia uzwojenia wtórnego powinno zostać umieszczone po przeciwnej stronie karkasu niż uzwojenia pierwotne, kierunki nawinięcia uzwojeń kolektorowych i bazowych muszą być jednakowe (nie dotyczy to uzwojenia wtórnego).
Nawinięty karkas umieszcza się w rdzeniu ferrytowym, uważając, aby nie "przyciąć" przewodów, ani nie ukruszyć rdzenia. Transformator można przykręcić do płytki śrubą M3 wykonaną z mosiądzu. Pod główkę śruby wskazane jest włożenie podkładki wykonanej z linoleum, lub innego tworzywa plastycznego o grubości ok. 1 mm. Rdzeń należy "ściągnąć" dość mocno, ale z "czuciem", gdyż ferryt jest kruchy, a szczelina umieszczona na środkowej kolumnie rdzenia może spowodować pęknięcie rdzenia (przy rdzeniach kubkowych bez szczeliny ryzyko pęknięcia jest mniejsze).
Początki uzwojeń bazowych A-B i B-C oznaczono jako A* i B*, a końce jako B i C i wyprowadzono na górze i dole karkasu. Następnie połączono ze sobą końce
B i B*, tworząc w ten sposób odczep wyprowadzony po środku uzwojenia. Podobnie postępuje się w przypadku uzwojeń kolektorowych. Kolejność wyprowadzeń jest bardzo istotna i nie wolno tu popełnić pomyłki, gdyż układ nie będzie pracował.
Rys. 4 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
Tranzystory Tl i T2 umieszczono na radiatorze o powierzchni ok. 100 cm . Kolektory tranzystorów muszą zostać odizolowane od radiatora przekładką (kawałkiem miki).
Po włączeniu zasilania należy sprawdzić oscyloskopem kształt przebiegu sinusoidalnego na kolektorach tranzystorów Tl i T2. Amplituda przebiegu powinna mieć wartość zbliżoną do napięcia zasilania układu, a częstotliwość powinna zawierać się w granicach 25-^35 kHz. Jeżeli kształt różni się od sinusa można skorygować go ustawieniem potencjometru Pl. Częstotliwość ustawia się zmieniając wartość kondensatora C2.
Jeżeli mimo to układ nie będzie pracował poprawnie można jeszcze wlutować kondensator C5* o eksperymentalnie dobranej pojemności z przedziału 10-^220 nF MKSE-018-02.
W oparciu o płytkę drukowaną można wykonywać inne przetwornice przeciwsobne, publikowane w literaturze elektronicznej. Dlatego też na płytce przewidziano
Praktyczny Elektronik 8/1994
31
miejsce na diody Dl i D2 zabezpieczające tranzystory Tl i T2 przed przepięciami, które w opisanym układzie nie są wykorzystywane (na schemacie ideowym zaznaczono je linią przerywaną).
Wykaz elementów
Tl, T2 - BDP 285 (BDP 395)
Rl - 470 fi/0,25 W
R2, R3 -100 fi/0,125 W
Pl - 470 fi TVP 1232
C3, C4 - 1 nF KFP
C2 - 220 nF/100 V MKSE-018-02
Cl - 200 jiF/16 V 04/U
C5* - 10-=-220 nF MKSE-018-02
patrz opis w tekście TRI - patrz opis w tekście
płytka drukowana numer 159
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 9.500 zł + koszty wysyłki.
O mgr inż. Maciej Bartkowiak
Dokończenie tekstu ze strony 2.
Licznik 4029 można w posty sposób wykorzystać do budowy przetwornika CA. Na rysunku 5 przedstawiono przykładowe zastosowanie licznika do wytwarzania przebiegu trójkątnego. Kolejne impulsy zegarowe doprowadzone do wejścia układu powodują zwiększanie zawartości licznika i skokowy wzrost napięcia wyjściowego. Po zapełnieniu się licznika wyjście CARRY OUTPUT zmienia swój stan na niski i synchronicznie w stosunku do zegara powoduje pojawienie się dodatniej szpilki na wyjściu bramki NOR, zmieniając stan wyjścia Q przerzutnika D na przeciwny. Pociąga to za sobą zmianę kierunku zliczania. Podobna sytuacja ma miejsce w momencie osiągnięcia przez licznik stanu zerowego. Wejście PE licznika i wejścia R lub S przerzutnika można wykorzystać do zadawania warunków początkowych po włączeniu zasilania. Na rysunku 5 nie zachowano proporcji pomiędzy amplitudami sygnałów cyfrowych i sygnału trójkątnego pojawiającego się na wyjściu układu. Amplituda sygnału trójkątnego zawiera się pomiędzy masą, a 15/24 napięcia zasilania.
o)
UP/DOWN ; PRESET ; ENABLE
CLOCK > BINARY/; DECADE
U/PPE J1 J2 J3 J4
i-e Cl 4029 co B/DCL 01 02 03 04
1111
U/PPE J1 J2 J3 J4 Ci 4029 ĆO B/DCL 01 02 03 04
MM
MM
U/PPE J1 J2 J3 J4 Cl 4029 CO B/DCL 01 02 03 04
T (TT
UP/DOWN ; PRESET ; ENABLE
U/PPE J1 J2 J3 J4
r
MM
B/DCL Q1 02 03 04
CLOCK >_ BINARY/>-DECADE
U/PPE J1 J2 J3 J4
Ci 4029 55 >-----0 Ci 4029 CO
MM
B/DCL 01 02 03 04
ł M ł
MM
MM
U/PPE J1 J2 J3 J4 Cl 4029 55 B/D CL 01 02 03 04
TTTT
Rys. 6 Schematy połączenia kaskadowego liczników 4029
Przy łączeniu kaskadowym liczników wykorzystywane jest wyjście i wejście pożyczki CARRY OUTPUT i CARRY INPUT.
Sygnał CARRY OUTPUT (aktywny poziom niski) pojawia się w momencie kiedy licznik osiągnie stan maksymalny przy zliczaniu w przód (1111 podczas pracy dwójkowej, lub 1001 podczas pracy dziesiętnej), lub stan zerowy podczas zliczania do tyłu. Warunkiem koniecznym pojawienia się sygnału CARRY OUTPUT jest stan niski na wejściu CLOCK ENABLE/CARRY INPUT. Wejście CARRY INPUT łączy się z masą lub z wyjściem CARRY INPUT licznika poprzedzającego. Na rysunku 5 przedstawiono przykłady połączenia kaskadowego kilku liczników rewersyjnych.
Na rys. 6a przedstawiono połączenie równoległe liczników. W układzie tym na wyjściach CO mogą pojawić się dodatkowe ujemne szpilki powstające na skutek różnego czasu propagacji sygnałów w poszczególnych licznikach. Nie zakłóca to pracy kaskady. Jeżeli jednak sygnały CO są wykorzystywane do sterowania innych układów reagujących na zbocza konieczne jest zastosowanie dodatkowej bramki NOR tak jak pokazano to przy ostatnim liczniku.
Układ z rys. 6b jest licznikiem szeregowym. Dla poprawnej pracy tej kaskady wymaga się, aby zmiana kierunku zliczania dokonywana była w czasie trwania niskiego poziomu sygnału wejściowego CLOCK.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
Bezpośrednio do domu,
niezawodne i terminowe dostawy
Praktycznego Elektronika
zapewni prenumerata.
Warunki prenumeraty i blankiety wpłat
zamieszczane są w środku numerów
5, 8,11 i 12. Pamiętaj, pomyśl o tym już dziś.
S.A.
ul. Świdnicka 38 58-200 Dzierżoniów
Pragniemy Państwa poinformować, że DIORA S.A. specjaliizuje się, między innymi w produkcji urządzeń do oczyszczania, jonizacji, oraz nawilżania powietrza w małych pomieszczeniach np. w warunkach domowych, biurowych itp.
Kierowane do handlu urządzenia są opracowywane we własnym Biurze Projektowym we współpracy ze specjalistycznymi firmami krajowymi i posiadają atesty lub opinie na temat pozytywnego oddziaływania na otoczenie, w tym szczególnie ludzi chorych na alergie. Kopie tych dokumentów są do dyspozycji zainteresowanych.
Aktualnie oferujemy: Elektrostatyczny filtr powietrza EFP-102
Chemiczny filtr powietrza CFP-102
Pragniemy podkreślić, że cena naszych elektrofiltrów jest absolutnie konkurencyjna również w stosunku do dostępnych na naszym rynku urządzeń importowanych.
Zwracamy się do Państwa z propzycjąnegocjacji na temat podpisania stałej umowy dealerskiej, w tym również z prawem wyłączności sprzedaży hurtowej w uzgodnionych regionach. Możliwe do negocjacji ceny zbytu, w zależności od formy umowy i obrotów, mogą kształtować się na poziomie do 10% poniżej ceny hurtowej DIORA S.A.
W przypadku zainteresowania naszą propozycją, prosimy o kontakt z Biurem Sprzedaży i Obsługi Serwisowej tel. 31-08-22 lub 32-29-59, fax 32-25-09.
Radio MINI FM stereo
płytka + opis 50000, kit 200000 Sterownik węża na EPROMie kit 190000. Booster 2x20W kit 290000 Sklep:Bydgoszcz,ul. K.Jadwigi 18 Wysyłkowo:
SCRCCN ul. Bydgoska 21 89-500 Tuchola (0-531-4) 23-65
SPRZEDAŻ WYSYŁKOWA
ARTYKUŁÓW ELEKTRONICZNYCH
W katalogu 5/94:
- zestawy do samodzielnego montażu
- obwody drukowane
- transformatory sieciowe
- literatura
Katalog: 10.000 zł + koperta A4
Janusz Gąsiorek ul. Wojska Polskiego 10/4
67-100 NOWA SOL tel. 738-11
ZAWSZE AKTUALNE!
Zakupimy używane (nowe) 8749, Gdynia 24-17-17
Wysokiej klasy końcowe wzmacniacze mocy (0,005%), uruchomione stopnie mocy (płytki) oraz zabezpieczenia zestawów głośnikowych. Spełniamy wszystkie wymogi klienta, szybkie terminy, wysoka jakość usługi oraz wykonujemy nietypowe zamówienia. Katalog wyrobów przesyłamy gratis po przesłaniu koperty zwrotnej +znaczek na adres: Bursztyka Bogdan 82-300 Elbląg-1 skr.22
WYSYŁKOWA SPRZEDAŻ
PODZESPOŁÓW! ELEMENTÓW
ELEKTRONICZNYCH
Po otrzymaniu koperty zwrotnej
(ze znaczkiem)
wysyłamy bezpłatny katalog
adres "UNIPOL"
korespondencji: skr. poczt, nr 25
07-202 WYSZKÓW
Sprzedam wobuloskop do 1250 MHz tel. 57-16-20 Wrocław
Korektor stereo 2x5 punktów + elementy wchodzgce w skład płytki 190.000 + porto "RABTRONIC" 63-600 Kępno ul. Kwiatowa 15
MULTIMETR (7107) Z GENERATOREM
U-/= O...750V pięć zakresów
pierwszy 200 mV Bp 1 % l-/= 0...2A 5/200uA Bp1%
R O...2Mn 5/200n Bp 1,5%
C 2pF...2uF 5/200pF Bp3%
f 10Hz...15MHz 6/2000HZ Bp2% G 3Hz...500kHz 2,5V(TTL) Pomiar diod i p tranzystorów
Płytka dwustronna 179*143, wynik wyświetlany na 3 i 1/2 cyfry LED, zasilanie - transformator 2x12 V/1 A. 345 tys. - płytka + części + instrukcja
48 tys. - zestaw Isostatów
59 tys. - obudowa plastikowa bez otworów D. F. Elektronik ul. Duża Góra 37/53 30-857 KRAKÓW tel. 55-90-24
BBBBBBBBBBBBBB
PRAKTYCZNY
ISSN 1232-2628
ua
NR IND 372161
cena 2,10 zł
ŚŚŚŚŚŚŚŚŚ
ŚŚŚŚŚŚŚŚ
BBBBBBBB
sierpień
nr 8 '95
BBBBB1
IBBBBBB
BBBBBBBBBI
BBBBBBBBBI
BBBBBBBBBBBBBl
Cyfrowe układy scalone CMOS - praktyka i teoria cz. 24
Zamieścimy teraz opis układów monowibratorów 4538 i 4098. W skład każdego z układów wchodzą dwa multiwibratory monostabilne. Oba układy posiadają identyczne wyprowadzenia (rys.1), lecz różnią się niektórymi parametrami. Każdy z multiwibratorów umożliwia generowanie impulsów pojedynczych jak wydłużonych przez ponowne wyzwolenie (retrigger). Układ może zostać w dowolnej chwili wyzerowany, nawet w czasie generowania impulsu wyjściowego, przez podanie niskiego stanu na wejście RESET. Zerowanie poziomem niskim jest rzadko spotykane w rodzinie układów CMOS 4000, dlatego też warto zapamiętać odstępstwo od tej reguły. Taka polaryzacja impulsu zerującego zabezpiecza przed generacją impulsu wyjściowego w momencie zaniku napięcia zasilania. Nie używane wejście RESET łączy się z napięciem zasilania Vqq, jednakże jeżeli jeden z monowibratorów zawartych w układzie scalonym jest niewykorzystywany jego wejście RESET łączy się z masą (Vss)-
Czas trwania impulsu wyjściowego zadany jest przez wartość zewnętrznego rezystora Rx i kondensa-
4089 4538
RESET
+T -
-T Ś
RESET Ś
VDD =
16
Q2
RxCx(2)
RX2
Rys.1 Rozkład wyprowadzeń układów monowibratorów 4098 i 4538
tora Cx. Zalecany zakres wartości elementów i przybliżone wzory określające czas trwania impulsu wyjściowego podano poniżej:
4098 4538
20pF < Cx < 100 liF 500pF < Cx < 100 nF
5kn Tx = = 1/2 Rx Ś Cx Tx = Rx- Cx
Monowibratory mogą być wyzwalane zboczem dodatnim lub ujemnym. Czas jaki upływa od momentu wyzwolenia do pojawienia się impulsu na wyjściu Q, lub Q nie zależy od wartości elementów Rx i Cx. Jeżeli układ jest wyzwalany zboczem dodatnim, doprowadzonym do wejścia +T, wówczas wejście -T musi być połączone z Vqd. Natomiast w przypadku wyzwalania zboczem ujemnym doprowadzonym do wejścia -T wejście +T łączy się z masą V$S- Taka konfiguracja połączeń umożliwia pracę z ponawianym wyzwalaniem (rys.2a). Czas trwania impulsu wyjściowego jest przedłużony o czas pojedynczego impulsu licząc od ostatniego zbocza które spowodowało wyzwolenie monowibratora.
IMPULSY WEJŚCIOWE a) PRACA Z PONAWIANYM WYZWALANIEM (+T) urn
T ___
b)
PRACA Z POJEDYNCZYM WYZWALANIEM (+T) T


VDD DOŁĄCZYĆ WYPROWADZENIA NR y^ DOŁĄCZYĆ WYPROWADZENIA NR WEJŚCIOWY IMPULS DOPROWADZIĆ DO POZOSTAŁE POŁĄCZENIA
MONO (1) MONO (2) MONO (1) MONO (2) MONO (1) MONO (2) MONO (1) MONO (2)
ZBOCZE NARASTAJĄCE PRACA Z PONAWIANYM WYZW. 3, 5 11, 13 4 12
ZBOCZE NARASTAJĄCE PRACA Z POJEDYNCZYM WYZW. 3 13 4 12 5, 7 11, 9
ZBOCZE OPADAJĄCE PRACA Z PONAWIANYM WYZW. 3 13 2 12 5 11
ZBOCZE OPADAJĄCE PRACA Z POJEDYNCZYM WYZW. 3 13 5 11 4, 6 12. 10
Rys.2 Praca układu monowibratora a) z ponawianym wyzwalaniem, b) z pojedynczym wyzwalaniem
Chcąc uzyskać pracę z pojedynczą generacją impulsów (rys.2b), tzn. po wyzwoleniu monowibrator jest gotowy do ponownego wyzwolenia dopiero po zakończeniu generacji impulsu wyjściowego, należy wykonać połączenie pomiędzy wyjściem Q i -T, dla wyzwalania układu zboczem dodatnim. Przy wyzwalaniu zboczem ujemnym łączy się ze sobą wyjście Q i +T. W tabeli na rysunku 3 zamieszczono wszystkie tryby pracy układów 4098 i 4538.
Rys.3 Wykaz połączeń dla różnych rodzajów pracy
Ciąg dalszy na stronie 29.
SIERPIEŃ nr 8/95
SPIS TREŚCI
Cyfrowe układy scalone CMOS - praktyka i teoria cz. 24.................................2
Zastosowanie analogowego miernika wysterowania
w woltomierzu i amperomierzu.........................................................................4
Generator sygnałowy AM.................................................................................6
Zakłócenia i ich redukcja cz. 4........................................................................12
Elektroniczny "dzwonek do telefonu".............................................................15
Zasady prenumeraty.......................................................................................17
Nowa karta zamówień....................................................................................18
Automatyczny włącznik wentylatora chłodnicy w samochodzie......................19
"Oscyloskop" do analizy przebiegów cyfrowych............................................22
Nowe ceny płytek drukowanych.....................................................................30
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym w terminie do trzech tygodni. Nie przyjmujemy zamówień telefonicznych. Koszt wysyłki wynosi: 5,00 zł (50.000 zł) bez względu na kwotę pobrania. W sprzedaży wysyłkowej dostępne są archiwalne numery "Praktycznego Elektronika": 3/92; l/94;6/93;6,11,12/94; 1-8/95. Cena jednego egzemplarza 2,10 zł (21.000 zł) plus koszty wysyłki. Kserokopie artykułów i całych numerów, których nakład został wyczerpany, wysyłamy w cenie 1,00 zł (10.000 zł) za pierwszą stronę, za każdąnastępną0,20 zł (2.000 zł) plus koszty wysyłki. Zamówienia na płytki drukowane prosimy przesyłać na kartach pocztowych, lub kartach zamówień zamieszczonych w PE 7/95 i PE 8/95.
Wydawca ARTKELE, Zielona Góra Ogłoszenia i reklamy
Ogłoszenia można nadsyłać listownie na adres redakcji
załączając dowód wpłaty należności za ogłoszenie na konto:
ARTKELE WYDAWNICTWO TECHNICZNE
ul. Prosta 11 65-001 Zielona Góra
KOMUNALNY BANK SPÓŁDZIELCZY, Zielona Góra
997283-102847-2541
Ceny:
- 1 cm2 ogłoszenia ramkowego-2,10zł (21.000 zł) + 22%VAT (najmniejsze ogłoszenie 20 cm2)
- ogłoszenia drobne do 40 słów -1,05 zł (10.500 zł) + 22% VAT
Redakcja nie ponosi żadnej odpowiedzialności za treść reklam i ogłoszeń.
Adres redakcji:
"Praktyczny Elektronik"
ul. Prosta 11
65-001 Zielona Góra
tel. 27-04-82 w godz. 1000-1300
Red. Naczelny mgr inż. Dariusz Cichoński
Artykułów nie zamówionych nie zwracamy. Zastrzegamy sobie prawo do skracania i adiustacji nadesłanych materiałów i artykułów.
Opisy układów elektronicznych i urządzeń zamieszczonych w "Praktycznym Elektroniku" mogą być wykorzystane wyłącznie dla własnych potrzeb. Wykorzystanie ich do celów zarobkowych i innych wymaga zgody autora artykułu. Przedruk całości lub fragmentów "Praktycznego Elektronika" możliwy jest po uzyskaniu zgody redakcji.
Skład: Małgorzata Ostafińska, Druk: Zielonogórskie Zakłady Graficzne pl. Pocztowy 15, 65-001 Zielona Góra
Praktyczny Elektronik 8/1995
Zastosowanie analogowego miernika wysterowania w woltomierzu i amperomierzu
W wielu urządzeniach zachodzi potrzeba ciągłej kontroli napięcia, lub prądu. Można w tym celu zbudować jeden z opisywanych w PE woltomierzy cyfrowych. Często jednak stosowanie miernika cyfrowego podnosi w sposób istotny koszt urządzenia. Poniższy artykuł zawiera opis wykonania bardzo prostego woltomierza i amperomierza w którym zastosowano magnetoelektryczny miernik poziomu wysterowania. Artykuł ten kierowany jest do początkujących elektroników.
Diody świecące i wskaźniki fluorescencyjne wyparły popularne niegdyś w sprzęcie audio wychyłowe mierniki poziomu wysterowania. Z tego też względu w sklepach elektronicznych można kupić miernik pochodzący z lat osiemdziesiątych za niewielką kwotę (1,00*2,00 zł). Miernik taki, najlepiej z liniową skalą, doskonale nadaje się do budowy prostego woltomierza, lub amperomierza o niewielkiej dokładności. Należy tu od razu podkreślić, że w niektórych przypadkach zbyt duża dokładność miernika cyfrowego jest niepożądana, gdyż utrudnia odczyt. Dla przykładu można podać prosty zasilacz, gdzie nie jest istotne, czy układ zasilany jest napięciem 12,000 V, czy napięciem 12,5 V.
Jeżeli zdecydujemy się na budowę woltomierza pierwszą czynnością będzie zmierzenie czułości i rezystancji wewnętrznej miernika wysterowania. Do budowy woltomierza można też zastosować dowolny, sprawny miernik magnetoelektryczny, np. pochodzący z uszkodzonego miernika uniwersalnego. Schemat układu pomiarowego zamieszczono na rysunku 1.
lOOk.
+5+15V -----O
s lmax
Rw[kQ]= JKL
L J lmax[mA]
Rys.1 Schemat układu do pomiaru czułości i rezystancji wewnętrznej miernika
Do pomiaru parametrów miernika wysterowania niezbędne jest posiadanie miernika uniwersalnego. W pierwszej kolejności do układu podłączamy amperomierz i regulując potencjometrem 100kfł stawiamy wychylenie wskazówki miernika poziomu wysterowania na maksimum (na ostatnią działkę skali). Wartość prądu wskazaną przez miernik uniwersalny zapisujemy. Jest to tzw. czułość miernika, czyli wartość prądu powodująca pełne wychylenie wskazówki. Następnie odłączamy od układu amperomierz i włączamy woltomierz. Ponownie potencjometrem 100 kfi ustawiamy wychylenie wskazówki na ostatnią działkę i odczytujemy napięcie wskazane przez miernik uniwersalny.
Teraz na podstawie obu pomiarów możemy obliczyć rezystancję wewnętrzną Rwe miernika wysterowania:
Rw [kQ] =
U[V]
'max
[mA]
Dysponując dwoma miernikami uniwersalnymi, powyższy pomiar można przeprowadzić jednocześnie. Pragnę jeszcze zwrócić uwagę, że przedstawiony układ pomiarowy pozwala na dokładny pomiar napięcia. Pomiar prądu obarczony jest niewielkim błędem, gdyż prąd mierzony przez miliamperomierz składa się z prądu płynącego przez badany miernik i prądu płynącego przez rezystancję wewnętrzną woltomierza.
Znając wartość rezystancji wewnętrznej miernika można już przystąpić do zbudowania najprostszej wersji woltomierza jednozakresowego. Jak pokazano to na rysunku 2 składa się on z miernika, rezystora i potencjometru montażowego.
Rys.2 Schemat ideowy woltomierza jednozakresowego
Praktyczny Elektronik 8/1995
Wartość rezystora R można obliczyć ze wzoru: Umax [V]
'max [mA]
r
w
gdzie:
R - wartość rezystora szeregowego,
Umax ~ maksymalne napięcie mierzone przez
woltomierz,
'max ~ maksymalny prąd miernika, Rw - rezystancja wewnętrzna miernika wystero-
wania.
-O ZAKRES Ul*e OD Umin = Uz DO Umax
150k
. . Umax[Vl-Uz[v] r ,
r[ks]--------, r j "Rw[ka]
Rys.3 Schemat woltomierza o zakresie pomiarowym Umjn+Uma)f
O ZAKRES Uwe 0 -f- 10V 10 h- 20V
47k
WL - WŁĄCZONY , ZAKRES 0+10V WL - WYŁĄCZONY, ZAKRES 10+20V
Rys.4 Schemat ideowy woltomierza o dwóch zakresach pomiarowych: 0V i 10V
W woltomierzu stosuje się rezystor o wartości nieco mniejszej niż obliczona 0,9-R połączony szeregowo z potencjometrem montażowym o wartości 0,2-R. Umożliwia to dokładne wyskalowanie woltomierza. W tym celu do jego wejścia doprowadza się napięcie maksymalne Umax, mierzone miernikiem kontrolnym. Regulując potencjometrem montażowym ustawia się wychylenie wskazówki miernika na ostatnią działkę skali. Na sam koniec pozostało naniesienie odpowiednich napisów przy działkach skali np. przy pomocy suchej kalkomanii (kalgrafu).
Opisany woltomierz umożliwia pomiar napięcia w zakresie od 0 V do wartości Umax. Czasami stosuje się mierniki o "rozciągniętej" skali mierzące napięcia w zakresie Umjn > 0 V do Umax. Przykład takiego układu zamieszczono na rysunku 3.
W tym rozwiązaniu tranzystory T1, T2, rezystory R1, R2 tworzą źródło prądowe zasilające diodę Zene-ra D1. Źródło prądowe umożliwia utrzymanie stałej wartości prądu przepływającego przez diodę, a tym samym zapewnia niezmienność napięcia odniesienia w funkcji napięcia mierzonego.
Woltomierz składający się z miernika i rezystora R włączony jest szeregowo z źródłem napięcia odniesienia i mierzy różnicę napięć pomiędzy napięciem wejściowym, a napięciem diody Zenera. Dlatego też dla napięć doprowadzonych do zacisków miernika, niższych od napięcia diody Zenera wskazówka miernika nie będzie się wychylała (w praktyce może pojawić się niewielkie wychylenie ok. 2% zakresu). Dla napięć wyższych od napięcia diody Zenera miernik zacznie pokazywać wartość napięcia.
Chcąc zapewnić możliwie dużą rezystancję wewnętrzną woltomierza przyjęto prąd diody Zenera o wartości ok. 600 nA. Niestety powoduje to, że napięcie na diodzie może się różnić od wartości nominalnej napięcia diody. Z tego też względu wskazane jest dobranie diody, tak aby uzyskać na niej żądaną wartość napięcia.
Minimalne napięcie wskazywane przez woltomierz równe jest napięciu na diodzie Zenera. Natomiast maksymalne napięcie może być przyjęte dowolnie. Wartość Rezystora R oblicza się według wzoru:
Umax [V] - Uz [V] R [kn] =------------------------------------Rw [kn],
'max
[mA]
gdzie:
R - wartość rezystora szeregowego,
Umax - maksymalne napięcie mierzone przez
woltomierz,
Uz - minimalne napięcie mierzone przez woltomierz (napięcie na diodzie Zenera), 'max ~ maksymalny prąd miernika, Rw - rezystancja wewnętrzna miernika
wysterownia.
Podobnie jak w poprzednim wypadku wartość rezystora R przyjmuje się mniejszą niż obliczona 0,9-R, a w szereg z rezystorem włącza się potencjometr montażowy 0,2-R. Kalibracja woltomierza polega na ustawieniu potencjometrem wychylenia wskazówki miernika na ostatnią działkę skali przy napięciu wejściowym równym maksymalnemu.
Wskazania takiego woltomierza wykazują pewną nieliniowość o dolnym obszarze skali (dla wychyleń wskazówki w zakresie 0% skali).
Praktyczny Elektronik 8/1995
Na rysunku 4 zamieszczono schemat ideowy dwu-zakresowego woltomierza o zakresach pomiarowych 0 V i 10 V. W układzie zastosowano miernik wystero-wania o czułości 25G |xA i rezystancji wewnętrznej 1,1 kQ.
Rys.5 Schemat ideowy amperomierza
Miernik wysterowania może też posłużyć do budowy prostego amperomierza. Schemat takiego układu zamieszczono na rysunku 5. Prąd wejściowy przepływa w tym wypadku przez rezystor bocznikujący Rb, wywołując na nim spadek napięcia. Napięcie to mie-
rzone jest przez miernik. Wartość rezystora bocznikującego oblicza się według wzoru:
U[V]
Śwe
gdzie:
RD - wartość rezystora bocznikującego,
U - spadek napięcia na mierniku wysterowania
zmierzony w układzie z rysunku 1, 'we ~ maksymalny prąd amperomierza, Rw - rezystancja wewnętrzna miernika
wysterowania.
Do kalibracji amperomierza służy potencjometr o wartości 0,2(rezystancji wewnętrznej miernika). Kalibracja polega na włączeniu amperomierza w szereg z amperomierzem kontrolnym i takim ustawieniu potencjometru, aby wskazówka miernika wychyliła się do ostatniej działki przy przepływie prądu o wartości maksymalnej. Wartość prądu można regulować włączając w obwód dodatkowy pomocniczy potencjometr.
^ mgr inż. Maciej Bartkowiak
Generator sygnałowy AM
Proponowane do wykonania rozwiązanie generatora sygnałowego należy do grupy przyrządów pomiarowych przydatnych w pracowni radioamatora. Jest on źródłem sygnałów wielkiej częstotliwości w zakresie od 100 kHz do 35 MHz, niezbędnym do strojenia i orientacyjnych pomiarów odbiorników radiowych AM, w tym urządzeń krótkofalarskich iCB.
Parametry techniczne generatora
Zakresy częstotliwości:
D 100*350 kHz
2) 3OO-5-11OO kHz
3) 1-5-3,5 MHz
4) 3*11 MHz
5) 10*35 MHz
Napięcie wyjściowe w.cz. - 100 mV
Regulacja skokowa napięcia
wyjściowego co 20 dB - 0*-80dB
Rezystancja wyjściowa w.cz. - 60 n
Głębokość modulacji - 0*100%
Częstotliwość sygnału
modulującego - 1 kHz
Napięcie wyjściowe
o częstotliwości 1 kHz - 0 + 2V
Sygnał zmodulowany amplitudowo i jego parametry
Sygnałem zmodulowanym amplitudowo nazywamy sygnał wielkiej częstotliwości, którego amplituda zmienia się w takt zmian sygnału małej częstotliwości. Sygnał wielkiej częstotliwości bez modulacji nazywamy falą nośną. Częstotliwość fali nośnej określimy symbolem Fn a jego amplitudę Umn. Po wprowadzeniu modulacji amplitudy sygnałem małej częstotliwości o częstotliwości fm obwiednia amplitudy przebiegu w.cz. zmienia się na plus i minus o tzw. amplitudę obwiedni Umo. Kształt obwiedni jest zgodny z kształtem sygnału modulującego. Na rys.1 przedstawiono przebieg sygnału zmodulowanego amplitudowo.
Wskutek modulacji amplitudy w widmie częstotliwościowym sygnału w.cz. pojawiają się dwie dodatkowe składowe o częstotliwościach Fn - fm i Fn + fm-Nazywane są one prążkami bocznymi. Stosowana w radiofonii na falach długich, średnich i krótkich modulacja amplitudy charakteryzuje się ograniczeniem pasma częstotliwości modulujących do 4,5 kHz. Z tego wynika szerokość kanału (zakres częstotliwości) przewidzianego na jedną stację radiową, która wynosi 9 kHz.
Zmiany amplitudy sygnału w.cz. czyli wielkość amplitudy obwiedni jest ograniczona do wartości równej amplitudzie sygnału w.cz. Przekroczenie tej wielkości spowoduje tzw. przemodulowanie objawiające
Praktyczny Elektronik 8/1995
się zniekształceniami nieliniowymi obwiedni i później sygnału m.cz. uzyskanego w odbiorniku po demodu-lacji. Stopień modulacji określa się przy pomocy tzw. współczynnika głębokości modulacji m, wyrażanego w %. Współczynnik głębokości modulacji określa się jako stosunek amplitudy obwiedni do amplitudy fali nośnej. Przedstawia to niżej podany wzór:
m = 100%- Umo/Umn
Łatwo zauważyć, że współczynnik głębokości modulacji może zawierać się w przedziale 0+100%. Praktycznie najczęściej w radiofonii wynosi około 30 %, a jego wartość maksymalna nie powinna przekroczyć 80 %.
fala nośna bez modulacji
Rys.1 Przebieg zmodulowany amplitudowo i jego widmo częstotliwości
Schemat ideowy i opis generatora
W układzie generatora można wydzielić kilka podstawowych bloków. Należą do nich:
- generator w.cz. z separatorem, -generator m.cz.,
- modulator ze wzmacniaczem w.cz.,
- wskaźnik napięcia wyjściowego,
- dzielnik napięcia wyjściowego,
- zasilacz -12 V.
Opis układu rozpoczniemy od generatora w.cz. Pracuje on w nietypowym układzie generatora samo-ograniczającego napięcie wyjściowe. Zrealizowany jest na tranzystorach T1 i T2 (BF 194). Tranzystory te są połączone bezpośrednio i sprzężone emiterowo. Tranzystor T1 pracuje w kładzie ze wspólnym kolektorem (wtórnik emiterowy), a tranzystor T2 w kładzie ze wspólną bazą. Ze względu na uproszczenie układu generatora zastosowano nietypowe zasilanie z plusem" a masie. Kolektor T1 i baza T2 są bezpośrednio podłączone do masy. Generator pracuje bez typowych rezystorowych układów polaryzujących. Do polaryzacji obu tranzystorów, a jednocześnie do regulacji wzmocnienia
F"+F"
r|R23nR 220M47kMil< � X J_
Rys.2 Schemat ideowy generatora
8
Praktyczny Elektronik 8/1995
napięciowego tej pary tranzystorów są wykorzystywane przełączane rezystory R1, R2, R3, R4, R5. Rezystory te dobiera się indywidualnie dla każdego z zakresów.
Układ wtórnika emiterowego i układ ze wspólną bazą nie wprowadzają przesunięcia fazy i dlatego mogą być bezpośrednio podłączone do obwodu rezonansowego generatora. Zarówno wejście wtórnika emiterowego (baza T1) jak i wyjście wzmacniacza ze wspólną bazą (kolektor T2) charakteryzują się dużą rezystancją i wprowadzają minimalne tłumienie obwodu rezonansowego. Punkt połączenia bazy T1 i kolektora T2 jest za pośrednictwem przełączników Isostat łączony z równoległymi obwodami rezonansowymi wyznaczającymi częstotliwość generowanego sygnału.
W skład obwodów rezonansowych wchodzą zestawy indukcyjności L1+L5 wraz z trymerami C1+C5 i kondensator zmienny Cz. Kondensator zmienny służy do zmiany częstotliwości generatora wewnątrz zakresu określonego wybraną parą L1, C1*L5, C5.
Do wyjścia generatora jest dołączone także wejście wtórnika emiterowego na tranzystorze T3 pełniącego rolę separatora, tzn. układu oddzielającego generator w.cz. od dalszych części układu. Dzięki temu uzyskuje się zmniejszenie wpływu pozostałych stopni generatora na generowaną częstotliwość, co poprawia jej stabilność.
Z wyjścia separatora przez kondensator C8 sygnał jest podawany do modulatora zrealizowanego na tranzystorze polowym BF 245B (T6). Tranzystor T6 jest w modulatorze wykorzystywany jako zmienny rezystor. Wykorzystuje się właściwość zmiany rezystancji dren-źródło w zależności od napięcia bramki. Rezystancja wewnętrzna tranzystora tworzy wraz z rezystorem R21 dzielnik napięcia, którego podział zależy od przyłożonego do bramki tranzystora napięcia. Na bramkę tranzystora T6 podawane jest napięcie stałe z dzielnika rezystancyjnego P2, R19 i napięcie zmienne m.cz. o wielkości regulowanej za pomocą potencjometru P1. Rezystory R18, R20 i kondensatory C19, C20 zapewniają linearyzację rezystancji tranzystora polowego.
Z modulatora przez kondensator C21 sygnał w.cz. zmodulowany sygnałem m.cz. podawany jest na wejście wzmacniacza w.cz. Jako wzmacniacz w.cz wykorzystywany jest tranzystor T7 pracujący w układzie ze wspólnym emiterem. W obwodzie emitera tego tranzystora zastosowano układ korekcji wysokich częstotliwości R25, C23 mający za zadanie zwiększenie wzmocnienia wzmacniacza przy najwyższych częstotliwościach wytwarzanych w układzie generatora. Do kolektora tranzystora T7 podłączony jest wtórnik emi-terowy na tranzystorze T8 pełniący rolę wzmacniacza mocy sygnału wyjściowego w.cz. generatora.
Przez kondensator C24 sygnał podawany jest do potencjometru P3 przewidzianego do płynnej regulacji napięcia wyjściowego w.cz.. Do suwaka potencjometru podłączony jest układ podwajacza napięcia na dio-
dach D2 i D3 wytwarzający napięcie stałe podawane przez rezystor nastawny P4 do wskaźnika poziomu napięcia wyjściowego (ustrój pomiarowy o czułości 100 |iA). Wskaźnik ten jest wykorzystywany do regulacji napięcia wyjściowego podawanego do dzielnika napięcia wyjściowego na poziom 100 mV.
Dzielnik napięcia wyjściowego zrealizowano jako odrębny podzespół. Zapewnia on skokową zmianę wielkości sygnału wyjściowego co 20 dB, od 0 do -80 dB. Daje to na wyjściu dzielnika napięcia w przedziale od 100 mV do 10|iV, których wielkość dodatkowo można płynnie zmniejszać potencjometrem P3.
Generator sygnału modulującego m.cz. zrealizowano w tzw. układzie drabinkowym na tranzystorze T5. O częstotliwości generatora decydują wartości rezystorów R13, R14, R15 i kondensatorów C14, C15, C16. Przy podanych wartościach uzyskuje się częstotliwość około 1 kHz. Przez dobór rezystora R9 uzyskuje się właściwą wielkość napięcia wyjściowego i brak zniekształceń nieliniowych sygnału wyjściowego. Także i tutaj zastosowano separujący wtórnik emite-rowy na tranzystorze T4 (BC 308B). Z wtórnika napięcie modulujące podawane jest przez kondensator C12 do potencjometru P1 przewidzianego do regulacji głębokości modulacji sygnału w.cz., lub regulacji napięcia wyjściowego m.cz. Z suwaka potencjometru P1 napięcie m.cz. podawane jest przez rezystor R16 i kondensator C18 do układu modulatora.
Zasilacz sieciowy wykorzystuje transformator sieciowy z dzielonym uzwojeniem wtórnym dostarczający napięcie wyjściowe 2x15 V przy dopuszczalnym poborze prądu 100 mA. Transformator zasila prostownik dwupołówkowy na diodach D4 i D5. Wyprostowane napięcie po filtracji doprowadzone jest do monolitycznego stabilizatora napięcia ujemnego 12 V (LM 7912, 79L12). Napięcie zasilające przez dławik Dł1 dostarczane jest do stopni wielkiej częstotliwości. Napięcie zasilające generator w.cz. jest dodatkowo stabilizowane za pomocą diody Zenera D1 w celu poprawy stabilności generowanych częstotliwości.
Montaż i uruchomienie
Przed przystąpieniem do montażu niezbędne jest przygotowanie wszystkich elementów i płytek drukowanych. W płytkach należy rozwiercić do średnicy 1,2 mm otwory przewidziane do montażu przełączników Isostat, trymerów i tranzystorów BF 194. Otwory pod kołki lutownicze należy rozwiercić do średnicy 1,4 mm. Większość elementów to typowe dostępne w handlu. Problem może stanowić skompletowanie zestawu cewek i dlatego podamy ich dane nawojowe.
Wszystkie cewki są nawijane na typowych karkasach z wykorzystaniem typowych rdzeni i ekranów cewek z serii 7x7.
- L1 o indukcyjności 3,3 mH, można wykorzystać fabryczne cewki o numerach 305 lub 316. W przypadku konieczności wykonania we własnym zakresie należy na karkasie dowolnej cewki z serii 3XX nawinąć
Praktyczny Elektronik 8/1995
495 zwojów drutu nawojowego w emalii o średnicy 0,06 mm.
- L2 o indukcyjności 0,37 mH, można wykorzystać fabryczne cewki o numerach 306 lub 309. Przy wykonywaniu we własnym zakresie należy na karkasie dowolnej cewki z serii 3XX nawinąć 160 zwojów drutu nawojowego w emalii o średnicy 0,08 mm. W tym jak
i w poprzednim przypadku należy założyć zewnętrzną część rdzenia (kubek).
- L3 o indukcyjności 33 , odpowiednia fabryczna cewka ma numer 332. Wykonując cewkę we własnym zakresie należy nawinąć 46 zwojów drutu o średnicy 0,08 mm na karkasie cewki 3XX. Należy pamiętać o założeniu zewnętrznej części rdzenia.
F
o oo ee ee oo o
Rys.3 Widok płytki drukowane] i rozmieszczenie elementów
10
Praktyczny Elektronik 8/1995
- L4 o indukcyjności 3,7 ^H, jako gotowe można wykorzystać cewki o numerach 228, 440, 441, 454. We własnym zakresie trzeba nawinąć 19 zwojów drutu nawojowego w emalii o średnicy 0,1 mm na karkasie cewki z serii 2XX lub 4XX.
- L5 o indukcyjności 0,33 jiH, brak jest bezpośredniego odpowiednika fabrycznego. Należy nawinąć 6 zwojów drutu nawojowego o średnicy 0,1 mm na karkasie cewki z serii 5XX.
Dławik Dł1 nie jest elementem krytycznym i powinien zawierać 15 zwojów drutu nawojowego o średnicy 0,2 mm na dowolnym rdzeniu ferrytowym o średnicy 2*4 mm i długości 10-5-15 mm.
Jako kondensator zmienny Cz można wykorzystać dowolny kondensator zmienny stosowany w krajowych odbiornikach radiofonicznych zawierający dwie sekcje AM o przyrostach pojemności 380 i 320 pF. Sekcje te należy połączyć równolegle dzięki czemu uzyskuje się kondensator o wypadkowym przyroście pojemności 700 pF (np. kondensator zmienny z odbiornika Jubilat czy Ślązak - sekcje FM pozostają niewykorzystane).
Zakresy częstotliwości ułożone są w dwóch sekwencjach: 1+3,5 i 3*11 co pozwala na wyskalowanie dwóch zakresów a pozostałe powinny się pokrywać po dokładnym dostrojeniu skrajnych częstotliwości. Rozwiązania wymaga sposób napędu osi kondensatora zmiennego i skala częstotliwości. Można tutaj wzorować się na rozwiązaniach stosowanych w odbiornikach radiowych i nawet wykorzystać elementy napędu przeznaczone do odbiorników. Najkorzystniejszym rozwiązaniem jest wykorzystanie miernika częstotliwości jaki był opisywany w Praktycznym Elektroniku lub jakich opisy można znaleźć w innych czasopismach dla elektroników. Wtedy znacznie wzrasta dokładność odczytu częstotliwości i odpada problem skali częstotliwości. Kondensator zmienny można napędzać pokrętłem umieszczonym bezpośrednio na jego osi. Podane kondensatory posiadają wewnętrzną przekładnię. Wejście miernika częstotliwości można podłączyć do kondensatora C8 (napięcie w.cz. 400 mV) lub do kondensatora C24 (napięcie w.cz. 150 mV), najlepiej za pośrednictwem rezystora 470 fi do 1 kfi w celu wyeliminowania wpływu pojemności przewodu na sygnał w.cz.. Miernik częstotliwości może być zamontowany wewnątrz obudowy generatora lub podłączany z zewnątrz.
Na rys.3 przedstawiono widok płytki drukowanej generatora i rozmieszczenie elementów na płytce.
Przy montażu cewek L1-5-L5 należy zwrócić uwagę na rozmieszczenie wyprowadzeń. Cewki te mają najczęściej uzwojenie główne podłączone do wyprowadzeń 1 i 3, ale w nowszych cewkach zostało zmienione rozmieszczenie wyprowadzeń. Sugeruję zaglądnięcie do poradnika "Podzespoły elektroniczne -elementy bierne", gdzie podane są dokładne dane tych cewek wraz z rozmieszczeniem wyprowadzeń. Płytka drukowana jest przystosowana do montażu obu
wykonań cewek. Ewentualne uzwojenia wtórne należy odciąć od wyprowadzeń przed montażem cewek.
Przygotować należy także przełączniki segmentowe Isostat. Przełączniki generatora i dzielnika napięcia wyjściowego są takie same i składają się z pięciu pojedynczych segmentów zależnych umieszczonych na listwie w rozstawie 10 mm.
Po zamontowaniu wszystkich elementów i podłączeniu elementów zewnętrznych (kondensator zmienny, wskaźnik, dzielnik, transformator sieciowy lub zewnętrzny zasilacz) można przystąpić do uruchamiania układu generatora. Oczywiście pamiętać o dokładnym zabezpieczeniu obwodów sieciowych 220 V dla uniknięcia porażenia. Do uruchomienia generatora niezbędny będzie oscyloskop o paśmie częstotliwości co najmniej do 20 MHz i częstościomierz cyfrowy.
W pierwszej kolejności po podłączeniu zasilania sprawdzić napięcia zasilające. Napięcie na wyjściu stabilizatora powinno wynosić -12 V. To samo napięcie powinno być na kolektorach tranzystorów T4 i T8. Napięcie na anodzie diody Zenera D1 powinno wynosić 6,8 V ( można zastosować diody Zenera na napięcia od 4,7+7,5 V).
Za pomocą oscyloskopu sprawdzamy działanie generatora sygnału modulującego. Sygnał o częstotliwości około 1 kHz powinniśmy zaobserwować po podłączeniu sondy oscyloskopu do emitera tranzystora T4. Przy braku sygnału sprawdzić polaryzację tranzystora T5 (napięcie stałe na jego emiterze powinno wynosić około 1,2 V) i ewentualnie usunąć przyczynę nieprawidłowości. Jeśli polaryzacja jest prawidłowa, zewrzeć rezystor R9. Powinien pojawić się przebieg wyjściowy m.cz.. Dobierając wartość rezystora R9 uzyskać niezniekształcone napięcie wyjściowe o amplitudzie (wartości maksymalnej) 4 V. Sprawdzić działanie regulacji napięcia modulującego przez obserwację napięcia na suwaku potencjometru P1 przy różnych położeniach suwaka.
Dokładne zestrojenie obwodów generatora wymaga zastosowania częstościomierza. Orientacyjne zestrojenie jest możliwe za pomocą oscyloskopu. Oscyloskop podłączyć do punktu połączenia kondensatora C8 i rezystora R17. Włączyć zakres 1 i sprawdzić występowanie przebiegu sinusoidalnego o amplitudzie około 0,6 V. Dobrać wartość rezystora R1 aby uzyskać stałą amplitudę przebiegu w całym zakresie przestra-jania z jak najmniejszymi zniekształceniami. Przy największej pojemności kondensatora zmiennego (płytki rotora umieszczone całkowicie między płytkami statora) dostroić indukcyjność L1 tak aby uzyskać dolną częstotliwość zakresu (100 kHz). Przy najmniejszej pojemności kondensatora zmiennego trymerem C1 ustalić górną częstotliwość zakresu (350 kHz). Operację tą powtórzyć kilkakrotnie. Takie same zabiegi dobierania rezystorów R2+R5 i dostrajania odpowiednich cewek i trymerów wykonać dla każdego z zakresów. Może okazać się że pojemność trymera
Praktyczny Elektronik 8/1995
11
jest zbyt mała i wtedy należy równolegle podłączyć kondensator stały o odpowiednio dobranej pojemności. W płytce drukowanej przewidziano miejsce na zamontowanie takich kondensatorów.
Po zestrojeniu generatora przystępujemy do regulacji modulatora. Włączamy zakres 1, potencjometr regulacji głębokości modulacji P1 skręcamy na minimum a potencjometr regulacji napięcia w.cz. P3 na maksimum. Oscyloskop podłączyć do punktu łączącego rezystory R28 i R29. Regulując rezystorem nastawnym P2 uzyskać napięcie o wartości maksymalnej 210 mV (wartość skuteczna 150 mV). Potencjometr P1 ustawić na maksimum. Podstawę czasu oscyloskopu dostosować do zaobserwowania obwiedni przebiegu o częstotliwości 1 kHz i uzyskać synchronizację przebiegu. Dobierając rezystor R16 uzyskać głębokość modulacji zbliżoną do 100%. Odpowiednie przebiegi są przedstawione na rys.4.
Rys.4 Sygnał wyjściowy: a) bez modulacji (fala nośna), m = 0 %, b) z modulacją, m = 100 %.
3,5
1 1 M|l I
ZAKRESY F
12 3 4 5
? ??CUCH
1 1 10OmV 10mV 1 mV 1 OOwV 10|jV
?????
Uwy m V. v
o o.
U m.cz.
Rys.5 Przykładowy widok płyty czołowej
Przy wystąpieniu zniekształceń obwiedni (niesymetrii) należy zmniejszyć napięcie wyjściowe bez modulacji i ponownie dobrać rezystor R16.
Skręcić potencjometr P1 na minimum i regulując potencjometrem P3 ustawić napięcie wyjściowe w punkcie połączenia rezystorów R28 i R29 o wartości maksymalnej 141 mV (100 mV wartości skutecznej). Regulując rezystorem nastawnym P4 ustawić wychylenie wskaźnika napięcia wyjściowego na około 4/5 skali. Punkt ten zaznaczyć na skali wskaźnika ewentualnie wykorzystać istniejące punkty na skali.
Zmniejszając napięcie wyjściowe z generatora przy jednoczesnej obserwacji na oscyloskopie można wy-skalować wskaźnik napięcia wyjściowego.
Sprawdzić działanie dzielnika napięcia wyjściowego przez obserwację napięcia na wyjściu dzielnika przy przełączaniu kolejnych tłumień.
Przed zamontowaniem płytek generatora i dzielnika w obudowie należy je umieścić w ekranach wykonanych z blachy stalowej cynowanej o grubości 0,35 mm lub z blachy mosiężnej czy miedzianej o podobnej grubości. Dzielnik połączyć z generatorem za pomocą krótkiego odcinka przewodu koncentrycznego. Podobnie gniazdo wyjściowe w.cz. z dzielnikiem. Przykładowy widok płyty czołowej generatora ze skalą analogową przedstawiono na rys.5.
Po zamontowaniu płytki generatora w obudowie z analogową skalą częstotliwości trzeba generator wyskalować. Niezbędny do tego celu jest miernik częstotliwości. Mierząc częstotliwość sygnału generatora należy zaznaczyć punkty częstotliwości na skali generatora. Operację tą należy wykonać dla dwóch sąsiednich zakresów np. dla 1 (100 kHz do 350 kHz) i 2 (300 kHz do 1100 kHz). Punkty pozostałych zakresów powinny pokrywać się z wyskalo-wanymi punktami po dokładnym dostrojeniu początkowych i końcowych częstotliwości zakresów. Przy montażu miernika częstotliwości w obudowie generatora także należy go starannie zaekranować i filtrować napięcia zasilające. W przeciwnym przypadku zakłócenia impulsowe powstające przy pracy miernika częstotliwości mogą dodawać się do sygnału wyjściowego powodując zakłócanie pracy badanego urządzenia (odbiornika).
Zwrócić uwagę na zapewnienie wymogów bezpieczeństwa użytkowania przy montażu obwodów zasilania sieciowego. Jest to szczególnie istotne w związku
wewnątrz
z dużymi powierzchniami ekranowanymi w
obudowy.
Wykaz elementów:
US1 -LM7912(79LT2)
T1-5-T3, T7 -BF194
T4, T5, T8 - BC 308B
T6 - BF 245B
D1 - BZP 683C 6V8
D2.D3 -AAP120
D4, D5 -BYP 150-50
12
Praktyczny Elektronik 8/1995
R34-=-R37 -62 n/0,125 W
R9 -82 0/0,125 W
R25, R29, -100 n/0,125 W
R28 -160 n/0,125 W
R7, R21, R24.R27 -220 n/0,125 W
R32, R33 -510 n/0,125 W
R30, R31 -560 n/0,125 W
R5 -820 n/0,125 W
R6, R8, R11, R26 -1 kn/0,125W
R17 -2,2kn/0,125W
R10 -3,6kn/0,125W
R13+R16, R19.R22 -10kn/0,125W
R4 -15kn/0,125W
R18.R22 -33kn/0,125W
R12, R23 -47kn/0,125W
R3 -68kn/0,125W
R2 -100kn/0,125W
R1 -180kn/0,125W
P3 -1 kn-APR-185
P1 -4,7 kn-APR-185
P4 - 4,7 knTVP 1232
P2 -47knTVP1232
C1H-C5 - trymer KCD-7d
5/20 pF
C20 -15pF/KCP
C19 - 22 pF/ KCP
C23 - 47 pF/ KCP
C6, C21.C25, C26 -10nF/25VKFPf
C14+C16 -10nF/63VKSF-020
C9
C8.C11.C22, C24
C29, C30
C7
C12.C18.C27
C10
C31
C28
Cz
L1 L2 L3
L4
L5
Dł1
WSK
TS
B1 WŁ1
- 22 nF/25 V KFPf
- 47 nF/25 V KFPf -100nF/63VMKSE-20
- 220 nF/63 V MKSE-20
- 2,2 nF/40 V 04/U -47nF/16V04/U -100 nF/16V 04/U
- 470 nF/25V 04/U
- kond. obrotowy 83.1.6.21.1.BA
-cewka 7x7 305 (316) -cewka 7x7 306 (309)
- cewka 7x7 332
-cewka 7x7 440 (441)
- cewka 7x7 w/g opisu
- dławik w.cz. w/g opisu
- wskaźnik dostrojenia 100
- transformator sieciowy 2x15 W 100 mA
-WTAT250V63mA
- segment sieciowy Isostat
płytka drukowana numer 217
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 3,96 zł (39.600 zł) + koszty wysyłki.
ŚŚŚ R.K.
Zakłócenia i ich redukcja cz. 4
Separacja i symetryzacja
Separację stosuje się dla przerwania pętli uziemienia, a symetryzację dla wyeliminowania zakłóceń wspólnych indukowanych w przewodach sygnałowym i powrotnym. Zabiegi te pozwalają na redukcję zakłóceń indukowanych w liniach przesyłowych np. w kablu mikrofonowym.
Separacja
Uziemienie obu końców kabla przesyłowego powoduje powstanie pętli uziemienia w której mogą indukować się zakłócenia wprowadzane następnie do obwodu sygnałowego. Pętla uziemienia może zostać przerwana przez rozłączenie obwodu uziemienia przy jednoczesnym przekazywaniu sygnału. Metoda ta nosi nazwę separacji. Wykorzystuje się do tego celu urządzenia elektroniczne umożliwiające przekazywanie energii przy jednoczesnym oddzieleniu obwodów wejściowego i wyjściowego. Do takich urządzeń należą transformator i tzw. sprzęgacz optyczny. Ograniczone pasmo częstotliwości w jakim mogą pracować te urzą-
dzenia nie jest przeszkodą, ponieważ separację stosuje się w obwodach niskich częstotliwości. Przykład wykorzystania transformatora jako separatora przedstawiono na rys.1.

UKŁAD 1 UKŁAD 2

\ C PETLA ^i X Ś^ \___ UZIEMIENIA _J Ś= TRANSFORMATOR
UKŁAD 1 i UKŁAD 2

Rys.1 Zastosowanie transformatora separującego
Jak łatwo zauważyć zastosowanie transformatora separującego przerywa pętlę uziemienia, ale jednocześnie eliminuje przepływ prądu stałego, jak i prądu o bardzo małej częstotliwości. W niektórych obwodach wymagane jest przejście dla prądu stałego i zastoso-
Praktyczny Elektronik 8/1995
13
wanie transformatora separującego w pokazanej wersji jest niemożliwe. Nie jest to jednak sytuacja bez wyjścia. Separację można uzyskać także przez podłączenie transformatora wzdłużnie z sygnałem (poprzednie połączenie można nazwać "poprzecznym"). W połączeniu tym transformator nazywany jest dławikiem wzdłużnym, lub symetryzatorem. Takie połączenie przedstawiono na rys.2.
UKŁAD 1
UKŁAD 2
Rys.2 Dławik wzdłużny
Uzwojenia transformatora przenoszą teraz składową stałą i stanowią małą impedancję dla sygnału. Dla zakłóceń wzdłużnych (sumacyjnych), tzn. o jednakowym prądzie i tym samym kierunku, indukowanych w obu przewodach sygnałowych, uzwojenia transformatora stanowią dużą impedancję. Efekt ten uzyskuje się przez zastosowanie transformatora o jednakowych uzwojeniach (symetrycznych) i stąd nazwa symetryza-tor.
Prąd sygnału płynie przez uzwojenia w odwrotnych kierunkach i indukowane wzajemnie w nich napięcia znoszą się powodując jedynie minimalny spadek sygnału wynikający z niedoskonałości transformatora. Należą do nich: brak idealnej symetrii, rezystancja uzwojeń i straty energii w transformatorze.
Prąd wzdłużny może powstać w wyniku sprzężenia magnetycznego w pętli uziemienia, lub różnicy napięć między punktami uziemień. Prąd ten jest jednakowy w obu uzwojeniach i indukowane wzajemnie w nich napięcia dodają się dając efekt zwiększenia indukcyj-ności uzwojenia o indukcyjność wzajemną (L+M). Przy odpowiednio dużej częstotliwości zakłóceń następuje redukcja prądu zakłóceń. Transformator powinien być odpowiednio duży, aby nie ulegał nasyceniu, gdyż wtedy efekt jego działania zostanie ograniczony.
RDZEŃ MAGNETYCZNY
UKŁAD 1 r UKŁAD 2


Rys.3 Praktyczna realizacja dławika wzdłużnego
Dławik wzdłużny może być łatwo wykonany np. przez nawinięcie przewodów łączących dwa obwody dookoła rdzenia magnetycznego. Przykład praktycznej
realizacji przedstawiono na rys.3, gdzie przewód sygnałowy (może to być także przewód koncentryczny) został nawinięty na magnetycznym rdzeniu toroidal-nym.
W podobny sposób wykonuje się także filtry zakłóceń dostających się do urządzenia lub wydostających z niego drogą zasilania sieciowego. Zamiast przewodu sygnałowego nawija się na ferrytowym rdzeniu toro-idalnym przewód sieciowy. Jest to dość często spotykane rozwiązanie w zasilaczach impulsowych. Przewody sygnałowe z więcej niż jednego obwodu mogą być nawinięte na tym samym rdzeniu bez wzajemnego przenikania. Rozwiązanie takie stosowane jest w telefonii, gdzie transformator separujący przenosi 25*50 sygnałów.
Powszechnie stosowanym elementem separującym jest tzw. sprzęgacz optyczny. Składa się on z diody elektroluminescencyjnej podłączonej do źródła sygnału i sprzężonej z nim optycznie fotodiody lub fototranzystora, czy tyrystora. Prąd sygnału przepływając przez diodę elektroluminescencyjną powoduje jej świecenie i przez sprzężenie optyczne zmianę prądu płynącego przez fotodiodę lub fototranzystor. Przyrządy te umieszcza się w jednej obudowie i fotodiodę lub fototranzystor podłącza się do odbiornika sygnału. Sprzęgacz optyczny zapewnia doskonałą izolację obwodów i nawet może być stosowany dla oddzielenia obwodów niebezpiecznych. Zastosowanie sprzęgacza optycznego do separacji obwodów przedstawiono na rys.4.
SPRZĘGACZ OPTYCZNY I i
UKŁAD 1 UKŁAD 2



Rys.4 Sprzęgacz optyczny
Sprzęgacze optyczne są szczególnie użyteczne w układach cyfrowych. Stosowanie ich w układach analogowych napotyka na trudności ze względu na dużą nieliniowość i zniekształcanie sygnału. Jako swego rodzaju sprzęgacz optyczny można traktować linię światłowodową. Powszechnie jest znana jej odporność na zakłócenia elektryczne i magnetyczne, co preferuje jej stosowanie w miejscach o dużym natężeniu zakłócających pól elektromagnetycznych.
Symetryzacja
Obwód symetryczny (zrównoważony) to obwód dwuprzewodowy, w którym obydwa przewody sygnałowe i przyłączone do nich obwody mają taką samą impedancję w odniesieniu do uziemienia i innych przewodów. Dzięki symetryzacji uzyskuje się jednakowe przenikanie zakłóceń do obu przewodów, co pozwala na zredukowanie sygnału zakłócającego
14
Praktyczny Elektronik 8/1995
wzdłużnego (wspólnego) na obciążeniu. Symetryzacja zastosowana wraz z ekranowaniem pozwala na zredukowanie zakłóceń do poziomu niższego jaki daje samo ekranowanie. Jest także stosowana jako samodzielny sposób redukcji zakłóceń zamiast ekranowania.
Symetryzacja wykorzystuje właściwości wzmacniacza różnicowego polegające w idealnym przypadku na wzmacnianiu różnicy napięć podawanych na wejścia wzmacniacza i niereagowaniu wzmacniacza na tzw. sygnał wspólny (jednakowy), kiedy różnica jest równa zero. Zastosowanie wzmacniacza różnicowego i doprowadzenie do niego sygnału symetrycznego (względem uziemienia) daje zmniejszenie wpływu wzdłużnego (sumacyjnego) napięcia zakłóceń. Przykład zastosowania wzmacniacza różnicowego przedstawiono na rys.5.
Rys.5 Zastosowanie wzmacniacza różnicowego
W przykładzie tym wykorzystano wzmacniacz różnicowy z wyjściem pojedynczym (niesymetrycznym). Niesymetryczne jest także źródło sygnału. Źródło sygnału reprezentują siła elektromotoryczna Eg i rezystancja wewnętrzna Rg. Wzdłużne napięcie zakłóceń reprezentują źródło napięciowe Uw i rezystancja Rw. Rezystancje Rc1 i Rc2 przedstawiają rezystancje przewodów sygnałowych a rezystancje R1 i R2 rezystancje wejściowe wzmacniacza. Napięcie wyjściowe wzmacniacza będzie określone niżej podanym wzorem:
UWy = A(U1-U2)
gdzie: A - wzmocnienie różnicowe wzmacniacza
Jak łatwo zauważyć, w idealnym przypadku napięcie wzdłużne dodaje się jednakowo do obu napięć wejściowych wzmacniacza nie zmieniając ich różnicy. Praktycznie wskutek niesymetrii obwodu sygnałowego i samego wzmacniacza występuje jednak przenikanie sygnału wspólnego na wyjście wzmacniacza. Niesy-metria obwodu sygnałowego objawia się tym, że napięcia zakłóceń dodające się do poszczególnych wejść są różne i wzmacniacz będzie sterowany ich różnicą. Symetria obwodu wejściowego wzmacniacza będzie tym lepsza im większe będą rezystancje wejściowe wzmacniacza i mniejsza rezystancja wewnętrzna źródła sygnału. Jeżeli wykorzystuje się
przewód sygnałowy symetryczny w ekranie to ekran powinien być uziemiony przy źródle sygnału.
Zastosowanie wzmacniacza różnicowego jest pierwszym krokiem w kierunku symetryzacji. Wadą przedstawionego na rys.5 rozwiązania jest wykorzystanie niesymetrycznego źródła sygnału. Symetryzacja źródła w odniesieniu do uziemienia pozwoli na całkowite zrównoważenie układu. Analizę w pełni symetrycznego obwodu wejściowego wzmacniacza różnicowego umożliwi nam schemat przedstawiony na rys.6.
Uwel
Rys.6 Układ symetryczny z napięciami zakłóceń
Źródła napięciowe U-| i U2 reprezentują napięcia zakłóceń powstałe w przewodach sygnałowych w wyniku sprzężenia indukcyjnego. Źródło U3 przedstawia napięcie zakłóceń sprzężone pojemnościowo z obwodem przez pojemności C31 i 032- Różnica potencjałów uziemień między źródłem a obciążeniem jest reprezentowana przez Uw. Jeśli przewody 1 i 2 są przewodami skręconymi równe będą pojemności C31 i C32 i jednakowe będą napięcia zakłóceń wnoszone do obwodu sygnałowego wskutek sprzężenia pojemnościowego. Para przewodów skręconych zabezpiecza również przed sprzężeniem indukcyjnym. Tak więc zastosowanie pary przewodów skręconych może uchronić obwód przed oddziaływaniem zarówno pól magnetycznych jak i elektrycznych bez ekranu na przewodach. Zastosowanie ekranu jest jednak pożądane z uwagi na trudność w uzyskaniu idealnej symetrii.
Pary przewodów skręconych lub ekranowane pary przewodów skręconych są stosowane w obwodach symetrycznych jako zrównoważone naturalnie. Przewód koncentryczny jest natomiast przewodem naturalnie nie zrównoważonym. Chcąc zastosować przewód koncentryczny w obwodzie symetrycznym należy zastosować dwa, jednakowe i o jednakowych długościach przewody koncentryczne.
Różnica potencjałów uziemień Uw wytwarza równe napięcia na zaciskach wejściowych wzmacniacza. Napięcia te znoszą się, nie wytwarzając napięcia za-
Praktyczny Elektronik 8/1995
15
kłóceń sterującego wzmacniacz. Oczywiście tak będzie w sytuacji idealnej, przy idealnej symetryzacji układu.
Stopień symetryzacji lub współczynnik tłumienia sumacyjnego (CMRR - Common Modę Rejection Ra-tio) jest określany jako stosunek napięcia zakłóceń wzdłużnego (sumacyjnego) do wytwarzanego przez nie różnicowego napięcia zakłóceń (między wejściami wzmacniacza). Wyrażany jest on najczęściej w decybelach (dB).
Im lepsze jest zrównoważenie, tym mniejszy jest wpływ zakłóceń. Przy idealnej symetryzacji do układu nie będą przenosiły się żadne zakłócenia. W dobrze zaprojektowanym układzie należy spodziewać się współczynnika tłumienia sumacyjnego rzędu 60*80 dB.
Symetria układu zależy od symetryzacji źródła, symetryzacji doprowadzeń sygnału i obciążenia jak również od zrównoważenia wszystkich impedancji rozproszonych. Zrównoważenie musi więc być uzyskane dla składowych rezystancyjnych jak i składowych reaktancyjnych (indukcyjności i pojemności). Poziom zakłóceń wnoszonych do obwodu symetrycznego zależy od stopnia symetryzacji i jest wprost proporcjonalny do wielkości wzdłużnego napięcia zakłócającego. Zmniejszenie napięcia wzdłużnego można uzyskać przez właściwe ekranowanie i uziemienie na jednym końcu przewodu.
Symetria obwodów zależy także od częstotliwości. Trzeba brać pod uwagę zarówno częstotliwości sygnału jak i częstotliwości możliwych zakłóceń. Trudniej jest uzyskać dobre zrównoważenie przy wyższych częstotliwościach z uwagi na większy wpływ sprzężeń pojemnościowych. Ograniczone jest też zastosowanie scalonych wzmacniaczy różnicowych. Przy wysokich częstotliwościach zazwyczaj muszą być one realizowane na elementach dyskretnych i uzyskiwany stopień symetrii będzie znacznie mniejszy.
Chcąc uzyskać dobre zrównoważenie układu należy stosować elementy o znacznie lepszej symetrii od wymaganej przez cały układ.
Najbardziej wrażliwe na indukowanie się zakłóceń są przewody sygnałowe i nawet przy niesymetrycznym źródle i obciążeniu (wejściu wzmacniacza) można podjąć się symetryzacji linii przesyłowej. Przedstawia to rys.7.
LINIA PRZESYŁOWA
Rys.7 Symetryzacja linii przesyłowej
Wymagane jest do tego celu zastosowanie dwóch transformatorów. Transformator Tr-| stosowany w pobliżu źródła sygnału umożliwia przejście sygnału z niesymetrycznego na symetryczny. Transformator Tr2 stosowany w pobliżu wejścia wzmacniacza umożliwia przejście z symetrycznego obwodu sygnałowego na sygnał niesymetryczny wymagany do sterowania wzmacniacza. Możliwe są także kombinacje układu np. symetryzacja sygnału (Tr-|) i zastosowanie wzmacniacza różnicowego lub symetryzacja wejścia wzmacniacza niesymetrycznego za pomocą transformatora Tr2 przy niesymetrycznym źródle sygnału. Transformatory dodatkowo przerywają pętlę uziemienia a więc w sumie uzyskujemy w tym układzie syme-tryzację wraz z separacją.
Elektroniczny "dzwonek" do telefonu
Cisza i spokój, pełny relaks. Nagle słyszymy stresujący dźwięk, hałaśliwego telefonicznego dzwonka. Jeszcze do niedawna większość aparatów telefonicznych posiadało dzwonek służący do przywołania abonenta. Dziś aparaty posiadają różnego typu elektroniczne sygnalizatory akustyczne. Jedno z takich rozwiązań chciałbym Warn zaprezentować.
Wysyłany z centrali prąd wywoławczy, uruchamia umieszczony w aparacie dzwonek lub sygnalizator
akustyczny. Jako prąd wywoławczy, zwany również prądem dzwonienia, jest stosowany prąd przemienny o częstotliwości 25 Hz.
Najmniejsza wartość prądu potrzebna do uruchomienia dzwonka na prąd przemienny jest znacznie większa od wartości prądu uruchomienia dzwonka na prąd stały. Jednak w systemie zasilania z centrali, zastosowanie prądu stałego nie byłoby w ogóle możliwe. Więc przy zasilaniu prądem przemiennym dzwonek w aparacie telefonicznym, powinien mieć odpowiednią czułość.
16
Praktyczny Elektronik 8/1995
Zwiększenie czułości dzwonka na prąd przemienny uzyskano dzięki zastosowaniu w obwodzie cewki, nieruchomego magnesu. Dlatego też dzwonki te nazywane są dzwonkami polaryzacyjnymi. Prąd przemienny przepływający przez uzwojenia cewek powoduje magnesowanie się kotwicy, przy czym jej biegunowość zmienia się z częstotliwością prądu wzbudzającego. Przy każdej zmianie położenia kotwicy, umocowany do niej młoteczek uderza w jedną z czasz. Na jeden okres prądu przemiennego przypadają więc dwa uderzenia dzwonka.
Dodatkowe elementy, takie jak : kotwica, oś kotwicy, młoteczek, czasze dzwonków, itd., to tylko niektóre z elementów tego ciekawego urządzenia, którego konstrukcję chciałem Warn przybliżyć i przypomnieć. Proponowany układ jest prostą konstrukcją elektroniczną, składającą się z jednego układu scalonego i paru elementów zewnętrznych.
Opis układu
Układ sygnalizatora zbudowany został z wykorzystaniem inwerterów CD 4069. Inwertery A1 i A2 pracują w układzie multiwibratora. Przebieg częstotliwości z jego wyjścia (negator B) bramkuje pracę generatora częstotliwości akustycznych, zbudowanego z inwerterów A3 i A4. Dioda D2 i rezystor R2, włączone między wyjście multiwibratora taktującego, a multiwibrator częstotliwości akustycznych, powodują modulację częstotliwości. Oznacza to, że gdy na wyjściu inwerte-ra A2 pojawi się "0" logiczne, to częstotliwość multiwibratora akustycznego będzie malała. W momencie pojawienia się "1" logicznej multiwibrator pracuje w sposób ciągły. Duża częstotliwość pracy multiwibratora taktującego powoduje, że zmiany te są prawie nie słyszalne. Częstotliwość taktującą oraz akustyczną możemy dobrać indywidualnie, zmieniając wartość pojemności kondensatorów C2 i C3.
DZO
MG W06 1A/600V
DZO
Rys.1 Schemat ideowy sygnalizatora do telefonu
Przetwornik piezoelektryczny włączony jest pomiędzy wyjścia inwerterów A5 i A6, podobnie jak ma to miejsce we wzmacniaczu mostkowym. Dzięki takiemu
rozwiązaniu zwiększa się głośność pracy przetwornika piezoelektrycznego.
Zastosowanie przetwornika piezoelektrycznego typu "SOUNDER" zapewnia przyjemny dźwięk o odpowiedniej głośności. W przypadku trudności z nabyciem takiego przetwornika, można zastosować inny przetwornik piezoelektryczny z wbudowanym generatorem akustycznym o częstotliwości 5 kHz. Jednak zmniejszy się częstotliwość oraz głośność pracy tego urządzenia.
Ponieważ zastosowany układ scalony serii CMOS zasilany jest napięciem stałym, na zaciskach zasilania "DZ" układu, włączony został prostownik w układzie Greatz'a. Napięcie dzwonienia ma amplitudę kilkudziesięciu woltów (ok. 60 V), dlatego też zastosowany został stabilizator parametryczny w postaci diody Ze-nera.
.2]
QDZ 0DZ
Rys.2 Schemat płytki drukowanej I rozmieszczenie elementów
Układ po zmontowaniu jest gotowy do pracy. Przed włączeniem go w obwód aparatu telefonicznego, sprawdzamy jego działanie, podłączając przewody zasilania (DZ) do zasilacza prądu stałego (+15 V). Po sprawdzeniu prawidłowości działania, przystępujemy do zamontowania sygnalizatora wewnątrz aparatu.
Rys.3 Przetwornik piezoelektryczny PCA 1-01
Wykręcony dzwonek z podstawy aparatu, pozostawił sporo miejsca. Płytkę drukowaną sygnalizatora przykręcamy do podstawy aparatu telefonicznego. Przetwornik, połączony z płytką przewodami, przykręcamy w miejscu zapewniającym jego głośną pracę
Praktyczny Elektronik 8/1995
17
(przy otworach w części podstawy aparatu). Regulację głośności możemy dokonać, zasłaniając lub odsłaniając przednią część przetwornika. Zasuwkę można wykonać z kawałka płaskiego i cienkiego tworzywa sztucznego.
Wykaz elementów
US1
MG
D1
D2
R4
R3
- MCY 74069 (CD 4069)
- mostek Greatz'a MG W06 1 A/600 V -BZP650C12
-BAVP17 -100 0/0,25 W -62kQ/0,125W
R2 -220kn/0,125W
R1 -1,5MQ/0,125W
C1 -10nF/25V04/U
C2 -47 nF/63 V KFP
C3 - 3,3 nF/63 V KFP
PIEZO - przetwornik piezoelektryczny
(SOUNDER) PCA-1-01 80 dB 3,3 kHz płytka drukowana numer 221
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 0,90 zł (9.000 zł) + koszty wysyłki.
^ Ireneusz Konieczny
Zasady prenumeraty
Prenumeratę przyjmujemy począwszy od dziesiątego numeru za rok 1995 - po otrzymaniu przez Wydawnictwo ARTKELE kuponu wpłaty. Aby mieć gwarancję, że prenumerata rozpocznie się od siódmego numeru prosimy dokonać wpłaty odpowiednio wcześniej, tak aby wypełniony kupon dotarł do Wydawnictwa w terminie do 20 września 1995.
Wypełniając kupon należy wpisać:
- kwotę (cyframi i słownie) równą wartości zamawianych numerów czasopisma.
- imię i nazwisko oraz adres (koniecznie z kodem pocztowym) prenumeratora. Prosimy o czytelne wy-
pełnienie kuponu, gdyż pozwoli to uniknąć pomyłek.
- odcinek przekazu "Pokwitowanie dla wpłacającego" prosimy zachować.
- zaprenumerowane egzemplarze czasopisma będą wysyłane na adres wskazany przez zamawiającego na odcinku przekazu "Odcinek dla posiadacza rachunku" w rubryce "Adres wysyłki".
- Wydawnictwo ARTKELE nie ponosi odpowiedzialności za problemy wynikłe z błędnego wypełnienia przekazu.
Cena dla prenumeratorów wynosi 2,10 zł (21.000 zł) wraz z kosztami wysyłki za jeden egzemplarz pisma Praktyczny Elektronik do końca 1995 roku.
Pokwitowanie dla wpłacającego
Odcinek dla posiadacza rachunku
Odcinek dla banku
zł..
słownie..
słownie..
słownie..
wpłacający..
wpłacający..
wpłacający..
dokładny adres
na rachunek:
ARTKELE
ul. Prosta 11,65-001 Zielona Góra
Komunalny Bank Spółdzielczy
w Zielonej Górze 997283-102847-2541
dokładny adres
na rachunek:
ARTKELE
ul. Prosta 11,65-001 Zielona Góra
Komunalny Bank Spółdzielczy
w Zielonej Górze 997283-102847-2541
dokładny adres
na rachunek:
ARTKELE
ul. Prosta 11,65-001 Zielona Góra
Komunalny Bank Spółdzielczy
w Zielonej Górze 997283-102847-2541
Opłata
Opłata
zł..
Opłata
datownik podpis przyjm.
datownik podpis przyjm.
datownik podpis przyjm.
18
Praktyczny Elektronik 8/1995
Nowa karta zamówień
nnnmnnm
Imię
LHHHH
Nazwisko
I
ul./os.
ni
i
Ulica (miejscowość, wieś)
Numer domu / posesji
CD CD
Kod pocztowy
Poczta (miejscowość)
Wszystkie dane personalne wpisać literami drukowanymi
Płytki
Numer Ilość
??? szt. nn ??? szt. nn
DDD szt. DD
DDD szt. DD DDD szt. DD DDD szt. DD DDD szt. DD DDD szt. DD DDD sz.. DD
Czasopisma
Numer/rocznik Ilość
DD/LJU szt.
DD/DD szt. DD/DD
DD/DD szt. DD DD/DD szt. DD DD/DDszt.DD
Kserokopie
Numer płytki
DDD DDD DDD
DDD DDD
W przypadku zamawiania kserokopii artykułów prosimy o podanie numeru płytki drukowanej zamieszczonej w tym artykule. Jeżeli w artykule występują dwie płytki należy podać tylko numer jednej z nich). W przypadku artykułów w których nie występuje płytka drukowana należy podać tytuł artykułu i numer PE w rubryce UWAGI.
Uwagi:.
Zamawiam pranumeratę: Zamawiam pranumeratę: Zamawiam pranumeratę:
�Praktyczny Elektronik �Praktyczny Elektronik �Praktyczny Elektronik
wybrany okres prenumeraty wybrany okres prenumeraty wybrany okres prenumeraty
zaznaczyć krzyżykiem zaznaczyć krzyżykiem zaznaczyć krzyżykiem
IV kwarta IV kwarta IV kwarta
1995r. 1995r. 1995r.
6,30 Zł 6,30 zł 6,30 Zł
Cena 1 egzemplarza wraz Cena 1 egzemplarza wraz Cena 1 egzemplarza wraz
z kosztami wysyłki - 2.10 zł (21.000 zł) z kosztom i wysyłki - 2,10 zł (21.000 zł) z kosztami wysyłk - 2,10 zł (21.000 zł)
ADRES WYSYŁKI: ADRES WYSYŁKI: ADRES WYSYŁKI:
nazwisko (lub firma) nazwisko (lub firma) nazwisko (lub firma)
ulica/numer domu ulica/numer domu ulica/numer domu
- - -
kod pocztowy kod pocztowy kod pocztowy
miejscowość miejscowość miejscowość
kupon ważny do 20.09.1995r. kupon ważny, do 20.09.1995r. kupon ważny do 20.09.1995r.
Praktyczny Elektronik 8/1995
19
Włącznik wentylatora chłodnicy w samochodzie
Upalne lato daje się we znaki wszystkim, a zwłaszcza kierowcom. Podczas jazdy w mieście często zdarza się, że silnik osiąga wysoką temperaturę, co jest dla niego szkodliwe. Bardzo często włączniki termiczne stosowane w samochodach włączają wentylator zbyt wcześnie, lub zbyt późno. Artykuł przedstawia opis progowego włącznika termicznego. Może on znaleźć zastosowanie nie tylko w samochodzie, lecz także w lodówce, zamrażarce, akwarium, i innych miejscach gdzie wymagana jest regulacja temperatury. Układ nie jest skomplikowany i doskonale nadaje się do wykonania przez początkujących elektroników.
Regulacja temperatury, jak zresztą innych wielkości, polega na ciągłym, lub okresowym porównywaniu wartości temperatury w regulowanym obiekcie z temperaturą zadaną. Jeżeli nastąpiło obniżenie się temperatury w obiekcie, układ sterujący włącza ogrzewanie, a następnie wyłącza je po osiągnięciu zadanej wartości temperatury. W taki sposób można utrzymać stałą wartość temperatury. Oczywiście układy elektroniczne muszą posiadać elementy zamieniające wielkość nieelektryczną, jaką jest temperatura, na wielkość elektryczną np. napięcie, prąd, rezystancję itp. Jednym z popularniejszych elementów zamieniających temperaturę na wielkość elektryczną jest termistor, którego rezystancja może rosnąć, lub maleć wraz ze wzrostem temperatury. Termistory zmniejszające swoją rezystancję przy wzroście temperatury oznaczane są skrótem NTC (ang. Negative Temperaturę Coefficient - ujemny współczynnik temperaturowy). Znacznie mniej popularne są termistory o dodatnim współczynniku temperaturowym PTC.
Rys.1 Schemat komparatora bez pętli histerezy
Montując termistor w miejsce rezystora w najzwyklejszym dzielniku napięciowym otrzymamy układ zamieniający temperaturę na napięcie. Napięcie zależne od temperatury może być już w prosty sposób porównywane z napięciem wzorcowym, proporcjonalnym do wartości nastawionej temperatury. Porównanie to odbywa się w komparatorze, czyli wzmacniaczu
prądu stałego o bardzo dużym wzmocnieniu (rys.1). Funkcję komparatora może spełniać wzmacniacz operacyjny. Jeżeli wartość napięcia na wejściu odwracającym "-" jest niższa niż wartość napięcia na wejściu nieodwracającym "+" to wyjście komparatora znajduje się w stanie wysokim (w pobliżu dodatniego napięcia zasilania). W przeciwnym przypadku wyjście komparatora przechodzi w stan niski (bliski ujemnemu napięciu zasilania, lub bliski potencjałowi masy przy zasilaniu ze źródła o jednej polaryzacji). Napięcie porównywane oznaczono na rys.1 jako Uwe, a napięcie wzorcowe jako Uref- Oczywiście możliwa jest sytuacja kiedy napięcie Uwe doprowadzone zostanie do wejścia nieodwracającego "+", a napięcie Uref do wejścia odwracającego "-".
Uwy max
Uwy min
Uwy min
Ur, URef UR2
Uwy Uwe
min Uh
Rys.2 Klasyczny schemat komparatora z pętlą histerezy
Układ komparatora zamieszczony na rysunku 1 nie jest w praktyce stosowany, gdyż posiada on jedną istotną wadę. Jeżeli jeżeli napięcie Uwe zmienia się powoli, to w momencie zrównania się z napięciem Uref komparator zaczyna oscylować, tzn. zmieniać stan wyjściowy z niskiego na wysoki i odwrotnie. Dzieje się tak głównie za sprawą zmiany prądów polaryzacji wejść komparatora i zakłóceń nałożonych na napięcie Uwe i Uref. Z tego też względu komparatory wyposażane są w dodatkowe dodatnie sprzężenie zwrotne powodujące powstawanie pętli histerezy (rys.2). Pętla histerezy sprawia, że zmiana stanu wyjścia komparatora ze stanu niskiego na wysoki następuje przy innej wartości napięcia wejściowego Ur-|, niż zmiana stanu wysokiego na niski Ur2- Różnica pomiędzy tymi napięciami nazywana jest szerokością pętli histerezy Uh i podawana jest w woltach lub miliwoltach.
Zasada działania układu jest następująca. Jeżeli napięcie Uwe jest niższe od napięcia Uref, to wyjście komparatora jest w stanie wysokim. Powoduje to, że napięcie na wejściu nieodwracającym (dzięki dodatniemu sprzężeniu zwrotnemu wprowadzanemu przez rezystor R3) jest nieco wyższe niż napięcie Uref-W chwili gdy napięcie Uwe wzrośnie i przekroczy
20
Praktyczny Elektronik 8/1995
wartość napięcia na wejściu "+" komparator zmieni swój stan na niski, co pociągnie za sobą niewielkie zmniejszenie napięcia na wejściu "+". Będzie teraz ono nieco niższe niż napięcie Uref- Aby nastąpiła ponowna zmiana stanu komparatora, napięcie Uwe musi spaść poniżej wartości Up-|. Zostało to zilustrowane na rysunku 3. Wartość napięcia histerezy można obliczyć w oparciu o prosty wzór:
R2 [kO]
R2 [kfi] + R3 [kfł]
(Uwymax [V] - Uwymin [V]),
gdzie:
Uh - szerokość pętli histerezy,
Uwymax - wartość napięcia wyjściowego w stanie
wysokim Uwymin - wartość napięcia wyjściowego w stanie
niskim
Rys.3 Schemat poglądowy ilustrujący zasadę pracy komparatora z pętlą histerezy
Wypada jeszcze zwrócić uwagę, że pętla histerezy nie musi być symetryczna w stosunku do napięcia referencyjnego (rys.2). Dzieje się tak tylko wtedy, jeżeli wartość napięcia referencyjnego jest dokładnie
w połowie pomiędzy napięciami Uwymax i Uwymin. Dla minimalizacji temperaturowego napięcia niezrównowa-żenia komparatora wartości rezystancji "widziane" przez wejścia "+" i "-" powinny być jednakowe.
UweC
Uwy max
Uwy min
_ R3R2(Uwymax - Uwymjn) H R2-R4 + R3-R4 + R3-R2
R1=R2IIR3IIR4 JEŻELI R4R2 i R4R3 TO R1 = R2IIR3
Rys.4 Schemat komparatora z pętlą histerezy wersja II
Inną odmianą komparatora z pętlą histerezy jest układ przedstawiony na rysunku 4. Napięcie referencyjne jest tutaj otrzymywane przez podział napięcia zasilającego. W takim przypadku wzór do obliczania szerokości pętli histerezy ulega komplikacji i ma postać:
UH [V] =
gdzie:
UH
Uwyma x Uwymin
+ 12V
Rys.5 Schemat ideowy regulatora temperatury
R2-R3-(Uwymax - Uwymin) R2-R3 + R2-R4 + R3-R4
- szerokość pętli histerezy,
- wartość napięcia wyjściowego w stanie wysokim
- wartość napięcia wyjściowego w stanie niskim
Na rysunku 5 zamieszczono schemat ideowy regulatora temperatury. Jako czujnik temperatury zastosowano termi-stor NTC (Ter1) o rezystancji 10 kfi w temperaturze 25�C. W układzie komparatora identycznym jak pokazano to na rys.4 pracuje popularny i tani wzmacniacz operacyjny nA 741. Wejścia wzmacniacza operacyjnego zostały zablokowane kondensatorami C1 i C2 eliminującymi wpływ zakłóceń impulsowych. Z wyjścia komparatora, za pośrednictwem tranzystora T1 sterowany jest przekaźnik Pk1. Dioda elektro-
PRZEKA2NIK
', WENTYLATORA
CHŁODNICY
SILNIK
WENTYLATORA CHŁODNICY
' TEMPERATUROWY
WŁĄCZNIK WENTYLATORA
Praktyczny Elektronik 8/1995
21
luminescencyjna D1 informuje o stanie wyjścia układu. Świecenie się diody sygnalizuje o zwarciu styków przekaźnika.
W komparatorze zastosowano możliwość regulacji temperatury przy której włącza się przekaźnik. Funkcję elementu regulacyjnego pełni potencjometr montażowy P1. Regulacja taka jest niezbędna, gdyż termi-story charakteryzują się stosunkowo dużym rozrzutem wartości rezystancji ok. 10%. Układ posiada także możliwość regulacji szerokości pętli tiisterezy przy pomocy potencjometru P2.
Na schemacie ideowym podano wartości elementów które pozwalają na pracę układu w automatycznym włączniku wentylatora chłodnicy. Temperatura płynu chłodzącego przy której włącza się wentylator może być regulowana potencjometrem P1 w zakresie ok. 80-h95�C. Natomiast zakres regulacji szerokości pętli histerezy wynosi ok. 3-5-10�C.
Układ zasilany jest stabilizowanym napięciem +9 V pochodzącym z monolitycznego stabilizatora LM 7809 (US2). Prąd pobierany przez regulator nie przekracza 10 mA w stanie spoczynku (dioda i przekaźnik są wtedy wyłączone).
Zastosowanie regulatora może być znacznie szersze. Doskonale nadaje się on do u-trzymywania stałej temperatury w mieszkaniu, warsztacie, lub szklarni. Można go także wykorzystać do regulacji temperatury wody w akwarium, lub terrarium. Jeszcze innym zastosowaniem są różnego rodzaju lodówki i zamrażarki. Niestety rezystancja termistorów charakteryzuje się nieliniową zmianą wartości w funkcji temperatury. Z tego też względu wartości elementów R1, P1 ulegają zmianom w przypadku regulacji innych temperatur niż to podano powyżej. Chcąc ułatwić Czytelnikom dobranie wartości elementów, w tabeli 1 zamieszczono wartości R1 i P1 dla różnych wariantów wykonania regulatora i dla różnych wartości rezystancji termistora (rezystancje termistorów podano w temperaturze 25�C.
Tabela 1
Wykaz wartości elementów w zależności od temperatury pracy regulatora i rezystancji termistora w temperaturze 25�C
Zakres temperatur pracy Ter1 R1 P1
[�C] [kLi] [kQ] [kO]
20 ą5 10 8,2 4,7
20 ą5 22 18 10
20 ą5 47 39 22
20 ą5 100 82 47
0ą5 10 6,2 4,7
0ą5 22 47 47
0ą5 47 100 100
0ą5 100 180 100
Montaż i uruchomienie
Montaż układu nie wymaga specjalnych opisów. Samo uruchomienie urządzenia jest proste lecz pracochłonne. Poniżej zostanie zamieszczony opis uruchomienia regulatora wykonanego w wersji przeznaczonej do samochodu. Do uruchamiania niezbędny jest termometr o zakresie obejmującym temperatury 70-100�C i naczynie żaroodporne z wodą (może to być zwykły garnek).
Zakres temperatur pracy Ter1 R1 P1
[�C] [kii] ikO] [kn]
90 ą10 10 1 1
90 ą10 22 1,5 1
90 ą10 47 2,4 2,2
90 ą10 100 6,2 4,7
30 ą5 10 6,2 4,7
30 ą5 22 11 10
30 ą5 47 24 10
30 ą5 100 56 47
Rys.6 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
Termistor należy zaizolować, tak aby nie przedostała się do niego woda. Następnie umieszcza się go w naczyniu z wodą ogrzaną do temperatury ok. 90�C. Potencjometr P1 ustawia się na minimum rezystancji, a P2 na maksimum rezystancji (najwęższa pętla histerezy). Powoli zwiększając rezystancję potencjometru P1 należy doprowadzić do włączenia przekaźnika i zapalenia się diody D1.
Regulacja szerokości pętli histerezy jest bardziej czasochłonna. Przed regulacją potencjometr P2 ustawia się na minimum rezystancji (najszersza pętla histerezy). Termistor powinien być umieszczony w wodzie o temperaturze 95�C, tak aby dioda D1 była zapalona. Naczynie z wodą zostawiamy, aby powoli stygło (nie jest wskazane chłodzenie wody przez dolewanie zimnej). Gdy temperatura wody spadnie do ok. 82�C należy powoli kręcąc potencjometrem P2 doprowadzić do zgaśnięcia diody D1.
22
Praktyczny Elektronik 8/1995
Wskazane jest sprawdzenie poprawności ustawienia progu włączania i szerokości pętli histerezy. Można to uczynić podgrzewając powoli wodę o temperaturze początkowej ok. 60-80�C i mierząc jej temperaturę termometrem. Dioda D1 powinna się zapalić przy temperaturze 90�C, a zgasnąć po obniżeniu temperatury do 82�C. W razie potrzeby można przeprowadzić korekcję.
Opisana powyżej procedura regulacji może być stosowana dla innych wartości temperatur. Należy tylko pamiętać, aby regulację progu włączania przeprowadzać przy wzrastającej temperaturze, a regulację szerokości pętli przeprowadzać przy temperaturze opadającej.
Wyregulowany układ można zamontować w samochodzie. Termistor montuje się bezpośrednio na chłodnicy, w pobliżu odpływu wody, w miejscu osłoniętym od silnego przepływu powietrza. Należy zapewnić jak najlepszy kontakt termiczny z chłodnicą. W tym celu można zastosować smar silikonowy.
Na zakończenie można jeszcze dodać, że niektóre termistory posiadają metalowe obudowy, które można przykręcać. Zastosowanie takiego termistora znacznie ułatwi jego montaż.
Wykaz elementów
US1 -ULY7741 (nA741)
US2 - LM 7809
T1 -BC 338-16 (BC 337-16)
D1 - LED kolor świecenia czerwony
D2 - BYP 401-50-5-100 (1N4001 *4007)
R1 * - 1 kn/0,125 W patrz opis w tekście
R6 -2kn/0,125W
R3 -5,1 kn/0,125W
R5 -22kn/0,125W
R4 -36kn/0,125W
P1* - 1 kfi TVP 1232 patrz opis w tekście
P2* - 22 kn TVP 1232 patrz opis w tekście
C4 - 47 nF/32 V KFP
C1, C2 - 470 nF/63 V MKSE-20 5a
C3, C5 -10nF/16V04/U
Pk1 -RM82P/12V
Ter1 - termistor NTC 10 kfi/25�C
płytka drukowana numer 222
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 0,90 zł (9.000 zł) + koszty wysyłki.
mgr inż. Dariusz Cichoński
"Oscyloskop" do analizy przebiegów cyfrowych
Na łamach Praktycznego Elektronika często publikujemy opisy urządzeń cyfrowych. Wynikła zatem potrzeba zaprezentowania urządzenia umożliwiającego pomiar przebiegów cyfrowych. Urządzeniem tym jest "oscyloskop" opisany w niniejszym artykule. Możliwości pomiarowe urządzenia są bardzo duże, a zbudowanie go nie powinno przysporzyć większych problemów bardziej doświadczonym elektronikom. Sygnalizacja stanów logicznych odbywa się przy pomocy czterdziestu diod świecących.
Pomiary przebiegów cyfrowych przeprowadzane są najczęściej przy pomocy �scyloskopu. Umożliwia on zbadanie kształtu przebiegów, amplitudy, wypełnienia, zależności czasowych i fazowych, czasów narostu i opadania zboczy, oraz pomiar częstotliwości. Opisywane urządzenie pozwala na pomiar niektórych z przedstawionych powyżej wielkości.
W klasycznym oscyloskopie mierzone przebiegi wyświetlane są na ekranie lampy. Jedynka logiczna zobrazowana jest jako prosta pozioma kreska znajdująca się nad osią zerową. Podobnie zero logiczne wyświetlane jest w postaci poziomej kreski znajdującej się na osi zerowej. W opisywanym układzie ekran lampy oscyloskopowej został zastąpiony "linijką" (matrycą) składającą się z czterdziestu diod świecących. Jedynce logicznej odpowiada świecenie się diody, a zeru jej wygaszenie. Zatem urządzenie to
pozwala na zbadanie wszystkich wielkości przebiegu mierzonego związanych z czasem. Umożliwia ono zatem pomiar częstotliwości, współczynnika wypełnienia, i zależności fazowych.
GENERATOR
KWARCOWY
20 MHz
DZIELNIK CZĘSTOTLIWOŚCI
WE
o
1
OBWÓD WEJŚCIOWY
UKŁAD WYZWALANIA
PRZEŁĄCZNIK ZAKRESÓW
V
LICZNIK POMOCNICZY
REJESTR PRZESUWNY
MATRYCA DIODOWA 1 x 40
Rys.1 Schemat blokowy "oscyloskopu"
Schemat blokowy "oscyloskopu" przedstawiono na rysunku 1. Wzorcem podstawy czasu jest generator kwarcowy pracujący z częstotliwością 20 MHz. Wraz z dzielnikami częstotliwości dostarcza on częstotliwości wzorcowe. Sterowany elektronicznie przełącznik zakresów umożliwia wybranie jednej z 18 podstaw czasu. Przebieg wzorcowy doprowadzany jest do bramki i dalej do wejścia zegarowego czterdziesto-
Praktyczny Elektronik 8/1995
23
bitowego rejestru przesuwnego, oraz licznika pomocniczego. Do wejścia danych rejestru przesuwnego doprowadzone są ukształtowane w obwodzie wejściowym przebiegi mierzone. Pracą całego urządzenia steruje układ wyzwalania posiadający możliwość pracy automatycznej i wyzwalania pojedynczego.
Wybrane zbocze mierzonego przebiegu (narastające, lub opadające) powoduje wyzwolenie cyklu pomiarowego. Zostaje wtedy otwarta bramka i wyzerowany licznik pomocniczy i rejestr przesuwny. W takt sygnału zegarowego stany logiczne z wejścia zostają wpisywane do rejestru przesuwnego. Jednocześnie kolejne takty zegara zliczane są w liczniku pomocniczym, o pojemności takiej samej jak rejestr. W chwili gdy rejestr przesuwny zostanie zapełniony zapełni się także licznik pomocniczy. Spowoduje to zablokowanie bramki i zakończenie pomiaru. W zależności od trybu pracy "oscyloskop" może rozpocząć automatycznie następny pomiar, lub pozostanie on w stanie oczekiwania na ponowne wyzwolenie ręczne.
Opis układu
Na rysunku 2 zamieszczono schemat ideowy generatora, dzielników częstotliwości i elektronicznego przełącznika zakresów. Kwarcowy generator częstotliwości wzorcowej T1 zbudowano w układzie Colpittsa z podwajaniem częstotliwości. Pracuje on z rezonatorem kwarcowym o częstotliwości 10MHz. Dokładne dostrojenie częstotliwości umożliwia trymer ceramiczny C1. W kolektorze tranzystora T1 umieszczony został obwód rezonansowy składający się z cewki L1 i szeregowo połączonych kondensatorów C5 i C6. Obwód dostrojony jest do częstotliwości 20 MHz. Zatem wydziela się na nim druga harmoniczna przebiegu podstawowego. Zastosowanie generatora z podwajaniem częstotliwości zostało podyktowane łatwością nabycia rezonatora kwarcowego 10 MHz. Za generatorem umieszczono wzmacniacz rezonansowy T2, L2, C7. Zapewnia on uzyskanie amplitudy zdolnej do wy-sterowania układów cyfrowych CMOS. Ponieważ amplituda przebiegu na wyjściu wzmacniacza rezonansowego może być większa od napięcia zasilania do jego wyjścia podłączono diody D1 i D2 ograniczające maksymalną wartość napięcia. Bramka A1 (1/4US5) służy do uformowania przebiegu 20 MHz poprawiając czasy narostu i opadania.
Z wyjścia bramki przebieg kierowany jest do dzielnika przez dwa 7413 (1/2US1) i dalej do dzielnika przez pięć zbudowanego na układzie 4520 (1/2US2). Zatem stopień podziału obu szeregowo połączonych dzielników wynosi dziesięć. Takie rozwiązanie pierwszego dzielnika umożliwia pracę przy częstotliwości 20 MHz, gdyż częstotliwość graniczna pracy dzielnika typu D 4013 jest ponad dwa razy większa od częstotliwości pracy dzielnika 4520. Dalej sygnał zostaje skierowany do czterech dzielników przez dziesięć 4518(US3iUS4).
Z wyjść bloku dzielników otrzymuje się częstotliwości wzorcowe 20 MHz, 2 MHz, 200 kHz, 20 kHz, 2 kHz i 200 Hz. Sygnały te doprowadzone są do pierwszego multipleksera składającego się z bramek A2+A4, B1+B4, C1, C2. Na wyjściu multipleksera (bramka B4) otrzymuje się jedną z sześciu częstotliwości. Wyboru częstotliwości dokonuje się przez doprowadzenie jedynki logicznej do jednego z wejść sterujących multipleksera Y1+Y1. Do pozostałych wejść doprowadzone jest zero logiczne.
Z wyjścia multipleksera przebieg zegarowy doprowadzony został binarnego dzielnika 4520 (1/2US2). Na trzech wyjściach tego dzielnika Q1, Q2, Q3 otrzymuje się przebiegi podzielone przez 2, 4, 8. Zostają one skierowane do drugiego multipleksera - bramki C3, D1+D3. Multiplekser sterowany jest sygnałami X1, X2, X3. Podobnie jak w pierwszym multiplekserze doprowadzenie jedynki logicznej do jednego z wejść umożliwia włączenie kanału.
Na wyjściu przełącznika zakresów fzeg można zatem otrzymać jedną z osiemnastu częstotliwości (3X6). Dzielnik binarny US2 spełnia także funkcję bramki wyłączającej przebieg zegarowy fzeg. Posłużono się tu wejściem ENABLE. Doprowadzenie do niego zera logicznego powoduje zatrzymanie zliczania i w konsekwencji brak przebiegu na wyjściu fzeg.
Oba multipleksery sterowane są z bloku klawiatury oddzielonego na schemacie linią przerywaną. Klawiatura składa się z dwóch sekcji. Pierwsza sekcja zwierająca sześć włączników WŁ1*WŁ6, steruje pierwszym multiplekserem, a druga zawierająca trzy włączniki WŁ7+WŁ9 steruje drugim multiplekserem. W układzie klawiatury zastosowano bramki buforów 4010 (US6 i US7) pracujące w układach z samo podtrzymaniem. Wciśnięcie włącznika WŁ1 powoduje doprowadzenie za pośrednictwem rezystora R29 jedynki logicznej do wejścia bufora E1. Na jego wyjściu pojawia się wtedy jedynka logiczna, która jest doprowadzona z powrotem do wejścia za pośrednictwem rezystora R8. Powoduje to podtrzymanie bufora w stanie wysokim, co sygnalizowane jest zapaleniem się diody D7.
Jednocześnie w momencie zwierania się styków włącznika przez rezystor R29 przepływa prąd ładujący kondensator C13. Krótkotrwały przepływ prądu powoduje wysterowanie tranzystora T6 i naładowanie kondensatora C23. W konsekwencji tego tranzystor T5 zostanie wysterowany kilka mikrosekund i spowoduje zwarcie wszystkich kondensatorów C13-5-C18 do masy. Pociąga to za sobą wyzerowanie wszystkich buforów. Czas przez który bufory są zerowane jest znacznie krótszy niż czas przyciśnięcia dowolnego włącznika, wynoszący kilka milisekund. Zatem bufor, którego włącznik został zwarty pozostanie w stanie jedynki logicznej, a pozostałe zostaną wyzerowane. Identycznie zbudowana jest druga sekcja klawiatury, z tą tylko różnicą, że została ona ograniczona do trzech włączników.
24
Praktyczny Elektronik 8/1995
mi im
C9 C1OC11 C12
47n 47n 2.2 2.2
MF
-O + 15V
1
>2US4 CD4518
JL
2 kHz 200 Hz
D13
WŁ7
|WŁB
2
47n
Ry.2 Schemat ideowy generatora, dzielników przełącznika elektronicznego i układu klawiatury
Praktyczny Elektronik 8/1995
25
Na rysunku 3 zamieszczony został dalszy ciąg schematu ideowego. Zawiera on schemat rejestru przesuwnego wraz z matrycą diodową, licznik pomocniczy, układ wyzwalania i obwód wejściowy. Sygnały z wejścia WE kształtowane są w prostym układzie tranzystorowym T8, dopasowującym amplitudę przebiegów mierzonych do poziomu +15 V odpowiadającego jedynce logicznej w "oscyloskopie". Amplituda impulsów doprowadzonych do wejścia może zawierać się w przedziale +3+15 V. Z kolektora T8 przebiegi kierowane są do wejścia D rejestru przesuwnego, składającego się z pięciu szeregowo połączonych układów 4015 (US12+US16). Do wyjść poszczególnych przerzutników dołączono diody LED, w taki sposób, że utworzyły one "linijkę" (matrycę 1x40). Natomiast do wejść CLK wszystkich układów US12+US16 doprowadzono sygnał zegarowy z wyjścia ostatniego multipleksera.
Z kolektora T8 unormowany sygnał wejściowy doprowadzany jest także do układu wyzwalania. Prze-rzutnik D 4013 (1/2US11) współpracujący z włącznikiem WŁ10 steruje wyborem zbocza wyzwalającego. Jeżeli wyjście Q przerzutnika D jest w stanie wysokim, co jest sygnalizowane świeceniem się diody D16, bramka G2 (1/4US17) jest otwarta i "przepuszcza" przebieg mierzony. "Oscyloskop" jest w takim przypadku wyzwalany zboczem narastającym. Natomiast gdy wyjście Q przerzutnika jest w stanie niskim przebieg "przepuszczany" jest przez bramkę G3. W drugim przypadku faza przebiegu jest jednak odwrócona przez bramkę G1. Układ ten umożliwia zamianę dowolnego zbocza przebiegu wejściowego na zbocze opadające na wyjściu bramki H1 (1/3US18).
Opadające zbocze jest różniczkowane w układzie C34 i R86 zmieniając stan przerzutnika RS. Na wyjściu bramki H2 zostaje ustawiona jedynka logiczna
fzeg
+/-i
C25_L [~|R33 10n -T- 22k
Rys.3 Schemat ideowy rejestru przesuwnego, układu wyzwalania, licznika pomocniczego i układu wejściowego
26
Praktyczny Elektronik 8/1995
powodująca odblokowanie licznika binarnego 4520 (1/2US2), rozpoczynając tym samym cykl pomiarowy. Przebiegi zegara fzeg docierają do rejestru przesuwnego i licznika pomocniczego 4520 (US19). Podczas zmiany stanu przerzutnika RS zostaje także wyzwolony układ różniczkujący C36, R88 generujący impuls zerowania rejestru przesuwnego i licznika pomocniczego.
Przez cały czas pomiaru, na który składa się czterdzieści taktów zegara przebieg mierzony jest wpisywany do rejestru. Gdy licznik pomocniczy osiągnie stan 40 rejestr przesuwny jest całkowicie zapełniony. Stan licznika jest dekodowany przy pomocy bramki diodowej D62 i D 63. Zapełnienie licznika powoduje pojawienie się jedynki logicznej na anodach diod D62 i D63. Sprawia to, że tranzystor T9 zostanie wysterowany i wygeneruje ujemną szpilkę zmieniającą stan przerzutnika RS. Układ oczekuje teraz na następne zbocze wyzwalające. Gotowość do wyzwolenia sygnalizowana jest zaświeceniem się diody D20.
Opisana powyżej praca układu odbywa się w cyklu wyzwalania automatycznego, kiedy to wyjście przerzutnika D 4013 (1/2US11) jest w stanie wysokim, a tranzystor T7 jest zatkany. Pracę z wyzwalaniem automatycznym sygnalizuje to świecąca się dioda D18. Jeżeli włącznikiem WŁ11 zmieni się stan przerzutnika na przeciwny, tranzystor T7 zostanie odblo-
kowany i przez diodę D61 do wejścia 8 bramki H2 zostanie doprowadzone napięcie zasilania. Zablokuje to układ różniczkujący C34, R86 uniemożliwiając wyzwolenie cyklu pomiarowego. Dopiero naciśnięcie włącznika wyzwalania ręcznego WŁ12, spowoduje zablokowanie tranzystora T7 i umożliwi wyzwolenie układu pierwszym opadającym zboczem jakie pojawi się na wyjściu bramki H1. Jest to zatem praca z wyzwalaniem ręcznym. Przy wolnych przebiegach rzędu pojedynczych herców przycisk WŁ12 musi być przyciśnięty dłużej, aż do czasu kiedy zgaśnie dioda GOTOWE.
Kilka słów wyjaśnienia wymagają parametry "oscyloskopu". Podstawowym parametrem jest górna częstotliwość graniczna, która w tym urządzeniu wynosi 5 MHz. Dolna częstotliwość przebiegów mierzonych ograniczona jest zakresem podstawy czasu i długością rejestru przesuwnego. Pozwala to na zapamiętanie i wyświetlenie przebiegu trwającego 1,6 sek. Drugim parametrem jest zakres podstawy czasu obejmujący przedział od 0,5 ns/dz do 200 ms/dz. Jedna działka obejmuje pięć diod świecących, czyli rozdzielczość wynosi 0,1 ns/dz przy najszybszej podstawie czasu. Amplituda przebiegów cyfrowych doprowadzonych do wejścia może zawierać się w granicach +3-5-+15 V.
Zakresy podstawy czasu rozmieszczone są w se-
Rys.4 Schemat płytki drukowane] rejestrów przesuwnych
Praktyczny Elektronik 8/1995
27
I f T T 1 1 T f T T T T 1 1 ? 1 1 t f t T T T Y
Rys.5 Rozmieszczenie elementów na płytce rejestru przesuwnego
kwencji 1-2-5. Włączniki WŁ7, WŁ8 i WŁ9 umożliwiają wybór powyższej sekwencji. Pozostałe włączniki zmieniają zakresy co dziesięć.
Tabela 1
fzeg podstawa czasu włączniki
10MHz 0,5 fis/dz WŁ9, WŁ1
5MHz 1 ixs/dz WŁ8, WŁ2
2,5 MHz 2 |is/dz WŁ7, WŁ3
1 MHz 5 ns/dz WŁ9, WŁ4
500 kHz 10 ns/dz WŁ8, WŁ5
250 kHz 20 |is/dz WŁ7, WŁ6
100 kHz 50 ns/dz WŁ9, WŁ1
50 kHz 100^s/dz WŁ8, WŁ2
25 kHz 200 ns/dz WŁ7, WŁ3
10 kHz 500 ns/dz WŁ9, WŁ4
5 kHz 1 ms/dz WŁ8, WŁ5
2,5 kHz 2 ms/dz WŁ7, WŁ6
1 kHz 5 ms/dz WŁ9, WŁ1
500 Hz 10 ms/dz WŁ8, WŁ2
250 Hz 20 ms/dz WŁ7.WŁ3
100 Hz 50 ms/dz WŁ9, WŁ4
50 Hz 100 ms/dz WŁ8, WŁ5
25 Hz 200 ms/dz WŁ7, WŁ6
W tabeli 1 zestawiono częstotliwości zegara fzeg, odpowiadające im wartości podstawy czasu i włączniki które należy wcisnąć, aby otrzymać żądaną podstawę czasu.
Montaż i uruchomienie
Układy elektroniczne "oscyloskopu" rozmieszczono na dwóch płytkach drukowanych. Na jednej płytce umieszczone zostały wszystkie włączniki WŁ1+WŁ12 i diody świecące sygnalizujące włączony zakres, zbocze wyzwalające, rodzaj pracy i gotowość do pomiaru. Mikrołączniki montowane są po stronie drukowanej płytki, co ułatwi do nich dostęp. W narożniku płytki przewidziano miejsce do zamontowania gniazda wejściowego typu BNC. Na płytce klawiatury należy wykonać połączenie przewodem izolowanym pomiędzy punktami oznaczonymi gwiazdką.
Na drugiej płytce drukowanej umieszczono pozostałą część elektroniki wraz z diodami tworzącymi linijkę świetlną. W "oscyloskopie" zastosowano diody prostokątne o wymiarach 2,5x5 mm umocowane w pozycji pionowej. Bliżej krawędzi płytki montowana jest katoda diody. Na płytce wykonano osiem połączeń przewodami izolowanymi. Należy więc zwrócić uwagę aby nie nastąpiły pomyłki.
28
Praktyczny Elektronik 8/1995
Rys.6 Schemat płytki drukowanej klawiatury i rozmieszczenie elementów
Pragnę przypomnieć, że na wszystkich płytkach drukowanych pola lutownicze przeznaczone do montowania przewodów w obrębie płytki oznaczane są pojedynczym kółkiem i dużą literą. Łączy się ze sobą dwa pola o takim samym oznaczeniu np. A-A, Q-Q, Z-Z itd.
Pola lutownicze przeznaczone do montażu przewodów łączących ze sobą dwie oddzielne płytki oznaczane są podwójnym kółkiem. Dotyczy to także przewodów zasilania, oraz wejść i wyjść.
Uruchomienie układu można rozpocząć od klawiatury, która będzie pracowała nawet bez połączenia jej z płytką rejestrów. Należy sprawdzić działanie włączników WŁ1+WŁ12, kontrolując zapalanie się odpowiednich diod świecących. Wciśnięcie włącznika WŁ12 przy zapalonej diodzie D18 "AUTO" powinno spowodować zanik napięcia +15 V na wyjściu "C" płytki. Pracę tranzystora T8 i diody D20 można sprawdzić łącząc wejście "D" płytki z napięciem zasilania. Powinna wtedy zapalić się dioda D20.
Po uruchomieniu płytki klawiatury, obie płytki należy połączyć ze sobą. W pierwszej kolejności sprawdza się pracę generatora 20 MHz. Dołączając do bazy T2 oscyloskop za pośrednictwem sondy RC, regulując cewką L1 należy doprowadzić do stanu w którym amplituda przebiegu 20 MHz jest największa i kolejne dwie połówki sinusoidy mają jednakową amplitudę. Następnie oscyloskop przełącza się do wejścia bramki A1, ustawia się cewką L2 maksymalną amplitudę. Powinna ona wynosić 15 V. Teraz korzystając z częstościomierza można dostroić trymerem C1 częstotliwość 20 MHz. Częstościomierz należy dołączyć do wyjścia bramki A1.
Jeżeli generator pracuje poprawnie należy przeprowadzić kontrolę przełączników zakresów, mierząc częstotliwość na wyjściu bramki C3. Wskazane jest sprawdzenie wszystkich osiemnastu zakresów, porównując wyniki z wartościami podanymi w tabeli 1.
Po tych czynnościach można rozpocząć próby funkcjonalne mierząc na przykład przebiegi na wyjściach Q1, Q2, Q3, Q4 układów US2+US4. Pomiary w trybie automatycznym przy większych częstotliwościach będą powodowały
Praktyczny Elektronik 8/1995
29
zapalanie się wszystkich diod świecących, co wywołane jest przesuwaniem informacji w rejestrze. Dlatego też wskazane jest stosowanie trybu ręcznego wyzwalania.
Wykaz elementów
US1.US11
US2, US19
US3, US4
US5, US6, US8, US17
US7
US9, US10
US12-S-US16
US18
T1.T2
T3, T6, T7
T4,T5,T8, T10 T9
DUD6, D614-D64 D7*D15, D18, D21+D60 D16.D17
D18, D20
R3, R25, R29, R84 R7, R9, R11, R13, R15, R17, R19.R21, R23, R34, R35, R38, R39, R41, R44+R83 R8, R10, R12, R14, R16, R18, R20, R22, R24, R88
-MCY 74013 (CD 4013)
- MCY 74520 (CD 4520) -MCY 74518 (CD 4518) -MCY 74011 (CD 4011)
- MCY 74023 (CD 4023) -MCY 74010 (CD 4010) -MCY 74015 (CD 4015)
- MCY 74073 (CD 4073) -BF314
- BC 308B lub dowolny pnp h2i>200
- BC 238B lub dowolny npn h2i>250
- BC 238A lub dowolny npn
ŚBAVP 17-21 (1N4148)
Ś LED prostokątna 2,5x5 mm kolor świecenia zielony
Ś LED prostokątna 2,5x5 mm kolor świecenia żółty
� LED prostokątna 2,5x5 mm kolor świecenia czerwony Ś1 kn/0,125W
- 3,3 kO/0,25 W
-5,1 kfi/0,125W
R90, R92
R12, R5
R33, R37, R85, R86,
R91
R1, R4, R6, R30, R36,
R43, R94, R95
R26, R27, R31, R32,
R40, R42, R87, R89,
R93
C1
C36
C33
C34, C38
C7
C6
C2, C3
C5
C25, C27
C8-C10, C13-J-C23,
C29, C32
C26, C35
C11.C12, C31.C37
C24, C30
L1.L2
Q1
-10kn/0,125W -12kn/0,125W
-22kfi/0,125W -47kfi/0,125W
-100kn/0,125W
- trymer KCD-7d 5/20 pF -22pF/160VKCP -33pF/160VKCP
- 56 pF/25 V KCPf -100pFKCPf
- 150 pF KCPf
- 220 pF/25 V KCPf
- 560 pF/25 V KCPf -10nF/32VKFP -47nF/32VKFP
- 1 nF/63 V 04/U
- 2,2 nF/40 V 04/U -10nF/16V04/U
- cewka 7x7 503
- rezonator kwarcowy 10.000 MHz
- mikrołączniki
WŁ1+WŁ12
płytka drukowana numer 219
płytka drukowana numer 220
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: płytka numer 219 - 5,64 zł (56.400 zł)
płytka numer 220 - 3,62 zł (36.200 zł)
+ koszty wysyłki.
mgr inż. Dariusz Cichoński
Ciąg dalszy ze strony 2.
Jeżeli wartość kondensatora Cx jest większa od 0,5 |iF nagły zanik napięcia zasilającego układ może spowodować rozładowanie się kondensatora Cx przez nóżki 2 (14) i 1 (15) powodując uszkodzenie układu. Z tego też względu dla kondensatorów o pojemności
powyżej 0,5 \iF zaleca się stosowanie jednego z podanych na rysunku 4 zabezpezpieczeń. Jako diodę (rys.4a) można zastosować dowolną diodę prostowniczą o prądzie przewodzenia 1 A, lub większym. Kondensator Cx powinien być połączony z masą układu w pobliżu nóżki 8, co zminimalizuje możliwość powstawania zakłóceń wynikających z dużej wartości prądu rozładowania.
Drugie zabezpieczenie (rys.4b) polega na połączeniu z kondensatorem Cx szeregowego rezystora o wartości 51 Q. Przy tym rozwiązaniu należy zwrócić uwagę, że czas generowanego impulsu ulegnie niewielkiej zmianie w stosunku do wielkości obliczonej. Chcąc uzyskać właściwy czas generowania impulsu należy nieco zwiększyć wartość rezystora Rx.
Rys.4 Schemat układu zabezpieczającego dla wartości Cx > 0,5 |iF
30
Praktyczny Elektronik 8/1995
Oprócz różnic w zakresie wartości elementów i czasów trwania impulsów wyjściowych układy 4538 posiadają na wejściach +T i -T układy Schmitta. Pozwala to na wyzwalanie dowolnymi impulsami, których czas narostu nie jest limitowany, czyli że dopuszczalne są bardzo wolne narosty przebiegów wyzwalających. Także układy 4538 charakteryzują się większą stałością czasu impulsu wyjściowego w funkcji temperatury i napięcia zasilającego. Dodatkowo w układach 4538 czas trwania impulsu zerującego jest niezależny od wartości elementów i wynosi typowo 30+80 ns w zależności od napięcia zasilania. W układach 4098 czas ten zawiera się w granicach 30+100 ns dla Cx = 15 pF, 0,5-1,2 ms dla Cx = 1 nF, i 20-50 ms dla Cx = 0,1 |iF. Zatem do precyzyjnych zastosowań zaleca się stosowanie układu 4538.
-T 4098 (4538)g R
-T 4098 (4538),
13
I ZEROWANIE
ZER __I
L_
2� C
DLA
f4098
DLA (4538
x2-
T2 T1 T2 T1 T2
Rys.5 Schemat ideowy generatora o dowolnym współczynniku wypełnienia przebiegu wyjściowego.
Na rysunku 5 zamieszczono schemat generatora astabilnego zbudowanego na jednym układzie 4098 (4538). Rozwiązanie to polecane jest tam gdzie wy-
Rys.6 Schemat ideowy generatora z pojedynczym multlwibratorem 4538
magane jest wypełnienie przebiegów różne od 1/2. Czas dodatniej połówki przebiegu zadawany jest wartościami elementów Cx2 i Rx2, a ujemnej elementami Cx1,Rx1.
Możliwe jest także zbudowanie generatora w oparciu o jeden monowibrator. Schemat takiego rozwiązania przedstawiono na rysunku 6. Można tu stosować tylko układy 4538, posiadające wejścia Schmitta. Zasada pracy układu polega na wyzwoleniu tajmera narastającym zboczem z wyjścia zanegowanego, po zakończeniu generacji impulsu. Układ całkujący Rx2, Cx2 opóźnia zbocze o czas T2 = Rx2-Cx2. Generator ten nadaje się szczególnie tam gdzie wypełnienie przebiegu jest dużo mniejsze niż 1/2. W generatorze z pojedynczym multiwibratorem nie można wykorzystać wejścia zerującego, gdyż wyzerowanie układu spowoduje przerwę w generacji. W urządzeniach, gdzie wymagana jest ciągła i niezawodna praca generatora rozwiązania z rysunków 5 i 6 nie są zalecane, ponieważ wszelkie zakłócenia mogą doprowadzić do przerwania generacji. Znacznie lepiej jest wtedy zastosować układ 4047.
Rys.7 Schemat ideowy układu opóźniania impulsu
Kolejnym przykładem zastosowania układów 4098 (4538) jest układ pozwalający na wprowadzanie opóźnienia impulsu pokazany na rysunku 7. Dodatnie zbocze impulsu wejściowego wyzwala pierwszy multiwibrator, którego stała czasowa decyduje o wartości opóźnienia. Opadające zbocze sygnału na wyjściu tego multiwibratora powoduje wyzwolenie drugiego układu. Czas trwania impulsu wyjściowego zależny jest od stałej czasowej drugiego multiwibratora. Oczywiście możliwe jest zbudowanie układu opóźniającego impulsy ujemne. W tym celu wystarczy wejście +T pierwszego multiwibratora połączyć z masą, a sygnał wejściowy doprowadzić do wejścia -T.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
Praktyczny Elektronik 8/1995
31
Nowe ceny płytek drukowanych
Wykaz cenowy płytek drukowanych, obowiązuje od 05.07.95. Ceny podane w nowych złotych
117 Częstościomierz - wyświetlacz WA
118 Częstościomierz - wzm. segmentów
119 Termometr - automatyka
120 Termometr - zasilanie bateryjne
121 Ośmiokanałowa przystawka do osc.
122 Konwerter UKF/FM + Dł/Śr
123 Konwerter UKF/FM
124 Dekoder Pal do OTVC Rubin 714
125 Przystawka wobulacyjna
126 Echo do CB radio
127 Bootselektor do Amigi
128 Automatyczny wył. oświetlenia sam.
129 Tranzystorowy konwerter UKF FM
130 Spowalniacz do Amigi
131 Stół mikserski - wzmacniacz sumy
132 Generator znaczników
133 "Przedłużacz" do pilota
134 Stół mikserski - zasilacz
135 Zdalne ster. - pilot
136 Zdalne ster. - wzmacniacz wstępny
137 Zdalne ster. - odbiornik
138 Przedwzm. Hi-Fi - układy analogowe
139 Zegar LM 8560
140 Zdalne ster. - dekoder rozk. analog.
141 Zdalne ster. - sterowanie potencj.
142 Zewnętrzna stacja dysków do Amigi
143 Licznik do magnetofonu
144 Aktywna sonda do oscyloskopu
145 Układ do przegr. taśm magnetowid.
146 Przedwzm. Hi-Fi - mikroprocesor
147 Przedwzm. Hi-Fi - wyświetlacz
148 Ładowarka do akumulatorów
149 Sampler do Amigi
150 Oscyloskop - zasilacz
151 Oscyloskop - generator i synchro.
152 Oscyloskop - wzmacniacz X i Z
153 Oscyloskop - wzmacniacz Y
154 Oscyloskop - dzielnik wejściowy
155 Dolby B/C - reduktor szumów
156 Dolby B/C - układ przełączania
157 Zdalne ster. - potencjometry elektr.
158 Wzmacniacz 100 W
159 Przetwornica do świetlówki
160 Kompandor
161 Głowica UKF OIRT/CCIR
162 Układ Dolby HX PRO
163 Fonia stereo do OTVC
164 Obrotomierz cyfrowy - licznik
165 Obrotomierz cyfrowy - mnożnnik
166 Zdalne ster. - pot. analogowe
PE 1/94 0,90 zł
PE 1/94 0,90 zł
PE 2/94 0,90 zł
PE 2/94 0,90 zł
PE 2/94 5,45 zł
PE 2/94 0,90 zł
PE 2/94 0,90 zł
PE 3/94 3,60 zł
PE 3/94 1,64 zł
PE 3/94 1,53 zł
PE 3/94 0,90 zł
PE 4/94 0,90 zł
PE 4/94 1,72 zł
PE 4/94 0,90 zł
PE 4/94 1,70 zł
PE 4/94 1,09 zł
PE 4/94 0,90 zł
PE 5/94 0,90 zł
PE 5/94 3,91 zł
PE 5/94 0,90 zł
PE 5/94 3,73 zł
PE 5/94 4,66 zł
PE 5/94 2,09 zł
PE 7/94 5,52 zł
PE 6/94 1,08 zł
PE 6/94 1,77 zł
PE 6/94 3,14 zł
PE 6/94 0,90 zł
PE 6/94 2,06 zł
PE 7/94 5,80 zł
PE 7/94 1,97 zł
PE 7/94 2,37 zł
PE 7/94 1,38 zł
PE 7/94 4,64 zł
PE 8/94 4,64 zł
PE 8/94 3,72 zł
PE 9/94 4,64 zł
PE 9/94 0,90 zł
PE 8/94 1,94 zł
PE 8/94 0,90 zł
PE 9/94 2,87 zł
PE 8/94 10,28 zł
PE 8/94 1,27 zł
PE 9/94 3,27 zł
PE 9/94 1,46 zł
PE 9/94 2,74 zł
PE 10/94 2,56 zł
PE 10/94 2,97 zł
PE 10/94 1,88 zł
PE 10/94 6,24 zł
167 Programator do głowicy UKF
168 Stół mikserski - ukł. komutacji
169 Stół mikserski - wsk. przesterowania
170 Lampa sygnalizacyjna
171 Symetryzator antenowy 172COVOXdo PC
173 Szpieg
174 Generator funkcyjny
175 Korektor graficzny
176 Analizator widma
177 Układ kalibracji prądu podkładu
178 Wzmacniacz antenowy
179 Zasilacz wzm. antenowego
180 Przedwzmacniacz antenowy
181 Rozdzielacz sygnałów
182 Przerywacz kierunkowskazów
183 Słuchawki bezprzewodowe - nadajnik
184 Słuchawki bezprzewodowe - odbiornik
185 Wykrywacz przewodów
186 Generator funkcyjny - płyta główna
187 Częstościomierz jednozakresowy
188 Charakterograf
189 Mikser audio
190 Sterownik świateł - sterownik
191 Sterownik świateł - nadajnik
192 Układ fonii satelitarnej
193 Wzamcniacz z lamusa GML-026
194 Wykrywacz metali TRANSET 150
195 Zasilacz laboratoryjny 0-30V/3A
196 Wstępny stabilizator tyrystorowy
197 Sterowanie oświetleniem w łazience
198 Efekt gitarowy "FAZER"
199 Generator dla początkujących
200 Programator pracy wycieraczek
201 Zabezpieczenie przed zanikiem fazy
202 Miniaturowy zegar MC 1204
203 Zdalne sterowanie oświetleniem
204 Elektroniczny przełącznik wejść
205 Woltomierz 4 i 1/2 cyfry
206 Przystawka "FUZZ" - "WAH-WAH"
207 Sonda logiczna z sygnał, akustyczną
208 Mikrofon bezprzewodowy
209 Przedłużacz do STK 4046V
210 Mikroprocesorowy zegar sterownik
211 Impulsowe światło do roweru
212 Alarm samochodowy - pilot
213 Alarm samochodowy - centralka
214 Alarm samochodowy - radiopow.
215 Przystawka kwadrofoniczna
216 Mikrofon bezprzewodowy - odbiornik
PE 10/94 5,09 zł
PE 11/94 3,85 zł
PE 11/94 1,15zł
PE 11/94 3,82 zł
PE 11/94 2,29 zł
PE 11/94 1,64 zł
PE 11/94 0,90 zł
PE 12/94 1,72 zł
PE 12/94 3,60 zł
PE 1/95 11,25 zł
PE 12/94 5,25 zł
PE 12/94 0,90 zł
PE 12/94 0,90 zł
PE 12/94 0,90 zł
PE 12/94 1,47 zł
PE 1/95 0,90 zł
PE 1/95 1,71 zł
PE 1/95 2,06 zł
PE 1/95 0,90 zł
PE 1/95 7,65 zł
PE 2/95 0,90 zł
PE 2/95 4,39 zł
PE 2/95 7,98 zł
PE 3/95 7,38 zł
PE 3/95 1,89 zł
PE 2/95 3,59 zł
PE 3/95 6,97 zł
PE 3/95 1,61 zł
PE 3/95 5,86 zł
PE 4/95 1,20 zł
PE 4/95 2,68 zł
PE 4/95 3,37 zł
PE 4/95 1,13 zł
PE 4/95 2,72 zł
PE 4/95 2,44 zł
PE 5/95 2,28 zł
PE 5/95 1,71 zł
PE 5/95 5,76 zł
PE 5/95 3,53 zł
PE 5/95 0,90 zł
PE 6/95 0,90 zł
PE 6/95 1,12zł
PE 6/95 1,09 zł
PE 6/95 10,62 zł
PE 6/95 1,78 zł
PE 6/95 0,90 zł
PE 6/95 4,89 zł
PE 7/95 2,58 zł
PE 7/95 1,47 zł
PE 7/95 2,18 zł
Dla krótkofalowców, użytkowników CB i UKF-owców:
POTRÓJNE TRANSCEIVERY DIGITAL 941 i 942
Wszystkie rodzaje emisji, zakresy od 20 kHz -h 31,7 MHz, 50 -h 60 i 140 4- 150 MHz. Dla każdego: World Receiver
ODBIORNIKI typu DIGITAL 942 R
Zakresy i emisje jak wyżej, czułość 0,2 nV. Dla radioamatorów:
STEROWNIKI MIKROPROCESOROWE
ze schematami aplikacyjnymi i instrukcjami obsługi:
1. Kolorowych tablic świetlnych z płynącymi napisami, dźwiękiem i klawiaturą;
2. Transceivera DIGITAL 942;
3. Do transceiverów z p.cz. 9 MHz (np. SP 5 WW) - właściwości sterowania jak w DIGITAL 942 (między innymi syntezer SAA 1057 i cyfrowa skala);
4. klucza elektronowego (Praktyczny Elektronik 5 i 6/93).
ZABEZPIECZENIA:
Do samochodów, motocykli, drzwi itp. - kwarcowe linie radiowe z wewnętrznym czujnikiem wstrząsów. Do toreb, plecaków itp. - alarmujące, jeżeli bagaż jest zbyt daleko od właściciela.
SUPER NOWOŚĆ!
w związku z pojawieniem się na rynku różnego rodzaju urządzeń podsłuchowych, proponujemy:
WYKRYWACZE wszelkich radiowych urządzeń podsłuchowych.
� mieszczą się w dłoni � lokalizują miejsce ukrycia podsłuchu � zakres pracy od fal krótkich, aż do kilku GHz (przetestowano do 3 GHz) � absolutna prostota obsługi-jeden przycisk � przydatne w biznesie i nie tylko... Domyśl się sam...
� cena promocyjna 85 zł! � dla sklepów radiowych, sklepów CB, sklepów z zabezpieczeniami - ceny negocjowane.
Informacje (gratis): V-Electronics ul. Sucharskiego 17, 65-001 Zielona Góra tel.26-67-55 Prowadzimy także sprzedaż wysyłkową za zaliczeniem pocztowym.
OBWODY DRUKOWANE J. Roy, 700-lecia 5, 63-600 Kępno.
Sprzedam wobuloskop do 1250 MHz tel. 57-16-20 Wrocław
Sprzedam Wykrywacz Pl, rozróżniający metale, orientacyjnie określający głębokość tel. 19-88-33 Łódź
SAM WYKONASZ OBWODY DRUKOWANE
Zestaw (laminat, wytrawiacz, instrukcja) cena 3,30 zł + opłaty pocztowe.
Płatne za zaliczeniem pocztowym. Oferuję sam laminat jedno- i dwustronny.
Chlorek żelazowy i pisaki do wykonania obwodówdrukowanych. Katalog bezpłatnie. Pracownia Elektroniczna skr. poczt. 344, 90-950 Łódź - 1
zawsze aktualne I
KRÓTKOFALOWCY
PŁYTY, KITY, URUCHOMIONE URZĄDZENIA krótkofalarskieKF, UKF, VHF, UHF
transceivery, transwertery, radiotelefony, zdalne sterowanie, odbiorniki, wzmacniacze
końcowe, syntezery, modemy.
Ponadto 300 innych propozycji z zakresu;
miernictwa, systemów zabezpieczeń,
zasilaczy, akustyki, informatyki itp.
ZAWSZE AKTUALNE, OKAZYJNE CENY
KATALOG - KOPERTA ZWROTNA + ZNACZEK 2 zl
PEP WROCŁAW 17 Skr. Poczt. 1625
Bezpośrednio do domu,
niezawodne i terminowe dostawy
Praktycznego Elektronika
zapewni prenumerata.
Warunki prenumeraty i blankiety wpłat
zamieszczane sąw środku numerów
2,5,8,11 i 12. Pamiętaj, pomyśl o tym już dziś.
\_
PRAKTYCZNY
[NI
ISSN 1232-2628
E
LKJ
cena 2,50 zł (25000 zł)
X____N
_\ xi x^T
U
h
^_____.J-J
Śj
sierpień
nr 8 '96
\ \l
\.
x........ \3 \^_.
M
x___
Akustyczny wskaźnik rezystancji
Omomierz i woltomierz są jednymi z najczęściej używanych przyrządów w pracowni amatorskiej. Jeżeli funkcję obu tych urządzeń spełnia miernik uniwersalny prowadzi to do wielu niepotrzebnych pomyłek. Z reguły zapomina się o przełączeniu multimetru, co powoduje błędny pomiar. Częste zmiany zakre-
Rys. 1 Schemat ideowy akustycznego 'wskaźnika rezystancji
NAJWIĘKSZY RENOMOWANY POLSKI DYSTRYBUTOR ELEMENTÓW I MATERIAŁÓW
ELEKTRONICZNYCH
TRANSFER MULTISORT ELEKTRONIK
ŁÓDŹ
'tL JmI
TRANSFER MULTISORT ELEKTRONIK
DLA SERWISU
Ś> Elementy półprzewodnikowe
^ Elementy pasywne
Ś> Irafopowielacze
Ś Cieki video
Ś> Narzędzia serwisowe
^ Dokumentacja serwisowa
<* bardzo szeroki asortyment ^ natychmiastowe dostawy => niskie ceny Ś> wysoka jakość
TRANSFER MULTISORT
ELEKTRONIK ul. Dąbrowskiego 113 93-208 Łódź Polska tel/fai:
40-01-06,40-01-07 43-60-16,43-66-02
DLA HANDLU
^ Kompleksowe dostawy standardowych elementów
Ś^Szeroka gama artykułów szczególnie interesujących dla sklepów
c$ hurt od jednej sztuki ^konkurencyjne ceny ^ pomoc merytoryczna
DLA PRODUKCJI
=> Stała oferta elementów półprzewodnikowych
=> Stała oferta elementów pasywnych
=* Szeroka gama innych elementów
e> regularne i częste dostawy *$ renomowani producenci $ konkurencyjne ceny ^ informacja i pomoc
techniczna O najwyższa jakość
Nowy adres do korespondencji: TME 90-900 Łódź 2, P.O. BOX 2071, Polska
su przełącznikiem obrotowym przyspieszają zużycie miernika. W artykule przedstawiono omomierz akustyczny mogący zastąpić w wielu wypadkach zwykły omomierz analogowy lub cyfrowy.
Układ wskaźnika jest bardzo prosty. Wykorzystano w nim dwutranzystorowy multiwibrator. Rezystory bazowe R2 i R3 nie zostały jednak podłączone do plusa zasilania jak ma to miejsce w klasycznym układzie, lecz ich połączenie wyprowadzono na zewnątrz. W zależności od rezystancji pomiędzy plusem zasilania, a punktem wspólnym R2 i R3 częstotliwość pracy multiwibratora będzie ulegała zmianie. Miniaturowy głośniczek piezoelektryczny włączony został pomiędzy kolektory tranzystorów. Powoduje to zwiększenie głośności sygnału przy niskim napięciu zasilania.
Układ nie wymaga stosowania wyłącznika, gdyż po rozwarciu sond oba tranzystory zostaną zatkane. Sygnalizator pracuje poprawnie już dla napięcia zasilającego 3 V, które mogą dostarczyć dwie połączone szeregowo baterie R6.
Częstotliwość sygnału akustycznego będzie rosła wraz ze zmniejszaniem się rezystancji pomiędzy sondami pomiarowymi.
Rys. 2 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
O Andrzej Koziński
Al S.C.
41-800Zabrze Tuwima22/12
Odbiornik podczerwieni (do 13 kanałów) - 39zl. uczący się kodów pilota (EEPROM), dowolne piloty.
Tester pilotów - wyświetla parametry sygnału (kod) - 39zł,
Miernik częstotliwości i okresu -1 MHz, 16 sek. - 34zł,
Układy zegarów ze sterowaniem - kilka typów - 34zł,
Sterownik dzwonków szkolnych - 42zl,
Tester i programator układów z szyną IJC - 39zł,
Układ kontroli dostępu - na kartę optyczną - 34zł,
Układ kontroli dostępu - na klucz z EEPROM - 34zł,
Programowane sterowniki świateł - 8 kanałowe, - 34zł, Sterowniki mikroprocesorowe na zamówienie ('51, PIC).
SIERPIEŃ nr 8/96
SPIS TREŚCI
Akustyczny wskaźnik rezystancji.....................................................................2
Detektor gazu z sygnalizacją akustyczną...........................................................4
Centralka domofonu.........................................................................................8
Miniaturowy odbiornik stereofoniczny - uzupełnienie....................................13
Elektronika inaczej cz.7 - stany przejściowe...................................................14
Wzmacniacz mocy DMOS - 150 W................................................................17
Prosty betametr..............................................................................................23
Siedmiokanałowa aparatura do zdalnego sterowania - dokończenie................26
Zasady prenumeraty.......................................................................................27
Wyjaśnienia do zegara mikroprocesorowego..................................................30
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym w terminie do trzech tygodni. Nie przyjmujemy zamówień telefonicznych. Koszt wysyłki wynosi: 8,00 zł (80.000 zł) bez względu na kwotę pobrania. W sprzedaży wysyłkowej dostępne są archiwalne numery "Praktycznego Elektronika": 3/92; 1/94; 1-4/95; 5-12/95, 1-7/96. Cena jednego egzemplarza 2,50 zł (25.000 zł) plus koszty wysyłki. Kserokopie artykułów i całych numerów, których nakład został wyczerpany, wysyłamy w cenie 1,50 zł (15.000 zł) za pierwszą stronę, za każdą następną 0,20 zł (2.000 zł) plus koszty wysyłki. Zamówienia na płytki drukowane prosimy przesyłać na kartach pocztowych, lub kartach zamówień zamieszczonych w PE 7/95, PE 8/95, PE 2/96, PE 7/96.
Wydawca ARTKELE, Zielona Góra Ogłoszenia i reklamy
Ogłoszenia można nadsyłać listownie na adres redakcji załączając dowód wpłaty należności za ogłoszenie na konto: ARTKELE WYDAWNICTWO TECHNICZNE ul. Jaskółcza 2/5 65-001 Zielona Góra KOMUNALNY BANK SPÓŁDZIELCZY, Zielona Góra 997283-102847-2541
Ceny:
- 1 cm2 ogłoszenia ramkowego - 2,50 zł (25.000 zł) + 22% VAT (najmniejsze ogłoszenie 20 cm2)
- ogłoszenia drobne do 40 słów- 1,25 zł (12.500 zł) + 22% VAT
Redakcja nie ponosi żadnej odpowiedzialności za treść reklam i ogłoszeń.
Adres redakcji:
"Praktyczny Elektronik"
ul. Jaskółcza 2/5
65-001 Zielona Góra
tel. niestety czasowo brak telefonu
Red. Naczelny mgr inż. Dariusz Cichoński
Artykułów nie zamówionych nie zwracamy. Zastrzegamy sobie prawo do skracania i adiustacji nadesłanych materiałów i artykułów.
Opisy układów elektronicznych i urządzeń zamieszczonych w "Praktycznym Elektroniku" mogą być wykorzystane wyłącznie dla własnych potrzeb. Wykorzystanie ich do celów zarobkowych i innych wymaga zgody autora artykułu. Przedruk całości lub fragmentów "Praktycznego Elektronika" możliwy jest po uzyskaniu zgody redakcji.
Skład: Małgorzata Ostafińska, Druk: Zielonogórskie Zakłady Graficzne "ATEXT" pl. Pocztowy 15, 65-958 Zielona Góra
Praktyczny Elektronik 8/1996
Detektor gazu z sygnalizacją akustyczną
W zeszłym roku w kraju miało miejsce ok. 160 wybuchów gazu. Wykryto 400.000 uszkodzeń instalacji i przyborów gazowych, z czego 80% stanowiły uszkodzenia kuchenek i piecyków gazowych. Szczególne zagrożenie wybuchami gazu powstaje zimą, kiedy wzrasta zużycie gazu. Z tego też względu zamieszczamy artykuł opisujący prosty i tani w wykonaniu detektor gazu.
Seria nieszczęść jakie miały miejsce na przełomie roku spowodowała wzrost zainteresowania problematyką zabezpieczania mieszkań i budynków przed wyciekami gazu i związanym z tym ryzykiem wybuchu. Niejako na tej samej fali wzrosło zainteresowanie zabezpieczeniem pomieszczeń przed mogącym się pojawić trującym tlenkiem węgla, który powstaje podczas spalania gazu w wadliwej kuchence lub piecyku.
Chyba każdy zdaje sobie sprawę, że gaz zmieszany z powietrzem tworzy mieszaninę wybuchową. Do eksplozji może dojść już przy stężeniu gazu w powietrzu wynoszącym ok. 5%. Jest to naprawdę niewiele. W średniej wielkości kuchni o powierzchni 8 rrn i wysokości 2,5 m mieści się 20 m1-* powietrza. Aby otrzymać mieszaninę wybuchową wystarczy zatem doprowadzić 1 m^ gazu. Taką ilość dostarczy włączony palnik kuchenki w ciągu ok. 4 godzin. Natomiast uszkodzony grzejnik przepływowy (tzw. "Junkers") może dostarczyć 1 m gazu w ciągu 15 minut. Jeżeli okna są szczelne, a wentylacja źle działająca wystarczy wtedy niewielka iskra pochodząca z włącznika światła, dzwonka, lub zapalniczki aby nastąpił wybuch.
Bardzo ważnym problemem, lecz często lekceważonym jest właściwa wentylacja pomieszczeń w których znajdują się przybory gazowe. Gaz ziemny doprowadzany z sieci jest lżejszy od powietrza i w związku z tym gromadzi się pod sufitem pomieszczenia. Jeżeli w kuchni umieszczony jest okap połączony z kratką wentylacyjną, to przestrzeń powyżej dolnej krawędzi okapu nie jest wentylowana. W takiej sytuacji pomimo dobrego "ciągu" w kanale wentylacyjnym, pod sufitem może nazbierać się gaz który spowoduje wybuch.
Drugim niebezpiecznym gazem jest tlenek węgla CO (czad) powstający podczas spalania gazu przy ograniczonym dostępie powietrza. Następuje wtedy niepełne spalanie dające w efekcie tlenek węgla CO. Sytuacja taka może wynikać z wadliwego działania (ustawienia) palników, lub też ze zbyt małej ilości tlenu w powietrzu (wadliwie działającej wentylacji). Tlenek węgla jest gazem silnie trującym, jest bezbarwny i bezwonny. W organizmie człowieka tlenek węgla łączy się trwale z hemoglobiną zawartą we krwi ograniczając w ten sposób możliwość transportu tlenu. Powoduje to szybką utratę świadomości (omdlenie) i śmierć w skutek niedotlenienia. Tlenek węgla jest minimalnie lżejszy od powietrza i doskonale rozmieszcza się w całej kubaturze pomieszczenia. W zeszłym roku w Polsce śmiertelnemu zaczadzeniu uległo ok. 300 osób.
O innych niebezpieczeństwach związanych z gazem można by jeszcze dużo napisać. Jestem przekonany, że powyższe, krótkie uwagi wystarczą w przekonaniu Czytelników o konieczności stosowania w domu detektorów gazu. Najczęściej stosuje się detektory trzech rodzajów gazu:
metanu, będącego głównym składnikiem gazu ziemnego;
propanu i butanu, zawartego w gazie z butli;
tlenku węgla (czadu), będącego produktem niepełnego spalania dowolnego gazu, lub węgla.
Opis układu
Sercem urządzenia jest detektor gazu (rys. 1). W obudowie z tworzywa sztucznego umieszczona jest płytka ceramiczna. Na jednej stronie płytki znajduje się czuły na gaz element półprzewodnikowy. Jest on przykryty cienką, porowatą warstwą ceramiczną, chroniącą półprzewodnik przed kurzem, obcymi substancjami i niepożądanymi gazami. Z drugiej strony płytki przyklejony jest miniaturowy grzejnik, który w krótkim czasie podgrzewa półprzewodnik do właściwej temperatury (350�C).
0 16,5
GRZEJNIK
O Ó
3 1
Rys. 1 Wygląd i rozkład wyprowadzeń detektora gazu
Jeżeli czujnik zostanie wystawiony na działanie określonego gazu, element półprzewodnikowy zaczyna absorbować (wchłaniać) tlen. Powoduje to zmniejszenie rezystancji czujnika. Zjawisko to jest w pełni odwracalne i powtarzalne. Tak więc stężenie gazu w powietrzu zamieniane jest przez czujnik na prosty sygnał elektryczny, który może podlegać dalszej obróbce.
Produkowane są różne typy czujników reagujące na odrębne gazy:
- AF10, detektor wodoru;
- AF20, detektor tlenku węgla CO;
Praktyczny Elektronik 8/1996
- AF50, detektor metanu;
- AF56, detektor propanu i butanu;
- AF63, detektor alkoholu, toluenu i par benzyny
- AF 63P, detektor etanolu
Czujnik metanu AF50
1
0,5 02
I 0,05
0,02 0,01
mm 8*
- Tlenek

--,
�s *�" Et ar Ae 0 ta n rm
- Wodór -� Izobutan -



100 200 500 1000 2000 5000 10000 20000 50000 Stężenie gazu (ppm)
Czujnik propanu AF56
0.5
0,2
0,05
0,02
0,01
5 fam iii *=; Ma h �;; ��Ś '- ^ Tl 3n = sk a z:::
węg
Wodo Metan

_ . ! Et in 3l
- Propan - - Ś
Izobutan ..



100 200
500 1000 2000 5000 10000 20000 50000 Stężenie gazu (ppm)
1 Czu inik tlen kuv ivę( 91 a(C s:; 0) AF20
0,5 = .: Ś "~ M star Ś
Ś�., �Ś^-, Ś- .! ** Et� ino
ŚŚ------------------- > = :: Ś ^ Wodór
0,1 ^Tle '- Izo lek but w an la
0,05


0,02

50 100 200 500 1000 2000 5000 Stężenie gazu (ppm)
Rys. 2 Znormalizowane charakterystyki detektorów gazu
Grzejnik, a także detektor zasilany jest stabilizowanym napięciem 5 Vą0,2 V. Rezystancja obciążenia powinna zawierać się w przedziale 5-=-10 kil. Zakres temperatur pracy wynosi 10 -=- +55�C. Przed rozpoczęciem pomiarów czujnik powinien być wstępnie wygrzewany przez co najmniej 48 godz. Jeżeli detektor prze-
chowywany był w pomieszczeniu o wysokiej wilgotności czas wygrzewania należy wydłużyć.
Podczas pracy temperatura obudowy detektora jest wyższa o ok. 30-^40�C od temperatury otoczenia.
Na rysunku 2 zamieszczono charakterystyki czułości detektorów tlenku węgla - AF20, metanu -AF50, propanu - AF56. Charakterystyki przedstawiają krzywe znormalizowane rezystancji detektorów poddanych działaniu określonych gazów Rgaz/Rair Wartości 1 na osi rzędnych odpowiada rezystancja czujnika w czystym powietrzu, bez śladowych ilości obcych gazów, przy temperaturze otoczenia 25�C i wilgotności 50%. Jak wynika z charakterystyk, każdy z czujników reaguje na kilka rodzajów gazu, lecz jego czułość jest różna dla różnych gazów. Umożliwia to detekcję tego gazu dla którego czułość jest największa (najniższa krzywa na wykresie).
Urządzenie umożliwia zastosowaniejednego z przedstawionych na rysunku 2 detektorów gazu. Układ zasilany jest stabilizowanym napięciem +5 V dostarczanym przez USl. Dioda Dl sygnalizuje obecność napięcia zasilającego. Grzejnik detektora DET1 zasilany jest od razu po włączeniu napięcia zasilającego. Jako obciążenie detektora zastosowano rezystor R2, na którym odkłada się spadek napięcia odwrotnie proporcjonalny do rezystancji wewnętrznej detektora. W stanie ustalonym, przy czystym powietrzu napięcie na kondensatorze C5 zawiera się w granicach 1,2-7-3,3 V w zależności od zastosowanego typu detektora. W przypadku pojawienia się w powietrzu gazu rezystancja detektora ulega zmniejszeniu i napięcie na kondensatorze Cl zmniejsza się. Napięcie z detektora doprowadzone jest do układu dwóch komparatorów US2B i US2C, na ich wejścia odwracające.
Wzmacniacz operacyjny US2A pracuje jako źródło napięcia odniesienia, którego wartość ustawia się precyzyjnym dziesięcioobrotowym potencjometrem Pl. Napięcie z wyjścia wzmacniacza US2A doprowadzone jest bezpośrednio do wejścia nieodwracającego komparatora US2B. Natomiast do wejścia komparatora US2C za pośrednictwem dzielnika R8, R9 doprowadza się napięcie o 5% niższe. W stanie spoczynkowym wyjścia obu komparatorów są w stanie niskim, przy którym tranzystory Tl i T2 nie przewodzą.
Jeżeli rezystancja detektora, na skutek wykrycia gazu, zacznie maleć, pociągając za sobą spadek napięcia na kondensatorze Cl, jako pierwszy zmieni swój stan na wysoki komparator US2B. Spowoduje to włączenie tranzystora Tl i zapalenie się żółtej diody D2. Oznacza to, że w powietrzu pojawiły się śladowe ilości gazu. Komparator US2B nie posiada pętli histerezy, dlatego też na granicy włączenia dioda D2 może zacząć nieregularnie migać, zanim zaświeci się na stałe.
Dalszy wzrost zawartości gazu w powietrzu spowoduje spadek napięcia na kondensatorze Cl i włączenie się komparatora US2C. W wyniku tego zapali się czerwona dioda alarmu D3. Komparator US2C wyposażono w pętlę histerezy o szerokości ok. 20 mV. Pętlę toworzy dodatkowy rezystor RIO.
Praktyczny Elektronik 8/1996
US1 CZUWANIE H5mA
2
Rys. 3 Schemat ideowy detektora gazu
Przepływający przez diodę D3 i rezystor R14 prąd spowoduje włączenie tranzystora T4. Zostaje wtedy doprowadzone dodatnie napięcie do wejścia zerującego układu generatora US3. Generator wytwarza przebieg prostokątny o częstotliwości ok. 700 Hz. Układ spełnia równocześnie funkcję prostego wzmacniacza mocy, gdyż stopień wyjściowy zbudowany jest w układzie prze-ciwsobnym i może dostarczyć 200 mA prądu. Kondensator C9 odcina składową stałą, oraz ogranicza wartość prądu wyjściowego, stąd wynika jego stosunkowo mała wartość. Sterowanie głośnika przebiegiem prostokątnym ma dodatkową zaletę. Przebieg taki zawiera dużo harmonicznych i powoduje, że dźwięk jest bardziej przenikliwy i lepiej słyszalny.
Po włączeniu napięcia zasilania w czasie kiedy detektor DET1 rozgrzewa się napięcie na kondensatorze Cl zmienia się przez kilka sekund. Może to powodować fałszywe włączanie alarmu dźwiękowego. Z tego też względu układ wyposażono w stałą czasową opóźniającą włączanie sygnalizacji optycznej i akustycznej. Wykorzystano tu wolny wzmacniacz operacyjny US2D. Stała czasowa R19, CIO wynosi ok. 10 sek. W czasie kiedy kondensator C10 ładuje się napięcie na wyjściu komparatora US2D jest niskie i tranzystor T3 pozostaje wyłączony uniemożliwiając włączenie dowolnego z tranzystorów Tl lub T2. Po naładowaniu się kondensatora C10 tranzystor T3 zostaje włączony i układ rozpoczyna czuwanie.
W układzie zastosowano pojedyncze zasilanie +5 V, co spowodowało konieczność zastosowania wzmacniaczy operacyjnych, które mogą pracować przy tak niskim
napięciu. Wymaganie te spełnia układ LM 324 i nie powinien on zostać zastąpiony innym typem wzmacniacza. Urządzenie zasilane jest w sposób ciągły, co wyklucza zastosowanie baterii. Prąd pobierany w czasie czuwania wynosi ok. 145 mA i wzrasta w czasie alarmu do 190 mA.
Montaż i uruchomienie
Na płytce drukowanej przewidziano miejsce do zamontowania transformatora sieciowego TS 2/14 dostarczającego napięcia zmiennego 8 V przy prądzie 200 mA. Można też zastosować transformator TS 2/15 dostarczający wyższego napięcia. W takim przypadku stabilizator US1 należy wyposażyć w niewielki radiator wykonany z blachy aluminiowej.
W układzie można zastosować jeden z detektorów: AF20, AF50, AF56. Detektor gazu DET1 wlutowany jest bezpośrednio w płytkę drukowaną. Obudowa urządzenia powinna zatem posiadać szereg otworów umożliwiających swobodny przepływ powietrza wokół detektora. Podgrzany detektor (jego temperatura jest wyższa o 30-h40�C od temperatury otoczenia) spowoduje naturalny przepływ powietrza. Wskazane jest aby płytka drukowana była umieszczona pionowo (równolegle do ściany na której będzie wisiał detektor; transformator po lewej, a głośnik po prawej stronie).
Jako Pl należy bezwzględnie zastosować stabilny miniaturowy dziesięcioobrotowy potencjometr montażowy. Głośnik GŁ1 przyklejono do płytki drukowanej klejem DISTAL. Można też zastosować klejenie na gorąco przy pomocy specjalnego pistoletu.
Praktyczny Elektronik 8/1996
ARTKELE 283
PR1
63mA

TS TR1 2/1 4

o<
Rys. 4 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Po zamontowaniu wszystkich elementów włączamy napięcie zasilania. Po ok. 20 sekundach należy zmierzyć miernikiem cyfrowym (Rw > 10 Mą) napięcie na kondensatorze Cl. Następnie miernik dołącza się do wyjścia wzmacniacza operacyjnego US2A (nóżka 1 US2) i potencjometrem Pl ustawia się napięcie o 5% niższe niż na kondensatorze Cl. l\la przykład jeżeli napięcie na Cl wynosiło 2,87 V to na wyjściu US2A należy ustawić napięcie 2,73 V.
Do sprawdzenia działania układu potrzebna jest zwykła gazowa zapalniczka. Zapalniczkę zbliża się do detektora na odległość ok. 1 cm i na chwilę naciska za-worek bez zapalania płomienia. Po chwili powinna zapalić się dioda D2, a następnie dioda D3. Równocześnie z zapaleniem się diody D3 włączy się sygnał dźwiękowy.
Po wstępnej regulacji układ zostawia się włączony na 48 godzin i ponownie ustawia się napięcie potencjometrem Pl, tak aby na wyjściu wzmacniacza operacyjnego US2A było ono niższe o 5% od napięcia na kondensatorze Cl. Końcową regulację należy przeprowadzić w pomieszczeniu wolnym od obcych gazów np. dymu tytoniowego.
Gotowy detektor umieszcza się na ścianie w pomieszczeniu w którym znajdują się przybory gazowe. Należy pamiętać, że gazy różnią się ciężarem właściwym. Stąd wysokość umieszczenia detektora będzie zależeć od rodzaju zastosowanego czujnika:
-jeżeli korzystamy z gazu ziemnego (metan) detektor wiesza się 30 cm poniżej sufitu, gdyż gaz ten jest lżejszy od powietrza;
dla propan-butanu zawartego w butlach detektor powinien być umieszczony nisko 30 cm nad podłogą, gdyż gazy te są cięższe od powietrza;
- detektor tlenku węgla CO (czad) powinien zostać umieszczony na wysokości ok. 1,8 m, ponieważ gaz ten ma ciężar właściwy zbliżony do powietrza.
W przypadku gdy detektor zasygnalizuje obecność gazu nie wolno wpadać w panikę. Przede wszystkim pod żadnym pozorem nie można włączać, ani gasić światła, zapalać zapałek, papierosów. Pierwszą czynnością którą należy wykonać jest otworzenie okien i drzwi. Następnie pozostaje zakręcenie zaworu gazowego przy liczniku. Dopiero teraz można zacząć sprawdzać przyczynę wycieku gazu. Jeżeli był to zalany palnik w kuchence, to obejdzie się na strachu. Jeżeli przyczyny nie udało się znaleźć bezpieczniej będzie zawołać fachowca.
Wykaz elementów
US1 - LM 7805
US2 - LM 324
US3 - NE 555
T1-HT3 - BC 547B (BC 238B)
T4 - BC 557B (BC 308B)
Dl LED zielona
D2 - LED żółta
Praktyczny Elektronik 8/1996
D3 - LED czerwona
PR1 - MG W06 (1 A/600 V)
DET1 - Detektor gazu (opis w tekście)
Rl, R8,
R13, R14 -510Q/0,25 W
R3 - 1 kfi/0,125 W
R6, R7 -2 kft/0,125 W
R2, R9, R15 - 10 kfi/0,125 W
R4, R5, Rll,
R12, R16-f-R18 - 22 kfi/0,125 W
RIO - 100 kfi/0,125 W
R19 - 200 kfi/0,125 W
Pl - 10 kf2 dziesięcioobrotowy
C2, C3, C7, C8 - 47 nF/50 V ceramiczny
C5 - 1 /uF/63 V 04/U
C4, C9 - 22 /iF/16 V 04/U
C6
C10
Cl
TRI
Bl
GŁ1
- 47 /iF/16 V 04/U
- 100 juF/16 V 04/U
- 470 /iF/16 V 04/U -TS 2/14 (TS 2/15)
- WTAT 63 mA/250 V
- głośnik dynamiczny
YD 50-2B 8fi/0,2 W 050 mm
płytka drukowana numer 283
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 4,07 zł (40.700 zł) + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O mgr inż. Dariusz Cichoński
Centralka domofonu
Domofony stały się już powszechnymi w naszym krajobrazie mieszkaniowym. Pewien problem stanowi montaż tego rodzaju urządzeń w domach o małej ilości mieszkań, jako nieopłacalny dla firm usługowych. Możliwe jest wykonanie instalacji domofonowej we własnym zakresie. Zasadniczą częścią domofonu jest centralka zawierająca podzespoły elektroniczne oraz przełączniki służące do wywołania mieszkania. Proponowana do wykonania przewidziana jest na 5 mieszkań z możliwością rozszerzenia do 10.
Schemat blokowy centralki
MC
D-
<
ARW
<
1
OGRANICZ. AMPLJTUDY
<
2
GENERATOR WYWOtANIA
<
3
n
OTWIERANIA
BRAMA
GC
+ 12V
1 12 3
q__p o
Ś MT1
R.ys. 1 Schemat blokowy centralki
Montaż centralki przewidziany jest przy bramie czy drzwiach wejściowych do budynku mieszkalnego. Umożliwiać ma ona wywołanie konkretnego mieszkania i kontakt akustyczny z wywołanym mieszkaniem tzn. możliwość przeprowadzenia rozmowy. Z mieszkania natomiast jest możliwość otwarcia bramy, czy drzwi wejściowych wyposażonych w zamek elektromagnetyczny. Centralka wyposażona jest w mikrofon i głośnik umożliwiając rozmowę na zasadzie tzw. urządzenia
głośno - mówiącego. W mieszkaniach znajdować się powinny mikrotelefony (słuchawki telefoniczne) umożliwiające wytworzenie sygnału akustycznego wywołania i rozmowę na zasadzie telefonicznej. Mikrotelefon powinien być dodatkowo wyposażony w przycisk umożliwiający otwarcie bramy. Do połączenia mikrotelefonów z centralką oczywiście niezbędna jest dość duża ilość przewodów elektrycznych.
Schemat blokowy centralki przedstawiono na rys. 1.
Sygnał z mikrofonu centralki MC podawany jest przez wzmacniacz o regulowanym automatycznie wzmocnieniu (ARW) do wzmacniacza mocy 1. Wzmacniacz o regulowanym wzmocnieniu służy do ujednolicenia wielkości sygnału docierającego do słuchawki mikrotelefonu. Jest to niezbędne z powodu różnej głośności mowy osób przy centralce, jak i też różnej odległości od mikrofonu. Następnie przez przełącznik wywołania sygnał podawany jest do linii nr 1.
Ilość przełączników jest bezpośrednio związana z ilością mieszkań. Sygnał ten dociera jednocześnie do wszystkich mieszkań pomimo, że jest przeznaczony dla wywołanego. Kierowanie sygnału akustycznego tylko do jednego mieszkania pociągnęło by za sobą duże skomplikowanie układu. Nie powinno to stanowić jednak mankamentu urządzenia, gdyż kolejność jest taka, że najpierw jest wywołane mieszkanie, zgłasza się mieszkaniec i dopiero wtedy mówi osoba przy centralce. Między linie 1 i 2 powinna być podłączona słuchawka mikrotelefonu w mieszkaniu.
Sygnał z mikrofonu znajdującego się w mikrotelefonie podawany jest względem masy (linie 2, 3) przez linię 4 i dalej kondensator oddzielający do ogranicznika amplitudy.
Praktyczny Elektronik 8/1996
Sygnał pochodzący z mikrotelefonu jest bardziej powtarzalny i dlatego zastosowano jedynie ogranicznik amplitudy. Zabezpiecza on jednocześnie obwód wejściowy wzmacniacza przed przepięciami, jakie mogą wystąpić w linii. Po wzmocnieniu we wzmacniaczu mocy 2 sygnał podawany jest do głośnika centralki GC.
Podkreślono tutaj występowanie kondensatora oddzielającego, który jest niezbędny z racji zastosowania mikrofonów węglowych wymagających polaryzacji napięciem stałym (umożliwia to zastosowanie mikrotelefonów od starych aparatów telefonicznych wychodzących aktualnie z użycia). Składowa stała napięcia występująca na linii 4 jest wykorzystana przez układ otwierania bramy do zwierania styków przekaźnika, zamykających obwód elektromagnesu otwierającego zamek bramy.
Obwód wywołania mieszkania składa się z generatora wywołania i wzmacniacza mocy 3. Generator uruchamiany jest przez włączenie napięcia zasilającego generatora po wciśnięciu przycisku przełącznika wywołania. Wciśnięcie przycisku wywołania powoduje odłączenie wyjścia wzmacniacza 1 i podłączenie wyjścia wzmacniacza 3 do linii 1 wywoływanego mieszkania. Sygnał wywołania o odpowiednio dużej mocy dociera do słuchawki mikrotelefonu informując mieszkańców o konieczności rozmowy z gościem przy bramie.
Na rys. 2 pokazany jest schemat ideowy mikrotelefonu.
Rys. 2 Schemat ideowy mikrotelefonu
Jest to jedno z możliwych rozwiązań i składa się zasadniczo z zawartych w tradycyjnym mikrotelefonie telefonicznym słuchawki elektromagnetycznej S i mikrofonu węglowego M. Zastosowanie mikrofonu dynamicznego wymagać będzie podłączenia w szereg z nim kondensatora o pojemności rzędu 1 /zF. Przełącznik W2 znajduje się normalnie w obudowie telefonu i służy do odłączenia mikrofonu przy odłożonym mikrotelefonie. Po podniesieniu mikrotelefonu jego styki powinny być zwarte.
Przełącznik Wl służy do uruchomienia układu otwierania bramy i w konsekwencji do jej otwarcia. Powinien on posiadać styki normalnie otwarte, zwierane po przyciśnięciu. Prąd styków nie powinien przekroczyć 50 mA.
Jak łatwo zauważyć połączenie mikrotelefonu z centralką powinno być zrealizowane za pomocą 4 przewodów. Możliwe jest połączenie punktów 2-3 i wtedy wy-
starczą 3 przewody. Czwarty przewód może być wtedy wykorzystany np. do realizacji innego sposobu wywołania lub otwierania bramy.
Schemat ideowy i działanie
Centralka podzielona jest na dwie części. Pierwsza zawiera układ elektroniczny, a druga zespół 5 przełączników wywołania. Przez dołączenie kolejnego zespołu przełączników można zwiększyć ilość obsługiwanych mieszkań do 10. Schemat ideowy centralki pokazany jest na rys. 3.
Jako mikrofon centralki zastosowano mikrofon elek-tretowy charakteryzujący się dużą czułością przy małych wymiarach. Wymaga on zasilania zewnętrznego, a sposób jego podłączenia i opis wyprowadzeń był już wielokrotnie zamieszczany w PE. Sygnał z mikrofonu podawany jest do wzmacniacza regulowanego zrealizowanego na tranzystorach Tl-=-T4. Właściwe wzmocnienie sygnału zapewniają tranzystory T2 i T3. Tranzystor Tl pełni rolę elementu regulującego. Włączony równolegle do wejścia stanowi gałąź dzielnika napięciowego. Drugą gałąź dzielnika stanowi rezystancja wewnętrzna mikrofonu.
Sygnał na wyjściu wzmacniacza regulowanego jest prostowany za pomocą prostownika wartości szczytowej z diodą Dl. Prostownik ten posiada dużą stałą czasu i reaguje jedynie na sygnały których amplituda przekracza 1,8 V (połączone szeregowo w kierunku przewodzenia trzy złącza pn - Dl, T4 i Tl). Napięcie to stanowi poziom odniesienia dla układu regulacji. Tranzystor T4 jako wtórnik emiterowy jest wzmacniaczem prądowym sygnału regulującego podawanego do bazy tranzystora Tl. Jeśli napięcie szczytowe na wyjściu wzmacniacza regulowanego przekracza 1,8 V następuje przewodzenie tranzystora Tl zależne od wielkości sygnału i tłumienie sygnału wejściowego. Poziom napięcia wyjściowego nie zwiększa się - uzyskujemy automatyczną regulację wzmocnienia. Próg zadziałania układu automatycznej regulacji wzmocnienia ustala się rezystorem nastawnym Pl przez zmianę wzmocnienia stopnia wzmacniającego z tranzystorem T3.
Poziom sygnału podawanego do wejścia wzmacniacza mocy USl reguluje się rezystorem nastawnym P2. Wzmocnienie wzmacniacza mocy określone jest stosunkiem rezystancji sprzężenia zwrotnego Rll i R12. Równolegle do wyjścia wzmacniacza włączone są kondensator C14 i rezystor R13 przeciwdziałające wzbudzaniu się wzmacniacza. Małe wartości pojemności kondensatorów sprzęgających mają za zadanie ograniczyć przenoszenie niskich częstotliwości. Poprawia się wtedy zrozumiałość mowy i zmniejsza poziom przydźwięku sieci. Zadaniem rezystora R14 jest zabezpieczenie wyjścia wzmacniacza przed ewentualnym zwarciem linii. Przez ten rezystor i styki 1-2 przełączników WŁ'l-f-WŁ5 sygnał podawany jest do linii łączących centralkę ze słuchawkami mikrotelefonów.
Polaryzację mikrofonu węglowego mikrotelefonu zapewnia rezystor R19. Sygnał z mikrofonu uzyskany na linii podawany jest przez R18 i C22 do ogranicznika
10
Praktyczny Elektronik 8/1996
dwustronnego na diodach D2 i D3. Ogranicznik ten ogranicza sygnał, którego amplituda przekracza 0,6 V. Sygnał po wzmocnieniu we wzmacniaczu mocy US2 podawany jest do głośnika centralki. Regulację wzmocnienia wzmacniacza mocy uzyskuje się przez zmianę rezystancji w obwodzie sprzężenia zwrotnego rezystor nastawny P3. Pozwala to na regulację głośności sygnału akustycznego.
Składowa stała polaryzująca mikrofon węglowy wykorzystywana jest przez układ otwierania bramy zrealizowany na tranzystorach T5 i T6. Poziom napięcia polaryzującego jest rzędu kilku V (4-^6). Podawane jest ono do bazy T5 przez rezystor R20 powodując otwarcie tranzystora. Niski poziom napięcia na jego kolektorze powoduje zatkanie tranzystora T6. Styki przekaźnika Pkl są rozwarte.
C1 C2 R1 100n u
o, Pkl
<7 KL1P 12V/5A
R19 R21I I 1N4148
C22 I |330ft 10kMR22 4.7k ~""A ' " "'
IŁys. 3 Schemat ideowy
Praktyczny Elektronik 8/1996
11
+ -H
CM
< gd o a u u.
H\Z
IM
O^fi
^oćł^cLj
O��
u03 o2


Rys. 4 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów (płytka elektroniki)
Zwarcie styków przełącznika Wl w mikrotelefonie powoduje spadek napięcia polaryzującego do 0 V. Tranzystor T5 zostaje zatkany, a T6 otwarty. Przepływ prądu przez przekaźnik spowoduje zwarcie styków i dołączenie napięcia do elektromagnesu zamka bramy.
W generatorze sygnału wywołania wykorzystano generator melodyjki UM66 (US4). Zasilanie tego układu jest włączane stykami przełącznika wywołania i podawane dalej przez rezystor R23. Napięcie to jest stabilizowane do poziomu około 2 V za pomocą trzech, szeregowo połączonych w kierunku przewodzenia, diod krzemowych. Sygnał melodyjki z wyjścia US4 (1) podawany jest do wejścia wzmacniacza mocy US3. Wzmocnienie wzmacniacza i tym samym głośność sygnału wywołania ustala się rezystorem nastawnym P4. Sygnał wywołania przez rezystor R27 podawany jest do przełącznika wywołania i dalej do słuchawki wywoływanego mieszkania.
Centralka musi być zasilana z oddzielnego zasilacza ze względu na bezpieczeństwo użytkowania. Można
wykorzystać zasilacz dostępny w sprzedaży lub wykonać we własnym zakresie. Zasilacz powinien umożliwiać uzyskanie napięcia stałego 12 V przy maksymalnym prądzie obciążenia 1 A. Stabilizacja napięcia zasilającego nie jest konieczna, jednak nie powinno ono przekraczać w stanie jałowym 15 V. Zasilanie elektromagnesu zamka powinno być zrealizowane za pośrednictwem transformatora bezpieczeństwa o napięciu 24 V i wydajności prądowej zgodnej z parametrami zakupionego zamka. Ideałem byłoby uzyskanie, czy wykonanie transformatora umożliwiającego otrzymanie napięcia do prostownika 12 V (9-r-ll V wartości skutecznej) oraz napięcia 24 V wartości skutecznej.
Montaż i uruchomienie
Przed montażem płytki elektroniki należy przygotować radiatory do wzmacniaczy mocy. Radiatory wykonać z blachy mosiężnej o grubości 0,5 mm, w/g nadruku informacyjnego na płytce. Wysokość radiatora powinna wynosić 25-^30 mm.
12
Praktyczny Elektronik 8/1996
MT2
O o o
o
o o o
Rys. 5 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów (płytka przełącznika)
W radiatorze wykonać otwór o średnicy 3,2 mm do przykręcenia układu. Położenie otworu ustalić praktycznie. Radiatory połączyć z masą płytki drukowanej odcinkami drutu srebrzonego lub z obciętych wyprowadzeń elementów.
Przygotowania wymaga także przełącznik wywołania. Do jego wykonania niezbędne będzie tyle segmentów Isostat pojedynczych, chwilowych ile przewidujemy obsługiwać mieszkań. Segmenty należy zamontować na listwie o rozstawie 20 mm.
Jeśli przewidywana jest obsługa więcej niż 5 mieszkań wskazane jest zamówienie dwóch płytek przełącznika (nr 280). Kolejność montażu powinna być następująca:
- łączówki (kołki stykowe) i mostki,
- elementy RC i przełączniki,
- diody, tranzystory i układy scalone.
Tranzystory i układ scalony US4 zamocować na długość wyprowadzeń 5 mm. Układy scalone US1, US2, US3 przed zalutowaniem przykręcić do radiatora i w pierwszej kolejności zamocować radiator przez przylutowanie do płytki. Przełącznik Isostat należy zamocować na wysokości 2 mm nad płytką drukowaną korzystając np. z podłożenia zapałek, które należy wyjąć po zamontowaniu przełącznika.
Do uruchomienia niezbędny będzie zasilacz 12 V/l A, mikrotelefon i miernik uniwersalny (multimetr). Po sprawdzeniu poprawności montażu połączyć obie płytki, podłączyć mikrofon i głośnik do płytki elektroniki, mikrotelefon do płytki przełącznika. Sprawdzić omomierzem brak zwarcia w obwodzie zasilania. Podłączyć zasilanie i sprawdzić woltomierzem poprawność napięć zasilających. Napięcia na kolektorach tranzystorów T2 i T3 powinny wynosić 4-^8 V. Napięcie zasilające mikrofon MC powinno wynosić 8-^10 V. Napięcia na wyprowadzeniach 4 układów USl, US2, US3 powinny być zbliżone do 1/2 napięcia zasilającego. Na nóżce 1 US4 powinno występować napięcie około 2 V po wciśnięciu przycisku wywołania. Napięcie na kolektorze T5 powinno być mniejsze od 0,5 V, a na kolektorze T6 równe napięciu zasilającemu. Styki przekaźnika Pkl powinny być rozwarte.
Wciskając przycisk przełącznika wywołania, do którego jest podłączony mikrotelefon sprawdzić występowanie sygnału wywołania w słuchawce mikrotelefonu. Rezystorem nastawnym P4 ustalić odpowiednio dużą głośność tego sygnału. Podnieść mikrotelefon i mówiąc do mikrofonu sprawdzić występowanie sygnału w głośniku. Rezystorem nastawnym P3 ustalić poziom głośności tego sygnału. Z uwagi na możliwość sprzężenia akustycznego, niezbędnym może okazać się oddalenie głośnika i mikrotelefonu, a nawet konieczność skorzystania z pomocy innej osoby. Mówiąc z odległości 1 m od mikrofonu centralki sprawdzić występowanie sygnału w słuchawce mikrotelefonu. Rezystorem nastawnym Pl ustalić próg zadziałania układu automatyki, aby zbliżanie się do mikrofonu nie powodowało już wzrostu siły głosu w słuchawce. Rezystorem nastawnym P2 ustalić odpowiednią głośność w słuchawce. Sprawdzić czy podniesienie mikrotelefonu nie powoduje włączenia przekaźnika. Wcisnąć przycisk przełącznika Wl i sprawdzić omomierzem zwarcie styków przekaźnika Pkl.
Wskazówki montażowe
Zasilacz umieścić w pomieszczeniu zamkniętym (korytarzu, klatce schodowej). Do centralki poprowadzić przewody zasilające napięcia stałego 12 V i zmiennego 24 V. Przekrój przewodów nie powinien być mniejszy od 0,5 mm , a przy odległości większej od 10 m wskazany jest 1 mm . Przewody łączące mikrotelefony z płytką przełącznika powinny mieć przekrój 0,5 mm2.
Praktyczny Elektronik 8/1996
13
Do połączenia mikrotelefonu z centralką wystarczą 3 przewody. Należy je podłączyć do punktów 1, 2, 4 na płytce przełącznika. Wykorzystanie punktu 3 wymaga zalutowania tzw. "sierżanta" na płytce. Normalnie punkty 3 są odłączone i można je wykorzystać do innego celu.
Przewody sygnałowe powinny być prowadzone w oddaleniu od przewodów sieciowych dla zmniejszenia przenikania przydfwięku sieci. Centralkę należy zamontować w obudowie, w której należy uprzednio wykonać otwory przed mikrofonem i głośnikiem. Do ścianki czołowej obudowy należy przymocować przełączniki wywołania. Obudowa centralki powinna być zamontowana tak, aby uniknąć bezpośredniego dostępu wody podczas opadów atmosferycznych.
Wykaz elementów - płytka elektroniki
US1, US2, US3 - TDA2003
US4 - UM66
Tl, T4, T5 - BC548B
T2, T3 - BC239B
T6 - BC338-16
Dl-=-D8 - 1N4148
R13, R15, R26 - 1 n/0,25 W
R14, R27 -4,7 n/2 W
R12 -100 n/O,125 W
R9 -330 n/0,125 W
R19 -330 n/0,5 W
R4 -470 n/0,125 W
Rl, Rll, R16, R25 - 1 kn/0,125 W
R5, R8, R23 -2,2 kn/0,125 W
R7, R17, R18, R22 -4,7 kn/0,125 W
R3, R20, R21, R24 - 10 kn/0,125 W
R6 - 1 Mn/0,125 W
R2, RIO
P3, P4
Pl
P2
C5
C7
C3
C10, C21, C22, C24
C2, C6, C12, C14,
C17, C20, C27, C28
Cl, C8
C9, 23
C4, C13, C15, C16,
C18, C25, C29
Cli, C19, C26
Pkl
MC
GC
Płytka drukowana nr
-2,2 Mn/0,125 W
- 220 n TVP 1232
- 470 n TVP 1232
- 22 kn TVP 1232
- 10 pF/50 V KCP -22 pF/50 VKCP
- 1 nF/50 V KCPf -47 nF/63 V MKSE-20
- 100 nF/63 V MKSE-20
- 2,2 /iF/63 V 04/U
- 22 //F/25 V 04/U
- 47 /iF/25 V 04/U
- 100 //F/25 V 04/U
- KL1P 12V/5A
- ME-61
-GD 10/1,5 8n 279
Wykaz elementów płytka przełącznika
WŁ1-^WŁ5 segment Isostat, poj., chwilowy Płytka drukowana nr 280
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: płytka 279 - 4,21 zł (42.100 zł)
płytka 280 - 2,07 zł (20.700 zł)
+ koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O R. K.
Miniaturowy odbiornik stereofoniczny - uzupełnienie
W celu poprawy właściwości odbiornika niezbędne okazało się wprowadzenie zmian na płytce drukowanej. Zmiany te dotyczą układu ścieżek, natomiast jedynie minimalnie zmienione zostało rozmieszczenie elementów. Przy montażu można posługiwać się rysunkiem montażowym zawartym w nr 7/96 PE. Dodano dwie łączówki - jedna w pobliżu R7, druga w pobliżu R4. Położenie ich jest zaznaczone na nadruku informacyjnym płytki. Przeniesiono punkty podłączenia napięcia zasilającego w pobliże rezystorów R8 i R9. Dodatkowo należy połączyć masę kondensatora zmiennego wyprowadzoną w jego górnej części między wyprowadzeniami Cl i Cl' do punktu M na płytce drukowanej. Równolegle do cewki indukcyjnej L2 należy zamontować kondensator ceramiczny płytkowy o pojemności 20 pF. Na płytce oznaczony jest on jako 20 pF.
Kolejne zmiany dotyczą wartości elementów. Kondensatory C20 i C21 należy zamienić na kondensatory o pojemności 47 pF. Kondensator C35' montowany od
strony ścieżek należy zamienić na kondensator o pojemności 1 nF (ceramiczny, płytkowy). W celu zmniejszenia maksymalnej głośności wskazane jest zwiększenie wartości rezystora R5 do wartości z przedziału 150-^200
kn.
W przypadku trudności ze zdobyciem filtru 216 (Fl) można zastosować filtr 211. Filtr ten posiada wewnętrzny kondensator 82 pF i nie należy wtedy montować kondensatora C22.
Wyprowadzenia kondensatora zmiennego Cl i Cl' oraz trymerów C2, C3 należy połączyć przez zlutowanie przed zamontowaniem do płytki drukowanej. Przy strojeniu obwodów wzmacniacza w.cz. i heterodyny należy odłączyć ARCz przez zwarcie do masy kondensatora C8. Przy strojeniu tych obwodów cewki LI, L2 i L3 zostają rozciągnięte na odległość między kolejnymi zwojami rzędu 1-^2 mm. Przy zbyt szerokim zakresie przestraja-nia heterodyny może okazać się konieczne zmniejszenie ilości zwojów cewki L3 do 2,5 (o jeden zwój). Po zestro-
14
Praktyczny Elektronik 8/1996
jeniu należy rozewrzeć kondensator C8. Spowoduje to niewielkie przestrojenie heterodyny, które można skorygować trymerem C3. Dla prawidłowego działania automatycznej regulacji częstotliwości (ARCz) niezbędne jest poprawne zestrojenie detektora częstotliwości (F2). Nie należy przejmować się podanymi w opisie odbiornika uwagami dotyczącymi słuchawek o rezystan-
cji 16 f2. Praktycznie są one nieosiągalne. Dużą głośność uzyskuje się przy zasilaniu 3 V i słuchawkach o rezystancji 32 Q. Wskazane jest zastosowanie słuchawek renomowanej firmy np. Tonsil, Sony, gdyż decyduje to o jakości brzmienia audycji.
O R. K.
Elektronika inaczej cz. 7 stany przejściowe
Stany początkowy i końcowy
Poznane poprzednio pojemność i indukcyjność nazwaliśmy elementami inercyjnymi, jednak dopiero teraz zwrócimy szczególnie uwagę na tę ich właściwość. Poznamy jak zmieniają się prądy i napięcia na tych elementach w momencie włączania napięcia zewnętrznego. Włączanie napięcia zastąpimy siłą elektromotoryczną zmieniającą się w/g tzw. funkcji skokowej. Funkcja ta charakteryzuje się wartością zerową dla czasu t < 0 oraz wartością A dla czasu t = 0 i t > 0. Często przedstawia się ją w formie iloczynu stałej wartości A i tzw. jednostkowej funkcji skokowej. Jednostkowa funkcja skokowa charakteryzuje się wartością 0 dla czasu t < 0 oraz wartością 1 dla czasu t = 0 i t > 0. Kondensator zasilany ze źródła napięcia skokowego i przebieg tego napięcia pokazano na rys. 1.
Rys. 1 Obwód zasilany ze źródła napięcia skokowego
Rezystancja R umiejscowiona między źródłem a kondensatorem może reprezentować rezystancję wewnętrzną źródła, lub stanowić sumę rezystancji wewnętrznej źródła i rezystancji zewnętrznej.
Znamy przebieg napięcia zasilającego obwód, a chcemy poznać przebieg napięcia na kondensatorze. Przed podłączeniem napięcia (dla czasu t < 0) napięcie na kondensatorze będzie równe 0. Stan ten nazwiemy stanem początkowym. Po podłączeniu napięcia (dla czasu t > 0) napięcie na kondensatorze będzie się zmieniało. l\la kondensatorze będzie gromadzony ładunek -będzie płynął prąd ładowania. Zachodzące zjawisko nazywane jest ładowaniem kondensatora. Po odpowiednio dużym czasie kondensator zostanie naładowany - przestanie płynąć prąd. Napięcie jakie na nim się ustali będzie równe napięciu źródła. Stan ten nazwiemy stanem końcowym. Stany jakie wystąpią między tymi dwoma, nazwiemy ogólnie stanem lub procesem przejściowym.
Uc A-Uc (POCZĄTKOWE) Uc (KOŃCOWE)
. 1

Rys. 2 Stany, początkowy i końcowy napięcia na kondensatorze
Warunek ciągłości
Czy napięcie na kondensatorze może zmienić się skokowo? Skokowa zmiana napięcia oznacza szybkość zmiany napięcia równą nieskończoności (bardzo dużą). Zgodnie z zasadą działania kondensatora wywoła ona przepływ prądu ładowania równy nieskończoności -jest to praktycznie niemożliwe wskutek ograniczonej wydajności źródła i rezystancji R ograniczającej maksymalną wartość prądu. Tak więc napięcie na kondensatorze nie może zmienić się skokowo.
Siła elektromotoryczna rzeczywistego źródła napięcia skokowego także nie może zmienić się skokowo. Czas w jakim napięcie skokowe osiąga wartość końcową nazywany jest czasem narastania (t"). Znany jest on powszechnie jako podstawowy parametr przebiegów impulsowych. Przebieg taki pokazany jest na rys. 3.
Rys. 3 Rzeczywisty przebieg funkcji skokowej
Praktycznie czas narastania przebiegu skokowego jest zwykle dużo mniejszy od czasu procesu przejściowego i jego wpływ na stan przejściowy jest pomijany. Zakłada się zatem idealne napięcie skokowe o czasie narastania równym 0.
Praktyczny Elektronik 8/1996
15
Ciągłość zmian napięcia na kondensatorze powoduje wymienioną wcześniej inercję - opóźnienie zmian napięcia na nim. Opóźnienie to jest ściśle związane z wielkościami rezystancji R i pojemności C.
Analogicznie można rozpatrywać obwód zawierający indukcyjność L i rezystancję R. Także tutaj opóźnienie jest związane z wielkościami rezystancji R i in-dukcyjności L.
Bezpośrednio po skokowej zmianie wartości siły elektromotorycznej napięcie na kondensatorze pozostaje takim jak przed zmianą. Tak samo prąd płynący przez indukcyjność pozostaje takim jak przed zmianą. Właściwości te nazywane są ivarunkami ciągłości. Oznaczają one, że napięcie na kondensatorze lub prąd płynący przez indukcyjność nie mogą zmieniać się skokowo. Zmiany energii między stanem początkowym a końcowym zachodzą w sposób określony mianem procesu przejściowego.
Proces przejściowy
Obwody zawierające elementy gromadzące energię (indukcyjności i pojemności) różnią się od obwodów zawierających tylko rezystancje. Po wyłączeniu źródeł niezależnych od obwodów rezystancyjnych prądy i napięcia zanikają natychmiastowo. W przypadku obwodów z elementami inercyjnymi prądy i napięcia mogą w nich występować także po odłączeniu źródeł niezależnych. Proces przejściowy trwa tak długo aż nastąpi pełne wydzielenie zgromadzonej energii w rezystancjach obwodu. Przykładem takiego obwodu może być rozładowanie naładowanego kondensatora przez rezystancję R pokazane na rys. 4.
A
1
+ Uc [ 0.5 0.37
Uc(0) ŚA 0,13 0

Rys. 4 Rozładowanie kondensatora jako funkcja eksponencjalna
W/g II prawa Kirchhoffa:
Uc + iR = 0
Prąd i określony jest wartością pojemności i szybkością zmiany napięcia.
i = C(duc/dt) Po podstawieniu:
uc + RC(duc/dt) = 0
Otrzymane wyrażenie należy do grupy tzw. równań różniczkowych. Po jego rozwiązaniu otrzymamy przebieg napięcia uc. Przebieg ten odpowiada przebiegowi
funkcji eksponencjalnej opisanej następująco: uc = uc(0)e-t/RC
gdzie: e - podstawa logarytmu naturalnego (2,718), uc(0) - napięcie początkowe na kondensatorze (t = 0).
i = uc/R=(uc(0)/R)e-t/RC
Na rys. 4 funkcja eksponencjalna jest oznaczona jako A = e /r. Wielkość r nazywana jest stałą czasową i wyrażana jest w jednostkach czasu [s].
r=RC
Dla czasu t = 0 wartość funkcji eksponencjalnej A wynosi 1. Przy czasie t = r wartość tej funkcji wynosi l/e = 0, 37. przy kolejnych odstępach czasu równych r wartość funkcji eksponencjalnej maleje e razy. Po czasie t = 5 r wartość funkcji eksponencjalnej spada poniżej 1% wartości początkowej. Można stan ten uznać za stan końcowy. W tym przypadku wynosi on 0.
Funkcja eksponencjalna może być wykorzystana do opisu stanów przejściowych, których stan końcowy jest różny od 0, np. przebieg napięcia podczas ładowania kondensatora. Postać jej jest wtedy następująca:
B = 1 - e-t/'
Wartość początkowa takiej funkcji jest równa 0 dla czasu t = 0. Dla czasu t = r wynosi 0,63. Po czasie t = 5 r wartość jej jest zbliżona do 1.
Rozpatrzymy teraz stany przejściowe na pojemności i indukcyjności po załączeniu napięcia. Załączenie napięcia reprezentuje siła elektromotoryczna zmieniająca się skokowo. Stany przejściowe napięcia i prądu w obwodzie ładowanego kondensatora pokazano na rys. 5.
eg Eg
STAN � POCZĄTKOWY
?=RC
STAN KOŃCOWY (PRZERWA)
Rys. 5 Stan przejściowy obwodu RC
Napięcie na kondensatorze zmienia się w/g zależności:
uc = Eg(l-e-t/RC)
16
Praktyczny Elektronik 8/1996
Stan początkowy tego napięcia wynosi 0, a końcowy Eg. Prąd ładowania kondensatora zmniejsza się w trakcie ładowania w/g zależności identycznej jak przy rozładowaniu kondensatora.
ic =
Jego wartość początkowa wynosi Eg/R, a końcowa 0. Iloczyn R C to oczywiście poznana wcześniej stała czasowa. Naładowany kondensator stanowi przerwę dla napięcia stałego.
Na rys. 6 pokazano stany przejściowe prądu i napięcia obwodu zawierającego indukcyjność po skokowej zmianie napięcia zasilającego.
STAN � POCZĄTKOWY
STAN
KOŃCOWY (ZWARCIE)
Rys. 6 Stan przejściowy obwodu RL
Prąd płynący przez indukcyjność zmienia się od wartości początkowej 0 do wartości końcowej Eg/R w/g funkcji eksponencjalnej.
Napięcie na indukcyjności zmienia się od wartości początkowej Eg do wartości końcowej 0.
UL = Eg."1/'
gdzie: r = L/R
Stała czasu określona jako iloraz L/R także posiada wymiar w jednostkach czasu [s], Indukcyjność w stanie ustalonym stanowi zwarcie dla prądu stałego.
Wykorzystanie praktyczne
Obwód ładowania kondensatora jest wykorzystywany praktycznie do realizacji tzw. układów całkujących i układów różniczkujących. Połączenie rezystora i kondensatora nazywane układem całkującym pokazano na rys. 7.
Obok układu pokazano przebiegi napięcia wejściowego i wyjściowego. Napięcie wejściowe dla uproszczenia ma kształt prostokątny. Napięcie wyjściowe to napięcie ładowania i rozładowania kondensatora C. Przy
dużej stałej czasu r = RC napięcie to będzie zbliżone do narastającego liniowo co odpowiada całce napięcia wejściowego. Właściwości układu całkującego poprawiają się ze wzrostem stałej czasu.
Ul
R o 0

o 1 1-------
r- u2 O U2 A A
T=RC
0

Rys. 7 Układ całkujący RC
Połączenie pokazane na rys. 8 nazywane jest układem różniczkującym.
Rys. 8 Układ różniczkujący RC
Napięcie wyjściowe układu otrzymywane na rezystorze R jest proporcjonalne do prądu ładowania i rozładowania kondensatora C. Prąd ten zależy jak wiemy od szybkości zmian napięcia wejściowego, inaczej od różniczki napięcia wejściowego. W przypadku napięcia prostokątnego zmiany występują na zboczu narastającym (różniczka dodatnia) i na zboczu opadającym (różniczka ujemna). Przebieg napięcia wyjściowego zbliżony jest do "szpilek" dodatnich i ujemnych odpowiadających omawianym różniczkom (pochodnym). Im mniejsza stała czasu tym efekt różniczkowania jest lepszy.
W dziedzinie częstotliwości układ całkujący to filtr dolnoprzepustowy, a układ różniczkujący to filtr gór-noprzepustowy. Poprawę właściwości układów całkującego i różniczkującego uzyskuje się z wykorzystaniem wzmacniaczy operacyjnych. Schematy układów całkowania analogowego i różniczkowania analogowego pokazano na rys. 9 i 10.
Praktyczny Elektronik 8/1996
17
Rys. 9 a) całkowanie analogowe, b) różniczkowanie analogowe
t c Ri uc +Uz Uz 2
0 / \^/ \t
i R -cizi1 -Uz Uwy Uwy
Ucj^MR
0 t

Rys. 10 Generator napięcia prostokątnego
W przypadku całkowania analogowego wskutek występowania tzw. efektu Millera pojemność C można zastąpić pojemnością włączoną między wejściem odwracającym a masą o wartości C pomnożonej przez wzmocnienie wzmacniacza przy otwartej pętli (> 10000). Daje to efekt znacznego zwiększenia stałej czasu układu całkującego poprawiając jego właściwości. Włączony równolegle do pojemności C wyłącznik służy do rozładowania kondensatora w celu ustalenia zerowych warunków początkowych.
Układ różniczkowania analogowego dzięki wzmocnieniu może pracować z małą pojemnością a więc z małą stałą czasu, co także poprawia jego właściwości. Odpowiednio połączone układy całkowania i różniczkowania analogowego wykorzystywane są do realizacji różnych funkcji matematycznych jako tzw. maszyny analogowe.
Układ całkujący zastosowany w przerzutniku Schmitta pozwala na uzyskanie generatora napięcia prostokątnego, którego częstotliwość będzie określona stałą czasu układu całkującego. Schemat ideowy takiego generatora przedstawiono na rys. 10.
Obok schematu przedstawione są przebiegi napięć na wejściu odwracającym (kondensatorze C) Uc i wyjściu Uwy. Napięcie z wyjścia przez dzielnik rezystancyjny R podawane jest do wejścia nieodwracającego (Uz/2). napięcie to jest porównywane z napięciem na kondensatorze C, które zmienia się zgodnie z podanym wykresem. Jeśli napięcie na wejściu odwracającym jest mniejsze niż na wejściu nieodwracającym, napięcie wyjściowe będzie równe Uz- Przekroczenie wartości Uz/2 na wejściu odwracającym spowoduje zmianę stanu napięcia wyjściowego na -Uz. Kolejna zmiana stanu na wyjściu nastąpi po zmaleniu napięcia na wejściu odwracającym poniżej - Uz/2. Inaczej, generator ten wykorzystuje zasadę działania komparatora.
Na tym kończymy część odpowiadającą tradycyjnym podstawom elektroniki. W najbliższym czasie jako kontynuacja cyklu zostaną opisane praktyczne, budowa i właściwości elementów biernych (rezystory, kondensatory i cewki indukcyjne).
Ciąg dalszy w następnym numerze.
Wzmacniacz mocy DMOS - 150 W
Technologia produkcji półprzewodników posuwa się ciągle na przód. Dowodem na to jest nowoczesny monolityczny wzmacniacz mocy 100 W z tranzystorami DMOS w stopniu końcowym. Wzmacniacz ten został wyprodukowany przez firmę SGS-THOMSON, światowego lidera w dziedzinie monolitycznych elementów mocy. Nikogo nie trzeba przekonywać o wygodzie takiego rozwiązania.
Opis układu
Monolityczny układ scalony TDA 7294, pracujący w klasie AB, przeznaczony jest do stosowania w wzmacniaczach Hi-Fi, kolumnach aktywnych i wysokiej klasy odbiornikach telewizyjnych. Dzięki szerokiemu zakre-
sowi napięć zasilania (max. do ą50 V) umożliwia on uzyskanie pełnej mocy wyjściowej dla obciążeń o im-pedancji zarówno 4 fi jak i 8 ii. Wzmacniacz wyposażony jest w funkcję wyciszania MUTE i wyłączania STAND-BY, dzięki czemu unika się nieprzyjemnych stuków przy włączaniu i wyłączaniu zasilania.
W układzie zastosowano zarówno tranzystory bipolarne jak i MOS. W stopniu wejściowym zastosowano klasyczny wzmacniacz różnicowy z tranzystorami bipolarnymi. Rozwiązanie takie zapewnia mały współczynnik temperaturowy napięcia niezrównoważenia, co jest istotne w przypadku gdy stopień wejściowy jest umieszczony na silnie nagrzewającej się płytce krzemowej na której znajdują się równocześnie tranzystory stopnia wyjściowego.
18
Praktyczny Elektronik 8/1996
+VSQ
VSTBY(
Ó-Vs
Rys. 1 Schemat blokowy i podstawowa aplikacja pracy wzmacniacza TDA 7294
W tabelach 1 i 2 przedstawiono podstawowe parametry wzmacniacza TDA 7294.
Tabela 1 Parametry dopuszczalne wzmacniacza TDA 7294
Parametr Symbol Wartość Jednostka
Maksymalne napięcie zasilania Vs ą50 V
Maksymalny prąd wyjściowy lo 10 A
Dopuszczalna moc strat (TCase = 70�C) Ptot 70 W
Rezystancja termiczna złącze-obudowa RTj-c 1,5 �C/W
W stopniu wzmacniacza napięciowego i układzie przesuwania poziomu zastosowano już tranzystory MOS. Obciążeniem wzmacniacza napięciowego jest dynamiczny układ boot-strap. Od stopnia wyjściowego wymaga się poprawnej pracy przy dużych prądach i napięciach. Występowanie zjawiska drugiego przebicia w tranzystorach bipolarnych, ogranicza zakres SOA pracy tranzystorów. Z tego też względu korzystniejsze jest zastosowanie tranzystorów MOS których obszar bezpiecznej pracy SOA jest z reguły większy ze względu na brak zjawiska drugiego przebicia. Rodzi to jednak problemy właściwej linearyza-cji stopnia końcowego, tak aby otrzymać niskie zniekształcenia nieliniowe. W układzie TDA 7294 zastosowano lokalne sprzężenie zwrotne obejmujące stopień końcowy i wzmacniacz napięciowy.
Wzmacniacz wyposażono także w zabezpieczenie przeciwzwarciowe ograniczające maksymalny prąd wyjściowy do 10 A. Zabezpieczenie przed przekroczeniem temperatury powoduje automatyczne włączenie funkcji MUTE w chwili gdy temperatura złącza osiągnie 145�C.
Tabela 2
Parametry charakterystyczne wzmacniacza TDA 7294 dla: Vs = ą35 V, RL = 8Q, f
1 kHz' Tamb = 25�C
Parametr Symbol Wartość Jednostka
mm typ max
Napięcie zasilania Vs ą10 ą40 V
Prąd spoczynkowy �q 20 30 60 mA
Prąd spoczynkowy dla włączonego STAND-BY lqst 1 3 mA
Prąd polaryzacji wejścia Śb 500 nA
Wejściowe napięcie niezrównoważenia Vos ą10 mV
Wejściowy prąd niezrównoważenia los ą100 nA
Moc wyjściowa RMS, d=0,5%: Po
Vs = ą35 V, RL8ft 60 70 W
Vs = ą31 V, RL6ft 60 70 W
Vs = ą27 V, RL4Q 60 70 W
Moc muzyczna RMS, At = 1 s, d = 10%: Po
Vs = ą38 V, RL8fi 100 W
Vs = ą33 V, RL6fi 100 W
Vs = ą29 V, RL4fi 100 W
Współczynnik zniekształceń nieliniowych: d
Po = 5 W, f = 1 kHz 0,005 %
Po = 0,1 -h 50 W, f = 20Hz-^20 kHz 0,1 %
Vs = ą27 V, RL = 4 fi
Po = 5 W, f = 1 kHz 0,01 %
Po = 0,1 -=- 50 W, f = 20Hz^-20 kHz 0,1 %
Czas narostu SR 7 10 V/^s
Praktyczny Elektronik 8/1996
19
Przy dalszym wzroście temperatury do 150�C układ przejdzie do stanu czuwania STAND-BY. Ponadto wszystkie wyprowadzenia układu zabezpieczone są przed działaniem ładunków elektrostatycznych. Układ posiada obudowę Multiwatt 15. Rozkład wyprowadzeń pokazano na rysunku 2. Obudowa połączona jest elektrycznie z ujemnym napięciem zasilania -Vs.
15 X. 14


"O" 13 12

�.,��.""" ~~ j
____^LL 11 10

ssiż| 9
7
6
5
-rrtr,�,-^:
1
KORPUS
PODŁĄCZONY
DO -Vs
-Vs STOPNIA MOCY
WY
+ Vs STOPNIA MOCY
NC
NC
WYCISZANIE
STAND-BY
-Vs SYGNAŁOWE
+Vs SYGNAŁOWE
BOOTSTRAP
NC
SVR
WE+
WE-
STAND-BY GND
Rys. 2 Rozkład wyprowadzeń wzmacniacza mocy TDA 7294
Przy budowie wzmacniaczy dużych mocy z zastosowaniem układów monolitycznych napotyka się na dwie przeszkody ograniczające moc wyjściową. Pierwszą z nich jest maksymalne napięcie zasilania, a drugą maksymalna moc tracona. Oba te czynniki zmniejszają sprawność wzmacniacza. Zamieszczony na rysunku 3 schemat ideowy wzmacniacza mocy pozwala obejść te ograniczenia nie pogarszając parametrów elektrycznych.
Monolityczny wzmacniacz mocy TDA 7294 może pracować przy napięciu zasilania 80 V (100 V max. przy braku wysterowania). Stopień końcowy jest w stanie dostarczyć prąd wyjściowy 10 A. Graniczne parametry napięcia i prądu umożliwiają zbudowanie wzmacniacza o bardzo dużej mocy wyjściowej. W proponowanym układzie osiągnięto moc szczytową 150 W przy zniekształceniach 10% i impedancji obciążenia 4 Cl.
Na rysunku 4 przedstawiono moc traconą we wzmacniaczu klasy AB przy napięciu zasilania ą40 V i rezystancji obciążenia 4 O, w funkcji mocy wyjściowej. D.ruga krzywa na tym rysunku przedstawia moc traconą w układzie ze schematu na rys. 3. Przez proste porównanie widać, że sprawność energetyczna jest znacznie większa. Uzyskano to poprzez zastosowanie kombinowanego zasilania wzmacniacza.
Obwody napięciowe wzmacniacza TDA 7294 (nóżki 7 i 8 USl) zasilanie są napięciem ą40 V. Natomiast stopień wyjściowy zasilany jest napięciem ą20 V, które doprowadzone jest przez diody Dl, D2 i dławiki LI, L2 do nóżek 13 i 15 USl. W czasie pracy z małą mocą wyjściową niskie napięcie zasilania stopnia końcowego
nie ma wpływu na poprawną pracę wzmacniacza. Dla mocy wyjściowych większych niż ok. 20 W zaczyna się włączać układ doprowadzający wyższe napięcie zasilające stopień mocy. Prąd pobierany przez wzmacniacz płynie wtedy przez tranzystory Tl, T2 oraz dławiki LI, L2 ze źródła zasilania ą40 V.
Ptot (W) 90 80 70 60 50 40 30 20 10
| V"=+4 Rl = 4L
0 V 2 i /
Klasa AB
y

7
u-- A
( kombinowane
J
-

2 5 10 20 50 100 Pout (W)
Rys. 4 Moc tracona we wzmacniaczu klasy AB i we wzmacniaczu z zasilaniem kombinowanym
Układ regulacji napięcia zasilania jest symetryczny dla napięcia +40 V i 40 V. Tranzystory T4 i T5 tworzą źródło prądowe dostarczające prądu ok. 1,9 mA. Przy takiej wartości prądu, bez wysterowania wzmacniacza na bazie tranzystora T3 występuje napięcie ok. 10 V. Zatem układ Darlingtona składający się z tranzystorów Tl i T3 jest zatkany, gdyż napięcie na emiterze tranzystora Tl wynosi ok. 19,4 V (jest ono pomniejszone o spadek napięcia na diodzie Dl). Jeżeli w trakcie pracy, przy wysterowanym wzmacniaczu chwilowa wartość napięcia na jego wyjściu wzrośnie, to o taką samą wartość wzrośnie napięcie na bazie tranzystora T3. Dla wartości amplitudy napięcia wyjściowego wzmacniacza większych od ok. 13 V napięcie na bazie T3 będzie na tyle wysokie aby włączyć tranzystory Tl i T3 pracujące jako wtórniki emiterowe. Spowoduje to płynne zwiększanie się napięcia zasilającego stopień mocy w układzie TDA 7294 w takt zmian napięcia na wyjściu wzmacniacza, podobnie jak ma to miejsce w klasycznym układzie bo-otstrap.
Dioda Dl zapobiega doładowywaniu kondensatora C5 do wartości napięcia wyższej niż 20 V przy włączonych tranzystorach Tl i T3. Natomiast dioda D4 zabezpiecza przed przebiciem złącza baza emiter tranzystorów Tl i T3 dla ujemnych połówek sygnału.
Podobnie działa układ zasilający wzmacniacz napięciem 40 V. Warto podkreślić, że bardziej wrażliwe na wpływ napięcia zasilania obwody wejściowe wzmacniacza zasilane są przez cały czas napięciem ą40 V. Dzięki temu uzyskano bardzo małe zniekształcenia nieliniowe. Charakterystyki zniekształceń nieliniowych w funkcji mocy wyjściowej dla impedancji obciążenia 4 i 8 f2 zamieszczono na rysunku 5a.
20
Praktyczny Elektronik 8/1996
L------------------------------------1
Rys. 3 Schemat ideowy wzmacniacza mocy
Moc wyjściowa przy zasilaniu ą20V/ą40 V wynosi:
Pwy = 150 W d = 10% R = 4fi Pwy = 120 W d = 1% R = 4 Cl Pwy = 100 W d = 10% R = 8 Cl Pwy = 80 W d = 1% R = 8 0
Drugą wielką zaletą takiego systemu zasilania wzmacniacza jest ograniczenie mocy traconej w samym układzie USl. Część mocy jest bowiem wydzielana w tranzystorach Tl i T2. Można to prześledzić na rysunku 5b na którym przedstawiono straty mocy w układzie USl, tranzystorach Tl i T2, oraz sumaryczną moc traconą w funkcji mocy oddawanej do obciążenia 4 lub 8 Cl.
We wzmacniaczu połączono funkcje MUTE i STAND-BY. Przełącznik START/ST-BY powinien zostać ustawiony w pozycji START w kilka sekund po włączeniu wzmacniacza. Wtedy z kolumn głośnikowych nie dobiegnie żaden odgłos włączania się wzmacniacza. Przy wyłączaniu zasilania można przełączyć przełącznik w pozycje ST-BY równocześnie z odcięciem napięcia zasilającego wzmacniacz. Do sterowania funkcjami MUTE i STAND-BY można też wykorzystać sygnały z układów TTL
0 amplitudzie +5 V. Jedynka doprowadzona do wejścia sterującego powoduje włączenie wzmacniacza.
Montaż i uruchomienie
Wzmacniacz zmontowano na płytce drukowanej. Układ scalony USl i tranzystory Tl
1 T2 umieszczono w jednej płaszczyźnie umożliwiając w ten sposób montaż na wspólnym radiatorze. Tranzystory Tl i T2 muszą być odizolowane elektrycznie od radiatora przy pomocy podkładek mikowych. Połączenia tranzystorów i układu scalonego z radiato-rem smaruje się smarem silikonowym.
Praktyczny Elektronik 8/1996
m
T.H.D. (%)
0,1
0,01
0,001
Ptot(W)
90 80 70 60 50 40 30 20 10
= ą4 = 4. 0V ,

1

= 15kHz
/
HH
= 1 kHz - /
V - J
i




T.H.D. (%)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110120130140 150 Pout (W)

vs Ptot< ałkowita

/ li
/ PtotT1 +T2
/ j Z- \
/ /
y. -V "TT - �
-" / Ptot TDA 7294 " i 11
III
5 10 20 50 100
Pout (W)
0,1
0,01
0,001
Ptot(W)
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
V R .-ą40V \ L=8Ji
/
/
-U
15 kh 1 I
\ ( i_ z LL
m
1 kH.
-m. t = - l



0 10 20 30 40 50 60 70 Pout (W)
90 100
1
Vs-i*iu v Ptot całkowita

s " s
/
/ V
/ / aa .i
L- ** ^^ ptot TD A 72 9'

1
5 10 20
Pout (W)
50 100
Rys. 5 a) zniekształcenia nieliniowe, b) moc tracona we wzmacniaczu
Pomiędzy układ US1, a radiator nie wkłada się podkładki mikowej w celu maksymalnego zmniejszenia rezystancji termicznej obudowa radiator. Powoduje to konieczność odizolowania radiatora od przewodzących elementów wzmacniacza, gdyż znajduje się on na potencjale ujemnego napięcia zasilania układu US1. Rezystancja termiczna radiator-otoczenie powinna być mniejsza niż 1,5�C/W. Zapewni to radiator jednostronnie żebrowany - profil PA38A4291 o długości 12 cm.
Dławiki DŁ1, DŁ2 i DŁ3 nawinięto na korpusach rezystorów 270 ft/2 W drutem w emalii DNE Płytka drukowana posiada miejsce na zamontowanie kondensatorów elektrolitycznych Cl, C2, C5, C6 o średnicy 22 mm. Można też zastosować kondensatory większej pojemności 10.000 fif/bO V. Jest to wskazane szczególnie dla wzmacniaczy które będą współpracowały z impedancją obciążenia 4 Q.
Na płytce nie przewidziano miejsca na mostki prostownicze, które powinny zostać zamontowane na ra-
diatorze. Należy zastosować wersje mostków z otworami do przykręcania do radiatora. Połączenia pomiędzy transformatorem, mostkami prostowniczymi i płytką drukowaną należy poprowadzić linką o przekroju 1,5 mm^. Natomiast połączenie wyjścia wzmacniacza z gniazdem (zaciskiem) głośnikowym wykonuje się linką o przekroju 2,5 mm .
Do zasilania wzmacniacza stosuje jeden transformator sieciowy o mocy 180-=-200 VA. Niestety transformator o takich parametrach wymaga nawinięcia uzwojeń wtórnych. Transformator powinien posiadać cztery sekcje dostarczające napięć zmiennych ok. 18,5 V w biegu jałowym i 16 V pod obciążeniem 3 A. Uzwojenia nawija się drutem w emalii o średnicy 1,2 mm.
Można też zastosować dwa transformatory których uzwojenia pierwotne połączono równolegle, a uzwojenia wtórne szeregowo np. Nadają się do tego celu transformatory TS 120/10, TS 90/11, TS 90/16, TS 90/21, TS 90/29.
Przed wlutowaniem w płytkę drukowaną układu US1 koniecznie należy sprawdzić, czy napięcie stałe na kondensatorach filtru Cl i C2 bez poboru prądu nie przekracza wartości ą50 V.
22
Praktyczny Elektronik 8/1996
Rys. 6 Płytka drukowana
Jeżeli tak jest należy odwinąć kilka zwojów z uzwojeń wtórnych. Doprowadzenie napięcia wyższego niż ą50 V grozi uszkodzeniem układu US1.
Wzmacniacz mocy można też zbudować w wersji prostszej bez kombinowanego zasilania. Nie montuje się wtedy elementów oznaczonych gwiazdką w wykazie. Rezystory Rl i R2, orzą cewki LI i L2 zastąpione zostają zworami. Wartość rezystora R3 i R7 ulega zmianie na 22 kft/0,25 W. Zasilanie doprowadza się do zacisków ą40 V.
Wykaz elementów
US1 Tl*
T2*
T3* , T7*, T8
T4* , T5*, T6
Dl* , D2*
D3. D4*. 1 D5*
D6ł, D7* PR1, PR2*
- TDA 7294
- BDX 53A (Darlington UCE = 60 V, lc = 8 A, Ptot = 60 W, h2i > 750)
- BDX 54A (Darlington UCE = 60 V, lc = 8 A, Ptot = 60 W, h21 > 750)
- BC 394 (UCE = 180 V, lc = 100 mA)
- BC 393 (UCE = 180 V, lc = 100 mA)
- 1N5402 (prostownicza 3 A/200 V)
- 1N4148
- BZP 683 C3V9
(BZX 79 na napięcie 3,9 V)
- mostek prostowniczy 10A/400 V (patrz opis w tekście)
Rl*, R2* -2 ft/0,5 W
R9, RIO*, R16* - 270 n/2 W
Rll*, R12*,
R17*, R18* - 270 fi/0,25 W
R8 - 680 fi/0,25 W
R14*. R15* -3,3 kfi/0,5 W
R3**, R7** - 13 kft/0,25 W
R6 - 10 kfi/0,125 W
R4, R13*, R19* - 20 kfi/0,25 W
R5 -30 kfi/0,125 W
C16*, C17* - 1,8 nF/25 V KSF-020-ZM
C3, C4, C7*, C8* - 100 nF/100 V MKSE-018-02
C9, C10, Cli - 470 nF/100 V MKSE-018-02
C12, C13 - 10 //F/25 V 04/U
C14, C15 - 22 //F/40 V 04/U
Cl, C2, C5*, C6* - 4700 /zF/50 V (4>22 mm)
LI*, L2* - 1 /iH (patrz opis w tekście)
L3 - 5 fiH (patrz opis w tekście)
płytka drukowana numer 282
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE.
Cena: 7,36 zł (73. .600 zł) + koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać
w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O Maciej Bartkowiak
Praktyczny Elektronik 8/1996
23
iiimiiiiiiimi
RADIATOR
iiimiiimm
------------1|----- I IT2
c;77#- -w-
D7^
T3 T4 T5
ARTKELE 282
+40V +20V
GND -20V -40V
Rys. 7 Rozmieszczenie elementów
Prosty betametr
Budując różne urządzenia często zachodzi konieczność zastosowania tranzystora o określonym współczynniku wzmocnienia prądowego. Opisana w poniższym artykule przystawka umożliwia pomiar wzmocnienia prądowego w bardzo prosty sposób. Koszt wykonania tego urządzenia nie przekracza 10 zt, dlatego też polecamy je początkującym amatorom.
Wzmacniające działanie tranzystora polega na tym, że płynący w obwodzie bazy niewielki prąd Ig powoduje duży przepływ prądu kolektora \q. Zależność pomiędzy prądem bazy i wywołanym nim prądem kolektora nosi nazwę prądowego współczynnika wzmocnienia dla prądu stałego. Oznaczany jest on symbolem r^j^, hpL, lub częściej grecką literą B. Zależność matematyczna ma postać:
B =
lc [mA]
Wartość współczynnika wzmocnienia prądowego jest liczbą niemianowaną i określa stosunek prądu bazy
do prądu kolektora. Pomiar stosunku prądów odbywa się przy stałym napięciu pomiędzy kolektorem i emiterem.
Współczynnik wzmocnienia prądowego zależy od prądu kolektora, oraz od wartości napięcia kolektor-emi-ter. W katalogach wartość współczynnika wzmocnienia prądowego podaje się najczęściej dla prądu kolektora 2 mA i napięcia kolektor-emiter 5 V. Następnie zamieszcza się znormalizowane charakterystyki zmian współczynnika wzmocnienia prądowego w funkcji napięcia UCE (rys. la) i w funkcji prądu \q (rys. lb). Wartość 1 na osi rzędnych odpowiada wartości liczbowej podanej w danych, dla określonego punktu pracy. Chcąc obliczyć wartość współczynnika wzmocnienia prądowego dla napięcia np. 20 V należy znaleźć na osi rzędnych wartość znormalizowaną i pomnożyć przez nią podany w danych liczbowych współczynnik wzmocnienia. Podobnie postępuje się dla prądu.
Oprócz współczynnika wzmocnienia stałoprądo-wego podawany jest także małosygnałowy współczynnik wzmocnienia prądowego, informujący o wzmacnianiu przez tranzystor sygnałów zmiennych.
Praktyczny Elektronik 8/1996
2,0 1,75
1,5 1,25
1,0 0,75
0,5 0,25
BC238B r- 'amb-lc = 2r 25 �C
nA
Ś " h21E " "'" ------
^-------'




2,0
1,0
0,5
0,2
10
15 20
UCE[V]
25
30
35
0,1
BC2Ć 8B M
Ś--







0,1 0,2 0,5 1,0 2,0
5,0 10,0
Rys. 1 Wpływ punktu pracy tranzystora na współczynnik wzmocnienia prądowego
Definiowany on jest jako stosunek przyrostów prądu bazy i kolektora, lub dla sygnałów zmiennych jako stosunek amplitud prądów:
h21e =
Alc [mA] Alc [mA]
Pomiar małosygnałowego współczynnika wzmocnienia przeprowadza się najczęściej w takim samym punkcie pracy jak pomiar współczynnika stałoprądo-wego przy częstotliwości sygnału wejściowego 1 kHz. Wartość małosygnałowego współczynnika wzmocnienia prądowego jest w zasadzie zbliżona do wartości współczynnika stałoprądowego. Wskazane jest aby zapamię-
tać różnicę w oznaczeniach. Duża litera " E" w dolnym indeksie r^j^, hp^ oznacza współczynnik stało-prądowy, a mała litera "e" w dolnym indeksie h2ie, hfe oznacza współczynnik małosygnałowy. Natomiast litera "e" bez względu na wielkość oznacza, że współczynnik mierzony jest w układzie wspólnego emitera.
Dla celów amatorskich w zupełności wystarczy pomiar stałoprądowego współczynnika wzmocnienia. Korzystanie ze wzoru podanego powyżej jest dosyć kłopotliwe, gdyż ciężko jest zmierzyć stosunek prądów. Postępuje się więc inaczej. Do bazy badanego tranzystora doprowadza się prąd o ściśle określonej wartości mierząc równocześnie prąd kolektora.
Dl
O+5h-15V
D2
w wBC547B
NPN
PNP
T4
Rys. 2 Schemat ideowy betametru
Jeżeli w obwodzie bazy ustalimy prąd o wartości 100 fiA, a w obwodzie kolektora włączymy miliamperomierz o zakresie 100 mA, to wskazania przyrządu pomnożone przez 10 będą określały wartość współczynnika wzmocnienia. W oparciu o taką zasadę działa prezentowany betametr.
Opis układu
Zasilanie obwodu bazy badanego tranzystora odbywa się przez źródło prądowe. Zapewnia ono stałość prądu w szerokim zakresie napięć zasilania. Na prąd nie ma wpływu także badany tranzystor.
Źródło prądowe składa się z dwóch tranzystorów Tl i T2. Prąd emitera T2 jest regulowany przez pętlę ujemnego sprzężenia zwrotnego w skład której wchodzi tranzystor Tl.
Praktyczny Elektronik 8/1996
25
Wzrost prądu emitera T2 powoduje zwiększenie się spadku napięcia na potencjometrze Pl i rezystorze Rl, zwiększając wysterowanie tranzystora Tl, który z kolei ogranicza prąd bazy Tl. Prąd wypływający z kolektora T2 jest pomniejszony o prąd bazy T2, lecz różnica ta jest nieistotna przyjmując stałość prądu bazy. Stałość temperaturowa tak skonstruowanego źródła prądowego jest dosyć dobra i wynosi ok. 0,3%/�C. Oznacza to, że prąd źródła zwiększa się o 0,3% wraz ze wzrostem temperatury o 1�C. W przedstawionym układzie powinny pracować tranzystory o współczynniku wzmocnienia prądowego większym niż 200.
Wartość prądu dostarczanego przez źródło można obliczyć na podstawie łatwego do zapamiętania wzoru:
[mA] =
0,6 V
Pl [kfl]+Rl [kfi]
Potencjometr Pl służy do dokładnej regulacji wartości prądu dostarczanego przez źródło. Wartość spadku napięcia pomiędzy emiterem a kolektorem T2 musi być większa niż 1 V, aby tranzystor pracował w zakresie liniowym. Natomiast prąd tranzystora Tl powinien być co najmniej równy 0,1 Ś Iz- Prąd ten można obliczyć ze wzoru:
Uz[V]-l,2V 'Tl LmAJ R2 [kQ]
Rys. 3 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Prąd wypływający ze źródła przez przełącznik WŁ1 doprowadzony jest do bazy badanego tranzystora. W emiterze tranzystora umieszczono zewnętrzny miliam-peromierz. Pomiar prądu emitera, a nie jak wcześniej pisano kolektora nie wprowadza istotnego błędu, gdyż
jest on tylko powiększony o prąd bazy. Rezystor R6 zabezpiecza miliamperomierz przed uszkodzeniem w przypadku badania uszkodzonego tranzystora (ze zwarciem kolektor emiter).
W pozycji przełącznika WŁ1 takiej jak na schemacie ideowym można mierzyć wzmocnienie prądowe tranzystorów NPN. Rodzaj pomiaru sygnalizowany jest świeceniem się diody Dl. Do pomiaru tranzystorów PNP zmienia się ustawienie przełącznika WŁ1 i do bazy zostaje podłączone źródło prądowe o przeciwnym kierunku przepływu prądu, składające się z tranzystorów T3 i T4. Budowa tego źródła jest analogiczna jak pierwszego. Zastosowano tu tranzystory o przeciwnym typie przewodzenia. Do obliczenia wartości elementów takiego źródła można posłużyć się wzorami podanymi powyżej.
Ponieważ kierunek przepływu prądu w tranzystorze PNP jest przeciwny, przy pomiarze współczynnika wzmocnienia prądowego tranzystor PNP podłącza się zamieniając kolektor z emiterem, tak jak narysowano to na schemacie ideowym w ramce po prawej stronie rysunku.
Montaż i uruchomienie
Układ betametru zamontowano na niewielkiej płytce drukowanej. Do podłączenia badanego tranzystora można zastosować odcięty fragment podstawki pod układy scalone, wlutowany w płytkę drukowaną. Także bezpośrednio do płytki przylutowany jest przełącznik WŁ1. Wyprowadzenia przełącznika są dość grube, dlatego wygodniej jest wlutować przełącznik za pośrednictwem odcinków drutu np. obciętych końcówek rezystorów. Wyprowadzenia miliamperomierza (gniazda bananowe) umieszczono na obudowie urządzenia.
Rys. 4 Wygląd obudowy
26
Praktyczny Elektronik 8/1996
Do regulacji źródeł prądowych niezbędny jest mi-kroamperomierz o zakresie 100 /iA, lub 200 /iA. Przełącznik WŁ1 ustawia się w pozycji górnej (tak jak na schemacie), a mikroamperomierz włącza się pomiędzy gniazdo bazy badanego tranzystora a masę. Potencjometrem Pl ustawia się prąd na wartość 100 /zA. Po ustawieniu przełącznika w drugą pozycję amperomierz włącza się w gniazdo badanego tranzystora pomiędzy bazę a emiter. Potencjometrem P2 ustawia się prąd na wartość 100 /j,A.
Teraz można już rozpocząć pomiary tranzystorów. Wynik podany w " mA" przez miliamperomierz mnoży się przez dziesięć bez względu na zakres przyrządu. Przy zakresie 20 mA można dokonać pomiarów bety do 200, dla wyższych wartości trzeba zwiększyć zakres miliam-peromierza.
Wykaz elementów
Tl, T2 - BC 557B
T3, T4 - BC 547B
Dl - LED zielona
D2 - LED czerwona
R6 - 100 fi/0,25 W
R3 -510fi/0,25 W
Rl, R6 -4,7 kft/0,125 W
R2, R4 - 100 kfi/0,125 W
Pl, P2 - 4,7 kft TVP 1232
Cl - 10 pF/16 V 04/U
WŁ1 - MTS 202 (przełącznik dźwigienkowy
dwupozycyjny, sześcionóżkowy)
płytka drukowana numer 281
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 1,00 zł (10.000 zł) + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O Kazimierz Sobański
Siedmiokanałowa aparatura do zdalnego sterowania dokończenie
Ó ANT
L2 R1 100S
ok. i5mA
..irni i ii ii i
f4,8V
C3 47n
-O +4,8V
10
1 KANAt
2 KANAt
3 KANAt
4 KANAŁ iO 5 KANAt
6 KANAŁ
7 KANAt
T1 -T3 + BC547B
Rys. 1 Schemat ideowy odbiornika i deszyfratora
Praktyczny Elektronik 8/1996
27
Zasady prenumeraty
Prenumeratę przyjmujemy począwszy od siódmego numeru za rok 1996
- po otrzymaniu przez Wydawnictwo ARTKELE kuponu wpłaty. Aby mieć gwarancję, że prenumerata rozpocznie się od pierwszego numeru prosimy dokonać wpłaty odpowiednio wcześniej, tak aby wypełniony kupon dotarł do Wydawnictwa w terminie do 20 września 1996.
Wypełniając kupon należy wpisać:
- kwotę (cyframi i słownie) równą wartości zamawianych numerów czasopisma.
- imię i nazwisko oraz adres (koniecznie z kodem pocztowym) prenumeratora. Prosimy o czytelne wypełnienie kuponu, gdyż pozwoli to uniknąć pomyłek.
- odcinek przekazu " Pokwitowanie dla wpłacającego" prosimy zachować.
- zaprenumerowane egzemplarze czasopisma będą wysyłane na adres wskazany przez zamawiającego na odcinku przekazu "Odcinek dla posiadacza rachunku" w rubryce "Adres wysyłki".
- Wydawnictwo ARTKELE nie ponosi odpowiedzialności za problemy wynikłe z błędnego wypełnienia przekazu.
Cena dla prenumeratorów wynosi 2,50 zł (25.000 zł) wraz z kosztami wysyłki za jeden egzemplarz pisma Praktyczny Elektronik do końca 1996 roku.
Jak zapewne, Czytelnicy zauważyli armia biurokratów aktywnie szuka sobie zajęcia zmuszając Was do wypełniania czterech odcinków wpłaty. Zapewniamy, że nie jest to nasz wymysł, a tylko konieczność dostosowania się do obowiązujących przepisów. Na ten adres prosimy także kierować zamówienia na płytki drukowane.
Przypominamy, że na początku listopada 1995 r. uległ zmianie adres redakcji. Odcinki wpłat zamieszczone obok posiadają już nowy adres. Na sam koniec ponownie gorąca prośba: piszcie czytelnie i pamiętajcie o umieszczaniu swojego adresu, otrzymaliśmy kilka odcinków bez adresu wpłacającego i bez adresu wysyłki.
8.
JO T3
i
CC CO
I
i
c
i
COCO
I
I

III.
I"|o o o o
2 8
IO
L0
CO
c
co
00
O CM
5 T-
LN S
3 O)
E O>
�a.
\l
1
i ��.L i
jSO o.
*is 1
ŚX iTi CO
531*
< s i
3
00
"3" CM
J ?
O)
ca
s
o. O
t
CM
co
c
O
..ara
Sil C T i
E'
S
i
E
ca
t O
.E.
i'5. I
U
i I
ca
c
a w
I 5
n in
1 6 ?
O. -O (s.
n O
c
3
E 5

O)
ca
t O
O Redakcja
28
Praktyczny Elektronik 8/1996
m o o

kod dc
1
o
S

I
iE IX o
I
o
. i
n

ST a
i



5 1
3;
3. � "ST
P 8
I 1

Układ odbiorczy zdalnego sterowania składa się z dwóch odrębnych części. Jedną z nich jest odbiornik AM, a drugą deszyfrator. W odbiorniku wykorzystano układ scalony TCA 440 zawierający w sobie wzmacniacz w.cz., mie-szacz iloczynowy, heterodynę, wzmacniacz p.cz., wzmacniacz ARW, i stabilizator napięcia (rys. 1). Sygnał odbierany przez antenę doprowadzony zostaje do obwodu wejściowego dostrojonego do częstotliwości pracy nadajnika. Częstotliwość heterodyny stabilizowana jest rezonatorem kwarcowym, którego częstotliwość jest niższa o 455 kHz od częstotliwości nadajnika. Wymaga to zatem stosowania pary rezonatorów kwarcowych (jeden w nadajniku, a drugi w odbiorniku). Z różnicy częstotliwości obu kwarców wynika częstotliwość pośrednia odbiornika. Wśród modelarzy stosowane są także inne częstotliwości pośrednie np. 450 kHz, 460 kHz, 465 kHz. Cewka Fl i filtr ceramiczny F2 kształtują charakterystykę przenoszenia wzmacniacza p.cz. Częstotliwość środkowa p.cz. musi być taka sama, jak różnica częstotliwości pomiędzy kwarcami nadajnika i odbiornika. Pociąga to za sobą konieczność zastosowania filtru ceramicznego F2 o odpowiedniej częstotliwości.
Wzmocniony sygnał p.cz. podlega demodulacji na tranzystorze T2 i jako sygnał w postaci wydzielonych impulsów doprowadzony zostaje do deszyfra-tora (rys. 2). Deszyfrator może współpracować z dowolnym odbiornikiem dostarczającym impulsy kanałowe o polaryzacji dodatniej. Faza impulsów odwracana jest na tranzystorze Tl. Dalej impulsy doprowadzone są do wejścia zegarowego licznika Johnson'a US1. W liczniku tym posiadającym dziesięć wyjść tylko jedno może przyjąć stan wysoki. Kolejne impulsy powodują zmianę stanu na wyjściach. Czas trwania stanu wysokiego na dowolnym wyjściu zależy od czasu trwania impulsu doprowadzanego z odbiornika. Zmiany te zachodzą wraz z narastającym zboczem impulsu na kolektorze Tl (rys. 3).
Do synchronizacji wykorzystywana jest dłuższa przerwa pomiędzy impulsami. W chwili pojawienia się impulsu nasycony tranzystor Tl przez diodę Dl rozładowuje kondensator C2. Po zaniku impulsu kondensator zaczyna ładować się przez rezystor R3.
Praktyczny Elektronik 8/1996
29
W tabeli 1 podano stosowane częstotliwości rezonatorów kwarcowych dla pasma 27 MHz, przy częstotliwości pośredniej 455 kHz.
Numer kanału Częstotliwość Częstotliwość
nadajnika odbiornika
2 26,975 26,520
4 26,995 26,540
7 27,025 26,570
9 27,045 26,590
12 27,075 26,620
14 27,095 26,640
17 27,125 26,670
19 27,145 26,690
22 27,175 26,720
24 27,195 26,740
27 27,225 26,770
30 27,255 26,800
Stała czasowa R3, C2 jest jednak dobrana w taki sposób, że zanim kondensator naładuje się do napięcia mogącego włączyć tranzystor T2, pojawia się następny impuls rozładowujący kondensator. Dopiero dłuższa przerwa po zakończeniu ciągu impulsów pozwala na naładowanie się kondensatora C2 do wyższego napięcia. Następuje wtedy włączenie tranzystora T2 i zatkanie T3, co w efekcie spowoduje wyzerowanie licznika USl. Zatem pierwszy z ciągu impulsów zawsze będzie powodował ustawienie jedynki na wyjściu 2 USl.
Montaż i uruchomienie
Na płytce drukowanej rozgraniczono układy odbiornika i deszyfratora, tak że można je wykorzystywać niezależnie. Oba fragmenty płytki mają zbliżone do siebie wymiary i można je umieścić jedna na drugą.
4,5V| KOLEKTOR
pUUUUUUUI HJL
T1
ypnnnnnnninr
ri
Rys. 2 Przebiegł w układzie deszyfratora
o o ooa oifo
Rys. 3 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
30
Praktyczny Elektronik 8/1996
Cewki LI i L2 nawinięto na rdzeniach filtrów typu 12x12 serii K. Rdzeń powinien mieć długość 10 mm. Z fabrycznej cewki odcina się podstawę karkasu tak aby otrzymać rdzeń umieszczony w plastikowj rurce. Na karkasie nawija się 8 zwojów drutem DNE <^>0,l mm dla cewki LI i L2. Dodatkowo dla cewki LI nawija się 3 zwoje uzwojenia wtórnego drutem o takiej samej średnicy. Uzwojenia zabezpiecza się lakierem szybkoschną-cym. Tak przygotowane cewki wkleja się na płytkę drukowaną, a wyprowadzenia uzwojeń lutuje. Jeżeli odbiornik będzie pracował w paśmie 27 MHz kondensatory C2
1 C3 przyjmują wartość 47 pF, natomiast dla pasma 35 MHz 33 pF.
Wykaz elementów - odbiornik
US1 -TCA440
Tl, T2 - BC 547B
Dl -AAP155
02 - IN 4148
Rl - 100 n/0,125 W
R13 - 1 kfi/0,125 W
R4 - 1,8 kfi/0,125 W
R2, RIO -2,2 kfi/0,125 W
Rll -2,7 kfi/0,125 W
R3 -3,3 kfi/0,125 W
R8, R9 -4,7 kfi/0,125 W
R5 - 8,2 kft/0,125 W
R7 - 12 kfi/0,125 W
R12 -22 kfi/0,125 W
R6 -39 kfi/0,125W
Cl - 10 pF/50 V ceramiczny
C2, C3 - 47 (33pF) pF/50 V ceramiczny
C13 - 1 nF/50 V ceramiczny
C6 - 2,2 nF/50 V ceramiczny
C12
C14
C4, C5, C7, C9,
CIO, C15, C16
Cli
C8
C17
LI, L2
Fl, F3
Ql
F2
Ś 4,7 nF/50 V ceramiczny
- 10 nF/50 V ceramiczny
- 47 nF/50 V ceramiczny �4,7 //F/25 V 04/U
Ś 10 /iF/16 V 04/U Ś22 //F/16 V 04/U
Ś patrz opis w tekście
Ś patrz opis w tekście � patrz opis w tekście
- CFK 455 Murata, filtr ceramiczny
Wykaz elementów deszyfrator
US1 - CD 4017
T1-^T3 - BC 547B
Dl - 1N4148
R5 - 1,2 kfi/0,125 W
R2 -4,7 kfi/0,125 W
R4, R6 - 10 kfi/0,125 W
Rl -47 kfi/0,125 W
R3 -68 kfi/0,125 W
C3 - 47 nF/50 V ceramiczny
Cl -2,2 //F/40 V
C2 - 0,47 /iF/40 V
C4 -22 //F/16 V
płytka drukowana numer 248
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 2,19 zł (21.900 zł) + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O Marek Grześkowiak
Wyjaśnienia do mikroprocesorowego zegara
Pomimo, że od opublikowania artykułu opisującego konstrukcję mikroprocesorowego zegara upłynęło sporo czasu, do Redakcji dociera sporo listów z uwagami lub cennymi spostrzeżeniami dotyczącymi tego tematu. Jak to zwykle bywa, nie sposób zadowolić wszystkich podobnie, jak nie można skonstruować urządzenia pozbawionego wad. Przy tak krótkim cyklu edycyjnym i tempie powstawania nowych projektów ustrzeżenie się przed wszystkimi błędami jest szczególnie trudne.
Do kilku najczęściej zgłaszanych uwag postanowiliśmy ustosunkować się poniżej.
Do sprostowania opublikowanego w numerze 10/95 zakradł się drobny błąd. Otóż zamiana wartości rezystorów R30-^-R34 z 2,2 kfi na podaną w tekście wartość 680 Q może spowodować niepoprawne działanie modułu klawiatury. Jest to związane z przesunięciem poziomów napięć układu US8 (CD 4051) do wartości
nieakceptowalnej przez niektóre egzemplarze mikrokon-trolerów 80C51 lub 80C52.
W celu usunięcia tej niedogodności, proponujemy zmianę wartości rezystorów R30-^R34 z 680 O, na 1,2 fi.
Na płytce drukowanej triaki zostały zaznaczone odwrotnie. Powinny one być obrócone o 180� w stosunku do opisu na płytce drukowanej. Co ciekawsze wadliwie zamontowane triaki będą działały poprawnie dla małych obciążeń rzędu 60-^100 W.
W kilku listach zgłaszacie potrzebę wyposażenia w/w zegara w większe wyświetlacze. Nie jest to zadanie tak łatwe jak by się mogło wydawać - świadczą o tym niektóre listy. Wyświetlacze najczęściej spotykane w sprzedaży posiadają kilka diod świecących w każdym segmencie. Diody są połączone szeregowo, a większy spadek napięcia uniemożliwia ich pracę w typowej konfiguracji.
Praktyczny Elektronik 8/1996
31
Wyświetlacz
Wl W2 W3 W4 LED
R16 b f b f D4
R17 a a a a D3
R18 g b g b D9
R19 f dp f dp D8
R20 e c e c D7
R21 d g d g D6
R22 c d c d D5
R23 dp e dp e D10
Al' +
A2' +
A3' +
A4' +
AD' +
Na szczęście przystosowania mikroprocesorowego zegara do sterowania wyświetlaczami o większych wymiarach nie będzie wymagało dokonywania większych zmian w układzie, pod warunkiem zastosowania wyświetlaczy ze wspólną anodą. Na rys. 1 przedstawiono dodatkowy układ bloku multipleksera który należy zmontować na płytce uniwersalnej (klawiatury). Konieczne będzie doprowadzenie dodatkowego wyż-
szego napięcia zasilającego wyświetlacze. Nie musi to być napięcie stabilizowane, można np. doprowadzić napięcie sprzed stabilizatora napięcia (może się jednak okazać, że będzie za niskie). Trzeba również, w zależności od wielkości tego napięcia, dobrać rezystory R16-^R23 na płytce wyświetlaczy i zmienić wartości rezystorów R30-=-R33 na płytce klawiatury na 22 kfi, wartość rezystora R34 1,2 kQ.
Wartości rezystorów R16-^R23 należy obliczyć z zależności:
gdzie:
5 � ILED [mA]
- napięcie przewodzenia jednego segmentu (zależne od ilości szeregowo połączonych diod, np. dla trzech diod czerwonych VLED = 3- 1,7 V= 5,1 V) prąd przewodzenia jednego segmentu
(10^-25 mA) Kropki dziesiętne w wyświetlaczach posiadają z reguły pojedynczą diodę, dlatego też wyprowadzenie AD z modułu klawiatury nie wymaga modyfikacji.
Ar O
A2'O
A3'O
A4' O Ad' O
6802
RX RX RX RX RX
BC308
5xBAVP17
SSAAA
R.ys. 1 Schemat modyfikacji układu klawiatury przy współpracy z wyświetlaczami zasilanymi wyższym napięciem
Na koniec jeszcze jedna uwaga. Podczas projektowania nowej płytki wyświetlaczy, należy pamiętać o tym, że poszczególne wyprowadzenia segmentów wszystkich wyświetlaczy nie są połączone razem. Do Redakcji dotarł list oburzonego Czytelnika, który twierdził, że tak połączone wyświetlacze nie mają prawa działać. A jednak działają - technika mikroprocesorowa potrafi czynić cuda! Powyżej zamieszczono tabelę połączeń wyświetlaczy.
Katodę segmentu b wyświetlacza Wl łączy się z rezystorem R16, katodę f segmentu a wyświetlacza Wl z R17 itd. Analogicznie postępuje się z pozostałymi wyświetlaczami i diodami sygnalizacyjnymi D3-^D10. Anody wyświetlaczy i diod łączy się z odpowiednimi wyjściami A1'-^A4', AD'.
O Tomasz Kwiatkowski
a POTRÓJNE TRANSCEIVERY DIGITAL 942 (KF+CB+UKF) ^^B Wszystkie rodzaje emisji, zakresy od 20 kHz -r 31,7 MHz, 50 -r 60 i 140 -=- 150 MHz ^^^ w jednym urządzeniu. Cena 1670 zł. TRANSCEIVERY DIGITAL 96 CW/SSB, pełne pokrycie 20 kHz - 31 MHz, mikroprocesorowe sterowanie, syntezer częstotliwości, cyfrowa skala, przestrajanie gałką, pamięci, wbudowany klucz elektronowy, moc 4 W, czułość 0,2 \i\/, duża odporność na skrośną modulację, BK, XIT, RIT, itd. Cena 820 zł. � ^(l^ Zestawy do samodzielnego montażu transceiverów DIGITAL 942, oraz DIGITAL 96. > < "^^^r" W skład zestawu wchodzą: uruchomiony sterownik mikroprocesorowy, płytki > < *if^ drukowane, komplet dokumentacji (razem z instrukcją uruchamiania), komplet cewek, ^ < elementy nietypowe. Cena zestawów: DIGITAL 942 - 380 zł, DIGITAL 96 - 330 zł. > WYKRYWACZE WSZELKICH RADIOWYCH PODSŁUCHÓW ^^B # mieszczą się w dłoni � lokalizują miejsce ukrycia podsłuchu � zakres pracy od fal ^^^ krótkich, aż do kilku GHz (przetestowano do 3 GHz) # absolutna prostota obsługi - jeden przycisk # przydatne w biznesie i nie tylko... Domyśl się sam... � cena 130 zł. PRZESTRAJANY ODBIORCZY FILTR DO CB Włącza się go między antenę a radiotelefon. Zwiększa odporność odbiorników AM i SSB na ^^ zakłócenia od innych stacji. Zawęża pasmo do 4 kHz, pozwalając na wycięcie zakłóconej wstęgi ^^^ sygnału AM. Posiada przełącznik wzmocnienia -6, 0, +6 dB, oraz automatyczny przełącznik nadawanie/odbiór. Oprócz wielu innych elementów elektronicznych w filtrze zastosowano jedenaście tranzystorów i ośmiokwarcowy filtr. Cena: 220 zł. Informacje (gratis): V-Electronics ul. Sucharskiego 17, 65-001 Zielona Góra tel/fax 26-67-55 Prowadzimy także sprzedaż wysyłkową za zaliczeniem pocztowym. Dla sklepów upusty.
PŁYTY, KITY, URUCHOMIONE URZĄDZENIA Oscyloskop 20 MHz , generator AM/FM - PLL z wobulatorem 200 MHz, dip-meter 200 MHz, miernik cyfrowy I, U, R, C, zasilacz impulsowy 12 VI 20 A, radiotelefon CB, transciver KF SSB/CW sterowanie proporcjonalne KF, wzmacniacz UKF 100 W, telewizja amatorska 430 MHz, wykrywacz metali VLF z PLL, echosonda 50 m, wzmacniacz m.cz. Hex Fet 100 W, oraz ponad 300 innych urządzeń. OBNIŻKA CEN, ZAWSZE AKTUALNE NOWY KATALOG - KOPERTA + ZNACZEK 2 zł PEP WROCŁAW 17 Skr. Poczt. 1625 ELDRUK ul. Kożuchowska 63 65-364 Zielona Góra, tel. 20-43-55
Nie wykonujemy pojedynczych egzemplarzy płytek drukowanych.
A-Z Elektronik oferuje w sprzedaży wysyłkowej do samodzielnego montażu. Zestaw składa się z dwóch uruchomionych płytek, wymaga wykonania połączeń pomiędzy płytkami oraz preskalera z obwodem wejściowym Pomiar częstotliwości w zakresie 0,1 -30 MHz, 30- 1500 MHz Pomiar z poprawką na poszczególne częstotliwości (4 różne poprawki: 9,000; 10,700; 10,695; 21,400 MHz) Poprawka dotycząca rodzaju emisji (AM, FM, USB, LSB) Dowolny wybór dokładności pomiaru 1 Hz - 1 kHz Cena 115 zł Zamówienia oraz prośby brutto o bliższe informacje prosimy kierować pod adres: ^_^^_ A-Z Elektronik IS^ ul. Elektronowa 2 mmM 65-730 ZIELONA GÓRA J^kM Tel. [phone] w 113 Ś m^H Tel. [phone] w 113 ELEKTRONIK DOM SPRZEDAŻY WYSYŁKOWEJ - elementy elektroniczne najwyższej jakości - katalog zawierający podstawowe dane, opisy oraz rysunki elementów - stale poszerzająca się oferta Informacje: ELCOMP ul. Sikorskiego 21 c/3, 64-400 Międzychód INFOELEKTKONIKA Kompleksowe zaopatrzenie serwisów w podzespoły elektroniczne -trafopowielacze - piloty VISA, GBS, HQ, KÓNIG - półprzewodniki - pełny program KÓNIG - ELECTRONIC Infoelektronika tel. (0-68) św. Cyryla i Metodego 3 24-36-00, 65-533 Zielona Góra 26-71 -03
Sprzedaż wysyłkowa prowadzona jest w ścistej współpracy z redakcją Praktycznego Elektronika przez firmę LARÓ S.C. Asortyment elementów obejmuje wszystkie urządzenia publikowane na łamach Praktycznego Elektronika. Szczegółowy wykaz elementów, wraz z cenami można znaleźć w numerze 4/96 PE na stronach I-hIV. LARO S.C. 65-958 ZIELONA GÓRA skr. poczt, nr 149 TRANSET zestawy do samodzielnego montażu, oraz zmontowane i zestrojone płytki: � profesjonalnych wykrywaczy metali z dyskryminacją oraz Pl, przystwaki zmieniającej OTV w wielokanałowy oscyloskop, generator funkcji 0,01 Hz Ś=-1 MHz, radiotelefony CB, i wiele innych zestawów. Informator - koperta + znaczki na list polecony. ul. Szkolna 2 - 58-550 KARPACZ
Coś dla ciebie. Mówiący dzwonek do drzwi. Koperta + 2 znaczki po 5500. Marek Jaglarz ul. Okólna 28/119 30-669 Kraków.
Sprzedam wobuloskop, analizator widma do 1 GHz tel. [phone] Kupię Lampy 61145C do Rubina 714 tel.[phone]
PRAKTYCZNY
USA
ISSN 1232-2628
cena 2,70 zł
sierpień
nr 8 '97
y
X __
x___^,
\ . � \.
Ś
Zasilanie urządzeń elektronicznych - dokończenie
Podsumowując rozważania z poprzedniej części artykułu można przedstawić przybliżony wzór określający jakie powinno być napięcie zmienne na wyjściu transformatora, niezbędne do prawidłowego zasilania urządzenia przy zadanym wyjściowym napięciu stabilizowanym. Przybliżony wzór jest prawdziwy do prostowników peł-nookresowych z mostkiem Graetza i ma postać:
Uac�0.85.(Ustab[V] + 0,
[V])
gdzie: Uac
U
stab
lo C
~ napięcie zmienne na wyjściu transformatora
pod obciążeniem prądem lo; ~~ naP'ec'e stabilizowane na wyjściu zasilacza;
- prąd obciążenia;
- pojemność kondensatora filtru;
- minimalny wymagany spadek napięcia na stabilizatorze, gwarantujący
jego poprawną pracę.
Można również przyjąć uproszczone założenie, że transformatory małej mocy (do 50 VA) wykazują spadek napięcia wyjściowego pod obciążeniem nie większy niż L5% w stosunku do napięcia biegu jałowego. Dla transformatorów większej mocy (powyżej 50 VA) spadek ten jest mniejszy i z reguły nie przekracza 10%. Założenia te dotyczą transformatorów wykonanych fabrycznie.
Prześledźmy następujący przykład. Mamy obliczyć napięcie zmienne niezbędne do zasilania układu o wyjściowym napięciu stabilizowanym +5 V, z którego pobierany jest prąd 1 A. Zakładamy, że kondensator filtru ma pojemność 1000 //F, a jako stabilizator zastosowano układ LM 7805, pracujący poprawnie przy spadku napięcia pomiędzy wejściem, a wyjściem równym 2,5 V.
Uac � O. 85 Ś (5 V + 0, 75-
1000
2, 5 V) = 7, 0 V
Zatem transformator powinien dostarczać 7,0 V napięcia zmiennego pod obciążeniem, lub 8,2 V w biegu jałowym.
Powtórzmy te same obliczenia w przypadku zastosowania w filtrze kondensatora o mniejszej pojemności 470 /;F.
Uac � 0, 85 � (5 V + 0, 75-
"jf
jf
+2, 5 V) = 7, 7 V
Z tego przykładu widać wyraźnie, że dwukrotne zmniejszenie pojemności kondensatora filtru spowodowało konieczność zwiększenia napięcia zmiennego o ok. 10%. Zatem nie jest wskazane stosowanie zbyt małych pojemności kondensatorów filtru. Można przyjąć prostą
do zapamiętania regułę, że kondensator filtru powinien mieć pojemność wyrażoną w mikrofaradach co najmniej taką samą jak prąd obciążenia wyrażony w miliampe-rach. Gdy lo = 1000 mA, to C > 1000 //.F). Jednak ze względu na dużą tolerancję wykonania kondensatorów elektrolitycznych, zwłaszcza miniaturowych, warto stosować pojemność pojemność większą (zgodnie z szeregiem). Dla małych prądów nie powinno stosować się kondensatorów o pojemnościach mniejszych niż 100 pF. Drugim elementem zasilacza jest transformator sieciowy. Najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie transformatora fabrycznego, który gwarantuje odpowiednią wytrzymałość na przebicie, a co z tym związane zapewnia bezpieczeństwo użytkowania. Warto zdecydować się na transformator fabryczny nawet jeżeli ma on większą moc lub większe napięcie niż wymagane. Obecnie dostępna jest szeroka gama transformatorów
0 różnych mocach i napięciach wyjściowych.
Jeżeli jednak nie jest możliwe zakupienie transformatora fabrycznego pozostaje przewinięcie wtórnego uzwojenia transformatora. Uzwojenie pierwotne jak i nawiniętą na nie izolację należy zostawić w "spokoju" . Do przewinięcia nadają się transformatory na rdzeniach El i LL (nazwy pochodzą od kształtu blach z których wykonany jest rdzeń), które można rozebrać
1 ponownie złożyć.
Transformatory toroidalne w zasadzie nie nadają się do przeróbek z uwagi na bardzo uciążliwe nawijanie uzwojeń, które wymaga przekładania drutu nawojowego przez otwór w rdzeniu. Jeżeli jednak zdecydujemy się na przewijanie drut nawojowy należy układać w jednakowych odstępach starając się zapełnić równomiernie cały torus.
Natomiast transformatory na rdzeniach zwijanych, a następnie rozcinanych na pół, po rozebraniu są praktycznie niemożliwe do ponownego złożenia, gdyż zawsze pomiędzy połówkami rdzenia pozostanie niewielka szczelina. Transformator ze szczeliną w rdzeniu będzie miał małą sprawność i duży prąd biegu jałowego, oraz będzie się nadmiernie grzał. Dodatkowo transformatory te są często zalewane lakierem elektroizolacyjnym, co uniemożliwia ich demontaż.
Poprawność operacji przewinięcia transformatora można sprawdzić mierząc jego prąd jałowy (prąd pobierany przez uzwojenie pierwotne przy braku poboru prądu z uzwojenia wtórnego). Prąd jałowy transformatora przewiniętego powinien być taki sam jak prąd jałowy przed przewinięciem.
Zasady obliczania potrzebnej liczby zwojów podano w artykule pt. " Elektronika inaczej cz. 11 - transformatory" PE 12/96.
O mgr inż. Dariusz Cichoński
Sierpień nr 8/97
SPIS TREŚCI
Zasilanie urządzeń elektronicznych - dokończenie...........................................2
Szybka, uniwersalna ładowarka do akumulatorów Ni-Cd................................. 4
Wykrywacz kłamstw......................................................................................11
Zasilacz impulsowy - dokończenie.................................................................14
Elektronika inaczej cz. 19 - Układy tranzystorowe przy małych sygnałach.....17
Fonia równoległa stereo.................................................................................22
Tester pojemności ogniw...............................................................................27
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym w terminie do trzech tygodni. Nie przyjmujemy zamówień telefonicznych. Koszt wysyłki wynosi: 8,00 zł bez względu na kwotę pobrania. W sprzedaży wysyłkowej dostępne są archiwalne numery "Praktycznego Elektronika": 3/92; 1/94; 7-12/95; 1-12/96; 1-8/97. Cena jednego egzemplarza 2,70 zł plus koszty wysyłki. Kserokopie artykułów i całych numerów, których nakład został wyczerpany, wysyłamy w cenie 1,75 zł za pierwszą stronę, za każdą następną 0,25 zł plus koszty wysyłki.
Zamówienia na płytki drukowane prosimy przesyłać na kartach pocztowych, lub kartach zamówień zamieszczonych w PE 10/96, PE 6/97.
Wydawca ARTKELE, Zielona Góra Ogłoszenia i reklamy
Ogłoszenia można nadsyłać listownie na adres redakcji załączając dowód wpłaty należności za ogłoszenie na konto: ARTKELE WYDAWNICTWO TECHNICZNE ul. Jaskółcza 2/5 65-001 Zielona Góra KOMUNALNY BANK SPÓŁDZIELCZY, Zielona Góra 96680009-102847-27003-1
Ceny:
- 1 cm2 ogłoszenia ramkowego - 2,70 zł + 22% VAT (najmniejsze ogłoszenie 20 cm2)
- ogłoszenia drobne do 40 słów - 1,35 zł + 22% VAT
Redakcja nie ponosi żadnej odpowiedzialności za treść reklam i ogłoszeń.
Adres redakcji:
"Praktyczny Elektronik"
ul. Jaskółcza 2/5
65-001 Zielona Góra
tel. niestety czasowo brak telefonu
Red. Naczelny mgr inż. Dariusz Cichoński
Artykułów nie zamówionych nie zwracamy. Zastrzegamy sobie prawo do skracania i adiustacji nadesłanych materiałów i artykułów.
Opisy układów elektronicznych i urządzeń zamieszczonych w "Praktycznym Elektroniku" mogą być wykorzystane wyłącznie dla własnych potrzeb. Wykorzystanie ich do celów zarobkowych i innych wymaga zgody autora artykułu. Przedruk całości lub fragmentów "Praktycznego Elektronika" możliwy jest po uzyskaniu zgody redakcji.
Skład: Małgorzata Ostafińska, Druk: ZZG "ATEXT" sp. z o.o. pl. Pocztowy 15, 65-958 Zielona Góra
Praktyczny Elektronik 8/1997
Szybka, uniwersalna ładowarka do akumulatorów Ni-Cd
Akumulatory Ni-Cd są bardzo wygodnym źródłem zasilania miniaturowych urządzeń elektrycznych i elektronicznych. Mogą być stosowane zamiennie z bateriami cynkowo-węglowymi i alkalicznymi. Największą zaletą jest możliwość wielokrotnego ładowania akumulatorów dochodząca dziś do 1000 cykli. Jednakże ta zaleta jest równocześnie podstawową wadą. Akumulator wymaga ładowarki. Proste i tanie ładowarki dostępne na rynku ładują akumulatory zbyt długo. Dlatego też przedstawiamy szybką ładowarkę. Umożliwia ona skrócenie cyklu ładowania ponad dziesięciokrotnie w stosunku do ładowania standardowego.
Akumulatory Ni-Cd coraz częściej zastępują zwykłe baterie. Cena akumulatora, odpowiednika baterii R6 jest ok. 10 razy wyższa niż cena zwykłej baterii cynkowo-węglowej. Akumulatory znajdują zastosowanie w zabawkach, latarkach, przenośnych radioodbiornikach i magnetofonach, czyli urządzeniach o stosunkowo dużym poborze prądu. Konieczność częstej wymiany źródła zasilania przemawia ze względów ekonomicznych za stosowaniem akumulatorów, które per saldo okazują się tańsze. Można przyjąć, że dla kompletu czterech baterii zakup akumulatorów i prostej ładowarki zrekompensuje się przy ok. 30-^40 ładowaniu. Żywotność akumulatorów pozwala jeszcze na ok. 950 cykli ładowania, do których pobór prądu z sieci energetycznej jest praktycznie do pominięcia. Nieopłacalne natomiast jest stosowanie akumulatorów w urządzeniach o małym pobo-
rze prądu, do których możemy głównie zaliczyć zegary i piloty.
Zastosowanie tam akumulatorów jest nieopłacalne, gdyż 30-^40 cykli ładowania oznacza ok. 30-^40 lat pracy po której inwestycja zamortyzuje się. Jak powszechnie wiadomo postęp techniczny jest dziś tak szybki, że wcześniej wymienimy zegar lub urządzenie sterowane pilotem. Ponadto akumulator nie może pracować przez tak długi okres czasu z uwagi na samoro-zładowanie się, gdyż akumulator Ni-Cd samoistnie traci ok. 50% zgromadzonej energii w ciągu 60 dni w temperaturze pokojowej
Ładowanie akumulatorów Ni-Cd można przeprowadzać kilkoma sposobami, różniącymi się głównie czasem ładowania. Możliwe są oczywiście wszystkie pośrednie wartości czasów i prądów ładowania.
Ładowanie standardowe
Jest to najczęściej stosowany sposób ładowania. Polega on na ładowaniu akumulatora prądem stałym, lub impulsowym o wartości 0,1 CA. CA oznacza iloczyn nominalnej pojemności (C) i prądu (A). Na przykład dla akumulatora 750 mAh wartość 0,1 CA oznacza prąd ładowania 75 mAh (prąd dziesięciogodzinny. Czas ładowania jest ograniczony i powinien wynosić 14-f-16 godzin, co gwarantuje pełne naładowanie do wartości 150-^160% pojemności. Ładowanie dłuższe niż 100 godzin przy prądzie 0,1 CA może doprowadzić do nadmiernego wzrostu temperatury i uszkodzenia akumulatora.
J/j I LAD 100mA+1 2A
- REGULOWANE -ZRODLO PRĄDOWE r ) + Ak " 1.2V+12V
j "1
0-

UKŁAD ROZŁADOWYWANIA TAJUER i UKŁAD STEROWANIA 0| k STA

RT
t ^

KONTROLA TEMPERATURY
5V ---5V ^ ZASILACZ


Rys. 1 Schemat blokowy ładowarki do akumulatorów
Ładowanie przyspieszone
Ładowanie przyspieszone odbywa się prądem 0,3 CA, przy czym czas ładowania jest ograniczony do 5 godzin gwarantując naładowanie do wartości 150% pojemności. Przy stosowaniu ładowania przyspieszonego wskazane jest stosowanie układu wyłącznika termicznego TCO (ang. Temperaturę Cut Off) przerywającego proces ładowania przy wzroście temperatury akumulatora do wartości +55^-60�C.
Ładowanie szybkie
Ładowanie szybkie przeprowadza się prądem o wartości 0,5-^1 CA. Zastosowanie w tym przypadku wyłącznika czasowego i termicznego jest niewystarczające. Producenci zalecają stosowanie wyłącznika reagującego na przyrost temperatury akumulatorów w czasie dT/dt. Wyłącznik ten powinien przerwać proces ładowania jeżeli temperatura akumulatora zacznie wzrastać szybciej niż 1�C/1 min, lub przekroczy wartość 60�C.
Przed przystąpieniem do ładowania zalecane jest rozładowanie akumulatora, które ma za za-
5 o.
o
9
AKUMULATOR 1,2V + 12V
+rH-h_
|Ii_L47nI
4 D6 ;i C10* C10
20V
20V
a
3
WL5
I DO PŁYtKI ł PRZEŁĄCZNIKÓW
Praktyczny Elektronik 8/1997
danie wyeliminowanie efektu pamięciowego. Pojedyncze ogniwo powinno zostać rozładowane do napięcia 0,9-^1,0 V. Opisywana ładowarka umożliwia automatyczne rozładowanie akumulatora i zastosowanie jednego z przedstawionych powyżej sposobów ładowania.
Podstawowe parametry ładowarki:
Napięcie akumulatora - 1,2-^12 V ustawiane skokowo co 1,2 V
Napięcie rozładowania - 0,9 V na ogniwo
Prąd ładowania - 0,1-^1,2 A ustawiany
skokowo co 0,1 A
Czas ładowania - 10 min -f- 11 godz 50 min
ustawiany skokowo co 10 min
Ponadto ładowarka wyposażona jest w układ kontroli temperatury akumulatorów wyłączający ładowanie na czas konieczny do wystygnięcia akumulatorów.
Opis układu
W ładowarce można wyróżnić kilka zasadniczych bloków funkcjonalnych. Pierwszym cyklem pracy ładowarki jest rozładowanie akumulatora do zadanego napięcia. Następnie włącza się ładowanie prądem o określonej wartości. Czas ładowania akumulatora odmierzany jest przez tajmer, który włącza i wyłącza układ regulowanego źródła prądowego. W przypadku przekroczenia temperatury maksymalnej akumulatora proces ładowania zostaje przerwany. Jednocześnie zostaje zatrzymane odmierzanie czasu ładowania. Po ostygnięciu akumulator jest ładowany w dalszym ciągu. Gdy upłynie czas odmierzony przez tajmer proces ładowania zostanie zakończony.
Źródło prądowe zbudowano z wykorzystaniem układu stabilizatora LM 317 USl (można go zastąpić stabilizatorem LM 350). Prąd wypływający ze stabilizatora płynie przez rezystor pomiarowy R2 wywołując
WL 1 WL2 WL3
Unom " "I ład' GODZINY
+ 15V 0 1 A B + 15V
-------- ---------Q_ -o--o ---------- o- --------O------ .. -.----- ------
T T 12 1200 12 11
r r O mA I o godz
P3\ n R41 r R53M
22k 39kl 130kM
r T 11 1100 a_ 11 10
R30 I --O mA o godz
10k M R42 I R54fi
r io 33kl 130kM
12.0V I 10 1000 T 10 9
R31 1 L- f R43| -O mA t-R55M o godz
I K r 9 27kl 130kM
R32 1 L 10,8V R44| 9 ----0 900 mA R56 fl 9 o 8 godz
I K I 8 27kl 130k|J
9.6V T B 800 8 7
r ----O mA 1 o godz
R33 1 Lr n R45f R57 fl
I K t 7 22kl 130kM
B,4V 7 700 T 7 6
R34 1k i 6 ^ 18kl ----O mA R58 f| 130k[J O godz
7,2V T 6 600 I 6 5
R35 D R47P O mA R59 fl O godz
1 k r 5 18kl 130kM
Śo 6.0V T 5 500 T 5 4
R36 1k r 4 ifkD o mA R60f| 130kM O godz
4.8V I 4 400 T 4 3
R37 1k r 3 O mA R61 n 130kM - -O godz
3.6V I 3 300 T 3 2
R38 1 k f I R50| ----O mA R62 f| O godz
l 2 lOkl 130kM
2.4V T 2 200 T 2 1
R39 1 b r R51 f o mA R63f] O godz
1 K lOkl 130kM
4*- 1.2V I 1_____ 100 T 1 0
R40 1 k r R52f mA R64 fl godz
lOkl
WL4 MINUTY '
Y
-9-
6
R65 22k 1
R66 22k L
R67 22k
R68 22k
R69 22k i...
50 minut
40 rninut
30
rninut
20 minut
10 minut
0 minut
Rys. 3 Schemat ideowy płytki przełączników obrotowych
Praktyczny Elektronik 8/1997
na nim spadek napięcia proporcjonalny do wartości prądu. Napięcie to doprowadzono do wzmacniacza operacyjnego US3A. Pomiędzy punkty A (wyjście stabilizatora US1) i B (wejście odwracające wzmacniacza US3A) włączono przełącznik obrotowy WŁ2 (rys. 3) wraz z zespołem rezystorów R41-^R52. Zmiana ustawienia przełącznika WŁ2 zmienia rezystancję wypadkową pomiędzy punktami A i B powodując tym samym zmianę wzmocnienia wzmacniacza US3A. Efektem tego jest zmiana prądu ładowania płynącego przez rezystor R2. Wartości rezystorów R41-f-R52 zostały dobrane w taki sposób aby skompensować nieliniową charakterystykę regulacji źródła i uzyskać skokową zmianę prądu co 100 mA. Potencjometr Pl umożliwia skalibrowanie źródła prądowego.
Zwierając katodę diody D4 z masą można zablokować źródło prądowe tak aby nie dostarczało prądu co ma miejsce w czasie rozładowywania, przekroczenia temperatury akumulatora i po zakończeniu ładowania. W czasie kiedy źródło dostarcza prąd do akumulatora napięcie na wyjściu wzmacniacza US3A jest niższe niż napięcie na wyjściu stabilizatora o ok. 4 V. Sprawia to że świeci się dioda LED D2. Przy zablokowanym źródle prądowym napięcie na wyjściu wzmacniacza US3 jest wysokie i dioda D2 nie świeci się. Dioda D3 zabezpiecza stabilizator USl i wzmacniacz operacyjny US3A przed uszkodzeniem w przypadku odwrotnego podłączenia polaryzacji akumulatora.
W skład układu rozładowywania wchodzi wzmacniacz US2A i tranzystory T5 i T6 i przełącznik WŁ1 wraz z rezystorami R30-rR40 tworzącymi dziel-
nik napięcia. Do wejścia nieodwracającego wzmacniacza US2A doprowadzono za pośrednictwem dzielnika R16, R17 napięcie z zacisków akumulatora. Stopień podziału dzielnika wynosi 2, zatem do wejścia wzmacniacza dociera napięcie dwukrotnie mniejsze od napięcia akumulatora. Natomiast do wejścia odwracającego doprowadzono napięcie z dzielnika wzorcowego (punkt Q). Przełącznikiem WŁ1 można wybierać nominalne napięcie akumulatora. Jednakże do wejścia wzmacniacza doprowadzana jest połowa napięcia rozładowania akumulatora wynosząca 0,9 V na jedno ogniwo. Dla przykładu przy ustawieniu przełącznika w pozycji 7,2 V, co odpowiada akumulatorowi składającemu się z 6 szeregowo połączonych ogniw do wejścia odwracającego wzmacniacza zostanie doprowadzone napięcie 1/2 � 6 � 0, 9 V = 2, 7 V. Takie oznaczenie poszczególnych pozycji przełącznika ułatwia obsługę urządzenia gdyż nie trzeba przeliczać końcowego napięcia rozładowania, a wystarczy tylko ustawić nominalną wartość napięcia akumulatora.
Po podłączeniu do zacisków ładowarki akumulatora i naciśnięciu przycisku "START" wzmacniacz US2A zmieni stan swojego wyjścia z niskiego na wysoki. Spowoduje to zapalenie się diody D13 sygnalizującej rozładowywanie i wysterowanie tranzystorów T5 i T6. Włączą one obciążenie, którym jest rezystor R15, przez które zacznie rozładowywać się akumulator. Stan wysoki na wyjściu wzmacniacza US2A powoduje wysterowanie tranzystorów T2 i T3. Pierwszy z nich zwiera rezystor R6 do masy blokując tym samym źródło prądowe. Natomiast T3 blokuje tranzystor T4.
/----------NACIŚNIĘCIE
STAN f PRZYCISKU "START "
POCZĄTKOWY | PRZY WŁĄCZONYM AKUMULATORZE
f 15V ----------
WY US3A
WY US3B
WY US2A
-15V
-15V
-15V Ś
NÓŻKA 3 +15V US5
ov
NÓŻKA 4 +15V
US4
OV
NÓŻKA 12 +15V US5
ROZŁADOWANIE
PRZEKROCZENIE - KONIEC TEMP. MAX.
ROZŁADOWANIA AKUMULATORA
KONIEC ŁADOWANIA
R-ys. 4 Poziomy napięć w układzie sterowania
W chwili kiedy napięcie na akumulatorze opadnie poniżej wartości 0,9 V na jedno ogniwo, napięcie na wyjściu wzmacniacza US2A opadnie. Tym samym zostanie wyłączony układ rozładowywania, gdyż taran-zystory T5 i T6 przejdą w stan zatkania. Następnie tranzystor T3 zostanie zablokowany, w efekcie czego otworzy się tranzystor T4 zwierając wejście nieodwra-cające wzmacniacza US2A z masą. W ten sposób został zatrzaśnięty przerzut-nik uniemożliwiający ponowne włączenie układu rozładowywania, gdy na skutek ładowania akumulatora napięcie na nim wzrośnie powyżej wartości 0,9 V na ogniwo. Jeżeli do ładowarki włożymy akumulator rozładowany poniżej 0,9 V
Praktyczny Elektronik 8/1997
na ogniwo, to układ rozpocznie ładowanie od razu, bez fazy rozładowywania.
W czasie rozładowywania akumulatora stan wysoki z wyjścia wzmacniacza US2A doprowadzany jest do wejścia zerującego licznika tajmera CD 4060 (nóżka 12 US5). W tym czasie generator tajmera US4 pracuje, jednak licznik US5 pozostaje przez cały czas wyzero-wany. Po zakończeniu rozładowywania sygnał zerujący licznik US5 zaniknie i układ rozpocznie odmierzanie ustawionego czasu ładowania. Do odmierzania czasu wykorzystano klasyczny generator 555 połączony szeregowo z dzielnikiem binarnym CD 4060. W ten prosty sposób uzyskano bardzo długie i stabilne czasy odmierzane przez układ. Do ustawiania czasu służą przełączniki obrotowe WŁ3 i WŁ4. Pierwszym z nich ustawia się pełne godziny, a drugim dziesiątki minut.
Przełączniki te włączają rezystory w obwód ładowania kondensatora CIO (punkt Y). Prosty układ ustawiania czasów ma jednak pewną wadę. Dla dokładnej pracy wymaga dobrania pojemności kondensatora CIO.
Po odmierzeniu zadanego czasu stan wyjścia Q14 (nóżka 3 US5) zmieni się z niskiego na wysoki. Spowoduje to włączenie tranzystora Tl i zablokowanie generatora US4, oraz włączenie tranzystora T2 i zablokowanie źródła prądowego USl. Na tym cykl ładowania zostanie zakończony.
Jeżeli w trakcie ładowania temperatura akumulatora przekroczy wartość 50�C uaktywni się układ kontroli temperatury. Wtedy wzmacniacz US3B zmieni stan wyjścia z wysokiego na niski, co spowoduje zapalenie diody D6 i zablokowanie źródła prądowego, za pośrednictwem D4, R7, D5 i D6. Ponadto przez rezystor R28 zostanie zablokowany generator US4. Stan licznika US5 nie ulegnie jednak zmianie. Po wystygnięciu akumulatora rozpocznie się dalsze ładowanie. W ten sposób ogólny czas ładowania zostanie wydłużony, lecz czas rzeczywistego ładowania prądem akumulatora nie zmieni się.
Dla łatwiejszego zrozumienia działania ładowarki na rysunku 4 przedstawiono poziomy napięć w różnych punktach układu sterowania.
Rys. 5 Płytka drukowana
Praktyczny Elektronik 8/1997
Układ zasilany jest napięciem symetrycznym ą15 V. Natomiast do ładowania akumulatora przeznaczono odrębny zasilacz PR1, Cl.
Montaż i uruchomienie
Ładowarka może zostać wykonana w pełnej wersji, jako uniwersalna, przeznaczona do różnych typów akumulatorów. W takim przypadku montujemy płytkę ładowarki i przełączników. Jeżeli mamy zamiar przeznaczyć ładowarkę tylko do jednego typu akumulatorów wystarczy zmontowanie samej płytki ładowarki.
W ładowarce uniwersalnej należy wykonać kilka połączeń pomiędzy płytkami. W pierwszej kolejności łączy się przewody "masa", +, Q, A, B, Y z punktami
0 takich samych oznaczeniach. Punkt +, który znajduje się obok punktu Y na płytce ładowarki pozostaje nie-podłączony. Następnie łączy się ze sobą przewody diod D13, D2, D6. Na płytce przełączników przewody te są zgrupowane w prawym dolnym rogu płytki. Natomiast na płytce ładowarki pola do podłączenia tych przewodów umieszczono w prostokątach oddzielnych dla każdej pary. Podwójna linia przy krótszym boku prostokąta oznacza wyprowadzenie anody, dodatkowo oznaczone literą A. Należy zwrócić szczególną uwagę aby nie pomylić połączeń. Na sam koniec można połączyć wyprowadzenia mikrołącznika WŁ5 oznaczone jako Sl
1 S2. Kolejność przewodów w tym przypadku nie ma znaczenia.
Prąd rozładowujący akumulator zależy bezpośrednio od wartości rezystora R15. Dla akumulatorów o napięciu znamionowym będzie on wynosił ok. 1,1 A, a dla akumulatorów o napięciu 1,2 V ok. 100 mA. W razie potrzeby można zmienić wartość tego rezystora. Rezystor z uwagi na wydzielane w nim ciepło powinien być umieszczony ok. 5 mm nad powierzchnią płytki drukowanej.
Jako diodę D5 można zastosować dowolną diodę prostowniczą o prądzie znamionowym min. 3 A i napięciu wstecznym 50 V. Na płytce przewidziano możliwość zamontowania diody w obudowie o wyprowadzeniach osiowych, lub w zmodyfikowanej obudowie TO 220. Stabilizator USl należy umieścić na radiatorze jednostronnie żebrowanym o szerokości 17 cm, wysokości 7 cm, i długości żeber 3 cm.
Czujnik temperatury montuje się na przewodach tak aby można go było umieścić bezpośrednio przy obudowie akumulatora. Czujnik można przywiązać do akumulatora gumką aptekarską.
Dla ładowarki uniwersalnej napięcie zmienne U* powinno wynosić ok. 18 V przy obciążeniu prądem 1,2 A. Wartość napięcia zmiennego doprowadzonego do stabilizatora ą15 V może zawierać się w granicach 2x18/20 V, przy prądzie nie przekraczającym 100 mA.
Po zamontowaniu wszystkich elementów można przystąpić do uruchamiania ładowarki. W miejsce akumulatora włącza się amperomierz z szeregowo połączonym rezystorem 10 fł/5 W. Przełącznika WŁ1 usta-
wia się w pozycji 12,0 V, przełącznik WŁ2 w pozycji 1200 mA, a przełącznik WŁ3 i WŁ4 w pozycji
0 godz. 10 min.
Po włączeniu zasilania powinna zapalić się dioda D2, a amperomierz powinien wskazać przepływ prądu ok. 1200 mA. Potencjometrem Pl ustawia się prąd dokładnie na wartość 1200 mA. Zmieniając nastawy WŁ2 można sprawdzić, czy wartości prądu na niższych zakresach są odpowiednie. Dopuszcza się odchyłki do ą10%. Przy większych różnicach należy skorygować wartości rezystorów R41+R52 poczynając od najniższego zakresu 100 mA.
Następnie potencjometrem P3 ustawia się napięcie na 2 nóżce US2 na wartość 4,5 V.
Po tych regulacjach ustawia się wartość nominalną napięcia akumulatora i czas jego ładowania na 10 minut. Po włożeniu akumulatora i naciśnięciu przycisku START zapali się dioda D13, która zgaśnie, w zależności od stanu naładowania akumulatora, po kilku lub kilkunastu minutach. Od chwili zgaśnięcia diody D13
1 zapalenia się diody D2 należy mierzyć czas jaki upłynie do chwili zgaśnięcia diody D2. Jeżeli czas ten będzie znacząco odbiegał od ustawionego (10 min) należy zmienić wartość kondensatora C10. Dodanie dodatkowego kondensatora spowoduje zwiększenie czasu. Czynność tą należy powtórzyć, tak aby ustawiony czas różnił się od rzeczywistego nie więcej niż o 10%.
Ostatnią czynnością jest ustawienie progu zadziałania wyłącznika przy przekroczeniu temperatury. W tym celu podczas ładowania akumulatora czujnik temperatury RT podgrzewa się do 50�C (np. zapalniczką) i ustawia potencjometr P2 tak aby zapaliła się dioda D6. Równocześnie powinna także zgasnąć dioda D2.
Ładowanie akumulatora przeprowadza się tak jak podał to producent na obudowie. Jeżeli nie ma takich danych to czas i prąd ustawiamy w taki sposób aby iloczyn czasu i prądu CA wynosił ok. 120-^140% pojemności znamionowej akumulatora, przy czym prąd nie powinien przekraczać wartości prądu jednogodzinnego 1 CA. Np. Dla akumulatora o pojemności C = 750 mAh prąd jednogodzinny wynosi A = 750 mAh/1 h = 750 mA. Czas ładowania będzie wtedy wynosił T = lh � 1, 2 + 1, 4 = 1, 2 -^ 1, 4 h.
W uproszczeniu każdy akumulator można ładować 1,2-^1,4 godziny prądem o wartości jego pojemności znamionowej. Przy tak dużym prądzie ładowania akumulator może się dość mocno grzać.
Ładowarka przeznaczona do ładowania jednego typu akumulatorów nie posiada płytki przełączników. Ich miejsce zajmują rezystory wlutowane bezpośrednio w płytkę ładowarki. Wartości rezystorów należy dobrać sumując odpowiednie wartości rezystorów przy przełącznikach.
Zmienne napięcie zasilania U* powinno wynosić ok. 6 V + 1,2 V na każde ogniwo. Na przykład dla akumulatora 3,6 V (trzy ogniwa) napięcie U* = 6 + 3-1,2 = 9,6 V.
10
Praktyczny Elektronik 8/1997
A A A
D13 02 06 S1S2
oooooooo
R.ys. 6 R.oziiiieszczeriie
Wykaz elementów
USl - LM 317 (LM 350)
US2, US3 - TL 082
US4 - NE 555 (LM 555)
US5 - CD 4060
US6 - LM 7815
US7 - LM 7915
T1^T5 - BC 548B
T6 - BDP 281
Dl, D4, D7-^D12 - 1N4148
D2 LED zielona
D3 - 3 A/50 V typ dowolny
D5 LED czerwona
D13 - LED żółta
PR1 - mostek KBU4D 4 A/100 V
PR2 - mostek GB008 1 A/100 V
RT - czujnik temperatury
KTY 81-210 (2 kfi)
R2 - 0,47 Cl/5 W
R15 - 10 Q/5 W patrz opis w teks'cie
R4, R5 - 240 fi/0,125 W
R6
R14
R64
Rl
R7, R26, R28,
R9
R8, RIO
R18
R27
R12, R16, R17,
R30, R50-^R52
R49
R46-R48
R13, R19, R21, R24,
R45, R654-R69
R43, R44
R42
R41
R20, R23, R29
R22, R25
Ś2,7 kfi/0,125 W 360 fi/0,25 W 510 fi/0,125 W 680 fi/0,25 W
1 kn/0,125 W 1,5 kfi/0,125 W
2 kfi/0,125 W 2 kO/0,25 W 4,7 kn/0,125 W
10 kft/0,125 W
12 kfi/0,125 W
Ś18 kn/0,125 W
22 kn/0,125 W �27 kn/0,125 W 33 kn/0,125 W 39 kn/0,125 W 47 kn/0,125 W 100 kn/0,125 W 130 kn/0,125 W
Praktyczny Elektronik 8/1997
11
R3
Rll
P2
P3
Pl
a
C7, Cli, C16^C19
C2
CIO*
C4^C6, C12, C13 C8, C9 C14, C15 C20, C21
-200 kfi/0,125 W
- 1 Mfi/0,125 W
- 1 kfi TVP 1232
- 22 kfi TVP 1232
- 220 kfi TVP 1232
- 100 pF/50 V ceramiczny
- 47 nF/50 V ceramiczny
- 100 nF/100 V MKSE-018-02 -4,7/iF/16 V 04/U,
patrz opis w tekście
- 10/iF/16 V 04/U
- 22 /zF/16 V 04/U -47 //F/16 V 04/U
- 470 //F/25 V 04/U
Cl - 2200 //F/16 V 04/U
WŁ1 - MPS 1112 ustawiony na 10 pozycji
WŁ2, WŁ3 - MPS 1112 ustawiony na 12 pozycji
WŁ4 - MPS 1112 ustawiony na 6 pozycji
WŁ5 - mikrołącznik
płytka drukowana numer 342
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 11,50 zł + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O mgr inż. Dariusz Cichoński
Wykrywacz kłamstw
Wykrywacz kłamstw jest bardzo prostym urządzeniem, które może wykonać każdy elektronik. Może on mierzyć emocje i ukryte reakcje osoby poddanej badaniu. Wykrywacz kłamstw można traktować jako ciekawą zabawkę, która umożliwi różnego rodzaju gry i zabawy towarzyskie. Zastosowanie tego urządzenia jest bardzo szerokie, co zostawiamy inwencji Czytelników.
Kłamstwo jest przeciwne naturze człowieka. Człowiek zmuszony do kłamstwa znajduje się w stresie nawet jeżeli sam sobie tego nie uświadamia. Ludzie zajmujący się zawodowo oddziaływaniem na innych ludzi np. psycholodzy, sprzedawcy, menedżerowie potrafią z dużym prawdopodobieństwem rozpoznawać kiedy inni kłamią. Przykładowo, człowiek zmuszony do kłamstwa zwykle unika wzroku rozmówcy, często w momencie powiedzenia nieprawdy unosi rękę ku ustom (ruch ten może kończyć się potarciem nosa lub poskubaniem wąsa). Jest to tak zwana mowa ciała. Szczególnie wyraźnie widać ją u małych dzieci, które po wypowiedzeniu kłamstwa bardzo często zakrywają ręką usta.
Oczywiście im ludzie starsi i bardziej doświadczeni, tym trudniej wykryć u nich te mimowolne zachowania.
0 ile drogą treningu można nauczyć się unikania dawania sygnałów ruchem ciała, o tyle o wiele trudniej jest nauczyć się tak panować nad własnym stanem emocjonalnym, aby było to nie do wykrycia przez przyrząd nazywany wykrywaczem kłamstw. Pomimo krótkiej nazwy, nie jest to wcale prosty przyrząd. Właściwie jest to grupa przyrządów mierzących różne parametry organizmu człowieka i rejestrująca wszystkie zmiany tych parametrów podczas badania. Parametrami tymi mogą być ciśnienie krwi, częstość tętna, rezystywność naskórka i inne.
Po badaniu przegląda się zapis tych parametrów
1 porównuje jakie zmiany parametrów występowały przy odpowiedziach, o których wiadomo, że były prawdziwe, a jakie przy innych. Jeżeli wykryje się znaczące wahania kilku parametrów jednocześnie w momencie odpo-
wiedzi na dane pytanie, to można z dużym prawdopodobieństwem stwierdzić, że badany kłamał. Oczywiście w czasie takiej sesji zadaje się mnóstwo pytań, a dane pytanie powtarza się co jakiś czas sformułowane nieco inaczej. Umożliwia to uniknięcie pomyłek przy analizie prawdomówności badanego.
W warunkach amatorskich wykrywacz kłamstw jest urządzeniem maksymalnie uproszczonym. Ponieważ najłatwiej jest zbudować miernik zmian rezystywności naskórka to właśnie takie urządzenie nazywane jest przez majsterkowiczów wykrywaczem kłamstw. Jakkolwiek nie może ono równać się z profesjonalnym pierwowzorem, to jednak eksperymenty z jego udziałem mogą być niezwykle interesujące.
Opis układu
Opisany układ służy do wykrywania zmian re-zystywności naskórka. Człowiek w momencie stresu zwiększa wydzielanie potu co wywołuje zmniejszenie rezystancji. Po takim skoku rezystancja przez pewien czas utrzymuje się na niższym poziomie, po czym powoli wzrasta do stanu pierwotnego. Układ powinien zatem reagować tylko na szybką zmianę rezystywności, natomiast wolną ignorować. Przy badaniu należy pamiętać, że zmiana rezystywności występuje po krótkiej chwili (l-=-3 s) od powiedzenia nieprawdy.
Warto dobrze zrozumieć zasadę pracy wykrywacza, gdyż jego konstrukcja jest przykładem układu automatycznej kompensacji (równoważenia) bardzo często stosowanym w elektronice przemysłowej. Układ zbudowany jest z dwóch bloków - wzmacniacza błędu i integratora. Integrator jest to jeden z podstawowych bloków spotykanych w bardzo szerokiej gamie przyrządów. Składa się on ze wzmacniacza operacyjnego, rezystora i kondensatora (rys. la).
Jeżeli napięcie wejściowe jest równe zeru to napięcie wyjściowe integratora nie zmienia się i wynosi przykładowo +2 V. Jeżeli napięcie wejściowe wzrośnie do np. +1 V, to napięcie wyjściowe integratora zacznie się
12
Praktyczny Elektronik 8/1997
zmniejszać stopniowo z +2 V na +1 V, 0 V, 1 V, 2 V, 3 V. Jeżeli w tym momencie znów wyzerujemy napięcie wejściowe to wyjście integratora zatrzyma się na 3 V. Możemy spowodować odwrotną zmianę przez podanie na wejście ujemnego napięcia np. IV. Wówczas napięcie wyjściowe integratora zacznie stopniowo rosnąć od -3 V, -2 V, -1 V, 0 V, +1 V, +2 V itd. Szybkość zmian na wyjściu integratora zależy od wielkości napięcia wejściowego im większe napięcie wejściowe, tym szybciej zmienia się napięcie na wyjściu.
Rys. 1 Schemat: a) integratora, b) wzmacniacza nieodwracającego
Podając na wejście integratora w poprzednim przykładzie napięcia +2 V a potem 2 V uzyskalibyśmy dwukrotnie szybszą zmianę. Szybkość zmian zależy również od wartości rezystora R i kondensatora C. Dwukrotne zwiększenie pojemności, albo dwukrotne zwiększenie rezystancji spowoduje dwukrotne spowolnienie zmian na wyjściu. Dokładniej rzecz ujmując zmianę na-
pięcia wyjściowego można opisać wzorem: AUWy = -UWe-(t/RC)
Wzmacniacz błędu jest zwykłym wzmacniaczem nieodwracającym tzn. przy dodatnim napięciu wejściowym, napięcie wyjściowe jest również dodatnie. Wartość wzmocnienia wzmacniacza nieodwracającego takiego jak na rysunku lb oblicza się wg wzoru:
UWy/Uwe= 1 +R2/R1
Skąd wzięła się nazwa wzmacniacz błędu stanie się jasne nieco później.
R-ys. 2 Kompensacja zmian rezystancji poprzez zmianę napięcia
Zasada kompensacji zastosowana w omawianym układzie przedstawiona jest na rysunku 2. W układzie płynie prąd z baterii Ub przez zmieniającą się rezystancję Rx, przez stały rezystor Rk do regulowanego źródła napięcia Ureg. Jeżeli będziemy mierzyć napięcie pomiędzy Rx i Rk a masą i tak zmieniać wartość napięcia Ureg aby mierzone napięcie było równe zeru, to można powiedzieć, że zmiany rezystancji Rx będą kompensowane (równoważone) przez zmianę napięcia Ureg. Można też spostrzec, że kompensacja następuje gdy:
Ureg/Rk = Ub/Rx Im większe Rx tym mniejsze musi być Ureg.
Rys. 3 Schemat ideowy wykrywacza kłamstw
Możemy już przejść do schematu ideowego wykrywacza. Rezystancją Rx jest tu rezystancja naskórka włączona między wejścia' Jl i J2. Ub wynosi połowę napięcia baterii tj. 4,5 V. Źródłem Ureg jest wyjście integratora, natomiast rezystor R4 odpowiada rezystorowi Rk. Jeżeli wartość Rx zmieni się, to w punkcie połączenia Rx i R4 napięcie przestanie być równe zeru - pojawi się błąd kompensacji.
Praktyczny Elektronik 8/1997
13
Wzmacniacz nieodwracający wzmocni to napięcie błędu stąd właśnie wzięła się nazwa wzmacniacza błędu. Wzmocnione napięcie błędu jest równocześnie napięciem wejściowym dla następnego stopnia, to znaczy integratora. Skoro napięcie to nie jest równe zeru, to wywołuje ono stopniową zmianę napięcia wyjściowego integratora (czyli Ureg) co po pewnym czasie doprowadza układ do stanu skompensowania.
W takim stanie, napięcie wejściowe wzmacniacza błędu jest zerowe, zatem jego napięcie wyjściowe jest też zerowe. Integrator sterowany zerowym napięciem nie zmienia swego napięcia wyjściowego, czyli układ trwa w stanie zrównoważenia. Sytuacja taka trwa tak długo jak długo rezystancja Rx nie zmieni się.
Powolne zmiany Rx powodują powstawanie niewielkiego napięcia błędu gdyż integrator nadąża z kompensacją zmian rezystancji. Szybka zmiana Rx powoduje jednak, że integrator nie nadąża ze zmianą swojego wyjścia i stan niezrównoważenia jest znaczny. Znaczny stan niezrównoważenia oznacza duże napięcie na wyjściu wzmacniacza. W tym właśnie miejscu włączony jest miliwoltomierz służący do wykrywania zmian rezy-stywności naskórka. Powinien być to miernik analogowy. Jeżeli mamy do dyspozycji miernik z zerem pośrodku skali to potencjometr Pl jest tak ustawiany aby uzyskać napięcie na jego suwaku bliskie zeru. Jeżeli mamy do dyspozycji typowy miliwoltomierz z zerem na skraju podziałki to potencjometr Pl ustawia się na napięcie równe ok. połowy zakresu miliwoltomierza i w ten sposób otrzymuje się sztucznie miernik z zerem w środku podziałki.
Montaż i uruchomienie
Uruchomienie układu jest bardzo proste. Sprowadza się ono do sprawdzenia, czy napięcie +U i U wynoszą odpowiednio ok +4,5 V i 4,5 V względem masy oraz na wyregulowaniu potencjometru Pl (przy rozwartym wejściu Jl J2) tak aby ustawić wskazówkę miernika w połowie skali. Istotne jest aby nie zmieniać wartości Rl, R2, R3, C2, R4 i Cl gdyż eksperymentowanie z nimi może doprowadzić do wzbudzenie układu. Kondensator C2 powinien być kondensatorem foliowym. Nie wolno stosować tu przeciwstawnie połączonych kondensatorów elektrolitycznych, gdyż mają one za dużą upływ-ność.
Wzmacniacz operacyjny może być innego typu niż podano, ale musi to być wzmacniacz z wejściem typu FET lub MOSFET mogący pracować przy niskich napięciach zasilania. Miliwoltomierz powinien mieć zakres 100-^200 mV (ą50+100 mV). W modelu zastosowano miernik Lavo 3 na zakresie 150 mV.
Gdyby okazało się, że czułość układu jest niewystarczająca to można ją zwiększyć poprzez jednoczesną zmianę Rl i R3. Przykładowo jeżeli chcemy zwiększyć czułość 3,3 razy to Rl zmniejszymy 3,3 razy do 100 Cl, a R3 zwiększymy 3,3 razy do 10 Mfi.
Specjalnego omówienia wymaga sprawa sond pomiarowych do pomiaru rezystywności naskórka. Rysunek 4 pokazuje schemat zastępczy ciała człowieka, przy
założeniu, że właściwa sonda pomiarowa znajduje się na lewej ręce, natomiast prawa ręka styka się z dużą powierzchnią metalową (drugą sondą). Rezystancja RL reprezentuje rezystancję przejścia pomiędzy powierzchnią skóry, której dotyka sonda, a wnętrzem człowieka. Rezystancja Rwewn symbolizuje niewielką rezystancję płynów ustrojowych człowieka pomiędzy lewą a prawą ręką. Rezystancje Rpl-f-Rpn oznaczają, że prawa ręka styka się na dużej powierzchni z drugą sondą pomiarową, w związku z czym wypadkowa rezystancja Rp jest wielokrotnie mniejsza niż rezystancja RL. W takim układzie dominującą rezystancją jest RL i tylko w miejscu styku sondy lewej ręki należy zadbać ojej stały docisk i brak wstrząsów.
OBRĄCZKA LUB PIERŚCIONEK
PRĘT METALOWY 20 mm
Rys. 4 Schemat zastępczy ciała człowieka 'wraz z elektrodami
Rys. 5 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
W badaniach modelowych jako sondę lewej ręki zastosowano obrączkę na palcu serdecznym, przy czym
14
Praktyczny Elektronik 8/1997
główne miejsce styku było od wewnątrz dłoni, tam gdzie naskórek jest bardziej wilgotny i delikatny, natomiast sondą prawej ręki była rurka aluminiowa o średnicy 20 mm (metalowy odsysacz cyny). Przy chwyceniu rurki całą dłonią nawet odchylenie jednego palca nie powodowało istotnych wychyleń miernika, co należy uznać za prawidłowy kontakt pomiędzy dłonią, a sondą.
Po dołączeniu sond do układu i odczekaniu chwili na zrównoważenie układu, można spróbować zaczerpnąć głęboki oddech. Powinno to po krótkiej chwili wywołać spore odchylenie wskazówki, a potem jej powrót na środek skali. Jest to najprostszy sprawdzian poprawnego działania układu. W trakcie badania należy zapewnić badanemu spokój i komfort, tak aby uniknąć zakłóceń W odczycie wskazań. Ręka z główną sondą pomiarową powinna spoczywać rozluźniona w niewymuszonej pozycji.
Na zakończenie jedna tylko uwaga: nie traktujmy wyników badań zawsze jako jednoznacznych - przyrząd wykrywa w rzeczywistości emocje człowieka a nie kłamstwo jako takie. Trzymając sondy pomiarowe wystarczy pomyśleć o czymś przykrym, a przyrząd na pewno na to zareaguje.
Wykaz elementów
US1 - TL 082
Dl, D2 - 1N4148
R5-^-R8 - 1 kfi/0,125 W
Rl - 10 kft/0,125 W
R4 -47 kfi/0,125 W
R2 -330 kO/0,125 W
R3 - 3,3 Mft/0,125 W
Pl - 220 Q wieloobrotowy
Cl - 47 nF/50 V ceramiczny
C2 - 10 //F/63 V MKS 4 (prod. WIMA)
patrz opis w tekście
C3^-C5 - 10 //F/16V 04/U
WŁ1 miniaturowy włącznik bistabilny
Ml - miliwoltomierz analogowy 100-^200 mV,
patrz opis w tekście
płytka drukowana numer 343
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE.
Cena: 1,29; zł + koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać
w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O mgr inż. Jacek Pawłowski
Zasilacz impulsowy - dokończenie
W poprzednim numerze PE przedstawiliśmy zasadę działania dwutaktowej przetwornicy zaporowej, zasadę działania układu TOPSwitch oraz schemat ideowy zasilacza zbudowanego w oparciu o ten układ. Teraz przedstawiamy opis schematu ideowego, sposób montażu oraz uruchomienia.
Opis schematu ideowego
Napięcie sieciowe prostowane jest w prostowniku mostkowym złożonym z diod D1-^D4 i wygładzane za pomocą kondensatora C2. Napięcie stałe doprowadzane jest do uzwojenia pierwotnego transformatora TRI (końcówka 9). Końcówka 10 tego uzwojenia połączona jest z wyprowadzeniem D (dren) układu Tl. Obwód zasilania strony pierwotnej zamyka się przez połączenie końcówki S (źródło) układu Tl z biegunem ujemnym prostownika sieciowego. Filtr sieciowy składający się z dławika DŁ1 i kondensatora Cl zapobiega przedostawaniu się do sieci energetycznej zakłóceń spowodowanych działaniem zasilacza.
Szybka dioda zenera D5 i dioda D6 tworzą układ tłumiący przepięcia występujące podczas przechodzenia tranzystora wykonawczego układu Tl z fazy przepływowej do fazy zaporowej. Dioda D8 stanowi prostownik, kondensatory C9, C10, Cli, C12 oraz dławik DŁ2 filtr napięcia wyjściowego. Układ stabilizacji napięcia wyjściowego zbudowany jest w oparciu o element D9. Jest to wysokostabilny, skompensowany temperaturowo układ scalony, którego uproszczony schemat pokazuje rys 1.
REF I
K O
o
A
Rys. 1 Schemat blokowy układu stabilizatora TL 431C wraz z elektrodami
Działanie tego układu jest następujące tranzystor wyjściowy przewodzi jeżeli napięcie pomiędzy wyprowadzeniami A oraz REF przekroczy wartość U = 2,5 V. Właściwości układu są bardzo podobne do diody zenera, stąd też na schematach ideowych element ten zaznacza się najczęściej symbolem diody zenera, a wyprowadzenia opisuje się przez: A-anoda, K-katoda. W porównaniu z klasyczną diodą zenera układ ten ma znacznie lepsze parametry, wysoką stabilność temperaturową napięcia odniesienia, przejście ze stanu zatkania do stanu przewodzenia jest bardzo ostre, bez charakterystycznego dla diod zenera "kolana". Ponadto napięcie zadziałania układu możemy zmieniać przez dołączę-
Praktyczny Elektronik 8/1997
15
nie zewnętrznego dzielnika napięcia. W tym przypadku dzielnik stanowią potencjometr Pl i rezystory R5 i R6. Stąd napięcie wyjściowe stabilizowane przez układ D9 wyrazi się wzorem:
Ś I R6 , , r. ,-,
gdzie: URef = 2,5 V
Obliczone wartości rezystancji Pl i R5 umieszczone są w tabeli 1 na pozycjach odpowiednio 2 i 3. Pozycja 1 tej tabeli zawiera dokładną wartość rezystancji rezystora jakim możemy zastąpić szeregowo połączony potencjometr Pl i rezystor R5. Jeżeli takiego rezystora (o tolerancji 1%) nie posiadamy, lub zależy nam na niewielkiej korekcie wartości napięcia wyjściowego to montujemy do układu elementy Pl i R5.
Mechanizm działania układu stabilizacji napięcia wyjściowego zasilacza jest następujący. Po przekroczeniu napięcia zadziałania układu D9 zacznie świecić dioda LED transoptora VI, co spowoduje przewodzenie tranzystora tego transoptora. Nastąpi doładowa-nie kondensatora C5 z pomocniczego źródła zasilania, które tworzą uzwojenie dodatkowe transformatora TRI (końcówki 11, 12), dioda D7 i kondensator C3. Wzrost napięcia na kondensatorze C5 spowoduje wzrost prądu sterującego wpływającego do końcówki C układu Tl. Wzrost prądu sterującego spowoduje zmniejszenie współczynnika wypełnienia D impulsów generowanych przez układ Tl i spadek napięcia wyjściowego (patrz rys. 6 str. 23 PE 7/97). Gdy napięcie wyjściowe jest niższe niż próg zadziałania układu D9 dodatkowe źródło zasilania jest odłączone od kondensatora C5 (tranzystor transoptora jest zatkany). Następuje rozładowanie tego kondensatora prądem sterującym układu Tl. Prąd sterujący zaczyna maleć, co powoduje zwiększenie współczynnika wypełnienia impulsów D generowanych przez układ Tl i wzrost napięcia wyjściowego zasilacza.
Zaciski oznaczone na schemacie ideowym symbolami +K i K służą do pomiaru napięcia bezpośrednio na zaciskach odbiornika. Umożliwia to kompensację spadku napięcia na przewodach zasilających, wtedy gdy odległość pomiędzy zasilaczem a obciążeniem jest
dość duża. W tym przypadku stosujemy linię zasilającą czteroprzewodową (Rys. 2a). Obciążenie przyłączamy dwoma przewodami prądowymi do wyjść oznaczonych na schemacie ideowym symbolami +Uwy i Uwy. Dwa przewody napięciowe (pomiarowe) przyłączone bezpośrednio do zacisków odbiornika łączymy odpowiednio z wejściami +K i K.
a)
ocfi"o
I ~220V i
OCJO
ZASILACZ IMPULSOWY
PŁYTKA NR 338
R4
R7
Ro OBCIĄŻENIE
b)
o-erfe
-220V
o-
ZASILACZ IMPULSOWY
PŁYTKA NR 338
R4l
R7!
Ro OBCIĄŻENIE
R.ys. 2 Podłączenie zasilacza do obciążenia:
a) czteroprzewodowe z kompensacją spadków napięcia,
b) dwuprzewodowe bez kompensacji
W przypadku niewykorzystywania możliwości kompensowania spadków napięć na przewodach zasilających obciążenie, zamiast rezystorów R4 i R7 montujemy zworki (Rys. 2b). Kondensator C6 redukuje tętnienia napięcia wyjściowego zasilacza. Ponieważ kondensator ten bocznikuje izolację podstawową pomiędzy obwodami pierwotnym i wtórnym zasilacza, od jego jakości zależy między innymi bezpieczeństwo użytkowania urządzenia. Dlatego też nie wolno stosować kondensatora innego typu niż ten, który podany jest w wykazie elementów. Jest to kondensator charakteryzujący się wysoką wytrzymałością izolacji na przebicie (próba typu: 1500 V AC przez 60 s).
Tabela 1 Wartości elementów w zależności od napięcia wyjściowego
Lp. Element uwyi M
5 8 10 12 15 18 24
1. Pl + R5 [kft] 10 22 30 38 50 62 86
2. Pl [kil] 10 22 22 22 22 47 47
3. R5 [kQ] 5,1 10 18 24 39 39 62
4. R2 [fi] 82 220 300 330 510 620 820
5. R3 [Q] 150 150 150 200 200 330 470
6. CIO [/iF]/[V] 1000/16 1000/16 1000/16 1000/25 1000/25 1000/40 1000/40
7. C12 [^F]/[V] 1000/16 1000/16 1000/16 470/25 470/25 220/40 220/40
8. Z3 [zw] 6x10 4x15 3x19 3x22 2x28 2x36 1x45
9. D8 [A]/[V] 10/45 10/45 10/45 3/60 3/60 3/60 3/60
UWAGA! W sklepach można też spotkać potencjometry wieloobrotowe o wartościach 25 i 50 kf2, które można zastosować w miejsce potencjometrów 22 i 47 kfi.
16
Praktyczny Elektronik 8/1997
Montaż i uruchomienie
Po wyborze napięcia wyjściowego zasilacza, wartości elementów oznaczonych na schemacie ideowym gwiazdkami odczytujemy z tabeli 1. Kondensatory C9 i Cli lutujemy na płytce od strony druku, bezpośrednio na wyprowadzeniach kondensatorów CIO i C12. Następnie wykonujemy transformator TRI. Uzwojenia transformatora zostały nawinięte na korpusie cewki do rdzeni E30, typ 2010, produkcji ZMM POLFER. Jako pierwsze nawinięte jest uzwojenie pierwotne (końcówki 10 i 9) w ilości 45 zwoi. Nawijamy je w dwóch warstwach. W pierwszej warstwie 30-7-32 zwoje ułożone ściśle obok siebie, w drugiej resztę zwoi uzwojenia, rozmieszczone równomiernie wzdłuż całej szerokości korpusu. Następnie nawijamy dwie warstwy izolacji i nawijamy uzwojenie wtórne (końcówki 5, 6, 7, 8 i 1, 2, 3, 4).
Rys. 3 Wymiary rdzenia E3O typ 2010 i karkasu
Ilość zwojów uzwojenia wtórnego w zależności od napięcia wyjściowego zasilacza podaje tabela 1, pozycja 8. W pozycji tej podano odpowiednio dla każdej wartości napięcia wyjściowego zasilacza kolejno: ilość przewodów jaką należy jednocześnie nawijać uzwojenie oraz ilość zwoi uzwojenia. Tak np. 4x15 oznacza 15 zwoi nawiniętych czterema przewodami naraz. Zwoje układamy ściśle obok siebie, zapełniając całą szerokość karkasu. Uzwojenie wtórne powinno zmieścić się w dwóch warstwach. Po zaizolowaniu uzwojenia wtórnego, nawijamy 5 zwoi uzwojenia pomocniczego (końcówki 11 i 12). Wszystkie uzwojenia nawinięte są w tym samym kierunku. Początki uzwojeń zaznaczone są na schemacie ideowym gwiazdką.
Transformator modelowy nawinięty został przewodem typu CYNAR w izolacji teflonowej o średnicy zewnętrznej (w izolacji) (^0,55 mm. Zapewniło to bardzo dobre warunki bezpieczeństwa, ponieważ nawinięty tym
przewodem transformator wykazał odporność na przebicie napięciowe ponad 10 kV DC, i to bez dodatkowej izolacji między uzwojeniami. W przypadku braku takiego przewodu, transformator nawijamy emaliowanym drutem nawojowym o średnicy (f>0,50-7-0,55 mm. Podczas wykonywania transformatora należy skorzystać ze wskazówek zamieszczonych w artykule "Transformator elektroniczny do żarówek halogenowych", PE 6/97.
Rdzeń transformatora stanowią dwie kształtki rdzenia ferrytowego E 30/7 z materiału F-807 produkcji ZMM POLFER, ze szczeliną powietrzną i stałej Al = 310 nH/zw . Żądaną wartość stałej Al uzyskujemy przez zeszlifowanie powierzchni czołowej kolumny środkowej jednej z połówek rdzenia. Należy wykonać taką szczelinę, aby indukcyjność uzwojenia pierwotnego transformatora TRI (końcówki 9, 10) wynosiła L = 627ą10 /jH. Orientacyjna szerokość szczeliny wynosi 0,2 mm. Piłowanie rdzenia wykonujemy pilnikiem diamentowym, np. do paznokci. Pomiar indukcyjności uzwojenia dokonujemy miernikiem indukcyjności, lub mostkiem, np. opisanym w nr 4/97 PE.
Uruchamianie zasilacza rozpoczynamy od sprawdzenia poprawności montażu Do wyjścia zasilacza podłączamy rezystor o mocy 2 W i rezystancji rzędu 100 fi, woltomierz napięcia stałego. Dołączenie tego rezystora ma na celu szybkie rozładowywanie kondensatorów filtra wyjściowego zasilacza przy ustawianiu napięcia wyjściowego. Dobrze jest też przyłączyć równolegle do kondensatora C2 rezystor rozładowujący o wartości 100 L1/2 W. Następnie załączamy układ do sieci. Po około 1 s od chwili załączenia napięcie wyjściowe powinno osiągnąć wartość znamionową. Dokładne ustawienie napięcia wyjściowego przeprowadzamy potencjometrem Pl.
Zasilacz może dostarczyć 25-7-30 W mocy wyjściowej. Moc maksymalna ograniczona jest typem zastosowanego układu Tl. Na moc wyjściową oraz sprawność zasilacza podstawowy wpływ ma także jakość wykonania transformatora impulsowego TRI. Przy mocach wyjściowych powyżej 15 W układ Tl oraz ewentualnie diodę D8 należy zaopatrzyć w radiatory, których konstrukcję pozostawiamy Czytelnikom.
Przypominamy także o zachowaniu szczególnych środków bezpieczeństwa podczas uruchamiania urządzenia, ze względu na bezpośrednie połączenie układu z siecią energetyczną, o napięciu niebezpiecznym dla życia człowieka.
Wykaz elementów
Tl - TOP 204YAI
D1-7-D4 - 1N4007
D5 - dioda Zenera P6KE200
D6 - BA 159
D7 - 1N4148
D8 - patrz Tabela 1
D9 dioda referencyjna TL 431C
DLI - Dps U15L21 (POLFER)
Dł2 -DR 10/6 (POLFER)
VI - CNY 17-2
Praktyczny Elektronik H/1997
17
TRI - transformator impulsowy
patrz Tabela 1 i opis w tekście
Rl -10fi/0,125W
R4, R7 -47 n/0,125 W
R6 - 10 kfi/0,125 W
R2 -0,125 W patrz Tabela 1
R3 - 0,5 W patrz Tabela 1
R5 -0,125 W patrz Tabela 1
Pl - wieloobrotowy montażowy, patrz tabela
C6 - 1 nF/250 V typ MKT-Y-10,
nie stosować typów zastępczych
Cl - 100 nF/250 V typ MKT-X-10,
nie stosować typów zastępczych
C3, C4, C7,
C9, Cli - 100 nF/63 V MKSE
C2 -47//F/400 V typ KED
C5 - 47 //,/10 V typ 04/M
C10, C12 - typ 04/M patrz Tabela 1
płytka drukowana numer 338
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE.
Cena: 5,45 zł + koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać
w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O D. J. P.
Rys. 4 Płytka drukowana i rc
.lir; elementów
Elektronika inaczej cz. 19 - podstawowe układy tranzystorowe
przy małych sygnałach
Do rozpatrzonej poprzednio analizy układów tranzystorowych przy dużych sygnałach, niezbędna jest znajomość charakterystyk tranzystora. Nie jest ona natomiast wymagana, jeśli tylko zmiany napięć i prądów są dużo mniejsze od napięć i prądów zasilających. Przy
małych zmianach interesuje nas jedynie fragment nieliniowej charakterystyki, który można zastąpić odcinkiem linii prostej. Linię prostą z kolei opisuje nieskomplikowana zależność:
y = a Ś x + b
18
Praktyczny Elektronik 8/1997
Zmienna niezależna x to sygnał wejściowy. Zmienna zależna y odpowiada sygnałowi wyjściowemu. Współczynnik a to tzw. nachylenie określające wpływ sygnału wejściowego na wyjściowy. Współczynnik b odpowiada tzw. składowej stałej sygnału wyjściowego - tyle wynosi y, jeśli x = 0.
Nieliniowy element jakim jest tranzystor można przedstawić w formie liniowego modelu zawierającego tylko elementy liniowe. Nie należy zapominać, że taki model jest odpowiedni dla ograniczonego zakresu napięć i prądów. Wprowadzimy tutaj pojęcie punktu pracy , który określa położenie prądu i napięcia na charakterystykach tranzystora bez wysterowania (np. bez sygnału wejściowego). Dla każdego punktu pracy można określić parametry małosygnałowe aproksymujące charakterystykę odcinkiem linii prostej. Parametry te zależą od położenia punktu pracy.
Zajmiemy się tworzeniem modeli liniowych elementów i układów, a w dalszej kolejności sposobami ustalania punktu pracy tranzystorów. Zagadnienie ustalania punktu pracy nazywane polaryzacją tranzystora jest dość kłopotliwe z uwagi na silną zależność charakterystyk od temperatury, jak i rozrzuty charakterystyk poszczególnych egzemplarzy tranzystorów tego samego typu.
Sygnały zmienne
Do ich opisania posłużymy się znanym już wzmacniaczem ze wspólnym emiterem. Schemat wzmacniacza oraz jego charakterystyka przejściowa przypomniane są na rys. 1.
Środkowy odcinek tej charakterystyki jest liniowy. Dowolny przyrost siły elektromotorycznej eg mieszczący się w jej zakresie wywołuje proporcjonalny przyrost napięcia wyjściowego u^. Stosunek tych dwóch wielkości określa nachylenie liniowego odcinka charakterystyki i nazywany jest wzmocnieniem napięciowym ku-
ku = UKss/Egss
Wymiarem wzmocnienia jest [V/V]. Często jest ono wyrażane w jednostkach względnych decybelach [dB].
ku [dB] = 20lgku [V/V]
Zauważmy, że przyrostowi siły elektromotorycznej odpowiada malenie napięcia u^ Oznacza to odwrócenie fazy sygnału wyjściowego względem wejściowego, charakterystyczne dla wzmacniacza WE. Właściwość tą zauważymy również na rys. 2 prezentującym przebiegi na wejściu i wyjściu wzmacniacza.
Rys. 2 Przebiegi, wejściowy i wyjściowy wzmacniacza WE
Każdy z tych przebiegów zawiera składową stałą (linia przerywana), na którą nałożony jest mały sygnał zmienny. W tym przypadku jako sygnał zmienny wykorzystany jest przebieg sinusoidalnie zmienny. Istotną wielkością sygnału zmiennego jest jego wartość mię-dzyszczytowa (EgSS lub U(^ss). Połowa wartości mię-dzyszczytowej nazywana jest amplitudą (Egm, U|^m). Sygnał sinusoidalny jest przebiegiem okresowym, charakteryzującym się tzw. okresem T [s]. Z okresem bezpośrednio związana jest częstotliwość f [Hz].
f=l/T
EgSS
Rys. 1 Wzmacniacz WE i jego charakterystyka przejściowa
Sygnały wejściowy i wyjściowy wzmacniacza WE (układu liniowego) posiadają taką samą częstotliwość. Różnią się wielkością (amplitudą) oraz fazą (180�).
Model liniowy tranzystora (małosygnałowy)
Małosygnałowy model elementu elektronicznego to układ liniowy określający prawidłowo jedynie zależność między sygnałami zmiennymi, wejściowym i wyjściowym. Konfiguracja układu modelu i wartości jego elementów zależą od położenia punktu pracy. Aby wybrać odpowiedni punkt pracy niezbędna także tutaj okazuje się znajomość charakterystyk elementu.
Praktyczny Elektronik 8/1997
19
Pomocne przy wyborze punktu pracy okazuje się przeanalizowanie działania układu przy dużych sygnałach, a konkretnie określenie jego charakterystyki przejściowej.
Spróbujemy stworzyć modele tranzystorów bipolarnych i unipolarnych zawierające jedynie rezystory i źródła sterowane. Modele takie spełniają poprawnie swoją rolę, dopóki mamy do czynienia ze stosunkowo powolnymi zmianami sygnału. Nazwiemy je umownie częstotliwościami średnimi. Zakres średnich częstotliwości obejmuje w zasadzie częstotliwości akustyczne (do 10 kHz). Proponowane modele przedstawione są na rys. 3.
R-ys. 3 Równoważne modele typu n tranzystora bipolarnego dla małych sygnałów
Modele te są równoważnymi, składają się z rezystancji bazy r^ i sterowanego źródła prądowego w obwodzie kolektora. Rezystancja bazy reprezentuje zależność prądu bazy i^ od napięcia ugg.
rb = uBE/'b
Zależność ta dotyczy jedynie składowych zmiennych - małosygnałowych. Modele różnią się wielkościami sterującymi źródło prądowe. Na rys. 3a wielkością sterującą jest prąd bazy i^.
'K
= Bni
0'b
W modelu z rys. 3b wielkością sterującą jest napięcie uBE.
i� =gm UBE
Po ' gm S3 odpowiednimi współczynnikami proporcjonalności. /?o to znany już współczynnik wzmocnienia prądowego układu ze wspólnym emiterem. Indeks "0" podkreśla wartość współczynnika w określonym punkcie pracy. Współczynnik gm nazywany jest nachyleniem charakterystyki. Wymiarem współczynnika (3qv jest [A/A], natomiast wymiarem gm jest [mA/V] lub [mS]. Oba współczynniki są związane rezystancją r^ w sposób następujący:
rb = A)/gm
Modele te nie uwzględniają wielu zjawisk jakie zachodzą w tranzystorze jak np. przenikanie energii z wyjścia na wejście, ale z powodzeniem spełniają swoją rolę w rozpatrywaniu układów przy małych sygnałach i średnich częstotliwościach. Ich istotną zaletą jest prostota.
Dalej zajmiemy się wykorzystaniem poznanych modeli do tworzenia schematów zastępczych i analizy wzmacniaczy WE i WK.
Wzmacniacz WE
Dotychczas rozpatrywane układy wzmacniacza WE miały zapewnioną polaryzację punktu pracy tranzystora ze źródła sygnału eg. Praktycznie siła elektromotoryczna posiada tylko składową zmienną - sygnał, a polaryzację tranzystora zapewniają dodatkowe elementy, najczęściej rezystancje dołączane do elektrod tranzystora. Niezbędne jest oddzielenie obwodów źródła sygnału i obciążenia od tranzystora dla składowych stałych. Uzyskuje się to przez włączenie szeregowo z wejściem i wyjściem kondensatorów tzw. kondensatorów sprzęgających. Kondensatory nie przewodzą prądu stałego, natomiast prawie nie stanowią przeszkody dla składowej zmiennej. Schemat takiego wzmacniacza WE pokazuje rys. 4.
-----------------O+LJ2
u2 Ro
R.ys. 4 Praktyczny schemat wzmacniacza WE
Źródło sygnału eg z rezystancją wewnętrzną rg dołączone jest przez kondensator sprzęgający Cl do bazy tranzystora. Baza tranzystora jest polaryzowana za pomocą rezystora Rg. Sygnał wyjściowy z kolektora podawany jest przez kondensator sprzęgający C2 do rezystancji obciążenia Ro.
Schemat zastępczy wzmacniacza utworzymy po zastąpieniu tranzystora jego modelem typu II. Dla składowej zmiennej źródła napięć zasilających stanowią zwarcie. Dla średnich częstotliwości także kondensatory sprzęgające stanowią zwarcie i można je pominąć. W efekcie otrzymujemy układ zastępczy wzmacniacza pokazany na rys. 5.
------o-
R.ys. 5 Schemat zastępczy wzmacniacza WE dla średnich częstotliwości
Spróbujemy na podstawie tego schematu określić podstawowe parametry wzmacniacza: wzmocnienie, rezystancje wejściową i wyjściową. Dotychczas wzmocnię-
20
Praktyczny Elektronik 8/1997
nie określaliśmy jako stosunek napięcia wyjściowego do siły elektromotorycznej sygnału. Jest to tzw. wzmocnienie skuteczne kus^. Właściwe wzmocnienie napięciowe ku określane jest jako stosunek napięć - wyjściowego do wejściowego.
ku = u2
Zauważmy, że dla składowej stałej do kolektora tranzystora jest dołączony jedynie rezystor R^. Dla składowej zmiennej będzie to natomiast równoległe połączenie R[^ i Ro Ich rezystancję wypadkową oznaczymy jako Rr.
Napięcie wyjściowe u2 będzie spadkiem napięcia na tej rezystancji wywołanym przez prąd źródła prądowego gm Ś uj.
U2 = -gm �uj � Rr
ku = u2/u^ = -gm � Rr
Znak " " wynika z zaznaczonych kierunków napięć i prądu źródła. Reprezentuje odwrócenie fazy sygnału wyjściowego względem wejściowego. Jak widać ze wzoru wzmocnienie jest wprost proporcjonalne do wielkości współczynnika gm i rezystancji Rr. Jeśli rezystancja obciążenia jest dużo większa od rezystancji R[^ to ich równoległe połączenie będzie miało wartość zbliżoną do Ri/.
Rezystancja wejściowa wzmacniacza to rezystancja widziana na jego zaciskach wejściowych. Jak łatwo zauważyć będzie ją stanowiło równoległe połączenie Rg i rb. Zwykle Rg jest dużo większe od rb i przyjmuje się, że rezystancja wejściowa wzmacniacza jest równa rb.
Rwe = rb
Rezystancja wyjściowa to rezystancja widziana od strony obciążenia na zaciskach wyjściowych.
Rwy = Rj<
Rezystancja obciążenia Ro wprawdzie wpływa na wzmocnienie, ale należy do następnego stopnia. Inaczej jest to rezystancja wejściowa np. kolejnego stopnia wzmacniającego i nie może być zaliczona jako składnik rezystancji wyjściowej stopnia poprzedniego.
Wzmacniacz ze wspólnym kolektorem
Schemat wzmacniacza ze wspólnym kolektorem (wtórnika emiterowego) pokazany jest na rys. 6.
Zawiera on kondensatory sprzęgające Cl i C2, rezystor polaryzujący bazę tranzystora Rg, rezystor emite-rowy Rr: i rezystancję obciążenia Ro. Sygnał wejściowy podawany jest ze źródła o sile elektromotorycznej eg i rezystancji wewnętrznej Rg. Stosując te same zasady co poprzednio stworzymy schemat zastępczy pokazany na rys. 7.
R.ys. 6 Praktyczny schemat wzmacniacza WK
Rys. 7 Schemat zastępczy wzmacniacza WK dla średnich częstotliwości
Schemat ten jest bardziej skomplikowany niż dla wzmacniacza WE i trudniejsze są zabiegi rachunkowe dla uzyskania parametrów wzmacniacza. Zakładając bardzo dużą wartość Rg można pominąć jej wpływ. Równolegle połączone Rr: i Ro zastąpimy ich rezystancją wypadkową Rr. Napięcie wyjściowe u2 będzie równe:
u2 = ie � Rr
Prąd ie jest sumą prądu wejściowego ib i prądu źródła gm Ś ub.
ie = ib +gm � ub = ib Ś (1 +gm � rb) =
= ib Ś (1 + /?0) Ostatecznie napięcie wyjściowe będzie równe:
Napięcie wejściowe będzie natomiast równe sumie napięć ub i u2.
Wzmocnienie napięciowe uzyskamy po podzieleniu obu tych wzorów:
ku = u2/u1
Mianownik uzyskanego ułamka będzie większy od licznika o rb. Oznacza to, że już przy stosunkowo niedużym współczynniku /?o wzmocnienie napięciowe wtórnika emiterowego jest bliskie 1 [V/V]. Jednak zawsze będzie niewiele mniejsze od 1.
Dla obliczenia rezystancji wejściowej wprowadzimy pomocniczą rezystancję wejściową tranzystora:
Praktyczny Elektronik 8/1997
21
Składnikiem dominującym tej rezystancji jest (l+/?o)Rr- Właściwa rezystancja wejściowa będzie wypadkową równolegle połączonych RWet ' zapomnianego już RB.
Rwe = RB � (l+A>)Rr/[RB + (l+/?o)Rr]
Skomplikowane wyprowadzenia już chyba wszystkich zmęczyły, dlatego bez wyprowadzania podam wzór na rezystancję wyjściową:
Wprawdzie wzmocnienie napięciowe wtórnika emiterowego jest bliskie jedności, jednak daje on wzmocnienie prądu kj.
kit = 'e/'b = 1+A)
Wzór ten nie uwzględnia rozpływu prądu ie między rezystory Re i Ro- Określa on właściwie wzmocnienie prądowe samego tranzystora. Wzmocnienie prądowe dokładnie definiowane jest jako stosunek prądu wyjściowego (płynącego przez Ro) do prądu wejściowego.
kj = kjt � p
gdzie: p = RE/(RE + Ro) Wtórnik źródłowy
Żeby, nie tylko tranzystory bipolarne, zrobimy coś na tranzystorze polowym. Aby z kolei nie było to zadanie trywialne będzie to odpowiednik wtórnika emiterowego tzw. wtórnik źródłowy.
Rys. 8 Wtórnik źródłowy
Brak kondensatora sprzęgającego źródło sygnału z bramką tranzystora oznacza, że jest ona na potencjale 0 V dla składowej stałej. Przepływ prądu drenu przez rezystancję Rc spowoduje wystąpienie napięcia dodatniego na źródle i w konsekwencji prawidłową polaryzację złącza bramka - źródło w kierunku zaporowym. Kondensator C oddziela źródło tranzystora od rezystancji obciążenia Ro dla składowej stałej.
Do stworzenia schematu zastępczego niezbędny będzie model małosygnałowy tranzystora unipolarnego.
Rys. 9 Model małosygnałowy tranzystora polowego
Obwód bramka - źródło stanowi przerwę (bardzo duża rezystancja). Obwód wyjściowy zawiera sterowane źródło prądowe gm � Ug. Model ten uwzględnia znany nam brak poboru prądu ze źródła sygnału.
Rys. 10 Schemat zastępczy wtórnika źródłowego
Inaczej jest to układ ze wspólnym drenem. Także i tutaj dla składowej zmiennej połączone są równolegle rezystancje Rg i Ro. Zastąpimy je rezystancją wypadkową Rr- Napięcie wyjściowe U2 jest równe:
"2 = gm � ug � Rr Napięcie wejściowe u^ jest sumą Ug i U2-
U} = ug Ś (1 + gm � Rr) Wzmocnienie napięciowe wynosi:
ku = U2/U1 = gm Ś Rr/(1 + gmRr)
Jest ono także bliskie 1 [V/V], ponieważ iloczyn gm � Rr jest dużo większy od 1. Rezystancja wejściowa jest bardzo duża, co wynika z zasady działania tranzystora unipolarnego. Rezystancja wyjściowa wynosi:
Rwy = RS/(l + gmRs)
Darujemy sobie określanie wzmocnienia prądowego ponieważ prąd wejściowy jest równy 0.
Przedstawione przykłady modeli małosygnałowych tranzystorów i sposoby analizy prostych układów mogą służyć jako zachęta do dalszego pogłębienia "znajomości z elektroniką". Życzymy sukcesów na tym polu. W kolejnym odcinku przedstawimy zagadnienia ustalania punktów pracy elementów półprzewodnikowych.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
22
Pra.ktyc.zny Elektronik 8/1997
Fonia równoległa stereo
Towarzyszący coraz częściej obrazowi dźwięk stereofoniczny lub dwa dźwięki, wprowadzane zwłaszcza w sieciach telewizji kablowej są niedostępne dla posiadaczy odbiorników monofonicznych. Opisywana przystawka umożliwia zmianę tej sytuacji po jej zamontowaniu w odbiorniku telewizyjnym. Sygnał stereofoniczny lub dwa wybierane dźwięki można odtwarzać za pomocą stereofonicznego zestawu audio.
Stereofonia w telewizji
Sygnały foniczne w technice telewizyjnej początkowo były traktowane jako kłopotliwy dodatek. Nawet w niektórych systemach do ich przesyłania wykorzystuje się modulację amplitudy AM. Powszechniejsze jednak stało się przesyłanie dźwięku towarzyszącego z wykorzystaniem modulacji częstotliwości FM. Kolejnym krokiem wymuszonym przez konkurencję było wprowadzanie dźwięku stereofonicznego. Prawie każda z liczących się organizacji producentów preferowała własny system.
Ogólnie systemy stereofoniczne stosowane w telewizji można podzielić na dwie grupy: analogowe i cyfrowe.
Do grupy systemów analogowych zaliczyć należy systemy oparte na znanym z radiofonii zwielokrotnianiu częstotliwościowym (sygnał MPX). W paśmie podstawowym 50-rl5000 Hz przekazywany jest sygnał sumy kanałów (sygnał monofoniczny). Sygnał różnicy kanałów jest przesunięty na osi częstotliwości dzięki modulacji amplitudy z wytłumioną nośną. Dodatkowy dźwięk przekazywany jest za pomocą modulacji amplitudy kolejnej podnośnej. Znalazły one jednak stosunkowo małe zastosowanie w telewizji. Zmodyfikowany sygnał MPX wykorzystujący modulację częstotliwości do przesyłania sygnałów różnicy kanałów stosowany jest w Japonii.
W krajach niemieckojęzycznych objętych systemem telewizji kolorowej PAL przyjął się system A2 wprowadzony początkowo w telewizji jeszcze zachodnionie-mieckiej. System ten wykorzystywany jest także w modulatorach telewizyjnych stereo stosowanych w stacjach telewizji kablowej w naszym kraju.
WE o-
m.cz.2
m.cz.1
-OP
(117Hz)
(274Hz)
(54,7kHz)
Rys. 1 Schemat blokowy
Wykorzystuje on dwie fale nośne modulowane częstotliwościowo do przesyłania dwóch dźwięków lub dźwięku stereofonicznego. Na częstotliwości nośnej 5,5 MHz przesyłany jest pierwszy dźwięk lub sygnał sumy kanałów (sygnał monofoniczny) przy dźwięku stereofonicznym. Na drugiej nośnej o częstotliwości 5,74 MHz przesyłany jest drugi dźwięk lub sygnał kanału prawego przy stereofonii, oraz sygnał identyfikacji. Do identyfikacji, czyli odróżnienia sposobu emisji wykorzystuje się dodatkową podnośną o częstotliwości 54,7 kHz modulowaną amplitudowo. Brak podnośnej lub jej modulacji sygnalizuje transmisję monofoniczną. Pod-nośna modulowana częstotliwością 117,5 Hz sygnalizuje transmisję stereofoniczną. Przy dwóch dźwiękach podnośną modulowana jest częstotliwością 247,1 Hz.
Praktyczny Elektronik 8/1997
23
R-ys. 2 Schemat ideowy
W Polsce przeprowadzano próby z tym systemem wykorzystując jako drugą nośną częstotliwość 6,25 MHz. Na podobnej zasadzie funkcjonuje system wielokanałowego przekazu fonii w telewizji satelitarnej. Jest to tzw. metoda Wege-nera. Podstawowy dźwięk nadawany jest na nośnej
0 częstotliwości 6,65 MHz. W przedziale od 7,02 MHz do 9 MHz możliwe jest umieszczenie 12 dodatkowych nośnych z odstępem 0,18 MHz.
Przyszłość jednak należy do systemów cyfrowych. Aktualnie stosowany jest w telewizji naziemnej system oznaczony symbolem IMICAM 728. Został on wykorzystany w Wielkiej Brytanii i krajach skandynawskich. Także Telewizja Polska przygotowuje się do jego wprowadzenia. Na podstawowej nośnej transmitowany jest analogowy sygnał monofoniczny zapewniający tzw. kompatybilność, czyli odbiór przez tradycyjne odbiorniki bez dekoderów NICAM. Dodatkowa nośna modulowana jest sygnałem cyfrowym umożliwiając przekazywanie dźwięku stereofonicznego o jakości zbliżonej do uzyskiwanej z odtwarzaczy płyt CD lub dwóch dźwięków monofonicznych.
Schemat blokowy
Proponowana do wykonania przystawka przeznaczona jest do odbioru sygnałów stereofonicznych lub dwóch dźwięków transmitowanych w systemie A2. Zawiera tzw. quasi równoległy tor fonii oraz układy identyfikacji, dekodowania
1 przełączania dźwięków. Opisywany schemat blokowy zawierający jednocześnie uproszczone schematy blokowe użytych układów scalonych przedsta-
24
Praktyczny Elektronik 8/1997
Sygnał wejściowy powinien zawierać wszystkie składowe sygnału częstotliwości pośredniej wizji. Może być pobierany z wejścia filtru z falą powierzchniową. Sygnał ten jest wydzielany przez filtr Fsw i podawany do wzmacniacza p.cz. wizji zawartego w układzie scalonym US1. Wzmocniony sygnał poddawany jest demo-dulacji amplitudy w DAM. Uzyskane na wyjściu demodulatora sygnały różnicowe fonii są wydzielane za pomocą filtrów ceramicznych FC1, FC2 i przekazywane do wzmacniaczy ograniczających p.cz. fonii. Ograniczone sygnały poddawane są demodulacji częstotliwości w DFM 1 (5,5 MHz) i DFM 2 (5,74-MHz).
Sygnały małej częstotliwości m.cz. 1 i m.cz. 2 podawane są do układu US2. Oba sygnały przez wzmacniacze wejściowe przechodzą do układu matrycy, a dalej do przełącznika wyjść. Zadaniem matrycy jest wytworzenie z odbieranych sygnałów L + P i P, sygnałów kanałów L i P (przy transmisji stereofonicznej). Dwa dźwięki lub sygnał monofoniczny nie są modyfikowane w matrycy.
Sygnał m.cz. 2 podawany jest dodatkowo do wzmacniacza PILOT, na którego wyjściu znajduje się demodulator amplitudy DAMP, demodulujący tzw. sygnał pilota o częstotliwości 54,7 kHz.
Sygnał z wyjścia demodulatora podawany jest przez filtr f: (117 Hz) lub f2 (247 Hz) do układu identyfikacji. Układ identyfikacji steruje działaniem matrycy i przełącznika wyjść. Sygnalizuje także aktualny stan za pomocą diod LED Dl i D2.
Układ US2 zawiera dwa wyjścia stereofoniczne WY1 i WY2 oraz nie zaznaczone wejście sygnału monofonicznego. Blok sterowania umożliwia wymuszenie trybu pracy monofonicznej przy odbiorze fonii stereo M/S oraz przełączanie fonii l/ll przy odbiorze dwóch dźwięków. Wybrany dźwięk jest podawany jednocześnie na zaciski L i P wybranego wyjścia.
Opis działania i schemat ideowy
Jak już zaznaczono wcześniej do budowy przystawki wykorzystano dwa układy scalone produkowane przez Philipsa. Są to układy TDA 2556 (US1) i TDA 3803A (US2).
Sygnał p.cz. wizji przez kondensator Cl podawany jest do filtru Fl, C2 i dalej przez kondensator C3 do wejścia wzmacniacza p.cz. (wyprowadzenie 3 US1). Obwód demodulatora wizji składa się z filtru F3 i kondensatora Cli.
Sygnał o częstotliwości różnicowej fonii z wyprowadzenia 19 wydzielany jest przez filtry ceramiczne Q4 i Q5 (5,5 MHz). Zastosowanie dwóch filtrów poprawia selektywność wymaganą wskutek małego odstępu obu częstotliwości nośnych (5,5 5,74 MHz). Dla umożliwienia odbioru fonii monofonicznej krajowego systemu, dodatkowo dołączono równolegle filtr Q3 (6,5 MHz). Filtry ceramiczne dołączone są przez rezystory dopasowujące R4, R5. Sygnał z filtrów podawany jest do wejścia wzmacniacza p.cz. fonii (17).
Sygnał o częstotliwości różnicowej uzyskiwany jest także na wyprowadzeniu 6. Wydzielany jest on przez
dwa filtry - Ql, Q2 (5,74 MHz) i podawany do wejścia drugiego wzmacniacza p.cz. fonii (8).
Między wyprowadzenia 13 i 14 dołączone są przesuwniki fazowe demodulatorów częstotliwości 5,5 i 6,5 MHz. Między wyprowadzenia 11, 12 włączony jest przesuwnik demodulatora częstotliwości 5,74 MHz. Wyjścia demodulatorów to wyprowadzenia 15 i 10.
Zasilanie doprowadzone jest do wyprowadzenia 23 US1. Dołączone kondensatory zapewniają filtrację i blokowanie odpowiednich wyprowadzeń układu.
Sygnał m.cz. 1 z wyprowadzenia 15 (USl) podawany jest przez kondensator C16 i rezystor R9 do wejścia 25 (US2). Rezystor R13 to rezystor sprzężenia zwrotnego wejściowego wzmacniacza operacyjnego. Sygnał m.cz. 2 z wyprowadzenia 10 (USl) przez C17 i RIO podawany jest do wejścia 27 (US2). Rezystor nastawny Pl służy do regulacji wzmocnienia wejściowego wzmacniacza operacyjnego w celu uzyskania właściwych proporcji sygnałów przy odbiorze stereofonicznym.
Wyższe częstotliwości składowe sygnału m.cz. 2 są przez kondensator C23 podawane do wejścia wzmacniacza pilota (2). Sygnał pilota jest wydzielany przez obwód rezonansowy F6, C24 i podawany do demodulatora AM. Z wyjścia demodulatora (28) przez kondensator C27 sygnał identyfikacji podawany jest do filtrów RC współpracujących ze wzmacniaczami operacyjnymi we wnętrzu US2. Składowa stała napięcia z wyjścia demodulatora podawana jest do wyprowadzenia 3 i służy do automatycznej regulacji wzmocnienia wzmacniacza pilota oraz sygnalizując obecność pilota uruchamia układ identyfikacji. Dokładne częstotliwości filtrów środkowo-przepustowych regulowane są rezystorami nastawnymi P2 (117 Hz) i P3 (247 Hz).
Z układem identyfikacji związane są diody świecące Dl i D2. jednoczesne świecenie obu diod wskazuje odbiór sygnału stereofonicznego. Brak świecenia oznacza odbiór fonii mono. Świecenie jednej z diod oznacza odbiór jednego z dźwięków, wybranego przez ustawienie przełącznika WŁ2. Zmiana położenia WŁ2 powoduje zmianę odtwarzanego dźwięku i jednoczesną zmianę świecącej diody. Przełącznik WŁ1 umożliwia wymuszenie odbioru monofonicznego przy transmisji stereofonicznej - wskazane przy odtwarzaniu monofonicznym.
Wyjście sygnału kanału lewego to wyprowadzenie 23, a prawego 22. Rezystory R14, R15 i kondensatory C21, C22 to elementy układu deemfazy. Do wyjść L i P sygnały podawane są przez rezystory separujące Rll, R12 i kondensatory sprzęgające C19, C20.
Na wyprowadzeniu 11 uzyskuje się napięcie odniesienia równe 6 V, filtrowane kondensatorem C34. Zasilanie US2 doprowadzone jest do wyprowadzenia 13. Sumaryczny pobór prądu obu układów wynosi około 100 mA. Prądy diod świecących ograniczane są wewnątrz US2 do 10 mA. Oznacza to, że maksymalny pobór prądu przy odbiorze stereofonicznym, kiedy jednocześnie świecą obie diody może wynosić 120 mA. Napięcie zasilania powinno być stabilizowane i wynosi 12 V.
Praktyczny Elektronik 8/1997
25
Montaż i uruchomienie
Przy kompletacji elementów spodziewamy się największych problemów z filtrami. Jako Fl i F3 można stosować te same rodzaje filtrów pamiętając o doborze kondensatorów odpowiednio C2 i Cli. Filtry zastępcze mogą mieć także inne rozmieszczenie wyprowadzeń, co może wymagać zmiany połączeń od strony druku Podamy zestawienie przykładowych filtrów zastępczych wraz z ich indukcyjnością i wartościami pojemności C2 i Cli.
Filtr L [f/H] C2 [pF] Cli [PF]
235 0,39 51 43
504 0,62 33 27
505 0,48 43 36
506 0,61 33 27
513 0,53 39 33
Trudności mogą wystąpić także ze zdobyciem filtrów ceramicznych SFE 5,74 MHz. Proponuję udać się na giełdę elektroniczną i poszukać podzespołów od starych telewizorów niemieckich, z których można je zdemontować.
Rys. 3 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
26
Praktyczny Elektronik 8/1997
W pierwszej kolejności zamontować zwory i kołki lutownicze. Następnie elementy RC, filtry i na zakończenie układy scalone. Ponieważ płytka przystawki powinna znajdować się jak najbliżej wzmacniacza p.cz. wizji odbiornika telewizyjnego wyłączniki WŁ1, WŁ2 i diody luminescencyjne można zamontować w innym łatwo dostępnym, a w przypadku diod widocznym miejscu. Połączenia z płytką tych elementów wymagają niewielkiej ilości przewodów, a długość ich nie jest specjalnie ograniczana. Z powodzeniem można zrezygnować z wyłącznika WŁ1 zdając się na automatykę układu identyfikacji. Wyjścia sygnałów m.cz. (L, P) wyprowadzić odpowiednio długimi przewodami ekranowanymi zakończonymi wtykami dostosowanymi do gniazd posiadanego zestawu audio.
UWAGA! Przed manipulowaniem wewnątrz odbiornika telewizyjnego bezwzględnie wyłączyć jego zasilanie.
Przystawka może być wykorzystana z opisywanym niedawno tunerem telewizyjnym. Nie należy wtedy montować na płytce tunera układów wzmacniacza p.cz. i demodulatora fonii oraz wzmacniacza m.cz.
Pewien problem może stanowić zasilanie przystawki z uwagi na dość duży pobór prądu. Po dołączeniu zasilania sprawdzić czy nie nastąpi spadek napięcia świadczący o zadziałaniu ograniczania stabilizatora. Ale zanim dołączy się zasilanie, sprawdzić poprawność montażu, a zwłaszcza brak zwarć.
Sygnał wejściowy należy pobierać z wejścia filtru z falą powierzchniową (z kolektora tranzystora), znajdującego się na wejściu wzmacniacza p.cz. wizji odbiornika telewizyjnego. Sygnał podawać przewodem nie-ekranowanym o jak najmniejszej długości. Jeśli długość przewodu przekroczy 10 cm należy zmienić miejsce montażu kondensatora Cl. Kondensator zamontować w punkcie pobierania sygnału, a drugi koniec przewodu dołączyć do punktu połączenia kondensatora C2 i filtru Fl.
Do uruchomienia przystawki niezbędny jest miernik uniwersalny (multimetr) i dostęp do sygnału telewizyjnego stereofonicznego lub z dwoma dźwiękami, a wskazany wobuloskop i oscyloskop. Po podłączeniu przystawki do odbiornika telewizyjnego, przewody sygnałowe m.cz. dołączyć do zestawu audio. Podczas uruchamiania zachować jak najdalej posuniętą ostrożność łącznie z asekuracją drugiej osoby, z poleceniem wyłączenia zasilania sieciowego w przypadku porażenia.
Rezystory nastawne ustawić w środkowe położenia, a przełączniki w pozycjach "STEREO" i "I". Po wybraniu kanału dowolnej stacji telewizyjnej krajowej dostroić filtry Fl, F3 i F5 na czysty odbiór fonii monofonicznej słyszany za pośrednictwem dołączonego zestawu audio. Następnie wybrać stację zagraniczną z częstotliwością różnicową fonii 5,5 MHz i zestroić filtr F4 na czysty odbiór fonii.
Po wyłączeniu zasilania telewizora wymontować kondensator C16 i połączyć rezystor R9 do punktu połączenia kondensatora C17 i rezystora RIO. Inaczej dołączyć sygnał z demodulatora 5,74 MHz (10 USl) do
wejścia sygnału monofonicznego US2 (25). Włączyć zasilanie i wybrać kanał z sygnałem stereo lub dwoma dźwiękami. Zestroić filtr F2 dla uzyskania czystego sygnału. Po wyłączeniu zasilania przywrócić połączenia do poprzedniej postaci.
Po włączeniu zasilania ustawić odbiór kanału stereofonicznego (np. 3SAT). Multimetr dołączyć do wyprowadzenia 4 US2. Strojąc rdzeniem filtru F6 uzyskać wysoki poziom napięcia (5-^12 V). Świadczy to o występowaniu sygnału identyfikacji (54,7 kHz). Regulując rezystorem nastawnym P2 uzyskać świecenie obu diod luminescencyjnych. Przy identyfikacji sygnału stereofonicznego na wyprowadzeniu 9 US2 powinno być napięcie w zakresie 0-^2,5 V. Rezystorem nastawnym Pl uzyskać symetrię sygnałów wyjściowych kanałów L i P oraz najlepszy efekt stereofoniczny.
Ustawić odbiór sygnału z podwójnym dźwiękiem (np. EUROSPORT). Rezystorem nastawnym P3 uzyskać zaświecenie diody luminescencyjnej Dl. Napięcie na wyprowadzeniu 9 powinno być większe od 5 V, co świadczy o odbiorze podwójnego dźwięku. Wcisnąć przełącznik WŁ2 - powinna zaświecić dioda D2 i powinien zmienić się słyszany dźwięk. Jeśli regulacje rezystorem Pl przy odbiorze stereofonicznym nie dały wyraźnego efektu, można teraz ustawić za jego pomocą jednakowe wielkości sygnałów poszczególnych dźwięków.
Po wyłączeniu zasilania telewizora starannie zamocować płytkę, a następnie ściankę tylną. Dźwięk stereo towarzyszący nowszym filmom zawiera partie w systemie Dolby Stereo lub Dolby Surround. Możemy idąc dalej zmontować dekoder surround i uzyskać dźwięk do-okólny kino domowe.
Wykaz elementów:
USl -TDA2556
US2 - TDA 3803A
Dl, D2 - LED
Rl, R2, R4^R6 - 560 n/0,125 W
R3, R7, R8, R14,
R15, R25, R26 - 1 kn/0,125 W
R19 -5,6 kn/0,125 W
R16, R17 - 6,8 kn/0,125 W
R9, RIO - 10 kn/0,125 W
R13 - 12 kn/0,125 W
R24 -39 kn/0,125 W
R23 -47 kn/0,125 W
R20 - 68 kn/0,125 W
Rll, R12 - 100 kn/0,125 W
R21, R22 - 220 kn/0,125 W
R18 -470 kn/0,125 W
P2, P3 - 470 n TVP 1232
Pl - 22 kn TVP 1232
Cl -5,6 pF/50 V KCP
C2 -22 pF/50 V KCP
Cli -33 pF/50 V KCP
C23 - 1 nF/50 V KCPf
C15 1 nF/63 V KSF-020
C9, C14 - 1,5 nF/63 V KSF-020
Praktyczny Elektronik 8/1997
27
C3, C4, C5 -4,7 nF/25 V KFPf
C24 - 8,2 nF/63 V KSF-020
C7, CIO, C12, C33 - 22 nF/25 V KFPf
C8, C13, C18, C21, C22 -47 nF/25 V KFPf
C29, C31 - 100 nF/63 V MKSE-20
C19, C20, C28, C29 - 220 nF/63 V MKSE-20
C6 - 330 nF/63 V MKSE-20
C26, C27 -470 nF/63 V MKSE-20
C32 - 1 //F/63 V 04/U
C16, C17 -4,7 pF/25 V 04/U
C25 - 47 /iF/16 V 04/U
C34, C35 - 100 //F/16 V 04/U
Ql, Q2 -SFE 5,74
Q3 - FCM 6,5
Q4, Q5 -SFE 5,5, FCM 5,5
Fl -filtr 7x7 503
F2, F4, F5 -filtr 7x7 451, 423
F3 -filtr 7x7 513
F6 -filtr 7x7 126, 120, 128
DŁ1 - dławik w.cz. 10-27 fiH
WŁ1, WŁ2 - segment Isostat poj. niezależny
płytka drukowana numer 344
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 5,61 zł + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O R. K.
Tester pojemności ogniw
W naszym otoczeniu systematycznie przybywa urządzeń przenośnych zasilanych bateryjne. Asortyment oferowanych w sprzedaży ogniw jest bardzo szeroki. Oczywiście każdy producent zachwala swój produkt jako najlepszy i najpewniejszy. W jaki sposób obronić się przed tą popularną praktyką marketingową i wybrać rzeczywiście najlepsze źródło energii? Do rozwiązania tego problemu może posłużyć prezentowany w tym artykule tester pojemności ogniw. Oprócz podstawowej funkcji jaką jest określanie pojemności ogniwa dla różnych wartości prądu obciążenia, urządzenie umożliwia pomiar napięcia przy braku obciążenia (siła elektromotoryczna) oraz pomiar szeregowej rezystancji wewnętrznej. Podczas testowania pojemności ogniwa możliwy jest odczyt prądu obciążenia, napięcia ogniwa oraz czasu trwania rozładowania (testu). Urządzenie zostało przystosowane do pomiaru najczęściej wykorzystywanych baterii i aku-mulatorków typu R6, R14 i R20.
Oto podstawowe parametry urz Zakres pomiaru prądu Dokładność pomiaru prądu Zakres pomiaru napięcia Dokładność pomiaru napięcia Zakres pomiaru czasu
Dokładność pomiaru czasu Zakres pomiaru pojemności
Dokładność pomiaru
pojemności - ą2%
Zakres pomiaru rezystancji
wewnętrznej - 0,1-^99,9
Dokładność pomiaru
rezystancji wewnętrznej - ą2%
Napięcie zakończenia
rozładowania ogniwa - 0,9 V
ądzema: 1-^-130 mA ą1%
0,01-1,70 V ą1%
1 s -f- 100 godzin (w trzech zakresach) 1 s
1 mAh -=- 10 Ah (w dwóch zakresach)
Jak widać urządzenie może służyć do testowania wszystkich ogniw, których napięcie znamionowe nie przekracza 1,7 V, a więc między innymi baterii alkalicznych i akumulatorków Ni-Cd. Te ostatnie cieszą się coraz większą popularnością, pomimo że ich zakup wiąże się z większym wydatkiem niż w przypadku baterii jednokrotnych. W ostatecznym rozrachunku aku-mulatorki Ni-Cd są bardziej opłacalne, gdyż można je wielokrotnie ładować. Przeciętny czas życia ogniwa niklowo-kadmowego waha się od 200 do 1000 ładowań.
Argumenty jakie przemawiają za wykonaniem testera pojemności ogniw są następujące:
- na rynku dostępnych jest wiele różnych typów baterii i akumulatorów. Nie zawsze cena jest proporcjonalna do jakości ogniwa. Dlatego też warto przekonać się osobiście, które z baterii mają najkorzystniejszy współczynnik pojemność/cena.
- pojemność znamionowa jest podawana dla określonego prądu obciążenia. Dla przykładu bateria o pojemności 750 mAh określanej dla prądu obciążenia 10 mA, przy prądzie obciążenia równym 100 mA będzie miała już tylko pojemność 500 mAh.
-jedną z wad ogniw Ni-Cd jest tzw. efekt pamięciowy, polegający na zapamiętywaniu stanu energetycznego z poprzedniego ładowania. Skutkiem tego akumulator ładowany małym prądem nie może zostać naładowany do pełnej pojemności znamionowej. Tester poprzez pomiar rzeczywistej pojemności akumulatora pozwala na stwierdzenie, czy wystąpił efekt "pamięciowy". (Poniżej piszemy jak go wyeliminować).
- w łańcuchu szeregowo połączonych ogniw, prawie całkowicie rozładowanych, w najtrudniejszych warunkach pracuje to ogniwo, które pierwsze rozładowuje się do końca. Za pomocą testera można określić stan każdego z ogniw połączonych szeregowo.
- oprócz pojemności znamionowej, jednym z ważniejszych parametrów określających jakość baterii jest
28
Praktyczny Elektronik 8/1997
szeregowa rezystancja wewnętrzna. Każde źródło zasilania posiada taką rezystancję, im jest ona mniejsza tym lepiej. Tester pozwala na pomiar rezystancji wewnętrznej badanego ogniwa. Wartość tej rezystancji rośnie wraz z ubytkiem pojemności można więc przy odbrobinie wprawy, określić stopień zużycia niektórych ogniw.
Na początek może trochę wiadomości z zakresu źródeł energii. Na rynku urządzeń powszechnego użytku najbardziej rozpowszechnione są cztery rodzaje ogniw: wychodzące z użycia baterie cynkowo-węglowe, baterie cynkowo-węglowe o zwiększonej obciążalności, baterie alkaliczno-manganowe oraz akumulatory niklowo-kadmowe.
Suche ogniwa cynkowo-węglowe zwane inaczej LeC-lanche'go znane są chyba każdemu, kto pamięta baterie Centry z czasów PRL. Jest to prymitywna konstrukcja składająca się z pręta węglowego otoczonego mieszanką dwutlenku manganu i węgla (katoda) i elektrolitu w postaci amoniaku i chlorku cynku. Kolejną warstwę stanowi cylindryczny separator wykonany z papki mączno-skrobiowej. Całość jest otoczona przez kubeczek cynkowy stanowiący anodę. Górna część ogniwa jest uszczelniona za pomocą uszczelek z wosku i asfaltu tak zaprojektowanych, aby umożliwić ujście gazów, gdy ich ciśnienie stanie się zbyt duże. Takie ogniwa charakteryzują się dużą wartością rezystancji wewnętrznej, rosnącą podczas eksploatacji. Ponadto pojemność ogniwa drastycznie maleje, gdy pobiera się z niego prąd o dużym obciążeniu.
Ogniwa suche o zwiększonej obciążalności, w porównaniu z ogniwami LeClanchego zawierają więcej chlorku cynku oraz mają inną konstrukcję mechaniczną umożliwiającą uwolnienie większej ilości gazów. Chociaż zgromadzonej w takim ogniwie energii jest niewiele więcej niż w ogniwie LeClanche'go, jest ono znacznie lepsze od tego ostatniego ze względu na możliwość pełniejszego wykorzystania znamionowej pojemności nawet przy większym obciążeniu.
Znacznie lepszymi parametrami od ogniw cynkowych, zarówno w zakresie dużych wartości prądu jak
NiCd
ALKALICZNE
CYNKOWO-WĘGLOWE
0 WIĘKSZEJ OBCIĄŻALNOŚCI
0 50* 100Z
z POJEMNOŚCI ODPOWIADAJĄCEJ RO2LADOWANIU PRĄDEM 0 MALEJ WARTOŚCI
i zakresie pracy od strony niskich temperatur, charakteryzują się ogniwa alkaliczno-manganowe, nazywane potocznie alkalicznymi. Tu środek ogniwa stanowi ujemna anoda wykonana ze sproszkowanego cynku, potem warstwa elektrolitu z wodorotlenku potasu i wreszcie warstwa zewnętrzna, tworząca dodatnią katodę, złożona z dwutlenku manganu i węgla. Ze względu na specyficzną strukturę chemiczną, rezystancja wewnętrzna ogniwa alkalicznego ma małą wartość, słabo rosnącą w czasie rozładowywania.
Rys. 1 Charakterystyki rozładowania różnego rodzaju ogniw
Rys. 2 Schemat zastępczy ogniwa
Zupełnie odrębną grupę źródeł energii stanowią ogniwa wielokrotne czyli akumulatory. W tej kategorii czołowe miejsce zajmują (do tej pory) akumulatory Ni-Cd. Są one dość tanie i charakteryzują się stosunkowo niską rezystancją wewnętrzną oraz napięciem znamionowym równym 1,2 V. Niestety nie są one pozbawione wad. Jedną z nich jest wspomniany wcześniej efekt pamięciowy. Na szczęście jest on odwracalny. Najprostszym sposobem ożywienia ogniwa kadmowo-niklowego jest jego głębokie rozładowanie (zwarcie na pewien czas wyprowadzeń).
Na rysimku 1 przedstawione zostały charakterystyki rozładowania różnych rodzajów ogniw. Jak widać z wykresu większość ogniw traci całkowitą pojemność dla napięcia około 0,9 V. Dlatego wybór takiej wartości napięcia progowego (tzn. takiej wartości napięcia testowanego ogniwa, przy której następuje zakończenie pomiaru pojemności) jest jak najbardziej uzasadniony.
Schemat zastępczy ogniwa przedstawiono na rysunku 2. Oprócz SEM wyróżnić można dwie rezystancje - szeregową odpowiedzialną za wydajność źródła oraz równoległą odpowiedzialną za proces samorozładowania ogniwa. Obydwie rezystancje mają charakter pasożytniczy. Im mniejsza pierwsza a większa druga rezystancja, tym lepiej. W Tabeli 1 umieszczone zostały podstawowe parametry omawianych ogniw.
Rezystancja równoległa bardzo silnie zależy od temperatury. Przykładowo dla akumulatorków Ni-Cd w temperaturze 40�C jest sześciokrotnie mniejsza niż w temperaturze 20�C.
Sposób pomiaru szeregowej rezystancji wewnętrznej jest następujący. Najpierw mierzone jest napięcie ogniwa przy odłączonym obciążeniu (U0).
Praktyczny Elektronik 8/1997
29
usi
72US2
T1 -f- T3
+ 5V
O
PORTY I/O
KOMPARATOR ANALOGOWY
* 12
STEROWANIE ANODAMI WYŚWIETLACZY
>2US3
o
WZMACNIACZ POMIARU PRĄDU
POMIAR PRĄDU
POMIAR NAPIĘCIA
TESTOWANY Q -AKUMULATOR I
WZMACNIACZ POMIARU NAPICCLA
Ni-Cd
_J
v-
AKTYWNE
OBCIĄŻENIE
('STABILIZATORN
V PRĄDU )
US4
USTAWIANIE PRĄDU OBCIĄŻENIA
Rys. 3 Schemat, blokowy testera pojemności
Następnie ogniwo obciążane jest stałym prądem (II) i powtarzany jest pomiar napięcia ogniwa (Ul). Szeregowa rezystancja wewnętrzna jest równa (UO-U1)/I1.
Tabela 1
Podstawowe parametry wybranych typów ogniw
Typ Rszer SEM pojemność
[fi] [V] [mAh]
LeClanche 7 1,5 600
LeClanche o większej
obciążalności 7 1,5 800
Alkaliczne 0,4 1.5 1600
Ni-Cd 0,8 1,2 750
Opis konstrukcji
Schemat blokowy urządzenia przedstawiono na rysunku 3. Do pomiaru napięć wykorzystano przetwornik A/C zrealizowany na elementach C4, RIO, Rll oraz analogowym komparatorze wchodzącym w skład układu USl. Konwersja A/C metodą RC charakteryzuje się niewielką liczbą elementów (3), co jest okupione mniejszą dokładnością oraz dłuższym czasem przetwarzania. W naszym przypadku rozdzielczość przetwornika wynosi 50 mV, a czas pomiaru jest <7 ms.
Przetwornik RC wykorzystuje dwa rezystory oraz jeden kondensator. Na wyprowadzeniu P3.7 może panować napięcie bliskie napięciu zasilającemu lub potencjałowi masy. Mikrokontroler zmieniając stan tego wyj-
ścia powoduje rozładowywanie bądź ładowanie kondensatora dołączonego do nieodwracającego wejścia komparatora. Pomiar napięcia polega na pomiarze czasu ładowania kondensatora C4 do nieznanego napięcia, które jest doprowadzone do wejścia odwaracającego komparatora. Czas ten jest funkcją wartości mierzonego napięcia w postaci równania wykładniczego:
U = Vcc-(l-
t - czas pomiaru;
VCc ~ napięcie zasilające;
RC - stała czasowa elementów C4 i Rll.
Na wejściu przetwornika A/C umieszczony został czterowejściowy multiplekser analogowy US2, służący do wyboru mierzonej wielkości. Za pośrednictwem przetwornika A/C realizowany jest odczyt stanu klawiszy. Każdy ze stanów klawiszy reprezentowany jest jako różne napięcia doprowadzane do wejścia przetwornika.
Wzmacniacz operacyjny US3B pracuje w konfiguracji wzmacniacza nieodwracającego o wzmocnieniu równym 3 V/V. Wzmacniacz US3A ma za zadanie wzmacniać napięcie na rezystorze R25, które jest proporcjonalne do wartości prądu obciążenia. Wnikliwy Czytelnik zauważy, że przez ten rezystor przepływa również prąd bazy tranzystora T5. Istotnie pomiar prądu jest obciążony błędem metody, jednak przy zastosowaniu
30
Praktyczny Elektronik 8/1991
tranzystora o 0 > 100 jest on stały i mniejszy od 1% (prąd bazy jest ponad 100 razy mniejszy). Tranzystor T5 pracuje jako stabilizator prądu. Za sprawą dzielnika
R26-P1/P2, na bazie utrzymywany jest stały potencjał, który zmniejszony o spadek napięcia na złączu baza-emiter odkłada się na rezystorze R25.
R-ys. 4 Schemat ideowy testera pojemności
Praktyczny Elektronik 8/1997
31
rOO
Kil ID1
OD 2 0 iD3 IT~1D4
WŁ1
o UŻE 0 O TART O
00
Rys. 5 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Na emiterze panuje więc stały potencjał, który powoduje przepływ stałego prądu przez rezystor R25. Można przyjąć przybliżenie, że dla dużego /? tranzystora prąd kolektora jest równy prądowi emitera, więc układ stabilizuje prąd wpływający. Taki stabilizator prądu posiada jednak pewną wadę. Wzrost temperatury tranzystora spowoduje spadek napięcia na złączu baza-emiter, skutkiem czego będzie wzrost prądu emitera czyli stabilizowanego prądu.
Jest to przykład dodatniego sprzężenia zwrotnego, gdyż wzrost prądu emitera powoduje wzrost wydzielanej w tranzystorze mocy co powoduje dalsze nagrzewanie tranzystora i dalszy spadek napięcia na złączu baza-emiter. Tą niedoskonałość niweluje stałe monitorowanie prądu obciążenia i nawet większe jego zmiany (rzędu ą10%) nie wpływają na dokładność pomiaru.
Za pośrednictwem układu US4 mikrokontroler dokonuje wyboru zakresu obciążenia. Wybranie wyjścia Y2 powoduje zablokowanie stabilizatora prądu i przejście w stan spoczynkowy. Diody D7^-D9 muszą mieć mały spadek napięcia w kierunku przewodzenia, aby mogły spowodować zatkanie tranzystora T5 - powinny to być diody Schottkyego.
Sześć linii portu Pl oraz dwie portu P3 sterują anodami trzech wyświetlaczy służących do wyświetlania wszystkich pomiarów oraz diod sygnalizujących tryby pracy. Za sterowanie katod odpowiedzialne są tranzystory Tl-f-T4, które włączane są przez drugi multiplekser analogowy układu US2. Sterowanie liniami wyboru wyświetlaczy jest wspólne z wyborem wejścia przetwornika A/C, co od strony programowej nie stanowi większego utrudnienia.
Opis montażu i uruchomienia
Układ po zmontowaniu wymaga kilku regulacji oraz kontroli poprawności działania. W urządzeniu zastosowane zostały elementy o zawężonej tolerancji. Możliwe jest zastosowanie elementów o tolerancji 5% lecz wówczas konieczne będzie ich dobieranie. Podczas uruchamiania konieczne będzie użycie woltomierza.
Proces regulacji przebiega następująco: po uruchomieniu i dołączeniu do zacisków A+ i A testowanego ogniwa, powinna zaświecić się dioda Dl sygnalizująca pomiar napięcia ogniwa. Sprawdzamy czy wskazywana na wyświetlaczach wartość SEM ogniwa pokrywa się z wartością zmierzoną bezpośrednio na zaciskach ogniwa za pośrednictwem woltomierza. Jeżeli rozbieżność jest większa od 1%, to należy skorygować wartość elementów R19 lub R20.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
RADIOWE SPŁAWIKOWE CZUJNIKI BRAŃ
NR1
na ŚWIECIE
Oszczędzają oczy iczasnasen
Mikronadajnik
montowany
na splawiku.
Bez mechanicznych
czujników!
Cena za 1 szt. 15 zł.
Odbiornik sygnałów
brań z regulacją
czyłości brania
i ładowarką dla
nadajnika.
Cena- 180 zł.
Nie wymagają dodatkowych zezwoleń i opłat.
Producent i wyłączny właściciel praw autorskich
V-Electronics, tel./fax [phone]
65-001 Zielona Góra, ul. Sucharskiego 17
Sprzedaż wysyłkowa i w siedzibie firmy. Sklepom i hurtowniom upusty. Informacje gratis.
SAM WYKONASZ OBWODY DRUKOWANE
Zestaw (laminat, wytrawiacz, instrukcja) cena 4,50 zł + opłaty pocztowe.
Płatne za zaliczeniem pocztowym. Oferuję sam laminat jedno- i dwustronny.
Chlorek żelazowy i pisaki do wykonania obwodówdrukowanych. Katalog bezpłatnie. Pracownia Elektroniczna skr. poczt. 344, 90-950 Łódź - 1
zawsze aktualne!
SKLEP
RTV "KRAM"
WROCŁAW
ul. Daszyńskiego 42
d/ Klary Zetkin
tel. 22-61-34
oferuje:
radiomagnetofony, magnetofony, telewizory, magnetowidy, magnetofony, radia samochodowe.
Części elektroniczne:
układy scalone, epromy, tranzystory diody, diody LED. diody migające, tranzystory, rezystory, kondensatory.
zestawy HOBBY-ELEKTRONIK
Posiadamy w sprzedaży PILOTY do różnych typów telewizorów, magnetowidów, zestawów SAT, oraz wieź AUDIO
VOLUMEN
Księgarnia Elektroniki i Informatyki ul. Siemiradzkiego 3 60-763 POZNAŃ tel. 66-51-12 w 14
Charakterystyka:
Literatura, katalogi,
instrukcje serwisowe, schematy, programy shareware, kify.
Sprzedaż stacjonarna i wysyłkowa.
SPRZEDAŻ WYSYŁKOWA ELEMENTÓW
Sprzedaż wysyłkowa prowadzona jest w ścisłej współpracy z redakcją PE
LARO S.C.
65-958 ZIELONA GÓRA skr. poczt, nr 149
Multimelr (7107) z generatorem B-49 zl, C-89 zl
U-/=*(>...750 V , I -/=<) . 2A R 0 20 Mil r lOHz lOMHz
C 2pF.2uF; (. U Iz 500kHz (4 V)
Pomiar diod i P tranzystorów (wyniknąć i 1/2I.HDI Samochodowy wsk. z zegarkiem B-30 zl
obrotomierz oraz termometr 10 I2O"C I6LHD wskaźnik napięcia akumulatora 10.. I6V czu|nik 2 temp. i zegarek 6 mm Automat Akwariowy B-33zł
automatyczny włącznik oświetlenia oraz filtra dwa termostaty; możliwe ręczne sterowanie Licznik impulsów telefonicznych B-34 zl
licz. sumy imp. do 700. oraz pojedyn. rozmowy Ceny: B - płytka, części, obudowa, przełączn
C - zmontowana płytka
D. F. Elektronik ul. Duża Góra 37/53 30-857 KRAKÓW tel. [phone]
Produkcja płytek drukowanych
Kompleksowe wykonanie, komputerowe projekty wg rysunku. Dla dużych odbiorców upusty cenowe.
Wykonuje:
Pracownia obwodów drukowanych
63-462 Czekanów, ul. Kaliska 4 woj. KALISZ tel. [phone]
UNIWERSALNE PŁYTKI DRUKOWANE
Wysyłkowa sprzedaż detaliczna
części elektronicznych.
Wszystkim zainteresowanym
wysyłamy katalog.
Zakład Elektroniki "CYFRONIKA" 30-385 Kraków, ul.Sqsledzka 43 tel. 66-54-99 tel./fax 67-29-60
\l
PRAKTYCZ
D
Y
ISSN 1232-2628
J\A
NR IND 372161
cena 3,00 zł
Tsi V. . _ N V
X __^
sierpień
nr 8'98
ii V
h
V___1
\ r^^siN
\
Ś
Kącik początkującego elektronika - diody
W poprzednim odcinku przebrnęliśmy nie bez problemów przez pomiary układów z rezystorami. Problem powstał z mojej winy w banalnym obliczeniu rezystancji wypadkowej rezystorów połączonych równolegle (rys. 8 PE 7/98). Błąd dostrzegł Michał Pitucha, któremu za zwrócenie uwagi dziękuję. W połączeniu równoległym odwrotność rezystancji wypadkowej równa jest sumie odwrotności rezystancji składowych:
1111
=------1--------1------. zatem
R R, R? R3
R = -
R2 Ś Rj
R,R2+R2 R3+R/ R3
Po tym krótkim sprostowaniu powróćmy do zasadniczego tematu którym są diody półprzewodnikowe. Dioda półprzewodnikowa posiada jedno złącze p-n, charakteryzujące się tym, że przewodzi ono prąd w jednym kierunku, natomiast po zmianie polaryzacji napięcia doprowadzonego do diody złącze to nie przewodzi stając się prawie idealnym izolatorem. Ze względu na tą właściwość diody zaliczane są do grupy elementów nieliniowych, w odróżnieniu od rezystorów których podstawowy parametr czyli rezystancja nie zależy od kierunku przyłożonego napięcia.
Złącza diod mogą być wykonywane z różnego rodzaju półprzewodników, takich jak german (obecnie bardzo rzadko stosowany) lub krzem (najczęściej spotykany materiał z którego wykonuje się diody), arsenek galu, fosforek galu, arsenofosforek galu (stosowane w diodach elektroluminescencyjnych LED).
Każda dioda posiada dwa wyprowadzenia nazywane ANODĄ i KATODĄ. Jeżeli do ANODY podłączymy DODATNI biegun źródła napięcia, a do KATODY UJEMNY, to przez diodę popłynie prąd. Popularnie mówi się, że dioda jest spolaryzowana w kierunku przewodzenia. Natomiast przy odwrotnej polaryzacji prąd nie popłynie - gdyż dioda została spolaryzowana w kierunku zaporowym. W praktyce jednak przez spolaryzowane zaporowo złącze diody płynie niewielki prąd nazywany prądem upływu.
Słowo polaryzacja jest bardzo często spotykane w elektronice i należy je zapamiętać. Pochodzi ono z średniowiecznej łaciny, polaris oznacza biegunowy. W elektronice znaczenie tego słowa jest w zasadzie podobne i określa biegunowość napięcia przyłożonego do elementu.
Diody najczęściej używane są do prostowania prądu zmiennego lub przemiennego w szerokim zakresie napięć, prądów i częstotliwości. Można je też często spotkać w prostych układach logicznych.
W zależności od zastosowań diody umieszczane są w różnego rodzaju i różnej wielkości obudowach.
Przegląd najczęściej spotykanych obudów przedstawiono na rysunku 1. Diody w obudowach walcowych z wyprowadzeniami osiowymi (rys. 1a-c) posiadają oznaczenie katody w postaci paska. Czasami kolor paska określa typ diody, lub maksymalne napięcie wsteczne. Obecnie coraz częściej typ diody wydrukowany jest na obudowie. Należy uważać ze starymi elementami, gdyż w niektórych diodach prostowniczych produkcji byłego ZSRR przy pomocy niewyraźnego paska lub kropki oznaczano anodę, a więc odwrotnie niż jest to przyjęte.
W szklanej obudowie z rysunku 1a można spotkać stare diody germanowe, o konstrukcji ostrzowej. Jeżeli szklany balon diody nie jest zamalowany to widać w nim cienki drucik i miseczkę. Drucik to anoda diody, a miseczka to katoda.
Diody prostownicze na większe prądy rzędu kilku amperów posiadają obudowy przystosowane do mocowania na metalowym radiatorze, czyli elemencie odprowadzającym ciepło z diody, które wytwarza się podczas przepływu prądu. Większość takich diod produkowana jest w dwóch wersjach. Podstawowa wersja posiada katodę połączoną z metalową obudową, a druga wersja oznaczana zawsze literą R na końcu opisu typu posiada anodę połączoną z obudową, np. 1 N1581 - katoda na obudowie, 1 N1 581 R - to dokładnie dioda o tych samych parametrach co poprzednio
A K
K A
DODATKOWA LITERA "R"
NA OBUDOWIE
OZNACZA ANODĘ
NA OBUDOWIE
DO-4 DO-5 DO-203
1N1581R 1N1581
O
AG
D0-220AB T0-220AB
A K
R 1.3 2
2 1,3
T0-220AB SOT-93
Rys. 1 Najczęściej spotykane typy obudów
Ciąg dalszy na stronie 29.
Sierpień nr 8/98
SPIS TREŚCI
Kącik początkującego elektronika - diody.......................................................2
Kompletny wzmacniacz m.cz. 2x40 W..............................................................4
Wzmacniacz fonii do magnetowidu..................................................................8
Obliczenia transformatorów.............................................................................9
Rowerowy alarm............................................................................................11
Wzmacniacz mocy w.cz.................................................................................13
Elektronika inaczej cz. 31 - modulacja...........................................................17
Uniwersalny sterownik silników krokowych...................................................21
Wielofunkcyjny sygnalizator akustyczny do samochodu.................................25
Wykaz płytek drukowanych............................................................................27
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym w terminie do trzech tygodni. Nie przyjmujemy zamówień telefonicznych. Koszt wysyłki wynosi: 8,00 zł bez względu na kwotę pobrania. W sprzedaży wysyłkowej dostępne są archiwalne numery "Praktycznego Elektronika": 3/92; 1/94; 8-12/95; 3-12/96; 1-12/97; 1-8/98. Cena jednego egzemplarza 3,00 zł plus koszty wysyłki. Kserokopie artykułów i całych numerów, których nakład został wyczerpany, wysyłamy w cenie 1,75 zł za pierwszą stronę, za każdą następną 0,25 zł plus koszty wysyłki.
Zamówienia na płytki drukowane prosimy przesyłać na kartach pocztowych, lub kartach zamówień zamieszczonych w PE 5/98.
Wydawca ARTKELE, Zielona Góra Ogłoszenia i reklamy
Ogłoszenia można nadsyłać listownie na adres redakcji załączając dowód wpłaty należności za ogłoszenie na konto: ARTKELE WYDAWNICTWO TECHNICZNE ul. Jaskółcza 2/5 65-001 Zielona Góra WBK SA. II O/Zielona Góra 10901636-102847-128-00-0
Ceny:
- 1 cm2 ogłoszenia ramkowego - 3,00 zł + 22% VAT (najmniejsze ogłoszenie 20 cm2)
- ogłoszenia drobne do 40 słów - 1,50 zł + 22% VAT za słowo
Redakcja nie ponosi żadnej odpowiedzialności za treść reklam i ogłoszeń.
Adres redakcji:
"Praktyczny Elektronik"
ul. Jaskółcza 2/5
65-001 Zielona Góra
tel./fax [phone] w godzinach 8�0-1000
Red. Naczelny mgr inż. Dariusz Cichoński
Artykułów nie zamówionych nie zwracamy. Zastrzegamy sobie prawo do skracania i adiustacji nadesłanych materiałów i artykułów.
Opisy układów elektronicznych i urządzeń zamieszczonych w "Praktycznym Elektroniku" mogą być wykorzystane wyłącznie dla własnych potrzeb. Wykorzystanie ich do celów zarobkowych i innych wymaga zgody autora artykułu. Przedruk całości lub fragmentów "Praktycznego Elektronika" możliwy jest po uzyskaniu zgody redakcji.
Druk: Zielonogórskie Zakłady Graficzne "ATEXT" sp. z o.o. pl. Pocztowy 15, 65-958 Zielona Góra
Praktyczny Elektronik 8/1998
Kompletny wzmacniacz m.cz. mocy 2x40 W
W czasopismach elektronicznych stosunkowo często można spotkać projekty wzmacniaczy mocy. Jest to zjawisko normalne, gdyż bardzo duża część elektroników swoje zainteresowania rozpoczęła od akustyki. Natomiast rzadko spotyka się kompletne konstrukcje wzmacniaczy m.cz. z przełącznikiem wejść i regulacją barwy dźwięku. Postanowiliśmy nadrobić to i przedstawiamy prosty, a równocześnie dobry jakościowo wzmacniacz m.cz.
Podstawowe parametry wzmacniacza:
Liczba wejść liniowych Czułość wejść
- 4
- 400 mV, max 2,5 V
-47 kii ->70dB
Impedancja wejściowa
Odstęp od zakłóceń
Moc wyjściowa dla:
Robc = 4 ii - 2x40 W
Robc = 8fl - 2x33 W
Moc muzyczna d=10% - 2x60 W
Zniekształcenia dla mocy
wyjściowej 20 W (40 Hz-1 5 kHz) - <0,1 %
Pasmo przenoszenia - 30 Hz - 20 kHz
Zakres regulacji barwy dźwięku:
niskie (100 Hz) -ą10dB
wysokie (10 kHz) -ą10dB
Wzmacniacz posiada cztery wejścia liniowe przeznaczone do podłączenia odtwarzacza CD, tunera, magnetofonu i wejście uniwersalne, a także jedno wyjście do nagrywania na magnetofon. Do komutacji wejść zastosowano układ kluczy analogowych CD 4052 (US1). Zdecydowano się na taki układ komutacji, gdyż jest on tani i ogólnie dostępny, a co najważniejsze wprowadza stosunkowo małe zniekształcenia nieliniowe, zwłaszcza gdy amplituda sygnału jest kilkakrotnie niższa od napięcia zasilania. Ponieważ sygnał akustyczny doprowadzany do wzmacniacza nie posiada składowej stałej konieczne było wprowadzenie zasilania symetrycznego układu US1. Napięcie zasilające pochodzi z dwóch stabilizatorów parametrycznych z diodami Zenera D1, D2.
Do sterowania układem komutacji wejść wykorzystano drugi układ CMOS 4022 (US3). Jest to licznik pierścieniowy zliczający do ośmiu. Licznik pierścieniowy posiada osiem wyjść z których tylko jedno jest w stanie wysokim. Do czterech pierwszych wyjść podłączono diody LED sygnalizujące, które z wejść jest aktualnie wybrane. Piąte wyjście (nóżka 11 US3) połączono z wejściem zerującym (nóżka 15 US3) skracając tym samym cykl zliczania do czterech. Przechodzenie kolejnych stanów licznika umożliwia zwieranie styków włącznika WŁ1. Sygnały z licznika pierścieniowego kodowane są dwójkowo przez matrycę diod D7-=-D10 i doprowadzone do wejść sterujących układu komutacji wejść US1.
Za układem komutacji wejść umieszczono separator, w której to roli występuje wzmacniacz operacyjny US2. Wzmocnienie napięciowe separatora wynosi 1 V/V, ale podstawową jego funkcją jest zapewnienie małej impedancji wyjściowej, koniecznej do prawidłowego wysterowania układu regulacji barwy dźwięku. Rezystory R3-T-R6, oraz R9, R10 mają za zadanie wstępnie spolaryzować kondensatory elektrolityczne C3-=-C6, aby w czasie przełączania wejść nie pojawiały się niepożądane stuki wynikające z przeładowywania się kondensatorów.
Układ regulacji barwy dźwięku wykonano jako aktywny. Oznacza to że mostek regulacji został włączony w gałąź ujemnego sprzężenia zwrotnego wzmacniacza US4. Potencjometr P1 o charakterystyce liniowej przeznaczony jest do regulacji tonów niskich. W lewym położeniu suwaka P1 (na schemacie ideowym) tony niskie ulegają maksymalnemu podbiciu. Natomiast w prawym położeniu tony niski zostają stłumione. Zakres regulacji ograniczony jest do ok. ą10 dB przy 100Hz przez rezystory R19 i R20. Zwiększenie ich wartości spowoduje zmniejszenie się zakresu regulacji podbicia i tłumienia tonów niskich, natomiast ich zmniejszenie spowoduje wzrost zakresu regulacji. Częstotliwość przy której zaczyna działanie układ regulacji tonów niskich określona jest przez pojemność kondensatora C9 i rezystancję potencjometru P1. Podobnie zachowuje się druga część regulatora tonów wysokich. Sygnały z suwaków potencjometrów po przejściu przez rezystory R21 i R22 doprowadzone są do wejścia odwracającego wzmacniacza. Zadaniem rezystorów jest odseparowanie wpływu układu regulacji tonów niskich na tony wysokie. Kondensator C12 ogranicza częstotliwość pracy wzmacniacza operacyjnego i zapobiega ewentualnym podwzbudzeniom.
Za regulatorem barwy dźwięku umieszczono potencjometry wzmocnienia i balansu. W układzie regulacji wzmocnienia zastosowano potencjometr z odczepem który współpracuje z układem korekcyjnym R31, R32, C18, C19. Dzięki temu otrzymuje się tzw. fizjologiczną regulację głośności (często na wzmacniaczach oznaczaną jako "kontur"). Ucho ludzkie nie ma jednakowej czułości dla różnych częstotliwości. Największa czułość ucha występuje w paśmie mowy, czyli w przedziale od 2 do 4 kHz. Częstotliwości niższe i wyższe są słyszane słabiej. Różnica pomiędzy czułością ucha dla różnych częstotliwości zależy także od poziomu głośności i wzrasta przy dźwiękach najcichszych. Zatem w miarę zwiększania głośności zwykłym potencjometrem odnosi się wrażenie, że w sygnale odtwarzanym przez wzmacniacz wzrasta udział tonów niskich i wysokich, tak jakby podczas regulacji głośności równocześnie regulowało się barwę dźwięku. Układ filtrów podłączonych do odczepu potencjometru P3 eliminuje to zjawisko. Filtr podbija tony niskie i wysokie w miarę
C8.,33n
WE 1 ODCZYT
WE 2 TUNER
WE 5 ZAPIS
TDA2051
D3 - MAGNETOFON D4 - TUNER D5 - UNIWERSALNE D6 - CD
2
52
Oo
TR1 WL2 TS90/18
-22V
Praktyczny Elektronik 8/1998
tłumienia sygnału przez potencjometr P3. Działanie filtru maleje i staje się niezauważalne powyżej połowy kąta obrotu osi potencjometru. Oczywiście charakterystyka potencjometru regulacji głośności jest wykładnicza, aby skompensować logarytmiczną czułość ucha. W układzie balansu zastosowano potencjometr o charakterystyce M+N nie wnoszący tłumienia dla środkowego ustawienia suwaka.
We wzmacniaczu mocy zastosowano monolityczne układy scalone TDA2051 (US5i US6). Posiadają one wewnątrz struktury zabezpieczenie przez zwarciem wyjścia do masy, oraz przed przekroczeniem maksymalnej temperatury złącza. Dodatkową zaletą układów TDA 2051 jest mała liczba elementów zewnętrznych. Na wyjściu wzmacniacza mocy zastosowano tzw. układ Zobla, który tworzą rezystor R41 i kondensator C 26 połączone szeregowo. Zadaniem układu jest zabezpieczenie przed wzrostem im-pedancji widzianej przez wyjście wzmacniacza zwłaszcza przy obciążeniu go kolumną o rozbudowanych zwrotnicach głośnikowych. Wzrost impedancji obciążenia dla wyższych częstotliwości może bowiem prowadzić do wzbudzenia się wzmacniacza i uszkodzenia układów TDA 2051, a także głośników wysokotonowych.
Separator i układ regulacji barwy dźwięku zasilany jest stabilizowanym napięciem ą15 V, dostarczanym przez stabilizatory US7 i US8. Do zasilania wzmacniacza mocy służy napięcie niestabilizo-wane ą22 V. Nie wolno przekroczyć napięcia 25 V zasilającego układy TDA 2051, gdyż grozi to ich trwałym uszkodzeniem.
Rys. 2 Rozmieszczenie elementów
Praktyczny Elektronik 8/1998
włącznik sieciowy, transformator i bezpieczniki topikowe. Do zasilania wzmacniacza można zastosować jeden z typów transformatorów podanych w wykazie elementów. Należy zwrócić uwagę, aby napięcie stałe zasilające układy TDA 2051 nie przekroczyło \pm25 V. Układy wzmacniacza mocy przykręcone są do radiatora jednostronnie żebrowanego o wysokości ok. 8 cm. Miejsce styku układów z radiatorem pokrywa się smarem silikonowym. Można nie stosować podkładek izolacyjnych w sytuacji gdy radiator nie jest połączony z masą, lub innymi metalowymi elementami obudowy. Obudowy układów TDA 2051 połączone są z ujemnym napięciem zasilania.
Diody sygnalizujące włączenie określonego wejścia wraz z włącznikiem WŁ1 umieszcza się na płycie czołowej. Prawidłowo zmontowany układ nie wymaga uruchamiania i działa od razu po włączeniu zasilania.
Wykaz elementów
Rys. 3 Płytka drukowana
Montaż i uruchomienie
Wzmacniacz m.cz. został umieszczony na jednej płytce drukowanej. Poza płytką znajduje się tylko
US1 - CD 4052
US2, US4 -LF353
US3 - CD 4022
US5, US6 -TDA 2051
US7 -LM78L15
US9 -LM79L15
D1, D2 - ZX 79 na napięcie 6,2 V
D3-D6 -LED
D7-=-D10 - 1N4148
PR1 - mostek prostowniczy
6 A/400 V
R41, R42 - 2,2 ii/1 W
R11, R12 - 1 kii/0,125 W
R1, R2,
R37, R38 -1,2 kii/0,125 W
R14 -1,5 kii/0,25 W
R32, R34 -2,2 kii/0,125 W
R22-R24,
R28+R30 -4,7 kii/0,125 W
R31, R33 -5,6 kii/0,125 W
R7, R8,
R13, R19,
R20, R25, R26 -10 kii/0,125 W
R16, R18 -20 kii/0,125 W
R15, R17 -22 kii/0,125 W
R21, R27 -33 kii/0,125 W
R35, R36,
R39, R40 -47 kii/0,125 W
R5, R6, R9, R10 -100 kii/0,125 W
R3, R4 -470 kii/0,125 W
P1, P2 - 100 kii A, PRP 162CC,
P3 -47 kii B, PRPT162GC,
P4 - 47 kii M+N, PRP 162GC
C12, C13 - 22 pF/50 V ceramiczny
Praktyczny Elektronik 8/1998
C9, C11
C18, C20
C7
C8, C10
C19, C21
C30, C31,C34, C35
C36
C26, C27
C3, C4, C22, C23
C14, C15
C1, C2, C5, C6,
Cl 6, C17, C24, C25
C39, C40
C28, C29, C32, C33
C37, C38
560 pF/25 V/5% KSF-020-ZM 1,5 nF/25 V/5% KSF-020-ZM 10 nF/50 V ceramiczny 33 nF/63 V/5% MKSE-20 68 nF/63 V/5% MKSE-20 100 nF/63 V MKSE-20 220 nF/100 V MKSE-20 470 nF/25 V MKSE-20 2,2 u.F/50 V 04/U 4,7 uf/25 V 04/U
IOu.F/25 V04/U � 22 u.F/25 V 04/U
Ś 100uF/25 V04/U
Ś 2200 nF/25 V 04/U
B1 -WTAT1 A/250 V
B2, B3 - WTAT3,15 A/250 V
G1-G5 -gniazda CINCH do druku
TR1 - TS 90/29 (TS 90/18,
TS 120/26, TS120/35) WŁ1 - mikrowłącznik
WŁ2 - włącznik sieciowy
płytka drukowana numer 418
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 13,54 zł + koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
�$Ś mgr inż. Dariusz Cichoński
Wzmacniacz fonii do magnetowidu
Zdecydowana większość odbiorników telewizyjnych wyposażona jest w wejście EURO lub CINCH pozwalające na podłączenie magnetowidu, lub odbiornika telewizji satelitarnej. Doprowadzony w ten sposób kompleksowy sygnał wizyjny i sygnał foniczny dają lepszą jakość obrazu. Niestety nie zawsze dopasowane są poziomy fonii, co powoduje niepożądane efekty. W artykule przedstawiono sposób jak temu zaradzić.
Mankamentem połączenia magnetowidu lub tunera satelitarnego z odbiornikiem telewizyjnym przy pomocy złączy EURO lub CINCH jest występująca często różnica siły głosu pomiędzy odbiorem programu telewizyjnego, a odtwarzaniem taśmy lub oglądaniem TV-SAT. Przyczyna tkwi w różnicach poziomów sygnałów fonicznych, które nie zawsze posiadają amplitudy zgodne z normami.
Rozwiązanie tego problemu jest bardzo proste. Wystarczy zbudować niewielki wzmacniacz, wyposażony w regulację wzmocnienia (rys. 1). Wzmacniacz wstawia się w tor foniczny pomiędzy magnetowid a telewizor. Zasilanie można "wyciągnąć" z magnetowidu. Wystarczy napięcie +9-5-15 V.
Po włączeniu układu w tor foniczny pomiędzy magnetowid a telewizor wystarczy potencjometrami P1 i P2 ustawić wzmocnienie, tak aby poziom głośności był jednakowy dla odbioru programów przez telewizor i dla odtwarzanych taśm
Wykaz elementów
US1
R5, R6
R3, R4, R9, R10
Rl, R2, R7, R8
P1, P2
C6, C8
C3, C4
C1,C2
C5
C7
- LM 358
- 1 kfi/0,125 W -IOkfl/0,125 W -47kL2/0,125 W
- 100kL2TVP 1232
- 47 nF/50 V ceramiczny
- 4,7 nF/25 V 04/U -22 uf/16 V04/U -47nF/16 V04/U
- 100 u.F/16 V 04/U płytka drukowana numer 415
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 1,50 zł + koszty wysyłki.
-$- Zbigniew Rybczyński
R5 1k P1
WELO-----H[p[
'? F
1R1 J47k
I I US1
-L _L LM358
WEPf
JWYL
R6 1k P2.
___ C8 _ ,
100mF-i-----r47n Y i~
-O+9-H5V

I C3"
v
Rys. 1 Schemat ideowy wzmacniacza korekcyjnego i płytka drukowana
Praktyczny Elektronik 8/1998
Obliczenia transformatorów
W poprzednim numerze PE przedstawiliśmy konstrukcję zasilacza impulsowego. Podstawowym elementem tego urządzenia, decydującym w istotny sposób o jego parametrach jest transformator. Z tego powodu postanowiliśmy przedstawić Czytelnikom w szerszym zakresie, zarówno teoretycznym jak i praktycznym sposób jego doboru i wykonania.
Transformator jest elementem złożonym z co najmniej dwu sprzężonych ze sobą magnetycznie cewek indukcyjnych. Sprzężenie magnetyczne polega na tym że, strumień magnetyczny wytworzony przez jedną cewkę przenika przez drugą. Cewka indukcyjna jest elementem, składającym się z uzwojenia, które może być nawinięte na rdzeniu magnetycznym, lub może być bez rdzenia - cewka powietrzna. Podstawową cechą cewki indukcyjnej jest to, że włączona w obwód prądu przeciwstawia się jego zmianom. Analogicznie do kondensatora, który przeciwstawia się zmianom napięcia w obwodzie przyłączonym do niego. Przeciwstawianie się zmianom prądu płynącego przez cewkę indukcyjną wynika z faktu istnienia zjawiska samoin-dukcji. Samoindukcja polega na tym, że zmiany prądu wywołujące zmiany strumienia magnetycznego cewki powodują wyindukowanie w uzwojeniu cewki siły elektromotorycznej (napięcia), które to napięcie powoduje przepływ prądu w uzwojeniu cewki przeciwny do prądu wywołującego zmiany strumienia magnetycznego cewki. Wartość tej siły elektromotorycznej wyrażona jest zależnością:
d
E-z--
dt
Ul
gdzie:
z - ilość zwojów cewki;
d/dt -zmiana strumienia magnetycznego w czasie, wytwarzanego przez cewkę.
Z zależności tej wynika, że jeżeli zmiany strumienia magnetycznego w cewce są równe zeru, to nie indukuje się w jej uzwojeniu siła elektromotoryczna samoinduk-cji i cewka indukcyjna traci swoją podstawową właściwość. Może to nastąpić w dwu przypadkach: - gdy przez cewkę płynie prąd stały, cewka przedstawia
Rys. 1 Zależność indukcji magnetycznej B w rdzeniu cewki od wartości pola magnetycznego H
sobą tylko rezystancję, wynikającą z rezystancji materiału uzwojenia;
- w przypadku cewek z rdzeniem magnetycznym zastanie przekroczona maksymalna wartość indukcji B w rdzeniu.
Ten drugi przypadek jest zilustrowany na rys. 1. Jest to wykres zależności indukcji magnetycznej B w rdzeniu od wartości natężenia pola magnetycznego H. Zaznaczono na nim dwie wartości: Bnas - indukcja nasycenia: powyżej tej wartości zmiany wartości indukcji są niewielkie lub indukcja się już nie zmienia; Bmax - indukcja maksymalna, użyteczna, do której
może pracować dany materiał magnetyczny. Istotą prawidłowego doboru parametrów uzwojenia transformatora jest to, aby indukcja w jego rdzeniu nie przekroczyła w żadnym przypadku wartości Bmax. Przekształcając wzór [1] na siłę elektromotoryczną samoindukcji otrzymamy podstawową zależność do obliczania parametrów uzwojenia transformatora:
= 4,4410
,-4
[2]
azie:
U1 [V] - napięcie zasilania transormatora;
Bmax [T] - maksymalna, dopuszczalna wartość indukcji dla danego materiału magnetycznego rdzenia;
s [cm ] - powierzchnia przekroju rdzenia;
f [Hz] -częstotliwość napięcia zasilania transformatora;
N1 [zw] - ilość zwojów uzwojenia pierwotnego.
Ponieważ dla danego rdzenia transformatora wielkości Bmax i s są wielkościami stałymi, to wzór [2] można sprowadzić do postaci:
Ul=kf-Nl
i przekształcając otrzymamy zależność: UJ
f-Nl
- = k = const.
[3]
[4]
azie
Znając zależność pomiędzy napięciem, częstotliwością i liczbą zwojów rozwiązania wymaga problem wyznaczenia wartości stałej k. Można oczywiście wartość tę wyliczyć, korzystając z danych zawartych w katalogach rdzeni magnetycznych. Można to zrobić także drogą doświadczalną w przypadku gdy nie mamy dostępu do takich danych, lub zastosowany rdzeń jest nieznanego pochodzenia. W tym celu w układzie przetwornicy (schemat ideowy rys. 1, PE 7/98) rezystor R1 (regulacja częstotliwości pracy generatora zasilacza) zastępujemy potencjometrem o wartości około 20 kL2
10
Praktyczny Elektronik 8/1998
z połączonym szeregowo rezystorem o wartości 1 kti. W obwód zasilania zasilacza włączamy amperomierz o zakresie O,2-=-O,5 A. Do wyjścia przetwornicy podłączamy uzwojenie pierwotne badanego transformatora. Wyjścia zasilacza powinny być otwarte, lub uzwojenia wtórne nie podłączone do układu. Potencjometr P1 skręcamy na minimalną wartość rezystancji (maksymalna częstotliwość pracy). Włączamy napięcie zasilania układu i zwiększamy stopniowo wartość rezystancji potencjometru P1, przez co zmniejszać się będzie częstotliwość pracy generatora. Prąd wskazywany przez amperomierz powinien wynosić kilka mA. W pewnym momencie, przy dalszym obniżaniu częstotliwości zauważymy nagły wzrost poboru prądu przez układ. Oznacza to że rdzeń transformatora osiągnął stan nasycenia. Następnie zwiększamy nieco częstotliwość pracy generatora zasilacza (powrót do kilkumiliampe-rowego poboru prądu) i ustalamy przez to optymalny punkt pracy transformatora. W punkcie tym rdzeń transformatora magnesuje się w maksymalnych, dopuszczalnych granicach przez co wykorzystane są optymalnie właściwości rdzenia. Ponieważ znana jest wartość napięcia zasilania układu, liczba zwojów uzwojenia oraz częstotliwość pracy generatora, możemy wyliczyć wartość stałej k. Mając wartość stałej k możemy teraz w dowolny sposób zmieniać parametry uzwojeń transformatora. Np. konieczne jest zwiększenie napięcia zasilania zasilacza. Z zależności [4] wynika, że pociągnie to za sobą konieczność zwiększenia ilości zwojów, lub zwiększenia częstotliwości pracy układu w takim samym stopniu w jakim nastąpiło zwiększenie napięcia zasilania.
Wyznaczanie impedancji wewnętrznej transformatora
Transformator nie jest idealnym źródłem napięcia, tzn. pod wpływem obciążenia napięcie na zaciskach transformatora będzie się obniżało wprost proporcjonalnie do wzrostu prądu obciążenia. Pomiar impedancji wewnętrznej transformatora można przeprowadzić w następujący sposób. Wykonujemy dwa pomiary: pierwszy przy braku obciążenia strony wtórnej transformatora. Mierzymy napięcie stałe na wyjściu prostownika. Napięcie to będzie równe sile elektromotorycznej E transformatora. Drugi pomiar wykonujemy przy obciążeniu wyjścia prostownika rezystorem o wartości R dobranej w taki sposób, aby napięcie U2 było w znaczący sposób niższe od siły elektromotorycznej E (np. U2=0,8E). Wartość impedancji wewnętrznej transformatora Xt wyliczamy ze wzoru:
XT =
E-U2 U2
[5]
Zależność ta jest prawdziwa dla transformatorów o przekładni zwojowej równej 1:1. W innym przypadku wartość XT należy przemnożyć przez kwadrat przekładni zwojowej transformatora. Np. przykład jeżeli mamy
transformator o przekładni zwojowej równej 2:1, to wówczas wartość impedancji Xt sprowadzoną na stronę wtórną transformatora będzie czterokrotnie większa od impedancji transformatora o przekładni 1:1. Znajomość wartości Xj pozwala na dokładne zbilansowanie spadków napięć w obwodzie wtórnym zasilacza. Umożliwi to uzyskanie na wyjściu zasilacza zamierzonej wartości napięcia przy zakładanym prądzie obciążenia. Wartość impedancji transformatora zależy w dużym stopniu od sposobu nawinięcia uzwojeń. Uzwojenia możemy nawinąć w dwojaki sposób: zwoje uzwojenia możemy układać blisko siebie, tak jak pokazano to na rys. 2a, lub zwoje uzwojeń rozmieścić równomiernie wzdłuż całej długości rdzenia (rys. 2b). W układzie modelowym uzyskano następujące wartości impedancji Xj transformatora: 9 L2 dla pierwszego sposobu nawinięcia i 7,5 O. dla drugiego.
Rys. 2 Sposób nawinięcia uzwojeń na rdzeniu toroidalnym
Uzupełniając wiadomości o transformatorze podajemy na rysunku 3 jego schemat zastępczy. Rezystancje R1 i R2' są rezystancjami uzwojeń, X1 i X2' są reaktan-cjami rozproszenia poszczególnych uzwojeń. Rezystor Rfe, który fizycznie nie występuje w transformatorze modeluje straty mocy czynnej w rdzeniu transformatora. Rezystancja ta jest silnie nieliniowa. Jest zależna od indukcji magnetycznej rdzenia B oraz częstotliwości f napięcia zasilania transformatora. Wartości elementów oznaczonych znaczkiem "prim" są przeliczone na stronę pierwotną transformatora, tzn. przemnożone są przez kwadrat przekładni zwojowej transformatora.
Rys. 3 Schemat zastępczy transformatora
D.J.T.
Praktyczny Elektronik 8/1998
11
Rowerowy alarm
jazda rowerem to wspaniała zabawa. Dla niektórych to utrapienie a nawet obowiązek. W czasie wakacji mamy okazję częściej korzystać z roweru. Niektórzy nie rozstają się z nim przez wiele godzin. Pozostawienie roweru bez opieki może niestety oznaczać jego utratę. Kłódki i łańcuchy to tylko niektóre zabezpieczenia. Najlepszym zabezpieczeniem jest siedzący obok roweru pies obronny. Jednak trudno zabierać takie psy na każdą wycieczkę. Prosty, przenośny i łatwy w obsłudze alarm do roweru powinien odstraszyć potencjalnego złodzieja.
Jeszcze kilka lat temu rower był czymś "normalnym". Dziś właściciele tzw. "górali" prześcigają się w wymyślnych akcesoriach i kolorowych strojach, kaskach, getrach itd. Kwoty wydane na takie rowery, to pieniądze za które można kupić używany samochód. Strata tak wartościowego roweru jest bardzo przykra.
Przestrzegam przed nieuczciwymi wypożyczalniami rowerów. Będąc na urlopie byłem świadkiem zdarzenia w którym osoba która wypożyczyła rower który jej następnie ukradziono, musiała za niego zapłacić. Po kilku dniach ten sam egzemplarz roweru był ponownie w wypożyczalni. Osoba wypożyczająca rower otrzymała z wypożyczalni firmowe zabezpieczenie w postaci kłódki szyfrowej. Gdyby posiadała dodatkowo swoje zabezpieczenie to być może udałoby się uniknąć przykrej sytuacji.
Opis układu
Schemat ideowy alarmu do roweru umieszczony jest na rysunku 1. Alarm reaguje na wstrząsy powstałe w komorze obudowy. Jako czujnik wstrząsowy zastosowano miniaturowy głośniczek piezoelektryczny. Drgania wywołane poruszonymi kuleczkami wewnątrz obudowy alarmu, powodują indukowanie się na zaciskach głośniczka piezoelektrycznego napięcia zmiennego. Przetwornik piezoelektryczny posiada bardzo dużą impedancję wewnętrzną, dlatego też niezbędne było zastosowanie na wejściu układu wtórnika emite-rowego T1. Dalej sygnał jest wzmacniany we wzmacniaczu tranzystorowym T2, skąd trafia do układu różniczkującego C3, R6. Układ ten wraz z tranzystorem T3 tworzy monowibrator wyzwalany dodatnim zboczem sygnału na kolektorze T2. Układ ten pełni równocześnie funkcję komparatora; jest bowiem wyzwalany przez przebiegi o amplitudzie większej niż 0,6 V.
Opadające zbocze impulsu na kolektorze T3 wyzwala multiwibrator US1. W czasie generacji impulsu przez multiwibrator na jego wyjściu pojawia się napięcie zbliżone do zasilającego. Podłączony bezpośrednio do jego wyjścia buzer, włącza się i sygnalizuje zadziałanie alarmu. Zastosowany buzer, lub syrena alarmowa może pobierać prąd o wartości nie przekraczającej 200 mA, gdyż tyle wynosi maksymalny prąd wyjściowy
układu NE 555. Czasie
PIEZO
+9V "6F22
BUZER
włączyć.
gotowości
wibratora
Rys. 1 Schemat ideowy alarmu do roweru
Rys. 2 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
trwania alarmu określony jest wartościami elementów R8 i C4.
Po włączeniu zasilania włącznikiem WŁ1 alarm nie powinien się Opóźnienie pracy multi-uzyskujemy
przy pomocy układu zerującego w skład którego wchodzą elementy R9 i C6. Po włączeniu alarmu, w czasie
ładowania się kondensatora C6 na nóżce 4 układu US1 występuje początkowo napięcie 0 V. W ten sposób tajmer jest wyzerowany.
Buzer posiada wbudowany wewnątrz generator o częstotliwości akustycznej ok. 1 kHz i jest dobrze słyszalny. Pobór prądu przez typowy buzer wynosi ok. 15mA, a całego urządzenia alarmowego (podczas włączonej sygnalizacji) wynosi ok. 20 mA.
Opis konstrukcji
Wygląd płytki drukowanej oraz schemat montażowy płytki umieszczony jest na rysunku 2. Płytka drukowana po zmontowaniu jest gotowa do pracy. Zasilanie doprowadzone z baterii połączone jest
12
Praktyczny Elektronik 8/1998
GĄBKA
DO WŁĄCZNIKA ZASILANIA
"\
\ \
KULKI PIEZO
+ 6F22
Rys. 3 Sposób zamontowania alarmu w pudełku
\
PRZEWÓD
' GĄBKA
^ FRAGMENT OBUDOWY
Rys. 4 Położenie alarmtl po zamocowaniu do roweru
przewodami z ukrytym włącznikiem. W czasie jazdy rowerem zasilanie układu powinno być wyłączone. Przewodami łączymy także "BUZER" który będzie sygnalizował alarm. Buzer może być umieszczony wewnątrz obudowy. W tym przypadku w obudowie wykonuje się szereg niewielkich otworów w miejscu umieszczenia buzera, tak aby dźwięk łatwo wydostawał się na zewnątrz przez otwory i był wystarczająco słyszalny. Zamiast buzera można zastosować miniaturową syrenę. Należy tylko pamiętać, aby prąd zasilania nie przekraczał 200 mA.
Krawędź zewnętrzną przetwornika piezoelektrycznego (bez obudowy z tworzywa) przylutowujemy bezpośrednio do płytki drukowanej, na jej krawędzi od strony druku. Środkową część przetwornika piezo łączymy przewodem z punktem lutowniczym "PZ". Na rysunku 3 pokazana jest płytka drukowana, umieszczona wewnątrz obudowy. W prototypie zastosowano obudowę od tabletek musujących typu "Plusssz". W obudowie takiej zmieściła się płytka wraz z buzerem oraz baterią +9 V typu 6F22.
Na płytkę drukowaną nałożone zostały dwa pierścienie z gąbki. Dzięki temu płytka jest zamocowana dosyć stabilnie i nie przemieszcza się wewnątrz obudowy. W komorze z przetwornikiem piezo wsypane są stalowe małe kuleczki od łożyska. Można także włożyć małe okrągłe kamyczki. Poruszenie roweru wraz z alarmem spowoduje przemieszczenie się kulek, które spowodują drgania wychwytywane przez przetwornik piezo. W efekcie czego alarm zostanie uruchomiony.
Obudowę należy przymocować do ramy roweru sztywnymi obejmami. Niezmiernie ważne jest położenie obudowy. Powinna ona być przymocowana w taki sposób, aby kulki znajdowały się na dnie obudowy. Można ją umieścić pionowo lub ukośnie. Zawsze jednak zakończeniem z kulkami do dołu. Odwrotne położenie spowoduje opadnięcie kuleczek na gąbkę i mało skuteczne działanie alarmu. Prawidłową pozycję obudowy przedstawiono na rysunku 4. Na koniec życzę wszystkim dokręconych kierownic przy zjeżdżaniu z góry i odpowiedniego ciśnienia w oponach przy przewożeniu dziewczyn na ramie. Radzę też unikać jeżdżenia po ruchliwych drogach.
Wykaz elementów
US1 -NE555
T1-=-T3 - BC 547B
R7 -22 kii/0,125 W
R3 -27ki2/0,125W
R6 -47kQ/0,125 W
R5, R9 -1OOkś2/O,125 W
R1, R2, R8 -470kQ/0,125 W
R4 -2,2 Mii/0,125 W
C1 - 120 pF/50 V ceramiczny
C3 - 180 pF/50 V ceramiczny
C5 - 47 nF/50 V ceramiczny
C2 - 1 u.F/63 V 04/U
C4, C6 -47uJ716V04/U
PIEZO - głośniczek piezoelektryczny
średnica 20 mm
BUZER - BUZER 12 V/5 kHz
płytka drukowana numer 414
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 1,50 zł + koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
�$Ś Ireneusz Konieczny
Praktyczny Elektronik 8/1998
13
Wzmacniacz mocy w.cz.
Układ umożliwiający zwiększenie mocy sygnału uzyskanego z modulatora telewizyjnego opisanego w poprzednim numerze PE. Sygnał ten może następnie być wypromieniowany i odebrany przez zwykły odbiornik telewizyjny. W powiązaniu z miniaturową kamerą telewizyjną uzyskamy możliwość zdalnej obserwacji np. chronionego obiektu. Inne zastosowanie to możliwość rozdzielenia wzmocnionego sygnału na wiele odbiorników telewizyjnych.
Opis i działanie wzmacniacza
Wzmacniacz umożliwia uzyskanie mocy wyjściowej około 150 mW na rezystancji obciążenia 75 O. w zakresie częstotliwości 58-r65 MHz (2 kanał telewizyjny. OIRT). Pozwala to na bezprzewodowe przekazywanie informacji zależnie od warunków zewnętrznych na odległość do 200 m. Napięcie zasilania 12 V umożliwia korzystanie z akumulatora. Przewidziano stan czuwania oraz włączanie wzmacniacza za pomocą czujki podczerwieni co zmniejsza pobór mocy i przedłuża czas korzystania z akumulatora. Schemat blokowy wzmacniacza pokazuje rys. 1.
WF WY
752 o WZMACNIACZ STERUJĄCY WZMACNIACZ WYJŚCIOWY OSWÓD WYJŚCIOWY 752 o
t WŁĄCZANIE

CZUJKA UKŁAD CZASOWY UKŁAD LOGICZNY J
PODCZERWIENI

Rys. 1 Schemat blokowy wzmacniacza mocy w.cz.
Składa się on ze wzmacniacza sterującego, wzmacniającego sygnał z modulatora (około 5 mV) do poziomu niezbędnego do wysterowania wzmacniacza wyjściowego. Wzmacniacz wyjściowy to właściwy wzmacniacz mocy w.cz. pracujący w klasie AB. Między wzmacniaczem wyjściowym a wyjściem znajduje się obwód wyjściowy, którego zadaniem jest dopasowanie do obciążenia i tłumienie wyższych harmonicznych. Rezystancja wyjściowa 75 L2 pozwala na korzystanie z typowych telewizyjnych kabli koncentrycznych jak i anten.
Wzmacniacz jest uruchamiany cyklicznie co minutę na okres kilku sekund w stanie czuwania. Steruje tym układ czasowy i układ logiczny. Zadaniem układu logicznego jest powiązanie sterowania czasowego ze sterowaniem z czujki podczerwieni. Stan alarmu z czujki zbliżeniowej podczerwieni uruchamia ciągłą pracę wzmacniacza. Po zaniku sygnału z czujki wzmacniacz powraca do stanu czuwania. Możliwe jest
wyeliminowanie układów czasowego oraz logicznego i wykorzystywanie wzmacniacza do pracy ciągłej.
Przejdźmy teraz do schematu ideowego, który prezentuje rys. 2. Sygnał wejściowy podawany jest przez kondensator C1 na bazę tranzystora T1. T1 i T2 to szerokopasmowe tranzystory w.cz. BFR91A pracujące w układzie WE, realizujące wzmacniacz wstępny. Punkty pracy obu tranzystorów ustalone są w klasie A, która jest zalecana przy wzmacnianiu sygnałów jed-nowstęgowyeh. Sygnał telewizyjny to sygnał modulowany amplitudowo z częściowo tłumioną wstęgą boczną.
Ponieważ wzmacniacz przewidziany jest dla ograniczonego pasma częstotliwości nie jest wymagana jego szerokopasmowość. Pasmo jest ograniczone od strony niskich częstotliwości małą pojemnością kondensatorów sprzęgających C1, C5. Od strony wysokich częstotliwości kondensatorem C2 i C4 dołączonym równolegle do rezystora kolektorowego R3. Ograniczenie pasma częstotliwości zmniejsza możliwość ewentualnych wzbudzeń układu.
Baza T1 jest polaryzowana rezystorem R2 z kolektora tranzystora. Prąd emitera ustalony jest na 1 mA. Taki punkt pracy zmniejsza szumy własne pierwszego stopnia wzmacniacza. Stopień ten pracuje właściwie jako wzmacniacz napięciowy.
Wzmocnienie wzmacniacza ustala układ sprzężenia zwrotnego wykorzystujący dwójnik R1, C3. Dwójnik ten stosowany jest we wzmacniaczach szerokopasmowych do zmniejszenia wzmocnienia przy niskich częstotliwościach. Kompensuje to znaczny wzrost wzmocnienia tranzystorów w.cz. przy niższych częstotliwościach. Tutaj wykorzystujemy właśnie ten zakres.
Przez kondensator C5 sygnał podawany jest do bazy tranzystora T2. Układ połączeń jest taki sam jak w poprzednim stopniu. Inaczej natomiast jest dobrany punkt pracy. Prąd kolektora T2 wynosi około 40 mA. Wynika to z konieczności sterowania prądowego tranzystora mocy T3.
Wzmocnienie tego stopnia ustala dwójnik R4, C7. Ograniczenie pasma od strony wyższych częstotliwości realizuje kondensator C9 wchodzący jednocześnie w skład układu dopasowującego wejście tranzystora T3 (wzmacniacz wyjściowy) do wyjścia wzmacniacza wstępnego (T1, T2). wzmacniacz wstępny zasilany jest przez układ filtrujący składający się z dławika DŁ1 i kondensatora C6.
Wzmacniacz wyjściowy zrealizowano na tranzystorze T3 typu BFW16A. Jest to tranzystor w obudowie metalowej TO39 o maksymalnym napięciu Uceo wynoszącym 25 V i prądzie kolektora 150 mA. Przeznaczony jest do realizacji stopni końcowych telewizyjnych wzmacniaczy kanałowych lub stopni sterujących wzmacniaczy o wyższej mocy w zakresie częstotliwości od 40-7-800 MHz. Maksymalna moc strat wynosi 1,5 W.
14
Praktyczny Elektronik 8/1998
752
C12
220n f] R9 MiO2 L2 V
CZUJKA PODCZERWIENI
D1-HD5 - 1N4148
Rys. 2 Schemat ideowy
Charakteryzuje się małą rezystancją wejściową około 20 L2 i stosunkowo wysoką wyjściową (75 ii), przy częstotliwości 60 MHz.
Jego właściwe przeznaczenie to praca w klasie A. W celu uzyskania większej sprawności zastosujemy klasę AB. Wymaga to rozbudowy układu zasilającego bazę tranzystora. Zawiera on stabilizator 1,2 V na szeregowo połączonych diodach D1, D2 zasilanych rezystorem R7. Napięcie polaryzacji regulowane jest rezystorem nastawnym P1 i doprowadzane rezystorem R8 do bazy T3. Kondensator C10 zmniejsza przenikanie napięcia w.cz. do układu polaryzacji. Prąd początkowy tego tranzystora (bez wysterowania) ustala się na około 5-5-1 OmA.
Kolektor T3 zasilany jest przez cewkę L2 i dławik DŁ2. Filtrację składowej w.cz. zapewnia kondensator C11. Dwójnik C12, R9 ma za zadanie stłumienie ewentualnych oscylacji na niskich częstotliwościach (poniżej częstotliwości sygnału).
Mała rezystancja wejściowa oraz składowa reaktan-cyjna wymaga zastosowania wejściowego układu dopasowującego. Składa się on z kondensatora C9 i cewki L1 o indukcyjności około 100 nH.
Obwód wyjściowy wzmacniacza wyjściowego rozpoczyna się od cewki L2 stanowiącej wraz z równolegle połączonymi pojemnościami C15 i C16 (trymer) równoległy obwód rezonansowy. Obwód ten jest silnie tłumiony rezystancją wyjściową tranzystora i bardziej pełni rolę układu dopasowania wyjścia tranzystora do
rezystancji obciążenia. Dopasowanie to z kolei dotyczy kompensacji składowej reaktancyjnej i jest wspomagane kondensatorem C17. Trymer C16 umożliwia uzyskanie optymalnego dopasowania dla różnych egzemplarzy tranzystorów i przy niewielkich zmianach obciążenia.
Obwód składający się z cewki L3 i kondensatorów C18, C19 to znany wszystkim filtr dolnoprzepustowy typu n. Jego zadaniem jest zmniejszenie energii składowych harmonicznych sygnału wyjściowego. Harmoniczne te powstają przy nieliniowej pracy wzmacniacza wyjściowego jaką jest praca w klasie AB. Mogą one powodować ewentualne zakłócenia odbioru telewizyjnego.
Sygnał wyjściowy kablem koncentrycznym 75 L2 można doprowadzić do anteny lub sieci odbiorników TV. Jako nadawczą z powodzeniem można zastosować typową antenę telewizyjną na kanał 2 lub antenę UKF OIRT. Anteny te są antenami symetrycznymi i wymagają zastosowania symetryzatora przy zasilaniu przewodem koncentrycznym (niesymetrycznym). Dołączanie odbiorników TV do sieci kablowej powinno odbywać się z wykorzystaniem rozdzielaczy sygnału.
Układ czasowy wykorzystuje tajmer 555 (US1) pracujący jako generator astabilny. Na wyjściu układu czasowego (nóżka 3 US1) występuje wysoki poziom napięcia przez czas około 1 min. Czas ten ustalany jest pojemnością kondensatora C20 i sumą rezystancji R11 i R12. Przez kilka sekund występuje następnie poziom
Praktyczny Elektronik 8/1998
15
niski, by ponownie wrócić do poziomu wysokiego. Czas ten można ustalić doborem rezystora R12. Sygnał ten jest doprowadzony do inwertera na tranzystorze T4.
Przy niskim poziomie z układu czasowego, na kolektorze T4 pojawia się poziom wysoki i przez diodę D3 włącza tranzystor T5. Tym samym włączone zostaje za pomocą przekaźnika Pk1 napięcie zasilające wzmacniacz wstępny i polaryzujące bazę wzmacniacza wyjściowego.
Układ logiczny stanowią diody D3 i D4 realizujące funkcję sumy logicznej (OR). Poziom wysoki podawany na anodę jednej z nich, czy na obie anody jest przekazywany na wyjście tzn. na bazę tranzystora T5.
Do podłączenia typowego czujnika podczerwieni przewidziano 4 styki:
- COM, wspólny dla przekaźnika wyjściowego czujki;
- NC, styk normalnie dołączony do COM - rozwarty po zadziałaniu czujki;
- +12 V, napięcie zasilania;
- "masa" (połączona z COM).
Zadziałanie czujki lub jej odłączenie objawia się poziomem wysokim na styku NC. Przez diodę D4 podawany jest on następnie na bazę T5 i za pośred-
LLJJJ Hf- -r
DŁ1 1NC + 1 C21 I
7H(-C4 C3
Rys. 3 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
nictwem przekaźnika załącza zasilanie wzmacniacza. Wzmacniacz powinien być zasilany ze źródła napięcia stałego o napięciu 12 V (akumulator, zasilacz sieciowy). Pobór prądu nie przekracza 200 mA.
Montaż i uruchomienie
Przed montażem dostosować otwory w płytce drukowanej do posiadanych elementów i wykonać cewki indukcyjne. Cewka L1 powinna być wykonana jako cewka powietrzna przez nawinięcie 7,5 zwojów drutu w emalii o średnicy 0,4+0,5 mm na trzpieniu o średnicy 3 mm. Cewki L2 i L3 są takie same. Wykonamy je przez nawinięcie 5,5 zwojów drutu w emalii o średnicy 0,9+1 mm na trzpieniu o średnicy 8 mm. Kierunek nawinięcia cewek powinien umożliwiać montaż w sposób pokazany na rysunku montażowym.
Nie należy stosować zamienników tranzystorów T1, T2 i T3. Dopuszcza się zastosowanie tranzystora BFW17A jako T3. Kondensatory Cli, C15, Cl7, C18 i C19 powinny być kondensatorami na napięcie 250 V, nie tyle ze względu na napięcia w układzie ile ze względu na prądy w.cz. i możliwość nagrzewania się. W przypadku trudności z ich zdobyciem można spróbować zamontować kondensatory na napięcie 50 V.
Jeśli przewiduje się pracę ciągłą wzmacniacza nie montować elementów układu czasowego (US1), T4, T5, przekaźnika i elementów towarzyszących. Zewrzeć styki A przekaźnika doprowadzając zasilanie +12 V do wzmacniacza wstępnego.
Tranzystory T1 i T2 zamontować bezpośrednio na powierzchni płytki od strony elementów po odwróceniu napisem do płytki. Litera B na nadruku informacyjnym płytki oznacza bazę tranzystora. Dłuższe wyprowadzenie tranzystora BFR91A to kolektor.
Tranzystor T3 zamontować na wysokość 3 mm nad płytką. Tranzystor ten następnie wyposażyć w radiator zakładany bezpośrednio na jego obudowę. Może to być radiator z demontażu, kupny lub wykonany we własnym zakresie z paska blachy miedzianej lub mosiężnej o szerokości 20 mm i długości około 50 mm.
Po sprawdzeniu poprawności montażu przystępujemy do uruchomienia. Do tego niezbędne będą: zasilacz 12 V o obciążalności 200 mA, multimetr, analogowy miernik uniwersalny, modulator i źródło sygnału video (magnetowid,
'1
T
C22
APo
16
Praktyczny Elektronik 8/1998
kamera miniaturowa), rezystor 75 L2/0,25 W, odbiornik telewizyjny.
Początkowo nie dołączać sygnału z modulatora. Suwak rezystora nastawnego P1 ustawić w skrajnym położeniu (zwarty do masy). Dołączyć zasilanie i sprawdzić napięcia stałe. Napięcia te na kolektorach tranzystorów T1, T2 powinny wynosić około 6 V. Napięcie na kolektorze T3 powinno wynosić 12 V. Odłączyć jeden z przewodów zasilania i włączyć w obwód miliamperomierz. Pobór prądu powinien wynosić około 70 mA. Regulując rezystorem P1 uzyskać wzrost prądu o 5 mA.
Podłączyć kontakt NC złącza czujki podczerwieni do masy. Sprawdzić wyłączenie przekaźnika i napięcia zasilania wzmacniacza wstępnego (punkt A). Sprawdzić działanie układu czasowego, który powinien włączać przekaźnik i zasilanie co około 60 s na czas 6-r10s. Ewentualnie dobrać wartości rezystorów R11 i R12. Odłączyć styk NC od masy i wyłączyć zasilanie wzmacniacza.
Upewnić się o działaniu modulatora podając sygnał bezpośrednio na wejście odbiornika TV. Dostroić odbiornik na najlepszą jakość obrazu. Wyłączyć zasilanie modulatora i podłączyć sygnał z modulatora na wejście wzmacniacza przewodem koncentrycznym o długości 1O-t-15 cm.
Przed dalszym uruchamianiem wzmacniacza przygotować demodulator pomocniczy według schematu z rysunku 4.
DO
WZMACNIACZA W.CZ.
1 O
-O B
DO MIERNIKA
-O 1
Dl-GERMANOWA NP. AAP 120 C1 -CERAMICZNY
Rys. 4 Demodulator pomocniczy
Do wyjścia wzmacniacza podłączyć rezystor 75 L2 (WY 75 L2 - masa). Także do wyjścia dołączyć zacisk A demodulatora. Do zacisków B i masy demodulatora dołączyć miernik uniwersalny (analogowy, koniecznie bez wzmacniacza). Włączyć miernik na zakres 5 V napięcia stałego.
Włączyć zasilanie wzmacniacza i modulatora, wskazówka miernika powinna się wychylić wskazując obecność sygnału w.cz. na wyjściu wzmacniacza. Regulując rezystorem nastawnym P1 uzyskać maksimum wskazań. Kolejną regulację przeprowadzić tryme-rem C18, a następnie rozciągając i ściskając zwoje cewki L1 także na maksimum. Miernik wskazuje wartość szczytową napięcia zmiennego na wyjściu. Powinna ona wynosić 4-7-5 V. Moc wyjściową obliczymy dzieląc wskazania miernika podniesione do kwadratu przez 150.
Jednocześnie na ekranie znajdującego się w pobliżu odbiornika telewizyjnego z anteną pokojową powinniśmy zaobserwować poprawny obraz sygnału podawa-Tiego do modulatora. Zakłócenia obrazu świadczą
0 wzbudzaniu się wzmacniacza. Można je skorygować przez zmianę punktu pracy wzmacniacza wyjściowego rezystorem nastawnym P1.
Wyłączyć zasilanie i dołączyć za pośrednictwem kabla koncentrycznego 75 L2 o długości co najmniej 2,5 m i symetryzatora antenę symetryczną tzw. dipolową. Po włączeniu zasilania ewentualnie skorygować dostrojenie C16 na najlepszy obraz. Sprawdzić praktycznie zasięg odbioru, który powinien wynosić co najmniej 100 m.
Możliwe jest eksperymentowanie z innymi antenami np. niesymetryczną w postaci pręta lub odcinka drutu dołączonego do żyły środkowej kabla koncentrycznego. Odcinek przewodu powinien mieć długość około 1,2 m. Jeśli nie uda się dostroić takiej anteny trymerem C16 (maksimum napięcia na wyjściu demodulatora) trzeba będzie skorygować jej długość.
Jeszcze jedna uwaga: jeśli w rejonie stosowania wzmacniacza jest wykorzystywany kanał 2, modulator
1 wzmacniacz należy przestroić na kanał 1.
Wykaz elementów:
US1 -NE555
T1,T2 -BFR91A
T3 -BFW16A, BFW17A
T4, T5 - BC 547B
D1, D2, D3, D4, D5 -1N4148
R9 - 10 L2/0,125 W
R6 - 150 a/0,25 W
R4, R8 -470 L2/0,125 W
R1, R3 -620 L2/0,125 W
R7 -4,7 kL2/0,125 W
R5, R10, R13, R14, R15 - 10 kL2/O,125 W
R2 -56kco/O,125 W
R12 -75 kL2/O,125 W
R11 -750kL2/0,125 W
P1 -1 kL2TVP1232
C2 -4,7pF/50VKCP
C18 - 20 pF/250 V KCP
C19 - 22 pF/250 V KCP
C15 - 27 pF/250 V KCP
C4 - 47 pF/50 V KCP
C9 - 56 pF/50 V KCP
C1,C5 - 82 pF/50 V KCP
C17 - 100 pF/250 V KCP
C3, C6, C7, C8, C10 - 1 nF/50 V KCPf
C11 - 1 nF/250 V KCPf
C13, C21 -10 nF/50 VKFPf
C22 - 100 nF/63 VMKSE-20
C12 - 220 nF/63 V MKSE-20
C20 - 100 uT/16 V 04/U
C14 - 220 nF/16 V 04/U
C16 - 4-r15 pF trymer ceramiczny
Praktyczny Elektronik 8/1998
17
L1
12, L3
DŁ1
DŁ2
Pk1
czujka podczerwieni
płytka drukowana numer 413
- 7,5 zw. DNE 0,45/3 mm
- 5,5 zw. DNE 1,0/8 mm
- 10 (0.H miniaturowy
- 4,7 u.H miniaturowy
- HD1-M-12Y
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 3,95 zł + koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
-> R.K.
Elektronika inaczej cz. 31 - modulacja
Układy nieliniowe jakimi najczęściej są układy modulujące są interesujące dla wąskiego grona specjalistów i dlatego ograniczymy się do ogólnego przedstawienia zasad i podstawowych rodzajów modulacji.
Informacja traktowana ogólnie jako zmiana wielkości fizycznej jest zamieniana na sygnał elektryczny. Sygnał ten to napięcie zmienne o określonym paśmie częstotliwości (fd - fg). Pasmo to nazywane jest pasmem podstawowym (Base Band). Rozwój technik przekazywania informacji wymagał jednoczesnego przekazywania wielu informacji (sygnałów). Narzucają się dwie metody:
- podziału czasowego, czyli kolejnego przekazywania porcji informacji, które jest możliwe w paśmie podstawowym i stosowane np. w sieciach i systemach komputerowych;
-zwielokrotnienia częstotliwościowego polegającego na wzajemnym przesunięciu pasm częstotliwości poszczególnych informacji.
Metoda ta zapewnia rzeczywistą jednoczesność przekazywania informacji. Zabieg stosowany do przesuwania pasma częstotliwości informacji z pasma podstawowego to właśnie modulacja. Pasmo częstotliwości uzyskane po modulacji (B) nazywane jest pasmem przesuniętym (Broad Band). Informacja po modulacji nie jest bezpośrednio czytelna dla odbiorcy. Należy ją ponownie sprowadzić do pasma podstawowego. Realizuje to zabieg nazywany demodulacją.
A i
PASMO PODSTAWOWE
PASMO PO MODULACJI
MODULACJA
MODULACJA
Rys. 1 Zasada modulacji i demodulacji
Z uwagi na trudności techniczne jak i potrzeby wynikające z rozwoju radia i telewizji w pierwszej kolejności zastosowano zwielokrotnianie częstotliwości, a więc modulację. Aktualnie cyfryzacja tych obu dziedzin prowadzi do jednoczesnego wykorzystania modulacji i podziału czasowego. Podział czasowy jest przykładowo stosowany przy zapisie i odczycie informacji kanałów lewego i prawego na płytach kompaktowych.
Jest charakterystyczny dla informacji cyfrowych, czy analogowych zamienionych na postać cyfrową. Modulacja jest zabiegiem zaliczanym do operacji analogowych. Sygnały wejściowe i wyjściowy są sygnałami analogowymi (sygnał modulujący może być sygnałem cyfrowym - impulsowym).
Istotną zaletą modulacji jest przeniesienie pasma podstawowego w zakres wysokich częstotliwości ułatwiając tym samym wypromieniowanie sygnału w postaci fali radiowej. Modulację realizują urządzenia nazywane modulatorami i stanowiące część urządzeń nadawczych. Do modulacji wykorzystuje się tzw. sygnał nośny (Carier), na który nanoszona jest informacja. Częstotliwość sygnału nośnego (fali nośnej) jest najczęściej częstotliwością środkową pasma przeniesionego. Informacja modyfikuje jeden z parametrów fali nośnej. Fala nośna ma postać przebiegu sinusoidalnego, który opisuje podane niżej równanie:
= U
Modyfikacja amplitudy Un prowadzi do tzw. modulacji amplitudy oznaczanej skrótem AM. Zmiany częstotliwości F to modulacja częstotliwości FM. Zmiana przesunięcia fazowego ty to modulacja fazy PM. Modulacje fazy i częstotliwości są podobne, ponieważ dotyczą argumentu funkcji sin i często nazywane są wspólnym mianem modulacji kąta.
Modulacja amplitudy
Informacja jest zapisywana w amplitudzie fali nośnej. Inaczej amplituda fali nośnej jest proporcjonalna do sygnału modulującego um. Pokazuje to rys. 2.
Górna część rysunku przedstawia sinusoidalny przebieg modulujący, którego wartość początkowa jest równa 0. Dolna część rysunku to zmodulowany przebieg wielkiej częstotliwości. Początkowo jest to przebieg o stałej amplitudzie Un - fala nośna. Zmiany przebiegu modulującego um o częstotliwości fm wywołują zmiany amplitudy przebiegu w.cz. Amplituda zmian zaznaczona jest jako Um. Równanie fali zmodulowanej amplitudowo ma następującą postać:
u = UN Ś [1 + m � sin(2 Ylfmt)] sin(2 -U-F-t)
Parametrem charakteryzującym modulację amplitudy jest głębokość modulacji m. Określana jest ona w %,
18
Praktyczny Elektronik 8/1998
jako stosunek amplitudy zmian przebiegu w.cz. Um, do amplitudy fali nośnej Un (bez modulacji).
m = W0>/o-
UN
Um,, AA f
0 1 \ /
1 \ /1
Uw 1
/^if\'r ' /*
j/ \ Um I / \
V 0
M *Ś t
mLF m
Rys. 2 Modulacja amplitudy
Jak łatwo zauważyć maksymalna wartość głębokości modulacji nie powodująca zniekształceń wynosi 100% (Um = Un)- Praktycznie w radiofonii AM średnio wynosi 30% i nie przekracza 80%. Sytuację przekroczenia głębokości modulacji 100% nazywamy przemodulowa-niem, które pokazuje rys. 3.
Rys. 3 Przemodulowanie
Podczas demodulacji napięcie wyjściowe będzie proporcjonalne do współczynnika głębokości modulacji, który z kolei zależy od amplitudy napięcia modulującego. Ale o demodulatorach będzie póiniej.
Jakie będzie pasmo sygnału przesuniętego (zmodulowanego amplitudowo)? Po przemnożeniu
czynników podanego wyżej równania fali zmodulowanej otrzymamy trzy składowe częstotliwości. Pierwsza, o największej amplitudzie będzie miała częstotliwość fali nośnej F. Dwie zwane prążkami bocznymi będą miały częstotliwości (F - fm) i (F + fm). Składowe te prezentuje rys. 4a).
b)
WSTfCA BOCZNA
G0RNA
1
F-fm
F+f"
F-f,
Rys. 4 Widmo częstotliwości sygnału AM
Przy praktycznej modulacji sygnałem akustycznym posiada on postać widma częstotliwości i zamiast prążków bocznych uzyskamy tzw. wstęgi boczne. Szerokość każdej wstęgi jest wyznaczona szerokością pasma modulującego sygnału akustycznego. W radiofonii maksymalna częstotliwość modulująca fmg jest ograniczona do 4,5 kHz. Pasmo B zajmowane przez sygnał zmodulowany będzie wynosiło 2fmg. W przypadku radiofonii AM wynosi ono 9 kHz.
Amplituda składowej o częstotliwości fali nośnej F wynosi Un i nie zależy od sygnału modulującego. Amplitudy prążków bocznych wynoszą (iti-Un)/2 i poprzez współczynnik m zależą od sygnału modulującego. Oznacza to, że fala nośna nie zawiera informacji. Informacja zawarta jest w obu prążkach bocznych.
Moc przebiegu zmodulowanego amplitudowo określona jest następującym wzorem:
PN jest mocą fali nośnej. Drugi składnik w tym wzorze to moc zawarta w obu prążkach bocznych. W najlepszym przypadku przy głębokości modulacji m = 100% wynosi ona jedynie 50% mocy fali nośnej. Większość mocy nadajnika wykorzystywane jest więc do wytworzenia fali nośnej a jedynie niewielka część do przesyłania informacji zawartej we wstęgach bocznych.
Można spodziewać się zwiększenia zasięgu radiostacji przez zwiększenie mocy wstęg bocznych kosztem mocy fali nośnej. Taki rodzaj modulacji amplitudy nazywany jest modulacją z wytłumioną nośną. Może być ona wytłumiona całkowicie lub częściowo. Kolejny krok to wyeliminowanie jednej wstęgi bocznej, ponieważ obie niosą tą samą informację tzw. modulacja jednowstęgowa. Środki te rzeczywiście zwiększają zasięg przy takiej samej mocy nadajnika, jednak wymagają bardziej skomplikowanych układów demodulacji. Zwłaszcza niezbędne jest odtworzenie fali nośnej.
Praktyczny Elektronik 8/1998
19
Układ modulacji amplitudy musi zapewnić uzyskanie przebiegu o podanej wyżej zależności. Jego zasadnicze składniki, fala nośna i sygnał modulujący muszą zostać pomnożone. Zapewnić to może układ mnożenia analogowego lub układ nieliniowy sterowany sumą obu sygnałów.
a)
b)
o___ UKŁAD MNOŻENIA ANALOGOWEGO
UwJF FP
t
O l ^
um|fm
UKŁAD NIELINIOWY
Uw(~)f FP
tu-
A. 1
Jmf~)fm
Rys. 5 Schematy blokowe modulatorów AM
Na wejście układu mnożenia analogowego z rys. 5a podawany jest sygnał nośny w.cz. uw o częstotliwości F i sygnał modulujący um o częstotliwości fm. Na wyjściu układu mnożenia uzyskuje się oba te sygnały i sygnał zmodulowany amplitudowo. Sygnał uAm wydzielany jest za pomocą filtru pasmowego FP.
W drugim przypadku dzięki nieliniowości układu także uzyskuje się składnik będący iloczynem napięcia-w.cz. i sygnału modulującego. Przykładowo jeśli nieliniowość określona jest jako funkcja kwadratowa:
(uw +um)2 =uw2 +2uwum+ um2
Iloczyn zawarty jest w drugim składniku. Sygnał zmodulowany amplitudowo wydzielany jest przez filtr pasmowy FP.
Wytłumienie fali nośnej i wstęgi bocznej można uzyskać za pomocą filtrów tzw. metoda filtracji. Znane są bardziej zaawansowane metody, których jednak nie będę przytaczał. Wytłumienie fali nośnej zapewnia tzw. modulator zrównoważony pokazany na rys. 6.
Rys. 6 Modulator zrównoważony
Modulator ten wykorzystuje elementy nieliniowe jakimi są diody półprzewodnikowe. Diody te sterowane są sumą napięcia w.cz. i napięć modulujących Uzwojenia transformatora wyjściowego Tr2 zapewniają redukcję strumieni magnetycznych pochodzących od fali nośnej dzięki odpowiedniemu połączeniu i tym samym wytłumienie fali nośnej i napięcia modulującego w sygnale wyjściowym U2.
Istnieje także możliwość przesyłania różnych informacji na wstęgach bocznych. Ten rodzaj modulacji nazywany jest modulacją kwadraturową i stosowany jest np. do przesyłania sygnałów kolorów w systemie telewizji kolorowej PAL.
Podam oznaczenia najczęściej stosowanych rodzajów modulacji AM: AO - brak modulacji (fala nośna); A1 - kluczowanie (włączanie i wyłączanie) fali
nośnej;
A2 - telegrafia tonowa; A3 - telefonia (radiofonia) dwuwstęgowa z falą
nośną;
A3a - telefonia jednowstęgowa z częściowo stłumioną falą nośną; A3b - telefonia dwuwstęgowa z wytłumioną falą
nośną; A3j -telefonia jednowstęgowa z wytłumioną falą
nośną;
A5 - telewizja (częściowo tłumiona wstęga boczna); QAM - modulacja kwadraturową (modemy).
Zaletami modulacji amplitudy, które przesądziły o jej dużej popularności są prostota układów modulujących i demodulujących oraz wąskie pasmo częstotliwości. Wadami natomiast są niska sprawność, ograniczone pasmo częstotliwości, i podatność na zakłócenia zewnętrzne (zwłaszcza impulsowe).
Modulacja częstotliwości
W tym rodzaju modulacji zaznacza się proporcjonalność częstotliwości sygnału w.cz. do wartości chwilowej sygnału modulującego um. Zależność między sygnałami modulującym i w.cz. pokazana jest na rys. 7.
Napięcie modulujące równe 0 nie powoduje zmian częstotliwości sygnału w.cz. Wzrost napięcia modulującego powoduje proporcjonalny wzrost częstotliwości, a malenie odpowiednio jej zmniejszanie. Szybkość tych zmian zależy od częstotliwości sygnału modulującego.
Odstrojenie częstotliwości przy amplitudzie sygnału modulującego nazywane jest dewiacją i oznaczane jako AF. Dewiacja jest proporcjonalna do amplitudy sygnału modulującego i pełni rolę odpowiednika głębokości modulacji. Przy radiofonii FM w systemie OIRT średnia dewiacja wynosi 15kHz, a maksymalna 50 kHz. W systemie CCIR średnia wynosi 22,5 kHz, maksymalna 75 kHz. Od dewiacji będzie zależała amplituda sygnału po demodulacji.
20
Praktyczny Elektronik 8/1998
Rys. 7 Modulacja częstotliwości
Innym współczynnikiem charakteryzującym modulację częstotliwości jest tzw. wskaźnik dewiacji rrif. Określony jest następującą zależnością:
mf =
AF
fm
Jak łatwo zauważyć przy stałej dewiacji współczynnik ten zmniejsza się ze wzrostem częstotliwości sygnału modulującego. Efekt ten jest kompensowany przez stosowanie tzw. preemfazy przy modulacji tzn. zwiększaniu dewiacji dla składowych o wyższych częstotliwościach. Po demodulacji wymagany będzie układ o działaniu odwrotnym tzw. układ deemfazy.
Określenie pasma częstotliwości sygnału zmodulowanego częstotliwościowo jest znacznie bardziej skomplikowane niż dla modulacji amplitudy. Przykładowe widmo częstotliwości sygnału FM pokazane jest na rys. 8.
Rys. 8 Widmo częstotliwości sygnału FM
Teoretycznie widmo to zawiera nieskończenie wiele prążków bocznych o częstotliwościach określonych zależnościami (F + nfm) i (F - nfm). Na szczęście amplitudy prążków szybko maleją ze wzrostem n (1, 2, 3,...). Praktycznie wystarcza ograniczenie się do n = 3. Do określenia niezbędnego pasma toru nadawczego i odbiorczego korzysta się z następującego wzoru:
B = 2 (A FJmax) + fjmg}) B = 2-(AFmaK + fmg)
gdzie:
'mg
- dewiacja maksymalna,
- górna częstotliwość modulująca.
Dla radiofonicznego sygnału monofonicznego pasmo to powinno wynosić 100+150 kHz. Dla sygnału stereofonicznego powinno wynosić 200+300 kHz.
Realizacja modulacji częstotliwości wymaga ingerencji do wnętrza generatora fali nośnej. Sygnał modulujący ma zmieniać częstotliwość fali nośnej. Uzyskuje się to przez dołączenie tzw. elementu reaktancyjnego (indukcyjności L lub częściej pojemności C), sterowanego napięciem modulującym do układu rezonansowego wyznaczającego częstotliwość generatora. Schemat blokowy takiego modulatora pokazuje rys. 9.
WY
UFM
GENERATOR LC
ELEMENT
REAKTANCYJNY
C
WE
Um
Rys. 9 Modulator FM
Napięcie modulujące um podawane jest do elementu reaktancyjnego. Przykładowo zmienna pojemność C jaką reprezentuje ten element dołączona jest równolegle do obwodu rezonansowego generatora. Elementem reaktancyjnym oczywiście może być dioda pojemnościowa. Generator LC wytwarza już przebieg zmodulowany ufm-
Ponieważ element reaktancyjny bezpośrednio prze-straja generator niezbędne jest stosowanie specjalnych układów do stabilizacji częstotliwości środkowej (nośnej) przy napięciu modulującym równym 0. Często generator modulowany posiada częstotliwość niższą od wyjściowej nadajnika i stosuje się układy tzw. powielania częstotliwości (zwiększania jej n razy). Tyle samo razy ile jest zwielokrotniana częstotliwość jest także zwielokrotniana dewiacja.
Modulacja częstotliwości także posiada wiele odmian. Najbardziej popularna związana z radiofonią oznaczana jest jako F3. Szerokie zastosowanie znalazło tzw. kluczowanie częstotliwości, czyli skokowa zmiana częstotliwości wywołana np. sygnałem impulsowym (cyfrowym), oznaczane F1 lub FSK.
Zaletą modulacji częstotliwości jest większa odporność na zakłócenia impulsowe. Stosowanie preemfazy i deemfazy poprawia stosunek sygnał - szum. Wadami są duża szerokość pasma i skomplikowanie demodulatora. Komplikacja demodulatora przestaje na szczęście być istotna w dobie układów scalonych.
Modulacja fazy
Modulacja fazy nie będzie opisywana tak szczegółowo jak poprzednie. Przy modulacji częstotliwości występują jednocześnie zmiany fazy i odwrotnie przy modulacji fazy zmiany częstotliwości. Istotne jest, że dla modulacji fazy zmiany fazy są proporcjonalne do sygnału modulującego a dla modulacji częstotliwości proporcjonalne są zmiany częstotliwości.
Praktyczny Elektronik 8/1998
21
Modulator częstotliwości może zostać zamieniony na modulator fazy przez dodanie prostego układu RC na jego wejściu. Praktyczne zastosowanie znalazło kluczowanie fazy PSK stosowane między innymi w modemach. Bardziej zaawansowane jest tzw. różnico-
we kluczowanie fazy DPSK stosowane do przesyłania informacji cyfrowych między innymi w RDS i cyfrowej fonii telewizyjnej NICAM.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
Uniwersalny sterownik silników krokowych
Silniki krokowe, określane też mianem skokowych, to dość specyficzne silniki, które w odróżnieniu od silników liniowych potrafią wykonywać obrót o ściśle określony kąt. Znajdują zastosowanie wszędzie tam gdzie regulacja, obrót lub przesunięcie powinny być skokowe. Sterowanie tych silników odbywa się impulsowo, dlatego są znacznie łatwiejsze do sterowania przez układy cyfrowe. Dzięki swoim właściwościom, znajdują zastosowanie w wielu urządzeniach np. stacjach dysków do pozycjonowania głowic odczytujących, urządzeniach sterowanych numerycznie.
Ze względu na sposób sterowania oraz konstrukcji elektrycznej silniki krokowe można podzielić na dwie grupy:
- unipolarne;
- bipolarne.
Silniki bipolarne posiadają uzwojenia sterowane napięciami o zmieniającej się polaryzacji. Wymagają nieco bardziej złożonych układów do sterowania, ale wykorzystując siły przyciągania i odpychania magnesu stałego mogą mieć mniejsze rozmiary przy tej samej mocy.
Silniki unipolarne wykorzystują tylko jeden efekt -przyciągania bądź odpychania magnesu na rotorze. Posiadają najczęściej cztery uzwojenia połączone w układzie gwiazdy. Uzwojenia te są umieszczone na stojanie i tworzą we wnętrzu silnika elektromagnesy. Na rotorze znajdują się magnesy stałe o biegunach skierowanych prostopadle do osi obrotu (rys. 1). Doprowadzanie napięcia do jednego z uzwojeń elektromagnesu spowoduje przyciągnięcie magnesu stałego znajdującego się na obwodzie rotora i w efekcie jego obrót. Poszczególne uzwojenia są nawinięte w ten
sposób, aby ich włączenie w określonej kolejności powodowało obrót rotora o stały kąt w tym samym kierunku. Na rys. 1 przedstawiona została uproszczona konstrukcja silnika krokowego, która dobrze ilustruje zasadę jego działania. Ciągłe doprowadzanie do wyprowadzeń silnika krokowego impulsów przesuniętych w fazie o 45� jak to przedstawiono na rys. 2a. spowoduje jego obrót.
..1" "2" "3" "4" b) ,.1" "2" ..3" "4" _ L _ L - _ L _ L _ - L r _ L _ - L _ L _ - L _ L - L r - _ _ L _ L _ L _ - L - _ L - L r
__ _ _ -_ _ _ -_ _ _ -_ - _ L - _ _ - _ -_ ---_ - L _ r _ i - - -r - r _ _ --_

Rys. 1 Schematyczne przedstawienie konstrukcji silnika krokowego: a) unipolarnego, b) bipolarnego
Rys. 2 Sygnały sterujące silnikiem krokowym przy pracy: a) całokrokowej, b) półkrokowej
W naszym przykładowym silniku jeden krok odpowiada obrotowi wirnika o 36074 czyli rozdzielczość jego wynosi 90�/krok. Żeby więc wykonał pełny obrót musi wykonać 4 kroki. Rzeczywiste silniki do wykonania pełnego obrotu wirnika wykonują znacznie większe liczby kroków od ok. 50 do 500.
Jednak za pomocą niewielkiej modyfikacji układu sterowania można podwoić liczbę kroków potrzebną na wykonanie pełnego obrotu - rozdzielczość urządzenia wzrośnie dwukrotnie. Dokonamy tego przez wykorzystanie tzw. pół-
22
Praktyczny Elektronik 8/1998
kroków. Jeżeli doprowadzimy napięcie jednocześnie do dwóch sąsiednich uzwojeń, to magnes rotora ustawi się dokładnie pomiędzy nimi, a wtedy otrzymamy pozycję pośrednią równą połowie wcześniejszego kroku. Sygnały sterujące w takiej sytuacji obrazuje rys. 2b. Stosując złożone sterowniki silników krokowych wykorzystujące napięcia sterujące o zmiennej wartości można tym sposobem uzyskać nawet kilka tysięcy kroków na obrót w rzeczywistych silnikach krokowych. Odpowiednie sterowanie silników krokowych (impulsami napięcia o wartości przekraczającej wartość znamio-
Ho
55555555
oooooooo
Rys. 3 Schemat ideowy układu sterownika silników krokowych małej mocy
nową) pozwala na uzyskanie dużych momentów obrotowych dla niewielkich kątów obrotu. Jest to kolejna z ciekawych właściwości tych układów.
My nie mamy aspiracji by konstruować urządzenia aż tak skomplikowane, gdyż zakres ich zastosowań jest często bardzo ograniczony. Chcemy jednak zaprezentować prosty układ o cechach dydaktycznych, za pomocą którego możliwe jest sterowanie małymi silnikami krokowymi o mocy nie przekraczającej kilku watów.
Sterownik taki można wykorzystać do następujących celów:
-sterownika dydaktycznego prezentującego zasady działania silnika krokowego oraz sposób jego sterowania; -sterownika silników krokowych w różnego rodzaju
zabawkach np. samobieżnych pojazdach itp.; - w efektach dyskotekowych;
-w konstrukcji systemu automatycznie rozwijanych i zwijanych rolet okiennych itp.;
Konstrukcja
W urządzeniu wykorzystano programowalny układ logiczny PLD, co pozwoliło znacznie uprościć jego konstrukcję. Zastosowano bardzo popularny układ GAL16V8. Posiada on w swoim wnętrzu osiem prze-rzutników synchronicznych. Na wejściu każdego z nich znajdują się elektrycznie konfigurowalne makrocele zawierające kombinacyjne układy logiczne. Układ GAL 16V8 nadaje się idealnie do syntezy automatów synchronicznych. Więcej informacji na ten temat znajdzie Czytelnik w PE 3/96 w artykule pod tytułem: "Dydaktyczny sterownik świateł ulicznych z układem PLD".
Obok układu PLD pełniącego rolę kompletnego sterownika silników krokowych umieszczono również generator sygnału zegarowego, oraz wzmacniacz sygnałów wyjściowych. Rolę generatora sygnału zegarowego pełni popularny układ czasowy NE 555, pracujący w klasycznej aplikacji. Drobną modyfikację stanowi umieszczenie przełącznika WŁ1 w obwodzie rozładowania kondensatora C2 pozwalające na ręczne generowanie sygnału zegarowego (klawiszem WŁ2). Układ US3 - ULN 2803A to wzmacniacz prądowy sygnałów sterujących silnikiem. Jak już wspomniano na wstępie silnik unipolarny posiada cztery uzwojenia, które sterowane są z wyprowadzeń 11, 13, 15 i 17 układu US3. Pozostałe cztery wolne wyprowadzenia zostały wykorzystane do sterowania czterema diodami świecącymi D1-5-D4, sygnalizującymi stan w jakim znajduje się sterownik.
Na płytce umieszczono również stabilizator +5 V dostarczający napięcia niezbędnego do pracy układu GAL oraz generatora zegarowego. Silniki krokowe są z reguły przystosowane do pracy przy wyższych napięciach zasilania. Dla przykładu silniki krokowe stosowane w starych stacjach dysków posiadają znamionowe napięcie pracy równe 12 V. Oznacza to, że uzwojenie
Praktyczny Elektronik 8/1998
23
może znajdować się pod takim napięciem przez dłuższy czas. Jednak jak już wspominałem dla uzyskania dużego momentu obrotowego w momencie rozruchu, stosuje się impulsowe napięcia sterujące o wartości znacznie przekraczającej napięcie znamionowe. Za takie sterowanie odpowiedzialne są specjalizowane sterowniki. W urządzeniu przewidziano prosty sposób zasilania silników - napięcie zasilające doprowadzane jest do nich z prostownika PR1 po odfiltrowaniu tętnień przez kondensator C6.
Algorytm sterownika
Przyjrzyjmy się teraz algorytmowi działania sterownika. Sterownik w zależności od stanu czterech wejściowych linii sterujących pozwala na obrót silnika w prawo bądź w lewo z prędkością zależną od częstotliwości generatora zegarowego. Możliwe jest również zatrzymanie silnika w dowolnej pozycji oraz przełą-czanietypu sterowania z kroków na półkroki. Specjalny sygnał oznaczony na schemacie symbolem AWARIA powoduje zatrzymanie silnika i wyłączenie wszystkich napięć zasilających. Na rys. 4. przedstawiony został diagram stanów automatu sterownika silników krokowych.
Poniżej opisane zostaną wszystkie sygnały wejściowe sterownika:
START - gdy "1" (WŁ4 rozwarty) to silnik obraca się; gdy "0"(WŁ4 zwarty) to silnik zatrzymany przy obecnym napięciu na uzwojeniu silnika (silnik utrzymuje pozycję);
AWARIA - gdy "1" (WŁ3 rozwarty) to silnik w pozycji spoczynkowej (wszystkie napięcia wyłączone); gdy "0" (Wł3 zwarty) to silnik obraca się lub jest zatrzymany (zależnie od stanu przycisku START);
HS/FS - gdy "1" (WŁ5 rozwarty) to silnik sterowany jest półkrokami (obraca się dwa razy wolniej lecz przy większym momencie obrotowym); gdy "0" (WŁ5 zwarty) to silnik wykonuje pełne kroki;
KIERUNEK-gdy "1" to silnik obraca się w prawo (w zależności od kolejności dołączenia uzwojeń silnika); gdy "0" to silnik obraca się w kierunku przeciwnym;
CLK -zegar, decyduje o prędkości obrotu silnika
(górny zakres częstotliwości zależy od typu silnika i mieści się w granicach 1-r10 kHz).
Układ którego schemat przedstawiono na rys. 3 pozwala na demonstrację działania sterownika. Można więc przy jego pomocy przeprowadzić instruktaż działania silników krokowych. Na bazie tego układu można jednak stworzyć urządzenie o znacznie ciekawszych
W3
Warunki:
W0 = FAIL||(ISTART)
W1 = (!FAIL)&&START
W2 = FAIL
W3 = (IFAIL)&8,(ISTART)
W4 = (!FAIL)8ASTART&&HS&&DlR
W5 = (!FAIL)&&START&�HS&&(IDIR)
W6= (IFAIL)8ASTART&&(!HS)&&DIR
W7 = (!FAIL)&&START&&(IHS)&&(!DIR)
Objaśnienie symboli: || - suma logiczna - "lub" && - iloczyn logiczny - "i" I - negacja - "nie"
Objaśnienie sygnałów:
FAIL - awaria - wyłączenie zasilania silnika START - uruchomienie/zatrzymanie silnika HS- sterowanie - kroki/pótkroki DIR - kierunek obrotu silnika - lewo/prawo
Rys. 4 Diagram stanów sterownika silnika krokowego
24
Praktyczny Elektronik 8/1998
WŁ1
1
UST
KRANIEC-A KRANIEC-B C1 22n
Rint
DM74121
ZWIŃ/ROZWIŃ
+Vcc O
+Vcc
US2-A
PRE
>CLK
a
CLR
DM7474
US2-B
KIERUNEK
STEROWNIK
SILNIKA KROKOWEGO
HS/FS
DM7474
Rys. 5 Schemat układu sterowania zwijaniem rolet
cechach funkcjonalnych. Poniżej opiszemy sposób wykorzystania sterownika do zwijania i rozwijania rolet okiennych. Silniki krokowe nadają się do tego znacznie bardziej, ponieważ przy małej prędkości obrotowej mają większą moc niż silniki liniowe. Skonstruowanie podobnego urządzenia z wykorzystaniem silnika liniowego wymagałoby wyposażenia go w mechaniczny reduktor prędkości obrotowej, co z kolei zwiększa złożoność oraz koszt układu.
Schemat systemu automatycznego zwijania rolet okiennych przedstawiono na rys. 5. Układ dodatkowy składa się z dwóch przerzutników oraz jednego multi-
wibratora monosta-bilnego. Jeden z przerzutników odpowiedzialny jest za sterowanie linią kierunku obrotów. Drugi natomiast steruje stanem linii AWARIA, która została wykorzystana do uruchamiania i zatrzymywania silnika. Urządzenie działa w następujący sposób. Wciśnięcie przycisku ZWIŃ/ ROZWIŃ powoduje zmianę stanu przerzutnika sterującego
Rys.6 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
sygnałem AWARIA i silnika zaczyna się kręcić zwijając roletę. Po zakończeniu zwijania zwiera się łącznik krańcowy KRANIEC-A i powoduje zmianę stanu przerzutnika kierunku (tzn. sterującego linią sterownika KIERUNEK). Sygnał z łącznika KRANIEC-A zmienia również stan drugiego przerzutnika powodując zatrzymanie silnika. Ponowne wciśnięcie przycisku ZWIŃ/ROZWIŃ spowoduje obrót silnika w drugą stronę a w konsekwencji rozwinięcie rolety. Zatrzymanie silnika nastąpi po zadziałaniu łącznika KRANIEC-B. Multiwibrator monostabilny został dodany do układu w celu wytłumienia oscylacji jakie mogą się pojawić na stykach łączników KRANIEC-A i KRANIEC-B. Stan linii HS/FS należy ustalić indywidualnie do potrzeb, pamiętając o tym, że w trybie HS (half-step z ang. półkrok) silnik obraca się dwa razy wolniej ma jednak większą moc. Szybkość obrotową silnika należy ustalić potencjometrem P1.
Montaż i uruchomienie
Po zmontowaniu układu można przystąpić do jego uruchamiania. Nie jest potrzebny przy tym żaden przyrząd pomiarowy ani nawet silnik krokowy, gdyż stan poszczególnych linii sterujących podczas pracy sterownika możemy kontrolować diodami świecącymi D14-D4.
Przed włączeniem zasilania, rozwieramy wyłącznik pracy automatycznej WŁ1 oraz włącznik awarii WŁ3. Pozostałe włączniki, zwieramy. Teraz włączamy zasilanie i przyciskając włącznik WŁ2 obserwujemy stan diod świecących. W danej chwili powinna świecić się
Praktyczny Elektronik 8/1998
25
tylko jedna dioda świecąca. Po każdorazowym wciśnięciu przycisku WŁ2 zapala się następna dioda świecąca w kolejności D1, D2, D3, D4, D1, itd. Teraz zwalniamy włącznik kierunku WŁ6 i ponownie przyciskając klawisz WL2 obserwujemy stan diod D1-^D4. Kolejność zapalania diod powinna być odwrócona.
ROLETA
STEROWNIK
CZUJNIK KRANIEC-B
ZWIŃ/ ROZWIŃ
Rys. 7 Sposób zamontowania silnika i wyłączników krańcowych w systemie zwijania rolet
Następnym etapem uruchamiania jest kontrola trybu sterowania półkrokami. Zwieramy w tym celu przycisk kierunku WŁ6 a rozwieramy przycisk WŁ5. Przy takiej konfiguracji sygnałów wejściowych każdorazowe przyciśnięcie przycisku WŁ2 powoduje zapalanie się diod w następującej sekwencji: D1, D1 i D2, D2, D2 i D3, D3, D3 i D4, D4, D4 i D1, D1, itd.
Rozwarcie włącznika START WŁ4 w dowolnej chwili powinno spowodować zatrzymanie silnika na bieżącej pozycji. Napięcie zasilające uzwojenia pozostaje jednakże włączone - przy próbie przekręcenia osi silnik stawia wyraźny opór.
Zwarcie włącznika AWARIA spowoduje niezależnie od stanu pozostałych włączników przejście do stanu awarii, wówczas napięcia od wszystkich uzwojeń zostaną odłączone, żadna z diod D1-=-D4 nie świeci się.
Włączenie włącznika WŁ1 spowoduje uruchomienie multiwibratora astabilnego na układzie US1. Przy pomocy potencjometru P1 możliwa jest zmiana częstotliwości sygnału zegarowego, a w efekcie prędkości obrotów silnika w zakresie od około 1000 Hz do około 10 Hz. Tak szeroki zakres regulacji pozwala przeprowadzić rozmaite eksperymenty z użyciem silnika krokowego. Rozwarcie włącznika WŁ1 spowoduje zatrzymanie generatora zegarowego i przejście na sterowanie ręczne. Rolę generatora zegarowego pełni wówczas przyciskany ręcznie mikrołącznik WŁ2.
Wykaz elementów
US1 - NE 555
US2 - CAL16V8 z programem SILNIK
US3 - ULN 2803A
US4 - LM 7805
DUD4 - diody świecące
PR1 - mostek prostowniczy 1 A/50 V
R1,R7-=-R10 - 470 ti/0,25 W
R2 -2,2 12/0,125 W
R3+R6 -10 L2/0,125 W
P1 - 100 kfi PR 186
C2 - 10 nF/50 V ceramiczny
C3, C4 - 47nF/50V ceramiczny
C1 -470nF/63 V MKSE-020
C5 -47liF/16V04/U
C6 - 470 u.F/25 V 04/U
WŁ2 - mikrołącznik
WŁ1, WŁ3-5-WŁ6 - przełączniki bistabilne
płytka drukowana numer 416
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki i zaprogramowane układy CAL16V8 z dopiskiem SILNIK można zamawiać w redakcji PE. Cena: płytka numer 416 - 3,62 zł + koszty wysyłki. GAL16V8 SILNIK - 12,00 zł
Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
ŚŚŚ mgr inż. Tomasz Kwiatkowski
Wielofunkcyjny sygnalizator akustyczny do samochodu
Samochody coraz bardziej są nafaszerowane elektroniką. Okazuje się jednak, że większość naszych rodaków kupuje wersje podstawowe które wyposażenie mają okrojone do minimum. Jednym z bardzo ułatwiających życie elementów wyposażenia są różnego rodzaju sygnalizatory akustyczne. Właśnie taki prosty i tani sygnalizator opisujemy w poniższym artykule.
Samochody posiadają coraz więcej kontrolek i wskaźników. Wraz ze wzrostem liczby lampek na płycie czołowej coraz trudniej jest odczytać co właściwie samochód chce nam "powiedzieć". Dlatego też zdecydowałem się zaprojektować znacznie prostszy układ sygnalizatora akustycznego, który będzie przy-
pominał kierowcom o kilku ważnych rzeczach, które być może czasami potrafią zapomnieć.
Sygnalizator akustyczny, którego schemat ideowy przedstawiono na rysunku 1 posiada możliwość sygnalizowania:
-zaciągniętego hamulca ręcznego w czasie kiedy stacyjka jest włączona, sygnalizacja zostaje przerwana się po wyłączeniu stacyjki;
- włączonego wstecznego biegu w czasie kiedy stacyjka jest włączona, sygnalizacja zostaje przerwana się po wyłączeniu stacyjki;
- zapalonych światłach pozycyjnych, w czasie kiedy otwarte są drzwi, bez względu na włączenie stacyjki.
16
Praktyczny Elektronik 8/1998
co-
ŚKF
I
c3
a C4 -100(jF
O + 12V
D5 BC337-16 D7
-KJ-OS2
D6
-Khosi
Rys. 1 Schemat ideowy wielofunkcyjnego sygnalizatora akustycznego
+ 12V
WŁĄCZNIK ". ŚWIATEŁ *Ś POZYCYJNYCH WYL
12V 0V
+ 12V
WŁĄCZNIK m
Świateł mijania wył
.r1
WŁĄCZNIK ŚWIATEŁ
pozycyjnych
DŹWIGNIA ZMIANY BIEGÓW
WŁĄCZNIK WYL
DRZWI y^
12V 0V
WŁĄCZNIK ml ŚWIATEŁ F
cofania wl
włącznik Świateł wyl Ś 1
HAMULCA ^ _l RĘCZNEGO
12V 0V
LAMPKA KONTROLNA
ZACIĄGNIĘTEGO
HAMULCA
+ 12V
Rys. 2 Schemat podłączenia sygnalizatora do instalacji
Elementem wydającym dźwięk jest miniaturowy bu-zer na napięcie pracy 12 V. Może on być włączany niezależnie przez tajmer US1, lub tranzystor 12. W stanie spoczynkowym napięcie na wyjściu tajmera US1 jest zbliżone do 0 V. Układ nie generuje żadnego przebiegu, gdyż jego wejście zerujące (nóżka 4US1) zwarte jest za pośrednictwem tranzystora T1 do masy. W chwili zaciągnięcia hamulca ręcznego, lub włączenia wstecznego biegu jedno z wejść "H", "C" znajdzie się w stanie niskim, gdyż wyłączniki samochodowe zwierają sygnał do masy (tak jest w większości samochodów, choć mogą zdarzyć się wyjątki). Tranzystor T1 zostanie wtedy zatkany, na jego kolektorze pojawi się napięcie zasilania. Brak zerowania spowoduje, że tajmer zacznie generować przebieg prostokątny, który na zmianę będzie włączał i wyłączał buzer.
Częstotliwość pracy tajmera jest inna dla zaciągniętego hamulca ręcznego niż dla włączonego wstecznego biegu i jeszcze inna, gdy równocześnie przy zaciągniętym hamulcu włączony jest wsteczny bieg. Zmianę częstotliwości generacji uzyskano dzięki rezystorom R1 i R5 które są dołączone do kondensatora
elektrycznej samochodu
US1
T1,T3
T2
DUD7
R6, R9
R4, R7
R2, R10
R1
R3, R8, R11
R5
C2, C3
C1
C4
GŁ1
C1. Połączenie dowolnego z rezystorów z masą powoduje, że kondensator C1 ładuje się wolniej, bowiem część prądu płynącego przez rezystor R7 jest bocznikowana do masy przez jeden z rezystorów, lub oba równocześnie. Tak więc częstotliwość pracy tajmera US1 będzie najniższa przy zaciągnięciu hamulca ręcznego i włączeniu wstecznego biegu, a najwyższa przy włączeniu wstecznego biegu, kiedy to bocznikujące działanie rezystora R5 jest najmniejsze.
Gdy zapalone są światła mijania lub pozycyjne i równocześnie otwarte są drzwi tranzystor T2 zostaje wysterowany za pośrednictwem rezystora R9 zasilając buzer przez diodę D5. Po zamknięciu drzwi wysterowuje się tranzystor T3 blokując T2, co sprawia że sygnalizator wyłącza się.
Wykaz elementów
-NE555 -BC547B -BC 337-16
- 1N4148
-1 kti/0,125 W -10kn/0,125 W -22 kn/0,125 W -43 ki2/O,125 W -47 kii/0,125 W -68ki2/0,125 W
- 47 nF/50 V ceramiczny
- 47 |xF/16 V 04/U
- 100 jiF/16 V 04/U -buzer 12 V
płytka drukowana numer 417
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 1,50 zł + koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
<>Ś Bartosz Tomaszewski
Praktyczny Elektronik 8/1998
27
Rys. 3 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Ceny płytek drukowanych, mikrokontrolerów i EPROM-ów.
158 Wzmacniacz 100 W PE 8/94 12,28 zł
160* Kompandor PE 9/94 1,95 zł
162* Układ Dolby HX PRO PE 9/94 1,64 zł
164 Obrotomierz cyfrowy - licznik PE 10/94 3,55 zt
165 Obrotomierz cyfrowy - mnożnik PE 10/94 2,24 zł
166 Zdalne ster. - pot. analogowe PE 10/94 7,46 zł
168 Stół mikserski - układ komutacji PE 11/94 4,60 zł
169 Stół mikserski - wskaźnik przester. PE 11/94 1,37 zł 170* Lampa sygnalizacyjna PE 11/94 2,28 zł 171* Symetryzator antenowy PE 11/94 1,37 zł 172* COVOX do PC PE 11/94 0,98 zł
173 Szpieg PE 11/94 1,00 zł
174 Generator funkcyjny PE 12/94 2,06 zł 175**Korektor graficzny PE 12/94 4,18 zł 176* Analizator widma PE 1/95 6,72 zł 177* Układ kalibracji prądu podkładu PE 12/94 3,14 zł 178**Wzmacniacz antenowy PE 12/94 1,08 zł 179**Zasilacz wzmacniacza antenowego PE 12/94 1,21 zł 180**Przedwzmacniacz antenowy PE 1 2/94 1,00 zł 182* Przerywacz kierunkowskazów PE 1/95 0,50 zł 183**Słuchawki bezprzewodowe - nadajnik PE 1/95 2,05 zł 184**Słuchawki bezprzewodowe - odbiornik PE 1/95 2,46 zł 186 Generator funkcyjny - płyta główna PE 1/95 9,01 zł 187* Częstościomierz jednozakresowy PE 2/95 0,50 zł 188* Charakterograf PE 2/95 2,62 zł 189 Mikser audio PE 2/95 9,53 zł 190**Sterownik świateł - sterownik PE 3/95 8,81 zł 191 "Sterownik świateł - nadajnik PE 3/95 2,26 zł 192* Układ fonii satelitarnej PE 2/95 2,15 zł 194 Wykrywacz metali TRANSET 150 PE 3/95 1,92 zł 195"Zasilacz laboratoryjny 0-30V/3A PE 3/95 7,00 zł 196**Wstępny stabilizator tyrystorowy PE 4/95 1,43 zł 197 Sterowanie oświetleniem w łazience PE 4/95 3,20 zł 200**Programator pracy wycieraczek PE 4/95 3,25 zł
201 "Zabezpieczenie przed zanikiem fazy PE 4/95 2,92 zł
202 Miniaturowy zegar MC 1204 PE 5/95 2,73 zł
203 Zdalne sterowanie oświetleniem PE 5/95 2,05 zł
204 Elektroniczny przełącznik wejść PE 5/95 6,88 zł 206 Przystawka "FUZZ" - "WAH-WAH" PE 5/95 1,05 zł 207* Sonda logiczna z sygnał, akustyczną PE 6/95 0,50 zł 208 Mikrofon bezprzewodowy PE 6/95 1,34 zł 209* Przedłużacz do STK 4046V PE 6/95 0,60 zł
210 211' 212 213 214 215' 216 21 7 218 219' 220' 221
Mikroprocesorowy zegar sterownik PE 6/95
Impulsowe światło do roweru PE 6/95
Alarm samochodowy - pilot PE 6/95
Alarm samochodowy - centralka PE 6/95
Alarm samochodowy - radiopow. PE 7/95
'Przystawka kwadrofoniczna PE 7/95
Mikrofon bezprzewodowy - odbiornik PE 7/95
Generator sygnałowy AM PE 8/95
Modyfikacja alarmu samoch. z kodem PE 9/95
"Oscyloskop" cyfrowy PE 8/95
"Oscyloskop" cyfrowy - klawiatura PE 8/95
Elektroniczny dzwonek do telefonu PE 8/95
222**Włącznik wentylatora chłodnicy PE 8/95
223* Przetwornik "True RMS" PE 9/95
224**Generator wobulowany PE 9/95
225 Zdalnie sterowany poten. - nad. PE 9/95
226 Zdalnie sterowany poten. - odb. PE 9/95
227 Automatyczna blokada telefoniczna PE 9/95 228* Prosty koder stereofoniczny PE 10/95 229* Przystawka do efektu "TREMOLO" PE 10/95 230**Regulator mocy lutownicy transfor. PE 11/95 231 "Uniwersalna ładowarka akumul. Ni-CdPE 10/95 232**Uniwersalna ładowarka akumul. Ni-CdPE 10/95
233 Mikropr. miernik częst. - pł.głów. PE 10/95
234 Mikropr. miernik częst. - mikropr. PE 10/95
235 Mikropr. miernik częst. - pł.przed. PE 11/95
236 Mikropr. miernik częst. - wzm. we PE 11/95
237 Preskaler 1,3 GHz PE 12/95 238**Generator akustyczny PE 11/95 239 Dzwonek - "ZŁY PIES" PE 11/95
241 Gwiazda betlejemska - diody PE 11/95
242 Gwiazda betlejemska - automatyka PE 11/95 244* Automatyczny wyłącznik dodmofonu PE 12/95 245 Zasilacz z woltomierzem i amper. PE 12/95 246**Termostatyzowany generator kwarc. PE 12/95
247 Aparatura zdalnego ster. - szyfr. PE 2/96
248 Aparatura zdalnego ster. - odbiornik PE 8/96
249 Aparatura zdalnego ster. - wykon. PE 2/96
250 Cyfrowy odczyt częstotliwości UKF PE 1/96
251 * Dodatkowe światło STOP w samocho. PE 1/96
252 Echo i pogłos elektroniczny PE 1/96
253 Prostownik do ładowania akumulatora PE 2/96
12,69 zł 1,07 zł 1,00 zł 5,84 zł 3,09 zł 1,71 zł 2,53 zł 2,37 zł
.,46 zł
3.34 zł 2,14 zł 0,50 zł 1,00 zł 0,80 zł 3,19 zł 1,00 zł 2,52 zł 1,29 zł 1,56 zł 0,76 zł 1,00 zł 4,80 zł 2,52 zł 2,68 zł 4,68 zł 4,68 zł 5,83 zł 1,00 zł 3,16 zł 4,23 zł 8,75 zł 2,22 zł 0,72 zł
12,43 zł 2,51 zł
3.47 zł 2,19 zł 4,64 zł 6,60 zł 0,51 zł 8,51 zł
1.35 zł
28
Praktyczny Elektronik 8/1998
254 Super Bass PE 2/96
255* Elektroniczna ruletka PE 2/96
256**Przystawka pseudostereofoniczna PE 2/96
257* Migające światło do samochodu PE 3/96
258 Regulator żarówek halogenowych PE 3/96
259 Generator wzorcowy 50 Hz PE 3/96 Generator szumów PE 3/96 Sterownik świateł ulicznych PE 3/96 Generator szumu układy dodatkowe PE 4/96 Przetwornica z +5 V na -5 V PE 4/96 Aparatura zdalnego sterowania - serwoPE 4/96
PE 4/96
261*
262*
263*
264
265
266 Klaskomat
267 Obrotomierz analogowy PE 4/96 268* Rejestrator sygnałów cyfrowych PE 6/96 269 Zamek szyfrowy na kartę optyczną PE 5/96 270* Zasilacz napięcia zmiennego PE 5/96 271 * Automat perkusyjny - generator PE 5/96 272* Automat perkusyjny - matryca PE 5/96 273* Automat perkusyjny - instrumenty PE 6/96 274* Automatyczny włącznik zapisu PE 6/96 276 Regulator mocy lutownicy transfor. PE 7/96 277* Elektroniczny stroik do gitary PE 7/96 278 Ultradźwiękowy miernik odległości PE 7/96
Centralka domofonu PE 8/96
Centralka domofonu - płyta przednia PE 8/96
Prosty betametr PE 8/96
Wzmacniacz mocy DMOS - 150 W PE 8/96
279* 280* 281* 282
283 Detektor gazu z sygnalizacją dźwięk. PE 8/96
284 Miernik pojemności - przyst. do wolt. PE 9/96 285* Metronom PE 9/96 286 Automat, wyłącznik ster. światłami PE 9/96 287* Częstościomierz analogowy PE 9/96 288 Syrena policyjna PE 9/96
Latarnia morska PE 10/96
lntervox PE 10/96
289
290*
291
292 Przetwornica DC/DC 12V/\pm30V
293* Regulowane źródło prądowe
294 Kontroler stanu akum. samochodego
295 Czujnik ultradźwiękowy
296 Samochodowy wzm. HiFi - 100 W Omomierz z liniową skalą
Przetwornica podwyższająca napięcie PE 10/96
PE 10/96 PE 10/96 PE 10/96 PE 11/96 PE 11/96 PE 11/96 PE 11/96
297*
298**Tester rezonatorów kwarcowych
299 Jednozakresowy wolt-amper. 3/5 cyfry PE 12/96
300 Zasilacz laboratoryjny 2001 PE 12/96
301 Zasilacz lab. z przetwornikiem. C/A PE 1/97
302 Zasilacz laboratoryjny - mikroproc. PE 1/97 303* Sygnalizator czasu rozmowy telefon. PE 1/97
304 Czujnik podczerwieni PE 12/96
305 Zabawka - tester refleksu PE 12/96
306 Automat, włącznik wentylatora w PC PE 12/96
307 Miernik poziomu hałasu PE 1/97 308**Centralka alarmowa PE 1/97 309 Wzm. mocy MOSFET - TDA 7296 PE 3/97 310**Prosty FUZZ do gitary PE 2/97
311 Programowany tajmer PE 2/97
312 Dekoder SURROUND PE 2/97 313**Sygnalizator gołoledzi do samochodu PE 2/97
1,38 zł 3,36 zł 1,51 zł 0,80 zł
2.55 zł 1,00 zł
1.05 zł
1.28 zł
.,06 zł 1,45 zł
3.25 zł 2,38 zł
1.56 zł
8.50 zł 7,00 zł 3,27 zł
3.77 zł
1.51 zł
4.54 zł 0,55 zł 1,00 zł 0,69 zł 5,97 zł 2,11 zł 1,04 zł 0,50 zł 7,36 zł
4.07 zł
2.49 zł
1.29 zł 3,76 zł 1,23 zł 1,00 zł 2,15 zł
1.26 zł 1,00 zł 5,70 zł 0,88 zł 1,00 zł 3,38 zł 4,93 zł 0.95 zł 1,00 zł 2,97 zł
6.78 zł 4,60 zł
13,00 zł 0,60 zł 2,29 zł
7.55 zł 1,00 zł
2.50 zł 4,60 zł 2,70 zł 1,10 zł 9,84 zł 5,78 zł 1,10 zł
314 Imobilajzer z oszukiwaczem do sam. PE 2/97
315 Domowy telefon - zabawka PE 3/97 316**Mikroproc. miernik temperatury PE 3/97
Aparat (pod)słuchowy PE 3/97
Siedmiokanałowy analizator widma PE 3/97
Prosty regulator wycieraczek sam. PE 4/97
Mostek R L C PE 4/97
Generator PAL ster. mikroprocesorem PE 4/97
Elektr. przerywacz kierunkowskazów PE 4/97
317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331
Precyzyjny miernik wysterowania VU PE 4/97 Włącznik wentylatora w łazience PE 4/97
Mówiący dzwonek - sygn. do samoch. PE 5/97
Efekt CHORUS Pozycjoner - pilot Pozycjoner - sterownik Przedwzm. z elektr. przeł. wejść Przetwornica do żarówek halogen. *Tester pilotów
PE 5/97 PE 5/97 PE 5/97 PE 5/97 PE 6/97 PE 5/97 PE 6/97 PE 6/97 PE 6/97 PE 6/97
332**Tuner telewizyjny
333 Mikroprocesorowy ster. sekwencji
334 Sygnalizator dźwiękowy gotów, słoi
335 Konwerter ultradźwiękowy
336 Uniwersalny zasilacz LM 31 7, LM 350 PE 7/97
337 Mikro, sonda do pom. częstotliwości PE 7/97
338 Zasilacz impulsowy PE 7/97 339**Programator do tunera telewizyjnego PE 7/97
340 Generator sekwencji pseudolosowych PE 7/97
341 Tester pojemności akumulat. Ni-Cd PE 8/97
342 Szybka, uniwersalna ładowarka PE 8/97
343 Wykrywacz kłamstw PE 8/97
344 Fonia równoległa stereo PE 8/97
346 Prostownik do ładowania akumulatora PE 9/97
347 Budzik do zegara MC 1204 PE 10/97
348 Sterownik regulator temperatury PE 9/97
349 Sterownik bipol. silników krokowych PE 9/97
350 Tajmer-zegar do ciemni fotograf.
351 Układ HX PRO
352 Przystawka logarytmująca
353 Automatyczny włącznik wycieraczek
354 Detektor deszczu
355 Śnieżne gwiazdki na choinkę
PE 10/97 PE 10/97 PE 10/97 PE 10/97 PE 10/97 PE 11/97
356 Urządzenie usuwające osad w istalacji PE 11/97
357 Korektor wizyjny - dekoder PE 11/97
358 Korektor wizyjny - korektor RGB PE 12/97
359 Wzmacniacz mocy na tranz. polowychPE 1/98
360 Radio radioamatora PE 11/97
361 Akustyczny próbnik przejścia PE 11/97
362 Generator impulsów PE 11/97
363 Modyfikacja świateł dziennych PE 11/97
364 Komputerek samochodowy PE 12/97
365 Video korektor - rozkodowyw. kaset PE 12/97
366 Diodowy wsk.mocy do wzm. m.cz. PE 12/97
367 Fazowy sterownik mocy PE 12/97
368 Mini generator serwisowy PE 1/98
369 Zasilacz do kolejki elektrycznej PE 1/98
370 Sterownik zwrotnic i semaforów PE 2/98
371 Próbnik akumulatora samochodowego PE 1/98
372 Częstościo. z aut. zmianą zakresu PE 1/98
4,61 zł 1,25 zł 2,50 zł
1.90 zł 8,34 zł 1,95 zł 4,29 zł 3,98 zł 1,20 zł
3.25 zł 1,70 zł 1,20 zł
4.26 zł 2,24 zł
3.94 zł 5,68 zł 2,73 zł 1,20 zł
12,20 zł 4,59 zł 1,76 zł 3,23 zł 2,23 zł 4,93 zł
5.45 zł
8.91 zł 1,98 zł 4,93 zł
11,50 zł 1,29 zł
5.61 zł 3,39 zł 7,56 zł 2,15 zł
4.95 zł 5,52 zł 3,79 zł
2.46 zł 3,88 zł 1,20 zł 2,22 zł 1,54 zł 6,38 zł
6.96 zł
5.54 zł 1,22 zł 1,20 zł 8,32 zł
1.86 zł 5,50 zł
7.87 zł 4,05 zł 3,58 zł
1.62 zł 4,41 zł 2,83 zł 6,96 zł
4.55 zł
Praktyczny Elektronik 8/1998
29
373 Generator funk. 10 MHz płyta czołowaPE 3/98 13,78 zł
374 Generator funk. 10 MHz ukł. sterów. PE 3/98 5,82 zł
375 Generator funkcyjny 10 MHz płgł. PE 3/98 8,18 zł
376 Generator funkcyjny 10 MHz zasilacz PE 3/98 2,21 zł
378 Impulsowy stabilizator napięcia PE 1/98 1,62 zł
379 Elektroniczny symulator rezystancji PE 2/98 4,16 zł
380 Dekoder RDS - czaić odbiorcza PE 2/98 1,46 zł
381 Elektroniczna pałka PE 2/98 6,95 zł
382 Płynne wygaszanie oświetlenia w sam. PE2/98 1,54 zł
383 Uniwersalny tajmer PE 3/98 3,19 zł
384 Aktywny rozdzielacz sygnału ant. PE 3/98 4,37 zł
385 Regulator jasności żarówki w rzutniku PE 3/98 4,83 z\
386 Układ kontroli przepalenia żarówki PE 3/98 1,80 zł
387 Dekoder RDS - część mikroproces. PE 3/98 5,78 zł
388 Generator impulsów PE 4/98 6,58 zł
389 Stroboskop dyskotekowy - wysokonap. PE 4/98 6,15 zł
390 Stroboskop dyskotekowy - sterownik PE 4/98 3,38 zł
391 Elektroniczny potencjometr wieloobrot PE 4/98 4,80 zł
392 Dźwiękowy sygnalizator samochodu PE 4/98 1,20 zł
393 Optyczny sygnalizator dzwonka telef. PE 5/98 1,50 zł
394 Samokalibrujący miernik LC PE 4/98 9,28 zł
395 Uniwersalna karta we-wy do IBM PC PE 5/98 11,45 zł
396 Wzmacniacz - przystawka do telefonu PE 5/98 2,41 zł
397 Inteligentny potencjometr PE 5/98 5,09 zł
398 Inteligentny potencjometr - pilot PE 5/98 2,65 zł
399 Miniaturowa kamera telewizyjna PE 5/98 4,45 zł
400 Radiopowiadomienie o dużym zasięgu PE 6/98 4,21 zł
401 Radiopowiadomienie - dokończenie PE 7/98 6,72 zł
402 Miernik częstot.-do komputera PC PE 6/98 1,76 zł
403 Stół mikserski - wzmacniacz kanałowy PE 6/98 5,19 zł
404 Stół mikserski - wzmacniacz PE 7/98 4,94 zł
405 Stół mikserski - wzmacniacz sumy PE 6/98 5,19 zł
406 Zasilacz impulsowy 12V/10A PE 6/98 6,63 zł
407 Miniaturowa przetwornica+10V/-5VPE6/98 1,00 zł
408 Stół mikserski - wskaźnik wysterow. PE 7/98 5,19 zł
409 Stół mikserski - korektor graficzny PE 7/98 8,33 zł
410 Zabezpieczenie mieszkania PE 7/98 5,34 zł
411 Miniaturowy zasilacz impulsowy PE 7/98 2, 42 zł
412 Modu I ator wizyj ny PE 7/98 1, 89 zł
413 Wzmacniacz mocy w.cz. PE 8/98 3, 95 zł
414 Prowerowy alarm PE 8/98 1, 50 zł
415 Układ regulacji gł. do magnetowidu PE 8/98 1, 50 zł
416 Uniwersalny sterownik silników krok. PE 8/98 3, 62 zł
41 7 Wielofunkcyjny sygn. akust. do sam. PE 8/98 1, 72 zł
Ceny układów zawierających zapisany program
EPROM - ZEGAR -17,50 zł
EPROM - ŚWIATŁA -17,50 zł
EPROM -PIES -21,00 zł
EPROM -WYBUCH -21,00 zł
EPROM - OKRZYK -21,00 zł
EPROM -MIERNIK -24,50 zł
EPROM -MIERNIKU (2x16) -24,50 zł
EPROM -ZASILACZ -27,50 zł
EPROM -PASY -21,00 zł
EPROM - PAŁKA -15,00 zł
EPROM -RDS - 40,00 zł
GAL -SKRZYŻOWANIE -12,00 zł
GAL - REJESTRATOR -23,00 zł
GAL -SILNIK -12,00 zł
Dyskietka - REJESTRATOR - 6,00 zł
Mikrokontroler - TERMOMETR -29,00 zł
Mikrokontroler -GENERATOR PAL - 40,00 zł
Mikrokontroler - POZYCJONER -37,00 zł
Mikrokontroler - PROGRAMATOR -37,00 zł
Mikrokontroler - SONDA -40,00 zł
Mikrokontroler - TAJMER - 40,00 zł
Mikrokontroler -TESTER - 40,00 zł
Mikrokontroler - KOMPUTEREK - 40,00 zł
Mikrokontroler -VIDEO -40,00 zł
Mikrokontroler - CZĘSTOŚCIOMIERZ - 40,00 zł
Mikrokontroler - GENERATOR - 45,00 zł
Ciąg dalszy ze strony 2.
tylko z anodą na obudowie. Wyjaśnienie dlaczego diody mocy produkowane są w dwóch wersjach przedstawimy później. Czasami też można spotkać dwie połączone diody w jednej obudowie (rys. 1g). Także w tym przypadku możliwe jest połączenie katod obu diod ze sobą i z obudową, lub anod z obudową w wersji R.
Przejdźmy jednak od podstawowej rzeczy jaką jest sprawdzanie diod, które sprawia sporo kłopotów początkującym elektronikom. Do sprawdzenia diod, oraz określenia położenia katody i anody (gdy oznaczenia są zamazane, lub gdy nie jesteśmy co do oznaczeń) wystarczy zwykły omomierz analogowy lub cyfrowy. Wyprowadzenia diody podłącza się do wejścia miernika przeznaczonego do pomiaru rezystancji (lub wejścia pomiaru napięcia w większości mierników cyfrowych). Należy włączyć zakres pomiaru rezystancji, lub specjalny zakres przeznaczony do pomiaru diod
(najczęściej oznaczany symbolem diody). W sytuacji gdy zacisk miernika oznaczony minusem, symbolem masy, lub napisem COM połączony jest z katodą diody, a zacisk dodatni z anodą to miernik analogowy pokaże niewielką rezystancję (wskazówka wychyli się do ok. 3/4 skali), a miernik cyfrowy pokaże wartość spadku napięcia na diodzie, ok. 500-^700 mV dla diod krzemowych, 200-=-400 mV dla diod germanowych.
Przy podłączeniu odwrotnym wskazówka miernika analogowego nie wychyli się wcale, lub tylko minimalnie (w przypadku diod germanowych wychylenie wskazówki może być większe, odpowiadające rezystancji ok. 50 kil), natomiast w mierniku cyfrowym pokazane zostanie przeciążenie OL, albo cyfra 1 także sygnalizująca przeciążenie. Wszelkie odstępstwa od podanych wartości świadczą o uszkodzeniu diody.
Bardzo istotną uwagą jest to, że ta sama dioda mierzona różnymi miernikami może pokazywać różne wartości spadku napięcia, lub różne rezystancje. Przy
30
Praktyczny Elektronik 8/1998
Uf*0.3V DLA DIOD GERMANOWYCH
UF�s0,3V DLA DIOD KRZEMOWYCH
Ur
ANOOA ... KATODA 1>\
(500^700mV)
(OL mV)
O
LAVO 3
imrg
Rys. 2 Sposób sprawdzania diod przy pomocy mierników uniwersalnych
czyną tego jest nieliniowa charakterystyka diody z jednej strony i różna wartość prądu pomiarowego. W omomierzu ta sama dioda mierzona na różnych zakresach omów i kiloomów może dawać w wyniku zupełnie różne wartości rezystancji złącza spolaryzowanego w kierunku przewodzenia. Jest to zjawisko normalne i nie świadczy wcale o uszkodzeniu diody. Przy pomiarach należy kierować się podanymi powyżej zakresami pomiaru rezystancji, a nie konkretną, ściśle określoną wartością. Zwykły omomierz mierzy rezystancję złącza, a miernik cyfrowy z testerem diod mierzy wartość spadku napięcia na diodzie.
Metoda sprawdzania diod przy pomocy mierników nie pozwala jednoznacznie stwierdzić sprawności diod wysokonapięciowych, które czasami na mierniku zachowują się poprawnie, a pod wpływem wysokiego napięcia ulegają przebiciu, po czym znowu sprawdzenie na mierniku daje dobry wynik. Jednakże w większości przypadków metoda sprawdzania diod miernikiem jest wystarczająca.
Wcześniej wspomniałem, że dioda przewodzi prąd tylko w jednym kierunku. Przepływ prądu przez złącze rozpoczyna się jednak od pewnej progowej wartości napięcia która wynosi dla diod kremowych ok. 0,6 V, a dla diod germanowych ok. 0,3 V. Powyżej tego progu prąd diody wzrasta bardzo silnie wraz ze wzrostem przyłożonego napięcia, tzn. dużemu wzrostowi prądu płynącego przez diodę odpowiadają bardzo małe wzrosty spadku napięcia na jej elektrodach.
Proponuję wykonanie prostego układu pomiarowego (rys. 3) i eksperymentalne wyznaczenie charakterystyki dowolnej diody germanowej i krzemowej spolaryzowanej w kierunku przewodzenia. Kolejność czynności jest następująca. Miernik ustawia się na zakres 2 V, a przełącznik w pozycji pomiaru spadku napięcia Up. Potencjometrem ustawia się wartość spadku napięcia na diodzie na wartość 0,1 V. Następnie zmienia się pozycję przełącznika na pomiar prądu Ip- Prąd mierzony jest jako spadek napięcia na rezystorze o znanej wartości (100 ii), i obliczany w oparciu o prawo Ohma. Dla
IF[mA]
WSKAZANIA 100k WOLTOMIERZA x1O
IF[mA] UF[v]
O
?
(20V)
BADANA DIODA
15

35
30

�0
15
10
5

0,1 0.2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0.8 0,9 1,0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 2,7 3,0
uF[v]
Rys. 3 Układ pomiarowy do wyznaczania charakterystyki diody w kierunku przewodzenia
Praktyczny Elektronik 8/1998
31
podanej wartości rezystora wystarczy wynik odczytany na woltomierzu pomnożyć przez 10, a otrzyma się wartość prądu w miliamperach. Otrzymaną wartość prądu nanosi się na wykres. Następnie z powrotem przełącznik ustawia się w pozycji pomiaru spadku napięcia, a potencjometrem ustawia się spadek napięcia na 0,2 V, dalej mierzy się prąd, a wynik nanosi na wykres.
Czynności te należy powtórzyć dla kolejnych napięć. Po zakończeniu pomiarów punkty naniesione na wykres łączy się ze sobą linią, otrzymując tym samym charakterystykę diody. Oczywiście można przeprowadzić pomiary przy pośrednich wartościach spadku napięcia na diodzie 0,15, 0,25 V, co pozwoli na dokładniejsze wykreślenie charakterystyki.
Zachęcam wszystkich Czytelników do wykonania tego prostego eksperymentu, gdyż pozwala on na "wyczucie" pracy diody. Podobne zabawy pozwalają na zbieranie doświadczenia i wyrabianie umiejętności oceny wyników pomiarów.
p
U U2-U1 aI
f
! i
/
1/
1 /
T


Ui' aU lU2 aU=U-, -U2
Rys. 4 Sposób obliczania rezysancji dynamicznej diod na podstawie przebiegu charakterystyki
Na otrzymanym wykresie można wyróżnić trzy różne odcinki charakterystyki diody. Pierwszy w zakresie małych napięć biegnie prawie poziomo, drugi to zaokrąglenie, często nazywane kolanem, natomiast trzeci odcinek to prawie pionowa i prawie prosta linia. Miejsce występowania kolana informuje nas o materiale z którego wykonana jest dioda. Dla diod germanowych wystąpi ono w okolicach 0,3 V, a dla diod krzemowych w okolicach 0,6 V. Pochylenie trzeciego odcinka określa nam rezystancję dynamiczną diody. Im położenie odcinka jest jest bardziej zbliżone do pionu tym rezystancja dynamiczna jest mniejsza. Można ją obliczyć w oparciu o wzór Ohma. Sposób obliczeń przedstawiono na rysunku 4.
Diody scharakteryzowane są kilkoma parametrami, które spotyka się w katalogach. Poniżej zostaną wymienione i pokrótce omówione najważniejsze z nich: If - prąd przewodzenia;
lo -średni prąd wyprostowany, parametr istotny dla diod prostowniczych, wartość tego prądu określa średni prąd pobierany z prostownika za filtrem kondensatorowym, natomiast prąd impulsowy płynący przez diody prostownika jest w takim układzie większy lecz nie może przekraczać Ifrm;
Ifrm - powtarzalny szczytowy prąd przewodzenia jaki może płynąć przez diodę w impulsie, często podawany jest czas impulsu prądowego, parametr ten jest istotny dla diod prostowniczych, które w pierwszej chwili po włączeniu urządzenia do sieci przewodzą bardzo duży prąd ładowania kondensatorów filtru;
Ifsm - niepowtarzalny szczytowy prąd przewodzenia, powoduje trwałe uszkodzenie diody;
Urrm ~ powtarzalne szczytowe napięcie wsteczne, maksymalne napięcie wsteczne przy którym dioda może normalnie pracować;
Ursm - niepowtarzalne szczytowe napięcie wsteczne, przyłożenie do diody napięcia o tej wartości powoduje jej trwałe uszkodzenie
Up - spadek napięcia na przewodzącej diodzie, podawany z reguły w parze z If, lub z inną ściśle określoną wartością prądu przy której jest mierzony;
Ir - prąd wsteczny, podawany z reguły w parze z Urrm, lub z inną ściśle określoną wartością napięcia przy której jest mierzony;
Cr - pojemność złącza diody przy ściśle podanym napięciu wstecznym i częstotliwości, pozwala zorientować się o szybkości przechodzenia diody ze stanu zatkania do stanu przewodzenia;
trr - czas ustalania charakterystyki wstecznej, inaczej mówiąc czas przełączania diody, określa czas jaki upłynie od chwili zaniku prądu przewodzenia do zaniku prądu wstecznego wywołanego wpływem pojemności Cr, wartość podawana w parze dla ściśle określonej wartości prądu przewodzenia.
Konkurs
W sposób doświadczalny wyznaczyć i narysować charakterystykę diody uniwersalnej 1N4148 w kierunku przewodzenia i obliczyć jej rezystancję dynamiczną w przedziale prądów 15-^45 mA.
Rozwiązania prosimy wysyłać wyłącznie na kartach pocztowych w terminie do 20 sierpnia 98 z dopiskiem KONKURS 8/98, na adres redakcji podany na stronie 3. Rozwiązania nadesłane po tym terminie nie będą brały udziału w konkursie. Zwycięzca w nagrodę otrzyma miernik uniwersalny. Prosimy nie przysyłać odpowiedzi konkursowych na kartach z zamówieniami.
Nagrodę w konkursie z numeru 7/98 Praktycznego Elektronika wygrał Grzegorz Motylewicz z Przemyśla.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
PO
praktyczny
raektrorak
nr 8'99 (85)
CENA 3,80 PLN
ISSN 1232-2628
Synchronizator linii TV
Programator PIC Kostka do gry
Uniwersalny zasilacz
Tłumik w.cz.
ARTKELE
- 5YNCH

+
ni: r -mi- r-> -tir t im
n;
Ś>tel.:[phone] Sfefax.:(0-22) 864-77-86
[e-mail]
01-702 Warszawa, ul. Gąbińska 24
Sprzedaż: ul.Szegedyńska 13a
01-957 Warszawa
(budynek hotelu AGORA 800 metrów od Wolumenu)
Elementy SMD i konwencjonalne w ilościach hurtowych
WYBRANE POZYCJE Z PEŁNEJ OFERTY / TRANSPONDERY PCF 7930/7931 - NIE WYMAGA ZASILANIA
Uktacly z kontrolerami identyfikacji i zabezpieczeń / PROCESORY DIP, PLCC, OFP:
SAB-C501, SAB-C502, SAB83C515, 80C31, 8031, 80C49, 80C51, 8051, 80C52, 8052, 80C535, 8053r ""ŚŚŚ--- Ś;.---i-.-'> <Ś' 'ŚŚ- ^---v- o,.^n =30154, 87C51, 87C52, 87C528, 87P50,
68HC ,,-:ŚŚ- - Ś -, .:Ś,,:..: ........-.....: , - .. _ .352
/ PAMIĘCI:
24C02, 24C04, 24C16, 8582, 8594, 93C46, 93C66, 2732/64/128/256, 28C17, 281512, 28C010,
6264,62256,628128
/ UKŁADY TELEKOMUNIKACYJNE:
FX611, pcd3352, PMB2200, U4058, U4080, MSM 6388/6389/7508/7540 (CODEC)
UKŁADY SERII LS, ALS, AC, HC, ACT, HCT, CMOS (4000)
74XX125, 132, 138, 139, 164,240,241,373,374,377,541,573,574
40XX01, 07, 11, 13, 17,21,25,52,60,93, 106,4528,4538,4584
/ UKŁADY LINIOWE:
TDA 4580,4650,4660 4661 5030.5031 8730.9800
SAA 4700,7157, 7u \ ' Ś .829, 6043 (TFK)
U 4083-MC34119, LM124/224/3i9/324/358/1458, MG34083
/ UKŁADY SYNTEZY I DZIELNIKI:
SAB6456, SAB8726, SDA3202, SP5510, TSA5511, TDA8730, ADC1034
/ TRANZYSTORY I DIODY
BC546/558/846/858, BD825, RFD15P05, PLL4448/BAV/103/BAX99, KGF 1145
/ KWARCE, GENERATORY, REZONATORY CERAMICZNE:
32 kHz, 3,00/3,57/3,58/4,00/6,00/10,00/11,05/12,08/16,38/24,00/57,6/58,11/100 MHz
/ TRANSOPTORY, OPTOTRIAKI:
CNY17(1-4), H11, MOC3009/11, PC3D16/317/357/814, SFH 600/601/602, TIL 111, TLP 124, ILQ
615-3, ILG.615
/ PRZEKAŹNIKI:
1,2V, 5V, 12Vnnnenp V32040/V23061, OAR-SH-109 DX
/ WYŚWIETLACZE LCD I LED:
1x24, 2x8,2x16,2x20,2x24, 4x16, 8x20, graficzne, 31 cyfry, LED-SMDnnne
Serdecznie zapraszamy do odwiedzenia naszej strony w IIMTERNECIE www. b/sat.com.pi
PODZESPOŁY ELEKTRONICZNE
OFERUJE W HURCIE I DETALU
TRANSFORMATORY HR
UKŁADY SCALONE � TRANZYSTORY � DIODY LASERY CD � GŁOWICE VIDEO � GŁOWICE WCZ S40 ZĘBATKI � ROLKI DOCISKOWE � PASKI NAPĘDOWE
ul. św Wincentego 9, 50-252 Wrocław
tel. [phone] (trzy linie); fax: [phone] www.poltronic.com.pl e-mail: [e-mail]
EPROM
CZĘŚCI ELEKTRONICZNE
ul. Parkowa 25
51-616 Wrocław
tel. [phone]
fax[phone]
tel. kom. 0-90 398-646
e-mail: [e-mail]
Czynne od poniedziałku do piątku w godz. 9.00 - 1 5.00 Oferujemy Państwu bogaty wybór elementów elektronicznych uznanych (zachodnich) producentów bezpośrednio z naszego magazynu. Posiadamy w sprzedaży między innymi: PAMIĘCI EPROM, EEPROM, RAM(S-RAM; D-RAM)
UKŁADY SCALONE SERII: 74LS..., 74HCT..., 74HC, C-MOS (40..., 45...). MIKROPROCESORY, np.:80.., 82.., Z80.., ICL71.., ATMEL89.., UKŁADY PAL, CAL, WZMACNIACZE OPERACYJNE, KOM-
PARATORY, TIMERY, TRANSOPTORY, KWARCE, STABILIZATORY, TRANZYSTORY, PODSTAWKI BLASZKOWE, PRECYZYJNE, PLCC, LISTWY PIONOWE, LISTWY ZACISKOWE, PRZEŁĄCZNIKI SWITCH, ZŁĄCZA, OBUDOWY ZŁĄCZ, HE-LITRYMY, LEDY, PRZEKAŹNIKI, GALANTERIA ELEKTRONICZNA.
POSIADAMY TAKŻE W SPRZEDAŻY PODZESPOŁY KOMPUTEROWE: NOWE I UŻYWANE (NA TELEFON)
PŁYTY GŁÓWNE, PROCESORY, PAMIĘCI SIMM/DIMM, WENTYLATORY, KARTY MUZYCZNE, KARTY VIDEO, MYSZY, FAX-MODEM-y, FLOPP-y, DYSKI TWARDE, CD-RO-My, KLAWIATURY, OBUDOWY, ZASILACZE, GŁOŚNIKI I INNE.
Programujemy E PRO My, FLASH/EEPROMy, GALe, PA-Le, procesory 87.., 89.. oraz inne układy programowalne.
Na życzenie prześlemy ofertę. Możliwość sprzedaży wysyłkowej.
ZAKUPY W INTERNECIE
CZĘŚCI ELEKTRONICZNE
G_Ś Zakład Elektroniki 'CYFRONIKA1 iTilfn 30-385 Kraków, ul.Sąaledzka 43 *�M* tel. [phone] tel./fn 267-29-60 ^^~ e-mall:[e-mail] drukowany katalog bezpłatnie
www.cyfronika.com.pl
Tomaw Sławił
Mikrokunlrolery
jednoukładtme
rodziny
51
M
Uwaga, uwaga, uwaga !!!
W sprzedaży wysyłkowej redakcja PE oferuje książkę "Mikrokontrolery jed-noukładowe rodziny 51" autorstwa dr inż. Tomasza Stareckiego. W książce zawarto informacje o kilkudziesięciu najczęściej stosowanych mikrokontro-lerach obecnie najbardziej rozpowszechnionej rodziny 51. Omówiono architekturę oraz wewnętrzne układy peryferyjne mikrokontrolerów kompatybilnych programowo z 8051. Opis dotyczy konstrukcji od dawna obecnych na rynku jak i dopiero wchodzących do produkcji. Objętość 580 stron.
Cena: 40 zł + koszty wysyłki
Kupię, sprzedam, zamienię...
Całkiem niedawno przeglądałem czasopismo elektroniczne sprzed kilkunastu lat. Uwagę moją zwróciła rubryka ogłoszeń drobnych. Czytając je, przypominałem sobie klimat tamtych lat i dokonałem ciekawego spostrzeżenia. Pomimo że czasy były inne, technika w nieco mniejszym stopniu zaawansowania, to ogłoszenia niewiele różniły się od tych, które zamieszczane są dzisiaj. Wniosek z tego taki, że ludzka pomysłowość i przedsiębiorczość pozostaje niezmienna niezależnie od czasów w jakich żyjemy.
Od wielu lat (a nawet wieków) ludzie sprzedają, kupują i zamieniają między sobą jednym niepotrzebne, dla drugich przydatne przedmioty. Nieustanny ruch w interesie, W tym przypadku rzecz dotyczy głównie przedmiotów używanych - tak zwanych "z drugiej ręki".
Ogłoszenia są zróżnicowane. Tu trafić może się zarówno świetna okazja oraz "kit", Z zakupami tą drogą wiąże się pewne ryzyko. Gwarancji na używane rzeczy z reguły nie udziela się, a może się okazać, że urządzenie, które dopiero co zakupiliśmy nagle przestaje działać. No, ale cena przyciąga,,.
Lata dziewięćdziesiąte przyniosły Polsce rozwój drobnej przedsiębiorczości. Mam na myśli małe firmy prowadzone z reguły przez jedną, co najwyżej kilka osób. Ze względu na ograniczone środki finansowe, często firmy te promują swoje produkty w rubryce ogłoszeń drobnych,
W tym numerze PE przedstawiamy nową ofertę ogłoszeń ramko-wych. Nasza propozycja skierowana jest głównie do małych i średnich firm. Ogłoszenia tego typu są płatne. Koszt zamieszczenia ogłoszenia jest niewielki biorąc pod uwagę fakt, że dociera ono do kilkudziesięciu tysięcy czytelników. No i zdecydowanie bardziej rzuca się w oczy.
Oczywiście nadal w ramach giełdy PE amatorzy towarów "z drugiej ręki" będą mogli kupić, sprzedać, zamienić,,, W tej chwili listów z dopiskiem "Giełda PE" napływa do nas tak dużo, że nie jesteśmy w stanie drukować ich na bieżąco. Dlatego od przyszłego miesiąca na ogłoszenia drobne poświęcimy na łamach PE więcej miejsca.
Mam nadzieję, że wszyscy skorzystają na naszej propozycji, bo Poczta Polska na pewno.
(O
Zastępca Redaktora Naczelnego
Spis treści
Synchronizator linii
obrazu telewizyjnego................................str. 4
Programator PIC16F83/84, 1 6C84............str. 10
Tłumik regulowany w.cz................................15
Giełda PE....................................................19
Kostka do gry..............................................21
Pomysły układowe - potencjometry...............23
Prosty zasilacz sieciowy................................24
Cyfrowy oscyloskop......................................27
Kupon prenumeraty.................................29/30
Uwagi do "Programatora
procesorów Atmel".......................................30
"Na malucha, czyli podróż
do krainy krasnoludków................................31
Elektronika w Internecie...............................35
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Orientacyjny czas oczekiwania na realizację zamówienia wynosi trzy tygodnie. Nie przyjmujemy zamówień telefonicznych. Zamówienia na płytki drukowane prosimy przesyłać na kartach pocztowych, lub kartach zamówień zamieszczanych w PE, Koszt wysyłki 8,00 zł bez względu na kwotę pobrania, W sprzedaży wysyłkowej dostępne są archiwalne numery "Praktycznego Elektronika": 3/92, 11/95,4/96, 12/96, 1 -11/97,4/98, 5/98, 1 0- 1 2/98 wszystkie w cenie 3,00 zł, 1-8/99 wszystkie w cenie 3,60 zł plus koszty wysyłki. Kserokopie artykułów i całych numerów, których nakład został wyczerpany, wysyłamy w cenie 1,75 zł za pierwszą stronę, za każdą następną 0,25 zł plus koszty wysyłki. Kupony prenumeraty zamieszczane są w numerach 2/99, 5/99, 8/99, 11/99, 1 2/99,
Adres Redakcji;
"Praktyczny Elektronik"
ul. Jaskółcza 2/5
65-001 Zielona Góra
tel/fax,: (0-68) 324-71-03 w godzinach 800-1000
e-mail; [e-mail]: http://www.pe.com.pl
Redaktor Naczelny;
mgr inż, Dariusz Cichoński
Z-ca Redaktora Naczelnego;
mgr inż, Tomasz Kwiatkowski
Redaktor Techniczny; Paweł Witek
�Copyright by Wydawnictwo Techniczne ARTKELE Zielona Góra, 1999r,
Zdjęcie na okładce; Ireneusz Konieczny
Druk; Zielonogórskie Zakłady Graficzne "ATEXT" sp, z o,o. Plac Pocztowy 1 5 65-958 Zielona Góra
Artykułów nie zamówionych nie zwracamy. Zastrzegamy sobie prawo do skracania i adjustacji nadesłanych artykułów.
Opisy układów i urządzeń elektronicznych oraz ich usprawnień zamieszczone w "Praktycznym Elektroniku" mogą być wykorzystywane wyłącznie do potrzeb własnych. Wykorzystanie ich do innych celów, zwłaszcza do działalności zarobkowej wymaga zgody redakcji "Praktycznego Elektronika", Przedruk lub powielanie fragmentów lub całości publikacji zamieszczonych w "Praktycznym Elektroniku" jest dozwolony wyłącznie po uzyskaniu zgody redakcji.
Redakcja nie ponosi żadnej odpowiedzialności za treść reklam i ogłoszeń,
8/99
ElektrcSk
Synchronizator linii obrazu telewizyjnego
Każdy z nas ma w domu telewizor. Mało kto jednak wie, że system w którym nadawany jest obraz telewizyjny powstał prawie siedemdziesiąt lat temu. Natomiast jeszcze mniejsza liczba osób zna w przybliżeniu system nadawania. Obecnie stosowany system przesyłania obrazów telewizyjnych niewiele różni się od tego sprzed siedemdziesięciu lat. Został on wzbogacony o dodatkowe informacje takie jak kolor, teletekst, serwisy kodowane i sygnały kontroli toru on-line. Wszystko to możemy zobaczyć na ekranie oscyloskopu dzięki synchronizatorowi linii obrazu telewizyjnego. Opisane w niniejszym artykule urządzenie doskonale nadaje się na pracę dyplomową, jako pomoc dydaktyczna przeznaczona do obserwacji kompleksowego sygnału wizyjnego. Nieocenione usługi urządzenie to może też oddać w serwisie podczas kontroli odbioru te-letekstu, lub kontroli jakości odbioru sygnału telewizyjnego. Synchronizator pozwala też na podglądanie linii obrazów w monitorach z kompleksowym sygnałem wizyjnym o polaryzacji ujemnej.
Pierwsze próby przesyłania ruchomego obrazu na odległość miały już miejsce w drugiej potowieXIXw. po odkryciu zjawiska fotoelektrycznego. W analizie i syntezie obrazu wykorzystywano wtedy układ elektromechaniczny np. Tarczę Nip-kowa. Pierwsze przekazy odbywały się drogą przewodową. W XX wieku rozpoczęto prace nad systemami w petni elektronicznymi, z transmisją bezprzewodową. Pierwsze transmisje telewizyjne zaczęto nadawać w latach 30. Wtych latach podjęto też prace laboratoryjne nad telewizją kolorową. W 1935 roku w Berlinie zaczęta nadawać pierwsza elektroniczna stacja telewizyjna. Rozwój telewizji przyhamowała II Wojna Światowa, ale po jej zakończeniu prace ruszyty ze zdwojoną siłą. Zaowocowało to wprowadzeniem w USA telewizji kolorowej już 1956 roku. W Polsce transmisje kolorowe rozpoczęto w 1970 roku.
Zatem jak działa telewizja? Ramy tego artykułu są zbyt wąskie aby przedstawić to dokładnie, ale postaram się to zrobić w iście telegraficznym skrócie. Rozpocznę od klasycznie od wzroku.
Cechą charakterystyczną I udzkiego systemu widzenia jest pamięć krótkotrwała. Dzięki niej obraz który widzimy utrzymuje się przez krótką chwilę w naszej wyobraźni mimo że bodziec go wywołujący już zaniknął. Czas zapamiętania obrazu jest bardzo krótki i wynosi kilkanaście milisekund. To jednak wystarczy, aby wyświetlane kolejno obrazy mogły wywotać
wrażenie płynności ruchu. Zjawisko to wykorzystano w kinie. System kinowy wyświetla 24 różne obrazy na sekundę. Jest to jednak zbyt mała częstotliwość i choć nie wywołuje ona wrażenia migotania, spowodowanego "zapomnieniem" poprzedniego obrazu to męczy jednak wzrok. Dlatego też w kinie stosuje się tzw. "przypomnienie", czyli każdy obraz (klatkę filmu) wyświetla się dwa razy. W efekcie oko odbiera 48 obrazów w ciągu sekundy, przy czym dwa sąsiednie obrazy są dokładnie takie same. Dzięki temu pogodzono ekonomię (zużycie taśmy filmowej) z jakością przekazu.
Podobnie jest w systemie telewizyjnym, lecz "oszustwo" zrobiono tu nieco inaczej. W systemie telewizyjnym wyświetlanych jest 25 obrazów na sekundę. Lecz każdy obraz składa się z dwóch półobra-zów wyświetlanych jeden po drugim. W efekcie obserwujemy 50 półobrazów na sekundę. Różnica pomiędzy częstotliwością wyświetlania obrazów w kinie i w telewizji w praktyce nie ma żadnego znaczenia. Jako ciekawostkę można podać tylko fakt, że dwugodzinny film kinowy w telewizji jest krótszy o ok. 5 minut.
Drugą różnicą pomiędzy kinem a telewizją jest sposób tworzenia obrazu. W kinie wyświetlany jest "za jednym zamachem" cały obraz w telewizji jest to niemożliwe. Z uwagi na transmisję sygnału i sposób jego tworzenia na ekranie kineskopu obraz telewizyjny składa się z linii. W naszym standardzie telewizyjnym
na obraz składa się 625 linii. Nie wszystkie linie są jednak widoczne na ekranie. Część z nich zajmują impulsy synchronizacji i wygaszania pionowego. Dlatego też użytecznych jest tylko 575 linii.
Jak już wcześniej mówiłem obraz telewizyjny przesyłany jest w postaci półobrazów. Półobrazy te przeplatają się na ekranie kineskopu, są przesunięte względem siebie w pionie o pół odstępu miedzy liniami. Linie tzw. nieparzyste zaczynają się w na górze, połowie szerokości kineskopu, a linie tzw. parzyste zaczynają się w górnym lewym rogu kineskopu.
0 miejscu rozpoczęcia linii obrazowej decydują impulsy synchronizacji pionowej
1 poziomej, odpowiedzialne za dokładne "spasowanie" obu półobrazów.
W technice komputerowej odchodzi się (a właściwie już odeszło) od wyświetlania półobrazów. Przy dużej rozdzielczości błędy spasowania półobrazów powodują bowiem utratę ostrości i wyrazistości szczegółów na ekranie. Przy komputerach można sobie na to pozwolić, gdyż niemal codziennie powstają nowe standardy, które dotyczą najczęściej tylko monitora i karty video. W telewizji z setkami milionów odbiorników na całym świecie ciężko jest wprowadzić nowy, niekompatybilny z dotychczasowym standard.
Zatem obraz telewizyjny przesyłany jest szeregowo linia za linią i składa się z dwóch ciągów półobrazów. Wszystko to okraszone jest impulsami synchronizacji poziomej i pionowej. Czas trwania jednej linii "H" wynosi 64 fis, ale obraz zajmuje tylko 52 fis, pozostałe 1 2 fis to czas wygaszania poziomego i impulsu synchronizacji o czasie trwania 4,9 fis). Czas trwania impulsu synchronizacji pionowej wynosi 2,5H czasu trwania linii. Natomiast czas wygaszania pionowego to 25 linii obrazu (25H). Impuls synchronizacji pionowej (zwany także impulsem synchronizacji pola) otoczony jest z obu stron specjalnymi impulsami wyrównawczymi trwającymi 2,5H, które pojawiają się w odstępach dwa razy częstszych niż impulsy synchronizacji linii (32 fis). Wszystkie te przebiegi dla półobrazów (pól) nieparzystego i parzystego przedstawiono na rysunku 1a i 1 b.
Linie obrazu telewizyjnego mają swoją umowną numerację. Numer jeden przypada na linię na której zaczyna się impuls synchronizacji pionowej pola nieparzystego. Numeracja biegnie po kolei przez pole nieparzyste, impulsy
8/99
synchronizacji pionowej pola parzystego, pole parzysteaż do 625, co odpowiada ostatniej linii obrazu (dwa przednie impulsy wyrównawcze na końcu pola parzystego).
Na liniach wygaszania pionowego umieszczono szereg ciekawych informacji. Jedną grupą informacji są impulsy kontroli toru on-line nadawane w czasie trwania transmisji zwykłego sygnału. Impulsy kontroli toru nadawane są na liniach: 19, 20, 21, 332, 333, 334 dla torów krajowych, i na liniach: 17, 18, 330, 331 dla torów międzynarodowych. Impulsy te zawierają praktycznie całą tablicę kontrolną z pasami kolorowymi, polami gradacji szarości, z impulsem prostokątnym, impulsem sinus kwadrat 2T. Wszystko to służy do kontroli jakości transmisji i odbioru sygnału telewizyjnego.
Oprócz tego na liniach: 7^-22 i 320^-335 przesyłane są cyfrowe informacje teletekstu, w tym także serwisów kodowanych.
Także na liniach wygaszania pionowego umieszczane są impulsy zakłócające systemów zabezpieczania kaset magnetowidowych przed przegrywaniem.
Obserwacje oscyloskopowe wszystkich opisanych wcześniej przebiegów są bardzo trudne. Niektóre oscyloskopu posiadają specjalny przełącznik synchronizacji przeznaczony do oglądania obrazów telewizyjnych, ale nie spotkałem oscyloskopu który łatwo i stabilnie dał by się zsynchronizować obrazem wizyjnym. Synchro-nizator obrazu nie tylko umożliwia zsynchronizowanie oglądanego na ekranie oscyloskopu obrazu, ale umożliwia też wybór numeru konkretnej linii obrazu, którą
drugiego / sygnał obrazu
pola
czas trwania impulsu wygaszania pola (25H)
impuls \ impuls
wygaszania synchronizaci linii poziomej
> strzałki wsKazuia zoocza imp syncnronizaqi linii
310 | 311 | 312 | 313 | 314 J 315 T 316 T 317 T 318 T 313 pierwsze pole drugie pole
nóżKa 3 US1
'O/E
nóżKa 7
US1
CSO
nóżKa 1
US1
nóżKa 6 US2
pole parzyste
pole nieparzyste
Rys. 1 Przebiegi oscyloskopowe półobrazów: a) nieparzystego, b) parzystego, c) przebiegi w punktach układu synchronizatora linii
chcemy oglądać. Może więc być wykorzystany jako urządzenie dydaktyczne do prezentacji prawdziwego sygnału telewizyjnego, urządzenie serwisowe, a nawet (czego nie polecam, jako niezgodne z prawem) może być przydatny przy budowaniu urządzeń rozkodowujących zabezpieczone kasety magnetowidowe, natomiast legalnie można używać go do obserwacji i analizy sposobów zabezpieczania kaset, co polecam jako ciekawe i pouczające zajęcie.
Ś Opis układu
Synchronizator mimo dość skomplikowanego schematu jest stosunkowo prosty funkcjonalnie. Sygnał telewizyjny np. z wyjścia video przeznaczonego do nagrywania na magnetowid, o polaryzacji ujemnej (dotyczy to polaryzacji impulsów synchronizacji, a nie napięcia stałego) doprowadzany jest do wejścia VIDEO.
Specjalizowany układ scalony synchroseparatora LM 1881 (US1) wydziela z kompleksowego sygnału wizyjnego impulsy synchronizacji. Na nóżce 1 układu dostępne są impulsy synchronizacji poziomej wraz z impulsami wyrównawczymi (rys 1 c). Na nóżce 3 wystawiany jest impuls synchronizacji pionowej o czasie trwania ok. 230 fis (rys 1 c). Opadające zbocze tego impulsu przesunięte jest o 32 fis w stosunku do początku impulsu synchronizacji pionowej zawartego w sygnale wizyjnym. Na nóżce 7 natomiast wystawiana jest informacja o parzystości pola. Dla pola parzystego na nóżce 7 występuje stan niski, a dla pola parzystego stan wysoki (rys 1c). Na nóżce 5 dostępne są impulsy synchronizacji koloru BURST. Wszystkie te sygnały wyprowadzono na krawędź płytki drukowanej, gdyż mogą się komuś przydać przy badaniach, lub pracy.
Synchronizator do swojej pracy wykorzystuje impulsy synchronizacji poziomej i pionowej oraz informację
8/99
ElektrcSk
o parzystości pola. Z uwagi że impulsy synchronizacji poziomej "zaśmiecone" są impulsami wyrównawczymi konieczne byto wyeliminowanie tych ostatnich. Rolę tą spetnia selektor czasu trwania impulsów zbudowany na tajmerze 4538 (US2). Tajmer generujący impuls o czasie trwania ok. 43 fis wyzwalany jest opadającym zboczem sygnału synchronizacji poziomej. Jeżeli w czasie generowania impulsu tajmer zostanie ponownie wyzwolony, to ignoruje on to wyzwolenie kontynuując generację impulsu. Następne wyzwolenie jest możliwe dopiero po zakończeniu generacji. Dzięki temu impulsy pojawiające się częściej niż 43 fis są pomijane, a na wyjściu tajmera otrzymuje się ciąg równomierny ciąg impulsów odpowiadających impulsom synchronizacji linii (rys 1c). Impulsy te doprowadzone są do bramki C (US4) otwieranej na ściśle okre-
ślony czas przez przerzutnik RS zbudowany z bramek A i B.
Otwieranie bramki C następuje wraz z opadającym zboczem impulsu doprowadzonego do układu różniczkującego Cl 2, R7. W zależności od tego jaki sygnał będzie badany możliwe jest wyzwalanie przerzutnika RS sygnałem parzystości pola lub sygnałem synchronizacji pionowej. Wyboru rodzaju wyzwalania dokonuje się przełącznikiem WŁ1. Podczas obserwacji sygnału telewizyjnego przełącznik ustawia się w pozycji I oznaczającej pracę z póło-brazami (przeplotem). Przy doświadczeniach z monitorem komputerowym można wybrać pozycję NI bez przeplotu lub I w zależności od tego w jakim standardzie pracuje karta grafiki i monitor.
Bramka C zostaje zamknięta przez ujemne zbocze impulsu doprowadzone z licznika do przerzutnika RS po odliczeniu
zadanej liczby linii. Impuls ten doprowadzany jest za pośrednictwem bramki D i układu różniczkującego C13, R6. Ponowne otwarcie bramki C ma miejsce na początku następnego obrazu lub półobra-zu. Zatem rozpoczęcie wysyłania impulsów synchronizacji linii następuje zawsze z początkiem impulsu synchronizacji pionowej, a kończy się w chwili odliczenia zadanej liczby linii i wtedy też jest generowany, wysyłany na wyjście dodatni impuls synchronizacji, który dalej doprowadzany jest do wejścia synchronizacji zewnętrznej oscyloskopu. Tak więc oscyloskop można zsynchronizować w dowolnym, zawsze tej samym miejscu nadawania obrazu, czyli na konkretnej wybranej linii.
Na rysunku 3 przedstawiono schemat bloku liczników i dekoderów. W układzie zastosowano dwa trzydekadowe liczniki rewersyjne. Pierwszy z nich składają-
-O + 5V
Rys. 2 Schemat ideowy synchronizatora linii; układ synchroseparatora i ustawiania numeru linii
WYSYNCH
oc
018
10 7 6 4 2 1
R3U | I I I I I I I I I I I I | R36 21x22UQ 15 14 13 12 11 10
Q1 Q2 QS Q4 US8 CD4029
J1 J2 JS J4 US11 CD4029 ci
PE U/D Q1 Q2 QS Q4 CL
r� i6 ri r
Q1 Q2 QS Q4 US9 CD4029
J1 J2 JS J4 US12 CD4029 ci
PE U/D Q1 Q2 QS Q4 CL
r� i6 ri r
f g a b c d
US7 CD4511 LT Bi LE A B C D
7 1 2
Q1 Q2 QS Q4 US1U CD4U29
J1 J2 JS J4 US13 CD4929 ci
PE U/D Q1 Q2 QS Q4 CL
r� i6 ri r
HDCLK2
-o
GND
8
m
8/99 Klektrcrak
Rys. 4 płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
8/99
cy się z układów 4029 (US8-US10służy jako pamięć numeru linii, przy której ma nastąpić synchronizacja oscyloskopu. Zawartość tego licznika może być dowolnie ustawiana w zakresie od 000 do 999. Co prawda obraz telewizyjny ma tylko 625 linii, ale obrazy komputerowe mogą mieć rozdzielczości nawet ponad 1024 linie. Licznik numeru linii zlicza impulsy doprowadzone do wejścia CLK1 z układu ustawiania numeru linii.
Licznik zlicza w górę gdy linia U/D jest w stanie wysokim, a w dół gdy jest w stanie niskim. D wyjść licznika numeru linii dołączone są dekodery kodu BCD na kod wyświetlaczy siedmioseg-mentowych, które pokazują aktualnie ustawiony numer linii.
W bloku znajduje się też trzydekado-wy licznik synchronizacji także zbudowany na układach 4029 (US11-US13). Do wejść wpisu szeregowego J1 ^-J4 tego licznika doprowadzono stany z wyjść licznika linii. W chwili gdy bramka C zostaje otwarta układ różniczkujący C14, R8 generuje dodatni impuls wpisu równoległego PE. Impuls ten powoduje zapisanie do licznika synchronizacji numeru ustawionej linii. Następnie przez otwartą bramkę C do licznika docierają kolejne impulsy synchronizacji poziomej CLK2. Licznik zlicza przez cały czas w dół, odejmując od wpisanej na początku cyklu liczby kolejne linie obrazu. Gdy licznik osiągnie stan zerowy na jego wyjściu pojawia się ujemny impuls zerujący przerzutnik RS i zamykający bramkę. Impuls ten po odwróceniu fazy, jako dodatni impuls synchronizacji wyprowadzany jest na zewnątrz urządzenia.
Ze względu na opóźnienie impulsu synchronizacji pionowej wynoszące pół linii, wprowadzane przez układ synchrose-paratora US1 numeracja linii przy których następuje synchronizacja oscyloskopu jest dokładnie o jedną linię mniejsza niż ogólnie przyjęta numeracja linii. Dla przykładu gdy na wyświetlaczu ustawi się liczbę 5 oscyloskop zostanie zsynchronizowany na 6 linię obrazu.
Numer linii na której ma nastąpić synchronizacja można ustawiać dwoma włącznikami WŁ1 i WŁ2. Pojedyncze naciśnięcie odpowiedniego włącznika spowoduje zwiększenie lub zmniejszenie wskazań o jeden. Natomiast gdy przytrzyma się włącznik zwarty dłużej niż przez dwie sekundy wskazania będą wzrastać lub maleć z szybkością ok. 20/sek.
Gdy oba włączniki są rozwarte Na wyjściu Q tajmera B (US2) występuje stan wysoki. Jednocześnie kondensator C9 generatora pomocniczego zbudowanego na układzie 555 (US3) jest przez cały czas rozładowywany przez diodę D4 i rezystor R9 o małej wartości. Dlatego też na wyjściu generatora (3 nóżka US3) przez cały czas jest stan wysoki. Naciśnięcie jednego z włączników powoduje po niewielkim czasie, określonym stałą czasową R11, C6 wyzwolenie tajmera B (US2). Na wyjściu Q pojawi się stan niski, który wyzeruje generator US3, na którego wyjściu pojawi się stan wysoki. W chwili zwolnienia włącznika układ powróci o stanu poprzedniego, a dodatnie zbocze z wyjścia generatora spowoduje wpisanie jednego impulsu do licznika linii. W zależności który z włączników był zwarty impuls ten może być dodany lub odjęty od zawartości licznika za sprawą linii U/D, która normalnie jest w stanie niskim i przechodzi w stan wysoki tylko przy zwarciu włącznika WŁ1 za sprawą włączenia diody D3. Z uwagi na pewne uzależnienia czasowe stan wysoki na linii U/D jest podtrzymywany przez kondensator C15 przez chwilę po zwolnienieniu włącznika WŁ2.
Natomiast gdy jeden z włączników zostanie wciśnięty na czas dłuższy niż czas generowania impulsu przez tajmer B, to po upływie tego czasu wyjście Q tajmera zmieni swój stan na wysoki odblokowując generator który zacznie wysyłać na wyjście CLK1 impulsy z częstotliwością 20 Hz. Zwolnienie włącznika powoduje natychmiastowe rozładowanie kondensatora C9 i zatrzymanie generacji.
Układ zmontowano na dwóch płytkach drukowanych. Na jednej są umieszczone prawie wszystkie elementy, a na drugiej znajduje się wyświetlacz i włączniki WŁ1 ^-WŁ3. Konstrukcję mechaniczną wraz z zamontowaniem urządzenia do obudowy opiszę dokładnie w następnym numerze.
Teraz pragnę tylko dodać, że urządzenie nie wymaga żadnego uruchamiania i zmontowane bez zwarć i pomyłek ze sprawnych elementów działa od razu po włączeniu zasilania pobierając prąd ok. 220 mA. Do zasilania można użyć stabilizowanego zasilacza zewnętrznego, lub zamontować w obudowie zasilacz sieciowy opisany w innym artykule opublikowanym w tym numerze PE.
^^^^^FwyKazeiementow^^^^^H Półprzewodniki ^^^^^^^^^^|
US1 LM 1881
US2 CD 4538
US3 NE 555
US4 CD 4011
US5^US7 - CD 4029
US8^US13 - CD 4511
T1, T2 BC 547B
D1 Ś*Ś D4 1N4148
D5 1 N4007
W1 ^W3 - MAN 6680/QT kolor
pomarańczowy, lub MAN
6780/QT kolor czerwony
(wspólna katoda) j
Rezystory
R16^R36 - 220 Q/0,25 W
R1 620 0/0,125 W
R37 2kQ/0,125 W
R5 4,3 kfi/0,125 W
R9 4,7 kfi/0,125 W
R4, R15 10kfi/0,125 W
R3, R6,
R7, R38 22 kfi/0,125 W
R8 47 kfi/0,125 W
R10, R11 - 100kQ/0,125 W
R13 120kQ/0,125 W
R12 200kQ/0,125 W
R14 300kQ/0,125 W
R2 680kQ/0,125 W

C18 180 pF/50V ceramiczny
C2 510 pF/50 V ceramiczny
C8 10 nF/50 V ceramiczny
C3, C10 47 nF/50 V ceramiczny
C1, C5,
C6, C9 100 nF/50 VMKSE-20
C15 220 nF/50 V MKSE-20
C4, C7, C11,
C16, C17 - 10^F/16V
Inne ^m
WŁ1.WŁ2 - mikrołączniki z długim
przyciskiem
WŁ3 przełącznik dźwigienkowy
dwusekcyjny
G1,G2 gniazdo przykręcane BNC 50 fi
płytka drukowana numer 482
obudowa ZV
Płytki drukowane i obudowy razem z wykonanymi płytami czołowymi wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki i obudowy można zamawiać w redakcji PE. Cena: płytka numer 482 - 1 0,95 zł obudowa 482 - 25,00 zł + koszty wysyłki. 0 mgr inż. Dariusz Cichoński
10
8/99 Klektrcrak
Programator PIC16F83/84, 16C84
Wejście w świat mikrokontrolerow PIC dzięki staraniom producenta, firmy Microchip staje się coraz łatwiejsze. Do postawienia pierwszych kroków w tej dziedzinie wystarczy dobrej klasy asem-bler/symulator MPLAB dostępny bezpłatnie oraz prosty programator, którego opis zamieszczamy poniżej. Niestety profesjonalne kompilatory języków wyższego poziomu oraz emulatory czasu rzeczywistego nadal pozostają poza zasięgiem wielu konstruktorów. Firma Microchip ułatwiła obsługę i programowanie swoich produktów od dawna wyposażając procesory rodziny PIC w interfejs ICSP (In-Circuit Serial Programming). Najnowsze produkty tej firmy są także "uzbrajane" w narzędzia pozwalające na śledzenie przebiegu programu bezpośrednio w układzie (In-Circuit Debuging).
Jakiś czas temu pisałem program dla mikroprocesora PIC. Gdy już wszystko wyglądało na ukończone postanowiłem wypróbować go w aplikacji. Ponieważ nie miałem programatora pojechałem z dyskietką do redakcji, gdzie takie cudo stało. Załadowałem program do procesora bez problemów, ale jak go umieściłem w podstawce to okazało się że nie działa jeszcze tak jak trzeba. Część błędów poprawiłem na miejscu ale zostało mi jeszcze trochę do głębszego przeanalizowania. Tak jeździłem z tą dyskietką okoto miesiąca, aż w końcu procesor zaczął się zachowywać zgodnie z moimi oczekiwaniami. Zacząłem się wtedy zastanawiać co siedzi w takim programatorze, poszperałem w "sieci" i znalazłem kilka prostych rozwiązań dla najczęściej wykorzystywanych procesorów PIC16F8X. Bez większego problemu można je wykorzystać do emulowania prostszych procesorów np. PICI 6C5X, PIC12C50X itp.
Aby wejść w świat nowoczesnej techniki mikroprocesorowej potrzebujemy kompilator języka programowania wyższego rzędu lub asembler oraz programator względnie emulator danego procesora. Firma Microchip rozprowadza za darmo wysokiej klasy oprogramowanie do tworzenia programów w asemblerze o nazwie MPLAB, można je znaleźć na stronie www.micro-
Tabela 1 -Wyprowadzenia interfejsu ICSP
chip.com. Problem zazwyczaj sprawia zakup programatora, który jest stosunkowo drogi. W Internecie znaleźć można wiele istniejących i sprawdzonych rozwiązań, praktycznie wszystkie opierają się na porcie równoległym. Zaoszczędza to kłopotów z dodatkowymi układami dekodującymi transmisję szeregową i sterującymi kilkoma wejściami programowanego mikroprocesora. Microchip wyposaża swoje PICki w wewnętrzne algorytmy (ICSP = !n-Circuit Serial Programming - z ang. Programowanie szeregowe w systemie), które znakomicie ułatwiają programowanie.
Po napisaniu programu i skompilowaniu go otrzymujemy w efekcie zbiór z rozszerzeniem hex, w którym są zawarte wszystkie niezbędne informacje dla procesora. Można wyróżnić cztery zasadnicze jego elementy są to: dane konfiguracyjne, pamięć programu, pamięć danych i identyfikacyjne dane użytkownika. W przypadku mikroprocesorów z rodziny PICI 6F8x słowo konfiguracyjne składa się z 5-ciu bitów. Definiują one rodzaj oscylatora, zabezpieczenie przed odczytaniem kodu z zaprogramowanego już procesora, aktywację timer'a po włączeniu zasilania i zegara WDT (Watchdog Timer). Pamięć programu to zasadnicza i największa część zbioru hex, są to rozkazy napisane np. w asemblerze i przetrans-formowane na język maszynowy konkretnego procesora. Pamięć danych to tak zwane rejestry odpowiadające między innymi za konfigurację wyprowadzeń, ustawienia timer'ów, itp. Pozostają jeszcze 4 słowa identyfikacji - razem 56 bitów = 7 znaków ASCII. Możemy je wykorzystać wedle uznania np. wstawić numer seryjny naszego urządzenia bądź zostawić swój elektroniczny "podpis".
Wyprowadzenie Funkcja podczas programowania
Nazwa sygnału Typ Opis
RB6 CLOCK wejście wejście zegarowe
RB7 DATA wejście/wyjście wejście/wyjście danych
MCLR Vtest modę zasilanie* przełączenie w tryb programowania ( + 13V)
Vdd Vdd zasilanie zasilanie ( + 5V)
Vss Vss zasilanie masa
*) PICI 6C84 posiada wewnętrzny generator napięcia programującego, zewnętrzny sygnał +13 V służy tylko do wprowadzenia stanu programowania, wejście praktycznie nie pobiera prądu.
8/99
11
Tabela 2 - Lista rozkazów interfejsu ICSP
Rozkaz Bity (MSB.....LSB) Dane
Ładuj konfigurację 0 0 0 0 0 0 0,data(14),0
Ładuj dane do pamięci programu 0 0 0 0 1 0 0,data(14),0
Czytaj dane z pamięci programu 0 0 0 1 0 0 0,data(14),0
Zwiększ adres 0 0 0 1 1 0
Programuj 0 0 1 0 0 0
Ładuj dane do pamięci danych 0 0 0 0 1 1 0,data(14),0
Czytaj dane z pamięci danych 0 0 0 1 0 1 0,data(14),0
Czyść pamięć programu 0 0 1 0 0 1
Czyść pamięć danych 0 0 1 0 1 1
Ś Interfejs ICSP
Do obsługi interfejsu ICSP wymagane są wg specyfikacji 2 linie sterujące, masa i dwa napięcia 5 V i 13 V. Lista rozkazów ICSP obejmuje 9 komend.
Opis wyprowadzeń został zamieszczony w Tabeli 1. Zarówno komendy jak i dane są wprowadzane szeregowo, synchronicznie za pomocą wejść DATA i CLOCK. Lista komend (Tabela 2) składa się z 9-ciu rozkazów: Ładuj konfigurację -zapisuje słowo
konfiguracyjne do bufora programu procesora;
-zapisuje 1 4-sto bitowe słowo kodu programu do bufora procesora; -odczytuje 1 4-sto bitowe słowo kodu programu pozycji wskazywanej przez PC*; - inkrementuje rejestr PC; -zapisuje dane z bufora procesora pod adresem wskazywanym przez PC (właściwe programowanie); -zapisuje 1 4-sto bitowe słowo danych do bufora danych procesora; -odczytuje 1 4-sto bitowe słowo danych z pamięci danych;
Ładuj dane do pamięci programu
Czytaj dane z pamięci programu
Zwiększ adres Programuj
Ładuj dane do pamięci danych
Czytaj dane
z pamięci danych
Czyść pamięć programu Czyść pamięć danych
*) PC - rejestr licznika programu (Program Counter).
Zanim zaczniemy programowanie należy poprzez podanie napięcia + 13 V na wejście Vtest modę, wprowadzić procesor w tryb programowania. Wprowadzenie komendy trwa 6 cykli zegara, przepisywanie bitu odbywa się przy opadającym zboczu zegara. Po wprowadzeniu komendy należy odczekać minimum 1 fis aby procesor przygotował się na przyjęcie, wysłanie danych lub nową komendę. Jeśli parametrem komendy są dane to są one wprowadzane/wyprowadzane z poprzedzeniem i zakończeniem dodatkowymi zerami. Razem 22 bity; 6 bitów rozkazu, "0", 1 4 bitów danych, "0". Zarówno komendy jak i dane są przekazywane począwszy od najmniej znaczącego bitu (LSB -z ang. Least Significant Bit). Dane wprowadzane do procesora są przekazywane
przy opadającym zboczu zegara, natomiast wyprowadzane z procesora przy narastającym zboczu zegara.
Ś Mapa pamięci
Na rysunku 1 znajduje się mapa pamięci dla procesora PICI 6F84. Jak widać większość obszaru adresowego jest niewykorzystana w normalnych egzemplarzach procesorów. Wykorzystywany obszar pamięci programu to 512 lub 1024 słów 14-bitowych. Licznik rozkazów ma szerokość 14 bitów, jednak aktualnie nie jest w petni wykorzystywany, najstarszy bit służy do rozróżnienia pamięci programu (0x0000 - 0x1 FFF) od pamięci konfiguracyjnej (0x2000 -0x3FFF). Trzy następne są ignorowane, a wykorzystywanych jest tylko 10 najmniej znaczących bitów. Daje to maksymalnie 1K słów pamięci programu. W mikrokontrolerach PICI 6CR83 i PICI 6F83 zaimplementowano tylko 512 słów programu.
W tym miejscu chciałbym zwrócić uwagę na pewną właściwość procesorów PIC. Zwiększając licznik rozkazów po dojściu do adresu 0x3FFF licznik "przekręci się" ale nie wróci do adresu 0x0000 lecz do 0x2000. Jedyną metodą powrotu do pamięci programu jest zresetowanie procesora.
Na rysunku 2 przedstawiono funkcje pełnione przez poszczególne bity w słowie konfiguracyjnym znajdującym
- wymazuje dane;
- wymazuje dane;
2000 ID
2001 ID
2002 ID
2003 ID
2004 Zarezerwowane
2005 Zarezerwowane
2006 Zarezerwowane
2007 Słowo konfiguracyine
0,5K(PIC16x83) 1,0K(PIC16x84)
Pamięć programu
1FF Pamięć programu

3FF
400
Nie Nie
zaimplementowane zaimplementowane
FFF
2000 Pamięć Konfiguracji Pamięć Konfiguracji
2008
Nie Nie
zaimplementowane zaimplementowane
3FFF
Rys. 1 Mapa pamięci procesorów PICI 6F8x
12
8/99
ElektrcSk
13 5 4 3 2 10
- - - CP PWRTE WDTE FOSC1 FOSC0
bit 4 CP 1 - ZabezpibCzeniB kodu .włączone 0 -Zabe.. Ś . . -Ś ; ' ; . . -bft3 PWRT 1 - Uruchomienie laimeraprZ) włączeniu zasilania 0 -Ta|i~ner nie uruchamiany przy włączeniu zasilania bit2 WDTE1 1 -Zegar nadzoruiący uruchomiony (Watchdog timer) 0 -Zegar nadzoruiący nieuruchomiony (Watchdogtimer) bit-l-0 FOSC 11-,,RC" rezonator RC 10- "HS" kwarc-szybki do 10 MHz 01 -,XT"kwarc0,1^4MHz 00- "LP" kwarc, oszczędnościowy 32-200 kHz
Rys. 2 Bity konfiguracyjne
CyKI programowania
Odczyt danych
WeryfiKacja dla Vdd=minimum
WeryfiKacja
Nie Ś- Raport o błędzie
Cykl programowania
Ładu| dane do pamięci
Nie Ś- Raport o błędzie
Nie Ś- Raport o biedzie
Rys. 3 Graf cyklu programowania pamięci programu
się pod adresem 0x2007. Do części kon-figuracyjnej pamięci: 4 słowa identyfikacyjne "ID" i słowo konfiguracyjne można się dostać tylko w trybie programowania, program wykonywany na PICu nie ma do niej bezpośredniego dostępu. Funkcje poszczególnych bitów wydają się jasne, komentarza wymaga zabezpieczenie kodu. Ustawienie go nie znaczy że nie będzie można czytać pamięci programu, ale że będzie ona zabezpieczona tzn. niemożliwa do odczytania w trybie programowania.
M Format plików HEX
Program napisany np. w asemblerze po bezbłędnym skompilowaniu jest tłumaczony na kod maszynowy procesora i zazwyczaj zapisywany do pliku z rozszerzeniem "hex". MPLAB wykorzystuje zasadniczo dwa rodzaje tych plików: podstawowy standard stworzony przez firmę Intel INHX8M dla procesorów o adresowaniu 8-mio bitowym licznikiem rozkazów. Plik ten składa się z rekordów rozdzielonych znakiem końca linii. Każdy rekord składa się ze znaku dwukropka, 9-ciu znaków prefiksu, danych i dwóch znaków sumy kontrolnej. Format rekordu: :BBAAAATTHHHH...HHCC gdzie:
BB - dwa znaki w kodzie heksadecy-malnym - ilości danych (po 8 bitów);
AAAA - cztery znaki w kodzie heksade-cymalnym - adres początkowy dotyczący tego rekordu; TT - dwa znaki w kodzie heksadecy-malnym: 01 - ostatni rekord w pliku, każdy inny rekord 00; HH - po dwa znaki w kodzie heksa-decymalnym na każdą jednostkę danych; CC - dwa znaki w kodzie heksadecy-
malnym - suma kontrolna. Przykładowo:
:10000000000000000000000000000 00000000000F0 :0400100000000000EC :100032000000280040006800A800E 800C80028016D
:100042006801A9018901EA0128020 8026A02BF02C5
:10005200E002E80228036803BF03E8 03C8030804B8
:1 000620008040804030443050306E 807E807FF0839
8/99
13
:06007200FF08FF081 90A57 :00000001 FF
Format INHX32M jest podobny z tą różnicą że wykorzystywane mogą być wszystkie 1 6 bitów adresu oraz symbole TT mają następujące znaczenie:
00 - rekord danych;
01 - ostatni rekord w zbiorze;
02 - rekord z adresem segmentu; 04 - rekord adresu liniowego.
ŚI Programowanie
Graf przepływowy programowania proponowany przez Microchip'a przedstawia rysunek 3. Cykl programowania zaczyna się od stanu, w którym procesor ma przyłożone tylko napięcie zasilania + 5 V. Utrzymując niski stan na wejściach CLOCK (RB6), DATA (RB7) podajemy na wejście Vtest modę (MCLR) napięcie programujące +12^-14 V -w ten sposób wprowadzamy procesor w tryb programowania. Stan rejestru PC i wyprowadzeń procesora jest jak po zresetowaniu tzn. PC = 0x0000, a porty w stanie wysokiej impedancji. Po 1 mikrosekundzie procesor jest gotowy do przyjęcia komendy.
Aby wprowadzić trwale dane do procesora wykonywane są dwie komendy; "Ładuj dane do pamięci programu/danych", która przepisuje dane do bufora wejściowego procesora a następnie "Programuj", która zapamiętuje dane z bufora w komórce pamięci wskazywanej przez PC. Następnie dane są odczytywane z tej samej pozycji w celu weryfikacji przeprowadzonej operacji. Cykl ten jest powtarzany przy jednoczesnej inkrementacji adresu w PC aż do wyczerpania danych pamięci programu. Specyfikacja Micro-chip'a zaleca sprawdzenie zapisanych danych odczytując je przy minimalnym i maksymalnym napięciu zasilania co uwzględnia rysunek 3. Dokładniejsze informacje można znaleźć na stronach Microchip'a (www.micro-chip.com).
Ś Programator
Programator jest bardzo prostą konstrukcją, schemat ideowy znajduje się na rysunku 4. Składa się on z części zasilaczy zbudowanej na stabilizatorach scalonych 7805 i 78L12 oraz części sygnałowej. Napięcie programujące +13 V jest uzyski-
wane ze stabilizatora 1 2 V poprzez przesunięcie jego poziomu odniesienia o spadek na dwóch diodach D2 i D3 tzn. ok. 1,2 V. Na wejściu zasilania została wstawiona dioda zabezpieczająca przed przypadkowym podłączeniem zasilania o odwrotnej polaryzacji.
W części sygnałowej pracują bramki powtarzające (7407), których zadaniem jest unormowanie napięcia przychodzącego z portu równoległego oraz odizolowanie dwóch systemów. Wyjścia bramek typu otwarty kolektor są polaryzowane przez rezystory 1 0 kQ. Pojawienie się napięć zasilającego i programującego na układzie jest sygnalizowane za pomocą diod świecących. Napięcia zasilające i programujące są podawane do procesora za pośrednictwem tranzystorów T1 i T2. Do sterowania procesem programowania jest wykorzystywane 5 linii portu równoległego. Płytka programatora pokazana została na rysunku 5.
Niedoświadczonym konstruktorom proponuje po zmontowaniu i sprawdzaniu poprawności montażu, najpierw sprawdzić bez podłączania do komputera czy oba zasilacze pracują poprawnie. Następnie bez procesora można wysłać
Rys. 4 Schemat ideowy programatora
14
8/99 Klektrcrak
dane do programatora, program powinien zwrócić btąd weryfikacji, ale powinny na chwilę zapalić się obie diody. Ostatecznie możemy spróbować zaprogramować procesor, wykorzystując do tego celu własną aplikację bądź prosty układ opisany w pakiecie oprogramowania, do którego dostarczony jest plik hex. Najlepiej zaopatrzyć się w procesor reprogramowalny "FLASH" (litera "F" w nazwie), na którym będziemy mogli eksperymentować. Nie muszę chyba wspominać że procesor należały umieścić w podstawce i to najlepiej typu ZIF (zamykanej).
Drobna rada jeśli chodzi o kabel łączący programator z komputerem. Kable do transmisji mają pozamieniane końcówki, dlatego warto zaopatrzyć się w przedłużacz. Gniazdo od strony programatora należy dopasować do drugiego gniazda na kablu. Proponuje rozwiązanie kabel od strony komputera typu "męski" od programatora "żeński" (chronimy porty komputera przed czynnikiem Janosika :-) ) gniazdo w programatorze "żeńskie".
Przy pracy z procesorem należy uważać na ładunki elektrostatyczne gromadzące się na ciele i ubraniu człowieka. Zanim dotkniesz urządzenia dotknij obudowy !!!
Ś Oprogramowanie
Program został napisany przez Davi-da Taita i można go używać oraz rozpowszechniać pod warunkiem że nie robi się tego zarobkowo. W pakiecie znajduje się szczegółowy opis w języku angielskim, tu przytoczę tylko najważniejsze opcje.
Program jest przystosowany do współpracy z różnymi programatorami, dlatego w pakiecie znajduje się plik wsadowy w którym została zapisana konfiguracja dla naszego programatora. Program jest wywoływany z linii komend w następującej składni: mypp [ -lxhrwpcdevgosn! ] hexfile.hex Opcje:
Konfiguracja: I = LP, x = XT, h = HS, r = RC, w = WDTE, p = PWRTE, c = zabezpieczenie kodu. Inne:
d = kopiowanie pamięci procesora do pliku, e = kasowanie, v = porównane z programem w pliku. Konfiguracja domyślna: oscylator typu RC, WDT włączony, Tajmer uruchomiony, kod niezabezpieczony.
Jeśli konfiguracja została zapisana w pliku hex to zostanie wykorzystana, chyba że w linii komend ustawimy inaczej. Jeśli plik hex nie zawiera danych o konfiguracji przyjmowana jest konfi-
guracja domyślna. Kompilując program pod MPLAETem nie musimy się przejmować konfiguracją podczas programowania ponieważ zostanie ona zapisana w pliku wynikowym. Wystarczy wpisać: "mypp nazwa_zbioru.hex" i nacisnąć klawisz Enter, program poprosi o umieszczenie procesora w podstawce i potwierdzenie. Prawidłowe wykonanie operacji nie jest sygnalizowane, natomiast sygnalizowane są wszelkie błędy, dlatego nie należy się spodziewać potwierdzenia typu "Procesor został poprawnie zaprogramowany". Poprawna praca programu kończy się wypisaniem czasu jaki zajęła operacja.
Nazwy Microchip, PIC, ICSP, In-Cir-cuit Serial Programming, MPLAB są nazwami towarowymi zastrzeżonymi przez Microchip Technology Inc.
- UCY 7407 -PIC16F84 -LM7805 -LM78L12
- BC 557B
- 1 N4001
- 1N4148
- LED czerwona
- LED zielona
- 1,2kfi/0,125 W -4,7 kfi/0,125 W
- 10kQ/0,125 W
Rys. 5 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Półprzewodniki
US1
US2
US3
US4
T1,T2
D1
D2, D3
D4
D5
Rezystory
R3, R4, R7
R1, R5
R2, R6, R8^R11
Kondensatory
C2^-C6 - 100 nF/50 V ceramiczny
C1 -10/*F/25V
|iiie _J
gniazdo DB25 żeńskie
kabel przedłużacz portu równoległego
podstawka (najlepiej zamykana ZIF)
płytka drukowana numer 478
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Program obsługi programatora jest dostępny na witrynie internetowej PE: www.pe.com.pl. Można go także otrzymać na dyskietce 3,5' za pośrednictwem redakcji PE. Cena: płytka numer 478 - 2,60 zł
dyskietka PIC - 10,00 zł
+ koszty wysyłki.
0 Maciej Matuszak
praktyczny
MPi Ś� .praktyczny-.
jtelektronik 8/99
15
Regulowany tłumik w.cz.
Technika wielkich częstotliwości nie jest na pewno tak popularna jak technika częstotliwości akustycznych. Istnieje jednak grono zainteresowanych i aktywnych radioamatorów, którzy jak sądzimy skorzystają z przedstawianego opisu. Do eksperymentów z sygnałami wielkich częstotliwości, zwłaszcza dotyczy to strojenia i prze-strajania urządzeń, niezbędne jest źródło sygnału (generator) jak i możliwość regulacji jego poziomu. Zadaniem tłumika regulowanego jest płynna zmiana poziomu sygnału w.cz. Odbywa się to przez podział sygnału wejściowego - tłumienie. Wykorzystany może być do dopasowania wielkości sygnału do właściwości badanego urządzenia oraz do pomiaru wzmocnienia lub tłumienia wprowadzanego przez badany układ, np. wzmacniacz antenowy.
Ś Zasada działania tłumika
Tłumiki w.cz. w odróżnieniu od prostych dzielników napięcia stosowanych do regulacji wielkości sygnałów m.cz. muszą spetnić szereg dodatkowych wymagań. Pierwszym jest konieczność dopasowania od strony wejścia i wyjścia. Dopasowanie ma na celu przeniesienie maksymalnej mocy oraz uniknięcie odbić sygnału. Uzyskuje się to przy jednakowych rezystancjach - wyjściowej generatora i wejściowej obciążenia. Podane w danych technicznych rezystancje odpowiadają rezystancji falowej przewodu koncentrycznego stosowanego do przesyłania sygnałów w.cz. i są typową wartością stosowaną w urządzeniach w.cz. Drugim wymogiem jest konieczność wyeliminowania przepływu energii przez promieniowanie Uzyskuje się to przez staranne ekranowanie obwodów sygnałowych w.cz.
Do budowy tłumików wykorzystuje się specjalne konstrukcje rezystorów regulowanych. Wykorzystanie ich jest jednak dość kłopotliwe i zakres regulacji ograniczony. Interesującym elementem stosowanym w technice telewizyjnej jest dioda p-i-n. Dioda ta w odróżnieniu od typowych diod półprzewodnikowych p-n posiada dodatkowy obszar półprzewodnika samoistnego umieszczonego między warstwami p oraz n. Wprowadzenie takiej warstwy istotnie zmienia kształt charakterystyki prądowo napięciowej diody. Przy zmianie punktu pracy (wielkości prądu stałego płynącego przez diodę p-i-n zmienia się znacznie rezystancja dynamiczna diody. Jest to rezystancja określona dla małych przyrostów napięć, czyli dla prądu zmiennego. Przykładowe wartości tej rezystancji wynoszą:
Ś Parametry techniczne:
Tłumienie początkowe - -6dB
Zakres regulacji -5OdB
Rezystancja wejściowa -75 Q
Rezystancja wyjściowa -75 Q
Maksymalne napięcie
wejściowe -0,5V
Zakres częstotliwości - 1 -300 MHz
Napięcie zasilania - ą12V
Pobór prądu -50 mA
E 103 102 10 1 r
If
N \
\
\
\
\ S

10 "2 10"1 1 10 102 rnA
rf = 6 Q przy lf = 10 mA
rf = 1,2 kL2 przy lf = 10 pA
Charakterystykę zmian rezystancji dynamicznej diody p-i-n prezentuje rysunek 1.
Spełnienie warunku dopasowania wymusza specjalną budowę tłumików w.cz. Najprostsze realizowane są jako pojedyncze ogniwa typu T lub II. Większe tłumienie i lepsze dopasowanie uzyskuje się w układach zawierających kilka takich członów połączonych łańcuchowo. W proponowanym rozwiązaniu stosujemy aż 7 diod p-i-n, połączonych w dwuczłonowym układzie typu II. Diody pełnią rolę rezystorów zmiennych. Układ zastępczy pokazuje rysunek 2.
Minimalne tłumienie uzyskuje się kiedy rezystancje szeregowe posiadają najmniejszą rezystancję a równoległe największą. Maksymalne tłumienie wystąpi kiedy rezystancje szeregowe będą posiadać maksymalną rezystancję a równoległe minimalną. Połączenie to jednocześnie zapewnia prawie stałą wartość rezystancji wejściowej i wyjściowej. Przeciwstawne zmiany rezystancji uzyskuje się przez odpowiednie połączenie i zasilanie diod p-i-n prądem stałym.
Ś Opis układu
W tłumiku można wyróżnić trzy podstawowe bloki: tłumik, układ sterujący i detektor pokazane na schemacie blokowym z rysunku 3.
Sygnał w.cz. z wejścia we podawany jest do tłumika. Stłumiony sygnał uzyskiwany jest na wyjściu wy. Równolegle do wejścia we dołączony jest detektor D pomocny przy pomiarze poziomu napięcia wejściowego. Uzyskiwane na jego wyjściu napięcie stałe jest proporcjonalne do wartości napięcia w.cz. Zasilanie stałoprądowe tłumika realizuje układ sterujący. Elementem regulującym wartość i rozkład prądów jest potencjometr P. Układ tłumika wymaga zasilania symetrycznego ą12 V.
Rys. 1 Zależność rezystancji diody p-i-n od prądu przewodzenia
Rys. 2 Zasada działania tłumika
16
8/99 Klektrcrak
Rys. 3 Schemat blokowy
Przejdźmy teraz do schematu ideowego. W jego górnej części zakreślony linią przerywaną ekranu znajduje się tor w.cz., czyli właściwy tłumik. Sygnał w.cz. przez rezystor dopasowujący R1 i kondensator C5 podawany jest do układu diod p-i-n D2-D8. Diody D3, D4, D6, D7 tworzą parami rezystory szeregowe pokazane na rys. 2. Diody D2, D5, D8 wraz z szere-
gowymi rezystorami R2, R3, i R4, stanowią rezystancje równolegle. Dtawiki w.cz. DŁ1 ^-DŁ6 zamykają obwody prądu stałego. Ich duża impedancja dla sygnału w.cz. zapobiega bocznikowaniu toru sygnałowego. Sygnał w.cz. przechodzi przez diody szeregowe i następnie przez kondensator C8 i rezystor R5 podawany jest do wyjścia.
Napięcie stałe zasilające diody tłumika podawane jest z układu sterującego za pośrednictwem wymienionych wyżej dławików. Napięcie podawane na dławiki DŁ5 i DŁ6 stabilizowane jest diodami D11 i D12 polaryzowanymi w kierunku przewodzenia. Dtawiki DŁ1 ^-DŁ3 zasilane są z emitera tranzystora T2. Kondensatory C9, C11 zapobiegają przenikaniu składowych w.cz. do obwodów prądu stałego.
Układ sterujący rozbudowany jest wo-kót tranzystorów T1 i T2. Zasadniczą rolę regulatora prądu diod p-i-n odgrywa tranzystor T2. Przy minimalnym tłumieniu tranzystor T2 jest prawie zatkany i prąd ptynie od +12 V przez rezystor R13, dio-
K?)
Rys. 4 Schemat ideowy
dę D10, dławiki (DŁ5, DŁ6), diody (D3, D4, D6, D7), następnie dławiki (DŁ1 - DŁ3), rezystory R14, R1 5 do -12 V. Przez diody D2, D5, D8 ptynie wtedy minimalny prąd, ponieważ napięcie na emiterze T2 jest na pograniczu progu przewodzenia tych diod. Sytuację tą uzyskuje się przy suwaku potencjometru P1 skręconym na minimum (do masy). Początkowy punkt pracy tranzystora T1 i w efekcie minimalny prąd tranzystora T2 ustala napięcie w punkcie połączenia R17, R1 8, R19. Napięcie to reguluje się rezystorem nastawnym P4.
Przemieszczanie suwaka potencjometru P1 w górne położenie zmniejsza prąd tranzystora T1 i zwiększa napięcie na bazie tranzystora T2 powodując wzrost prądu kolektora i emitera. Zmniejsza się prąd płynący przez diody D3, D4, D6, D7. Jednocześnie zaczyna płynąć prąd przez diody D2, D5, D8. Prąd ten płynie od + 12 V przez R13, T2, dławiki (DŁ1, Dł2, Df3), diody (D2, D5, D8), rezystory (R2, R3, R4) do masy. Rezystory R2^-R4 wyrównują prądy płynące przez diody D2, D5, D8. Ograniczają także minimalną wartość rezystancji równoległych dzielnika co poprawia warunki dopasowania przy maksymalnym tłumieniu.
Ustawienie suwaka P1 w górne położenie otwiera maksymalnie tranzystorT2. Maksymalny prąd popłynie wówczas przez diody D2, D5, D8 a minimalny przez D3, D4, D6, D8. Odpowiada to maksymalnemu tłumieniu. Stopień maksymalnego otwarcia T2 reguluje się rezystorem nastawnym P2.
Dość skomplikowane połączenia diod i rezystorów w układzie sterującym mają za zadanie zapewnienie liniowych zmian prądów diod p-i-n oraz stabilizację termiczną. W efekcie uzyskuje się liniową zależność tłumienia wyrażonego w dB od położenia suwaka potencjometru P1.
Dioda Schottky'ego D1 wraz z kondensatorem C4 to detektor - prostownik szczytowy napięcia w.cz. na wejściu dzielnika. Znajomość tego napięcia i tłumienia pozwala na określenie napięcia wyjściowe-
-O-12V
praktyczny
elektronik 8/99
17
fo
479
ol
Rys. 5 Widok płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
go. Problemem pracy prostowników diodowych jest próg działania wynikający z charakterystyki diody w kierunku przewodzenia. W tym układzie dla zmniejszenia progu wprowadzono wstępną polaryzację diody w kierunku przewodzenia. Polaryzację zapewnia specyficzne podłączenie rezystora R7 do -12 V. Anoda diody D1 przez R1 i dławik DŁ4 podłączona jest do masy. Daje to minimalny przepływ prądu diody bez obecności sygnału w.cz.
Prostownik szczytowy wymaga obciążenia o wysokiej rezystancji. Dla uniezależnienia jego pracy od warunków obciążenia zastosowano wtórnik na wzmacniaczu US1. Nie jest to rozwiązanie typowe. W układzie sprzężenia zwrotnego włączono diodę D9 zasilaną przez rezystor R8 z -12 V. Dzięki temu uzyskano symetrię na wejściu wzmacniacza i możliwość kompensacji wpływu temperatury na diodę D1. Takie połączenie wzmacniacza operacyjnego to także prostownik.
Napięcie wyjściowe US1 równe jest wartości szczytowej napięcia w.cz. i może być mierzone za pomocą multimetru cyfrowego. Można tu dołączyć miernik analogowy (wskazówkowy) o czułości 100 pik. Do takiego rozwiązania przewidziany jest rezystor nastawny P3. Umożliwia on regulację czułości wskaźnika. Wskazania miernika są liniowe dla napięć w.cz. większych od 100 mV. Tzn. napięcie wyjściowe US1 jest wtedy wprost proporcjonalne do napięcia w.cz. i dokładnie równe jego wartości szczytowej.
B Montaż i uruchomienie
Po skompletowaniu elementów, dopasować średnice otworów płytki do średnic doprowadzeń. Wykonać ekran z paska blachy stalowej cynowanej o grubości 0,35 mm i szerokości 15 mm. Wymiary ekranu 55x42 wymagają paska o długości około 200 mm. Przygotować także pokrywkę ekranu ztej samej blachy. Możliwe jest wykonanie ekranu z cienkiej blachy mosiężnej lub miedzianej. Ekran zamontujemy dopiero po montażu wszystkich innych elementów.
W pierwszej kolejności zamontować zwory i kołki lutownicze. Następnie elementy RC, dławiki i półprzewodniki. W układzie dzielnika w.cz. wskazane jest zamontowanie kondensatorów do montażu powierzchniowego. Tradycyjne kondensatory powinny mieć jak najkrótsze doprowadzenia. Tranzystory zamontować na
18
8/99
ElektrcSk
długość wyprowadzeń wynoszącą 5 mm nad powierzchnią płytki. Zwrócić szczególną uwagę na formowanie wyprowadzeń diod, zwłaszcza diod p-i-n. Wyprowadzenia tych diod powinny być jak najkrótsze. Zaginanie ich może doprowadzić do uszkodzenia diody. Po zagięciu wyprowadzeń sprawdzić diody omomierzem. Dotyczy to oczywiście także pozostałych diod, które jednak są mniej narażone.
W przypadku trudności ze zdobyciem diod 1N5711 można zastosować diody germanowe np.AAPI 20 lub AAP1 53. Nie zalecamy stosowania tzw. diod uniwersalnych Schottky'ego np. BAT 146. Zupełnie nie nadają się tutaj diody krzemowe.
W obszarze dzielnika w.cz. zastosowano druk dwustronny co zapewnia jednocześnie ekranowanie od strony folii. Komplikuje to montaż elementów w tym obszarze. Diody p-i-n i elementy połączone z nimi bezpośrednio wystarczy przyluto-wać tylko od strony elementów. Z obu stron płytki należy obowiązkowo zaluto-wać elementy łączone do masy. Pozostałe elementy lutować tylko od strony, na której realizowane są połączenia. Wyprowadzenia elementów używane są często jako przejście z jednej strony na drugą i wtedy muszą byćzalutowane z obu stron.
Po zamontowaniu wszystkich elementów uformować i zalutować na jednym z rogów ekran. Do zamocowania ekranu przewidziano 10 otworów, w których należy zalutować odcinki obciętych wyprowadzeń o długości około 6 mm. Zalutować je z obu stron płytki. Do wystających od strony elementów drucików przylutować ekran zwracając uwagę na jego ścisłe przyleganie do powierzchni płytki. Ekran powinien być umieszczony wewnątrz drucików. Pokrywkę ekranu zamontujemy dopiero po uruchomieniu i regulacji układu.
Po sprawdzeniu poprawności montażu i braku zwarć możemy przystąpić do uruchomienia i regulacji układu. Niezbędne do tego celu będą: generator sygnałowy i miliwoltomierz w.cz lub wobuloskop, zasilacz ą12 V o obciążalności 50 mA, multimetr. Suwaki rezystorów nastawnych ustawić w środkowe położenie. Potencjometr P1 skręcić na minimum.
Podłączyć zasilanie i sprawdzić multi-metrem poprawność napięć zasilających. Odczekać około 1 5 min na ustalenie warunków pracy, sprawdzić nagrzewanie elementów. Wszystkie napięcia mierzyć względem masy. Napięcie stałe na wyjściu US1 (1) nie powinno przekraczać 10 mV.
Napięcie na kolektorze T1 powinno wynosić około -5,3 V, a na emiterze około + 0,5 V. Ewentualnie skorygować minimalnie położenie suwaka P4. Na kolektorze T2 powinno być napięcie około + 2,2 V, a na emiterze +0,6 V. Napięcie w punkcie połączenia diod D1 0, D11 powinno wynosić +1,4V. Napięcia na diodach D3, D4, D6, D7 powinny wynosić około 0,8 V (w kierunku przewodzenia). Napięcia na rezystorach R2, R3, R4 powinny być zbliżone do 0 V.
Suwak P1 ustawić na maksimum. Napięcie na emiterze T2 powinno wzrosnąć do 0,8 V. Ewentualnie skorygować położenie suwaka P2 dla uzyskania tej wartości. Na rezystorach R2, R3, R4 powinno wzrosnąć napięcie do około 0,1 V, co potwierdza przepływ prądu przez diody D2, D5, D8. Założyć i przylutować pokrywkę ekranu.
Ostateczną regulację tłumika przeprowadzimy przy sygnale w.cz. Skręcić suwak P1 na minimum. Podać sygnał w.cz. o częstotliwości z przedziału 10-H00 MHz na wejście tłumika. Miliwoltomierz w.cz podłączyć do wyjścia. Obciążenie wyjścia powinno wynosić 75 Q. Aby je zapewnić przy wysokoomowej sondzie miliwolto-mierza, należy dołączyć równolegle do wyjścia rezystor 75 Q. Regulując rezystorem nastawnym P4 uzyskać tłumienie -6 dB. Napięcie na wyjściu powinno być równe 1/2 napięcia wejściowego. Zwrócić uwagę w jakiej wartości jest wyskalowany generator. Najkorzystniej jest pomiar napięcia wejściowego dokonać tym samym mil (woltomierzem. Większą dokładność uzyska się przy większym poziomie sygnału w.cz. Jego wartość nie powinna jednak przekroczyć 0,5 V.
Suwak P1 ustawić na maksimum. Dołączyć miliwoltomierzw.cz. do wyjścia i regulując rezystorem nastawnym P2 uzyskać tłumienie -56 dB. Sprawdzić liniowość zmian tłumienia przy zmianie położenia suwaka P1. Ewentualnie wyskalować potencjometr P1 wdBzpodziałkąco 10 lub 5 dB.
Podobnie można wyregulować tłumik posługując się wobuloskopem z tłumikiem. Ekran wobuloskopu wykorzystać do porównania tłumienia wprowadzanego przez wykonany tłumik z tłumieniem wprowadzanym przez tłumik wobuloskopu. W najgorszym przypadku jeśli nie dysponujemy ani wobuloskopem, ani zestawem generator - miliwoltomierz w.cz., tłumik regulujemy orientacyjnie dołączając sygnał z generatora np. wykonanego według opisu w PE, przez tłumik do odbior-
nika radiowego. Regulujemy minimalne tłumienie rezystorem nastawnym P4, a maksymalne rezystorem P2.
Prostownik szczytowy napięcia wejściowego (detektor) nie wymaga regulacji. Sprawdzić jego działanie można zmieniając napięcie wejściowe w.cz. i mierząc napięcie na wyjściu US1. Po dołączeniu miernika wychyłowego 100/iA rezystorem nastawnym P3 dopasować czułość miernika (wychylenie wskazówki) do poziomu sygnału wejściowego i następnie wyskalować miernik.
Półprzewodniki ^^^H
US1 -LM358
T1 -BC307B
T2 -BD 137
D1, D9 - 1N5711
D2^D8 - BA 479S
D10^D12 - 1N4148
Rezystory
R5 -10 n/0,125 w
R1 -56 n/0,125 W
R2, R3,
R4, R6 - 110 n/0,125 W
R17, R18 - 1 50 n/0,25 W
R16 - 1 80 n/0,25 W
R14, R15 - 240 n/0,25 W
R13 -300 n/0,5 W
R12, R19 -620 n/0,125 W
R20 - 1 kn/0,125 W
R9 -3 kn/0,125 W
R10 -3,3 kn/0,125 W
R11 -6,2 kn/0,125 W
R7, R8 - 1 Mn/0,125 W
P4 - 220 n TVP 1231
P2, P3 - 10kQTVP 1231
P1 -22kQ-A PR185
Kondensatory
C9 -r C11 - 100 pF/50 V ceramiczny
C4 - 3,3 nF/50 V ceramiczny
C1^C3,
C5 -r C8 - 10 nF/50 V ceramiczny
C12, C13 - 100 nF/63 V MKSE-20
C14, C15 -10/*F/25V
Inne
DŁ1 -r DŁ6 - dławik w.cz. 100 //H
płytka drukowana numer 479
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE.
Cena: płytka numer 479 - 8,90 zł + koszty wysyłki.
0 R.K.
rlektronik 8/99
19
GIEŁDA
Poszukuję układów SAA1057 SAA1064 MAB8049HPA271 DS1 802 TDA1 562Q w zamian oferuję 40 numerów PE EP EcIW Re NE oraz ksero ponad 50 schematów z dziedziny audio info - kop. + zn. 65 gr Robert Wyrosławski ul. Nauczycielska 8/24 86-300 Grudziądz
Płytki wraz z dokumentacją analizatora antenowego MFJ-259 cena 100 zł SWR-144 + 500 MHz 70 zt Zbigniew Józwik ul. Poprzeczna 15/12 62-005 Owińska tel [phone] Komputera pisa nie mono -2,5 zł/str. kolor - 3 zł/str. w cenie zawarte jest drukowanie, skanowanie, robienie wykresów i tabel Adrian ul Ks. Bolka 1 1/6 58-160 Świebodzice [phone] po 2000 Niedrogo zasilacz do C-64 oraz sprawne CB-radio (do 50 zt) - kupię Tomasz Konopka ul. Rycerska 1a/2 05-120 Legionowo
Wykrywacze metali typu pulse induction z rozróżnianiem o zasięgu 3 m (5 wersji) oraz ramowe o zasięgu 5 m ceny 700 -i- 1 800zł gwarancja info - znaczki za 3 zt. Zbigniew Nowak ul. Leśna 7e/3 42-300 Myszków
Kupię oscyloskop pasmo 20-30 MHz mało używany w cenie do 150 zt Kazimierz Ktobuch 34-100 Wadowice os. Pod Skarpą 24/5 tel. [phone]
Sprzedam mostki oporu MR4 - 120 zt Thomsona TMT2 - 50 zt Procesor Pentium II 333 - 750 zt, DIMM64MB 8ns 310 zt Programy na PC, Amigę dla elektroników i nie tylko Janusz Matuszczyk ul. Dylon-ga 10/4 41-605 Świętochłowice tel, 0601 448838 Sprzedam profesjonalne moduty końcówek mocy audio - MOS 100 + 300W, b. matę płytki (SMD) uruchomione, również moduty zasilacza oraz filtry aktywne do kolumn. Niedrogo! Arek 0601 740507
Kieszonkowe oscyloskopy serwisowe 20 MHz, LCD, RS->PC, tel. [phone], www.prosys.net.pl/oscyloskopy Elektronikamator poszukuje ciekawych i zarazem prostych schematów kupię US TDA 1560 Proszę o szybki kontakt Maciej Rataj Gawtów 5 32-711 Bogucice woi. Małopolskie
Katalogi; "Conrad Elektronik 98" 1200 str. (kolor) "Conrad" z lat 87^90; Teledyne - 86; Motorola- 87. Czasopisma; "Funkschau"- 87,88; "Radio"80,81. Książki z dziedziny elektroniki. Wykaz; kop. + zncz. W. Łukasikul.Urle 11/23 02-943 Warszawa Wykrywacze metali: White's. Tesoro, Minelab, Vi-king i in. Sprzedam. Wyka ul. Lipowa 6a/17 8 1 -572 Gdynia tel. [phone] Kupię uszkodzony magnetowid EV-S700ES oraz oscyloskop Jan Kosek tel [phone] Minie ioipię instrukcję obstugi w języku polskim (może być wtasny opis) telefonu bezprzewodowego Hagenuk ST900KX produkcji niemieckiej Waldemar Michalakul. Parkowa 2/4 63-860 Pogorzelatel. [phone] Nie przegap okazji! Sprzedam stroboskopy disco na palnikach Philipsa. Różne modele. Napisz lub zadzwoń jeszcze dzisiaj. Maciej Kietczewski Cybulice Duże 77 05-154 Kazuń
Poszukuje gazet elektronicznych Praktyczny Elektronik: Nr 2 i 4/92r.;1/93;9/94;2,6,7,9/95r Wojciech Budziosz30-619 Kraków ul. Gotaśka 8/32 Sprzedam falowniki do bezstopniowej regulacji prędkości silników indukcyjnych. Wysytam ofertę. Zastosowanie; napędy, rozruch pomp, wentylatorów, dmuchawy np.. moc 2,2kW cena brutto 1300PLN Jerzy Krupiński 58-100 Świdnica ul. W. Łokietka 31/3 Sprzedam tranzystor BUZ90 3,50 zt, IRFBC40 4,10 zt tel. [phone] Henryk Bratkowski ul. Konarskiego 5/2 51-685 Wroctaw Wykrywacze metali typu pulse induction z dyskrymi-natorem metali kolorowych o zasięgu 3m. W gruncie oraz wykrywacze ramowe o zasięgu do 5 m. Ceny 750 + 1800 zt. Zbigniew Nowak ul. Leśna 7e/3 42-300 Myszków
Sprzedam przyrząd do badania skuteczności zerowania i uziemienia ochronnego typ MZP-4 Ce-
na 600PLN Roman Pratat ul. Błońska 12 61-407 Poznań
Sprzedam lampy EF80, EF86, EL81, EL86, PCC88, EM84, 6P45S zestaw 6H8, EZ80, STR150. Cena zależna od ilości Kornel [phone] Projektując nadajnik zapoznaj się z bogatą ofertą tranzyst. Mocy w.cz. i b.w.cz. prod. WNP, Mot. Phil. /KT9xxx, KP9xx, inne / Tanie stab. 78Lxx, 79Lxx, preskalery K193lex, info 2zn. a 1 PLN Kupię odbiornik nasłuchowy lampowy oraz książki, miesięczniki z zakresu RTV i krótkofalarstwa. R. Pilew-ski ul. Broniewskiego 12 09-200 Sierpc Kupię uktad SP8660, tranzystory KP303. Sprzedam generator sygnatowyw.cz. typ PG18. Cena 100zt. Grzegorz Świderski 24-100 Putawy Pitsud-skiego 16/14 tel. [phone]
Sprzedam podzespoły komputera RIAD (z demontażu). Taśmę teflonowągr. 0,5 mm i szer. 5 cm oraz kupię miernik BAT-1, BAT-8, PAS-16 lub inny do badania akumulatorów Mariusz Potocki Ostrowieczko 5/1 63-140 Dolsk
Tranzystory w.cz. i b.w.cz. prod. WNP KT9XX-XX, KP9XX-X, arsenkowe, tanie stabilizatory 78LXX, 79LXX, preskalery K193IEX, info kop.+ zn. a 1 PLN Tadeusz Sienkiewicz ul. Księcia Janusza 41/43 m 10 01-452 Warszawa tel. [phone] Kupię każdą ilość przetworników piezoelektrycznych o częstotliwości rezonansowej około 20 kHz typ KPE-126 firmy Kingstate względnie podobne typy kupię multimetr MX280 uszkodzony względnie sprawny Zbigniew Weselak 59-700 Bolesławiec ul. St. Dąbka 8 tel. [phone]
Sprzedam autoalarmy, anteny szerokopasmowe, gtośniki samochodowe, kable, przewody połączeniowe, kieszenie do radioodtwarzaczy samochodowych oraz inne akcesoria H. Mackun Gubin tel[phone]
Radio-Code. Sprawdzone sposoby na rozkodowanie. Programy, opisy, mapy pamięci. Sposób na radia z kartą. HC05, 11; Texas + Toshiba, Ford. Opracowanych ponad 300 modeli. Tel. [phone] Wykrywacze metali schematy sondy płytki sprze-dam-kupię-wymienię info gratis koperta zwrotna schematy Garret ADS-7 Pulsestar II Lorentz Snifer
Uwaga!!! Tanie ogłoszenia ramkowe w rubryce Giełda PE!!!
0d września 1999 roku wprowadzamy nowy rodzaj płatnych ogłoszeń ramkowych zamieszczanych w rubryce Giełda PE. Ogłoszenia te mogą mieć typową szerokość jednej szpalty, tzn. 56 mm, ich wysokość ograniczają jedynie wymiary strony. Minimalna wysokość ramki to 1 cm. Cena ogłoszenia ramkowego wynosi 20 zł + 22% podatku VAT za każdy rozpoczęty centymetr wysokości. Oferta skierowana jest do osób / firm prywatnych zamieszczających ogłoszenia w celach zarobkowych. Materiał reklamowy przygotowany w postaci
elektronicznej może być zapisany w formacie Adobe lllustrator (*.ai), Encapsulated PostScript (*.eps), Tagged Image File Format (*.tif) lub Corel Draw (*.cdr). W przypadku zastosowania niestandardowych czcionek prosimy o dołączenie ich wraz z materiałem lub zamianę tekstu na krzywe przy generowaniu pliku wyjściowego. Obiekty rastrowe (bitmapy) powinny mieć rozdzielczość 300dpi. Materiały można dostarczać pocztą na dyskietkach 3,5" (1,44 MB), wraz z wydrukiem próbnym reklamy. Pliki o rozmiarach nie przekra-
czających 500 kB (po skompresowaniu archi-wizerem pkzip, arj lub rar) można dostarczać pocztą elektroniczną na adres; [e-mail].
Materiał reklamowy może być również dostarczony w postaci zdjęcia i tekstu zapisanego ręcznie lub w edytorze tekstów (format TAG lub Word for Windows). Wskazane jest wówczas dodanie opisu układu tekstu oraz kolorów np. w postaci odręcznego szkicu. Ogłoszenia opracowane w redakcji te nie będą konsultowane ze zleceniodawcą.
Gietda PS
Zamawiam płatne ogłoszenie ramkowe
o wysokości:.........cm,
w numerach:.........PE
Kupon zamówienia na płatne ogłoszenie ramkowe w rubryce giełda PE
Numer NIP:............................
pieczęć firmy z nazwą i adresem
Oświadczam, że Nasza firma jest upoważniona do otrzymywania i wystawiania faktur VAT. Upoważniamy firmę ARTKELE Wydawnictwo Techniczne do wystawiania faktur VAT bez naszego podpisu.
Czytelny podpis zamawiającego
20
m
8/99 Klektrcrak
Adres.
zdecydowanie kupię -wymienię na inne Sylwester Królak ul. K. Wyki 19/6 75-329 Koszalin tel. [phone] Poszukuję programów krótkofalarskich na komputer ATARI ST.JanSter-niczuk ul. Kościelna 15/1 57-500 Bystrzyca Kłodzka
Telefony z procesorem i podsłuchem samoczynnie dzwoniące pod wpisany do pamięci numer telefonu, po podniesieniu słuchawki usłyszysz wszystko co tam się dzieje - dzwoń - Oława [phone] Sprzedam lampy EF80, EF86, EL81, EL86, EM84, 6P45C, AZ1 1, zestaw 6H8, EZ80, STR1 50/30, E55L, ECC83 Kornel [phone]
Wykrywacz metali Pl, VLF zasięg 4,5 metra. Dokumentacje wykrywaczy sprzedam, wymienię, kupię. Wykrywacz Pl z rozróżnianiem - kupię. CB Lincoln, zasilacz, amperomierz - sprzedam. Tel. [phone]
Kserokopie wszystkich artykułów z; PE 5/95^5/99, EdW Ś ";99, EiS 1/96-^5/99 w cenie 50 gr./str.
Budowa i montaż kompletnych urządzeń na zamówienie. Płytki druk. wg wzoru, kable. Tanio! Krzysztof Piotrowski ul. Pszczyńska 4 32-600 Rajsko Sprzedam oscyloskop C112A stan b.dobry - 1 50 zł, laboratoryjny zasilacz regulowany PS303 zmontowany wg Re 3/96ze wskaźnikami "V" i "A" na LED - 1 50 zł. Tel. [phone] Poszukuję książki 24 proste układy do samodzielnego mont. dwa wydania. Tel. [phone] Skupuję lampy radiowe nowe nieużywane. Stare radia lampowe podstawki lampowe trafa sieciowe i głośnikowe wzm. M.cz. książki "Empfanger Schaltungen" wszystkie tomy oraz "antennen-buch" itp. Zbigniew Suchodolski (SP6TRZ) 59-100 Polkowice ul. Skalników 25m22 tel [phone]
Sprzedam antenę 80 elementów na pasmo 432 MHz z konstrukcją typu "H" anteny 9-M2 elementów na 144^ 146 MHz anteny 10-^20 elementów na 430^440 MHz wszystkie nowe ceny niskie do uzgodnienia. Zbigniew Suchodolski (SP6TRZ) 59-100 Polkowice ul. Skalników 25m22 tel [phone] Profesjonalne wykrywacze metali z dyskryminacją; mininadajniki UKF-FM; Radiotelefony CB; Przystawka zmieniająca OTV w wielokanałowy oscyloskop itp. -informacje-znaczki na list polecony. Wiktor Przybysz ul. Szkolna 2 58-550 Karpacz.
d~*\ � l J TiTT1 Bezpłatne Ś -_"1 t^M f*U Cl r* IV ogłoszenia Kupon ważny do VJ J. V/ i VI- CŁ X 3JJ drobne 20.09.1999






Imię i nazwisko.....................................................................................
Kupony prosimy przesyłać w kopercie z dopiskiem GIEŁDA PE
Sprzedam kolejne 18 numerów Magazyn HI-FI od 2/92 do 4/95 -2 5zł. Jacek Szymczak tel. [phone]
Kupię lampy: EM4, ECH81, EF89, EBF89, EL84. Schemat radia TATRY 3281. Kupię części do tego radia. Sprzedam wieżę (nową) Sony RX55. Mariusz Korczak 72-005 Przecław 46/10 woj. szczecińskie.
Sprzedam nowe lampy oscyloskopowe B6S1 cena 40 zł oraz DG7-36 cena 60 zł tel. [phone] Zbigniew Tkacz ul. Skalskiego 9/220 42-500 Będzin Sprzedam kabel1x16, 1x4 multimetr VC-10T V-530 MeratronikC-549A Meratronik lub zamienię na sprzęt audio lub PC486tel. [phone] Sprzedam falowniki od 1 80 W do 2,2 kW do bezstop-niowej regulacji prędkości silników indukcyjnych zastosowanie; napędy, rozruch pomp, wentylatorów, dmuchaw Jerzy Krupiński 58-100 Świdnica ul. Łokietka 31/3
Kupię programy + opisy na PC- służące do TV SAT Janusz Łukasiewicz Boratyn 119 37-561 Chłopice
Sprzedam płytę PC386 z procesorem 386 SX33 MHz + sterownik HDD + karta l/O +2 HDD po 20MBA + VGAcena 100 zł CBONWA40AM 100 zł karta Her-kules + monitor 60 zł Marek Smulski ul. Piłsudskiego 1 11 38-540 Zagórz tel. [phone] Sprzedam: skaner Alfascan 800doAmigi, drukarkę Star LC20 Skala MM500 (14 dyskietek) Jerzy Marciniak ul. Tysiąclecia 10a/4 63-720 Kożmin Wlkp. tel. [phone]
Kupię pilot firmy Sony do wieży model LBT-D205 oraz pilot Sony video model SLV-486EE Jarosław Knieć tel.[phone]
Kupię zaprogramowany mikrokontroler do inteligentnego potencjometru z PE nr 5/98; sprzedam moduły woltomierza 4 i 1/2 cyfry wyśw. led 2x24 znaki i program zasilacz tel. [phone]
Wykrywacze metali typu Pl rozróżniające metale kolorowe od żelaznych o zasięgu 3 m. oraz ramowe o zasięgu do 5m. - lepsze od Pluse Stara II. Ceny od 750 do 1 800 zł Zbigniew Nowak ul. Leśna te/3 42-300 Myszków
Sprzedam profesjonalne końcówki mocy Audio -MOS 100^300 W, b. małe płytki SMD uruchomione. Również moduły zasilacza oraz filtry aktywne. Niedrogo!!! Arek, tel. [phone] Symulatory pamięci Eprom dla początkujących w dziedzinie programowania procesorów 90 zł/szt. Tomasz Reimann ul. Lisowskiego 9/1 Zielona Góra tel. [phone]
Bezprzewodowe nadajniki telewizyjne i radiowe mikro nadajniki oraz cyfrowe systemy radiopo-wiadomienia dużego zasięgu, radiolinia Andrzej Czarnecki ul. W. Pola 13/169 41-207 Sosnowiec tel. [phone]
Posiadam adresy firm zachodnich zatrudniających do montażu płytekdrukowanych. Kop + znaczek na odpis. Stanisław Masztalerz Urbanowice 51/4 47-270 Gościęcin Kupię odbiornik nasłuchowy lampowy oraz książki, miesięczniki z zakresu RTV i krótkofalarstwa. R. Pilewski ul. Broniewskiego 12 09-200 Sierpc Radiotelefon Motorola GP-300 na 2 metry orginał+ładowarka; Radiotelefon ręczny Dragon SY-501 na 2 metry gwarancja, homologacja tel. [phone]
Montaż i uruchamianie urządzeń elektronicznych. Kupię ST315A lub podobny. Tel. [phone]
Treść ogłoszenia:
wysokość
dowolna min. 10 mm
szerokość 56 mm
Do zamówienia dołączam: ? dyskietkę ? rysunek ? inne ................. i
? zdjęcie ? e-mail ................................
praktyczny
MPi Ś� .praktyczny-.
jrkktronik 8/99
21
Kostka do gry
Zdawać by się mogło, że w dobie ekspansji gier komputerowych planszowe gry towarzyskie czasy świetności mają już za sobą. Autor tego artykułu jest jednak innego zdania. Ekran komputera nigdy nie zastąpi miłej formy współzawodnictwa i kontaktów międzyludzkich jakiej dostarczają nam np. gry planszowe. Prezentowane w niniejszym artykule urządzenie sprawi że gra stanie się możliwa także podczas podróży pociągiem lub samochodem. Elektroniczna kostka do gry może stanowić ciekawy prezent dla młodszego rodzeństwa.
giczny) typu GAL 16V8. Aby przekonać się jak wiele korzyści daje zastosowanie takiego układu wystarczy spojrzeć na schemat ideowy przedstawiony na rysunku 2.
W układzie US1 zintegrowane zostały wszystkie części składowe kostki. Całości konstrukcji dopełnił stabilizator + 5 V (US2) oraz kilka elementów zewnętrznych. Duża wydajność prądowa wyjść układu GAL16V8 (typ. 25 mA) pozwoliła na dołączenie wyświetlacza LED bezpośrednio do jego wyjść. Dalsze uproszczenie konstrukcji możliwe było poprzez zintegrowanie generatora RC we wnętrzu układu PLD. Wykorzystany został generator RC w konfiguracji przedstawionej na rysunku 3, który zapewnia wzbudzenie drgań o częstotliwości równej w przybliżeniu 1/(3-R-C). Zastosowanie kondensatora elektrolitycznego w obwodzie generatora zaowocowało małą stabilnością drgań. W tym przypadku jest to pożądany efekt, gdyż zależy nam na maksymalnie przypadkowym wyniku losowania. Przy podanych na schemacie wartościach elementów generator wzbudza się na częstotliwości około 70 Hz.
Wciśnięcie włącznika WŁ1 powoduje dołączenie sygnału generatora do wejścia zegarowego automatu synchronicznego. Na rzeczywistej kostce do gry
H Budowa i działanie
Schemat blokowy kostki do gry przedstawia rysunek 1. Składa się ona z generatora RC, automatu synchronicznego, dekodera oraz wyświetlacza sied-miosegmentowego. Generator RC wprowadza czynnik losowy w pracy układu. Stosunkowo duża częstotliwość pracy oraz mała stabilność generowanego sygnału sprawiają, że wynik "losowania" staje się przypadkowy. Budowa kostki jest wyjątkowo prosta dzięki zastosowaniu układu PLD (ang. Programmable Logic Device - programowalny układ lo-
GENERATOR RC
P
AUTOMAT DEKODER
SYNCHRONICZNY DRAJWER 0.

możemy wyrzucić od 1 do 6 oczek. Odpowiada to sześciu możliwym stanom naszej elektronicznej kostki. Rzut kością jest losowy. Oznacza to że wyrzucenie każdej liczby oczek jest równie prawdopodobne. Automat może znajdować się w 6 stanach odpowiadających określonej liczbie oczek na fizycznej kostce. Każdy ze stanów występuje z jednakową częstością tzn. prawdopodobieństwo jego wystąpienia jest identyczne. Podczas losowania stan automatu zmienia się zgodnie sekwencją: 1 -2-3-4-5-6-1 -2... itd. Graf przejść automatu przedstawia rysunek 4.
Zasada syntezy automatów synchronicznych została opisana w artykule pt: "Dydaktyczny sterownik świateł ulicznych" zamieszczonym w PE 3/96 dlatego opis ten pomijamy. Przy syntezie automatu realizującego funkcje kostki do gry wykorzystany został fakt, że słowo wyjściowe jest inne dla każdego ze stanów wewnętrznych. Oznacza to, że możliwe było przypisanie stanów wewnętrznych automatu stanom wyjściowym, które sterują poszczególnymi segmentami wyświetlacza LED. W Tabeli 1 przedstawiono stan segmentów wyświetlacza LED podczas wyświetlania cyfr 1 ^-6.
Zaimplementowanie kostki w ukła-Tabela 1 - Stan segmentów wyświetlacza LED przy wyświetlaniu cyfr 1 -f 6
Cyfra Segment (0 - wygaszony; 1 - zaświecony)
A B c D E F G
1 0 1 1 0 0 0 0
2 1 1 0 1 1 0 1
3 1 1 1 1 0 0 1
4 0 1 1 0 0 1 1
5 1 0 1 1 0 1 1
6 1 0 1 1 1 1 1
Rys. 1 Schemat blokowy kostki do gry
dzie GAL16V8 przy tak małej liczbie elementów zewnętrznych nie byłoby możliwe gdyby nie dokonano pewnego spostrzeżenia upraszczającego. Otóż przy wyświetlaniu cyfr od 1 do 6 segmenty A i D wyświetlacza zawsze zapalają się jednocześnie (por. Tabela 1). Oznacza to, ze można je połączyć razem i doprowadzić do jednego wyjścia układu GAL (wydajność prądowa wyjść układu jest wystarczająca). W ten sposób do sterowania wyświetlaczem potrzebne jest tylko 6 linii. Dwie pozostałe linie wyjściowe układu GAL1 6V8 wykorzystano do implementacji dwóch in-
22
8/99 Klektrcrak
m
US2
c
-lf>o2 Ś 3 P>o4 R 3RC
Rys. 2 Schemat ideowy kostki do gry
werterów wchodzących w skład generatora taktu.
Na listingu 1 przedstawiono kod źródłowy opisujący zależności logiczne wewnątrz układu GAL.
B Montaż i uruchomienie
Po skompletowaniu wszystkich części można przystąpić do montażu. W pierwszej kolejności montujemy elementy bierne: rezystory, kondensatory, itp. Pod układ US1 należy obowiązkowo zastosować podstawkę. Po wlutowaniu wszystkich elementów i sprawdzeniu poprawności montażu, sprawdzamy wartość napięcia zasilającego (pomiędzy nóżkami 1 0 i 20 podstawki pod US1) jeszcze przed włoże-
niem układu US1 w podstawkę. Dopiero po stwierdzeniu, że napięcie to zawiera się w granicach pomiędzy 4,5 a 5,5 V można włożyć układ US1 i sprawdzić zachowanie układu. Po wciśnięciu włącznika losowania WŁ1 na wyświetlaczu powinny bardzo szybko pojawiać się losowane cyfry dając złudzenie, że świeci się cyfra "8". Puszczenie klawisza WŁ1 spowoduje zatrzymanie automatu losującego i wyświetlenie "wyrzuconej" liczby oczek (od 1 do 6). Jeżeli po przyciśnięciu włącznika WŁ1 wyświetlacz pozostaje
Rys. 3 Konfiguracja generatora RC
wygaszony należy sprawdzić czy w obwodzie generatora RC są generowane drgania. Na nóżce nr 1 3 US1 powinna być obecna fala prostokątna o częstotliwości około 70 Hz. Jej brak może świadczyć o uszkodzeniu kondensatora C1, rezystora R2 lub układu US1.
Na marginesie pragnę dodać, że z układem US1 należy się obchodzić bardzo ostrożnie gdyż jest on wrażliwy na ładunki elektrostatyczne i łatwo może ulec uszkodzeniu. Szczególną ostrożność należy zachować podczas uruchamiania.
Układ podczas pracy pobiera okoto 100 mA prądu. W przypadku zasilania kostki z baterii należy dodać wyłącznik zasilania, gdyż przy tak dużym prądzie zasilającym bateria szybko mogłaby się rozładować.
Kondensator C1 może mieć inną pojemność. Zmniejszenie jego wartości spowoduje zwiększenie częstotliwości oscylacji, co przyczyni się do zwiększenia losowości "rzutu kostką".
&
Rys. 4 Graf przejść automatu
Rys. 5 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
8/99
23
Name Dice16v8; /* Równania logjcaie */
Partno Kostka; /" ABCEFG "/
Datę 28/06/99; /" D "/
Rev 01; /"S1 'b'100111 */
Designer T.K.; /"S2'b'OO1O1O7
Company ARTKELE; /"S3'b'OOO11O7
Assembly None; /"S4'b'1OO1OO7
Location None; /"S5WI0100 7
Device g16v8ms; /"S6'b'O1OOOO"/
S1 = SSA & ISSB & ISSC & SSE & SSF & SSG; I
"/ /" Cyfra 1 "/
/" "/ S2 = ISSA & ISSB & SSC & ISSE & SSF & ISSG;
1* Kostka do gry z wykorzystaniem GAL16V8 "/ /" Cyfra 2 */
1* i kilku elementów zewnętrznych "/ S3 = ISSA & ISSB & ISSC & SSE & SSF & ISSG;
r "/ /" Cyfra 3 "/
"/ S4 = SSA & ISSB & ISSC & SSE & ISSF & ISSG;
/" Cyfra 4 V
/** Wejścia **/ S5 = ISSA & SSB & ISSC & SSE & ISSF & ISSG;
/" Cyfra 5 "/
Pin 1 = CLK; /* Wejście zegara */ S6 = ISSA & SSB & ISSC & ISSE & ISSF & ISSG;
Pin 5 = 111; 1* Inwerter 1 wej. */ /" Cyfra 6 */
Pin 9 = II2; /* Inwerter 2 wej. */ SXA= !S1 &IS2&IS3;
Pin 11 =!OE; SXB = !S4 & !S5 & !S6;
SX = SXA & SXB; /* Stany niedozwolone */
/** Wyjścia **/
/* Implementacja generatora RC */
Pin 14 = SSB; /* Segment B wyświetlacza / 101 = 1111; 1* Równanie logiczne 1 inwertera */
Pin 15 = SSC; /* Segment C wyświetlacza / I02 = MI2; 1* Równanie logiczne 2 inwertera */
Pin 16 = SSA; /* Segment A i D wyświetlacza */ /* Implementacja kostki */
Pin 17 = SSE; 1* Segment E wyświetlacza / SSB.d = S4#S5;
Pin 18 = SSF; 1* Segment F wyświetlacza * / SSC.d = S1 # SX;
Pin 19 = SSG; /* Segment G wyświetlacza / SSA.d = S6#S3;
Pin 12 = 101; /* Inwerter 1 wyj. */ SSE.d = S6#S2#S3#S4;
Pin 13 = IO2; /* Inwerter 2 wyj. */ SSF.d = S6#S1 #S2#SX;
SSG.d = S6;
Półprzewodniki
US1 - GAL16V8 "KOSTKA"
US2 -LM7805
W1 -CQV31 (wspólna anoda)
Rezystory
R3^R9 -390 0/0,125 W
R2 - 1 kQ/0,125 W
R1 -10kQ/0,125W
Kondensatory
C2 - 100 nF/50V ceramiczny
C1 -4,7/*F/16V
C3 -22/*F/16V
C4 - 47 /iF/16V
Inne
WŁ1 - mikrowłącznik
WŁ2 - przełącznik bistabilny
Listing 1. Kod źródłowy kostki do gry
płytka drukowana numer 481
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki i zaprogramowane układy GAL1 6V8 z dopiskiem KOSTKA można zamawiać w redakcji PE. Cena: płytka numer 481 - 2,00 zł
GAL16V8 KOSTKA- 12,00 zł
+ koszty wysyłki.
0 Czesław Haberka
Pomysły układowe - potencjometry
W sklepach elektronicznych dużo łatwiej jest kupić potencjometry o charakterystyce liniowej oznaczanej literą A. Produkowane są one zresztą w największym asortymencie. 0 ile jeszcze można spotkać potencjometry logarytmiczne (B), o tyle zakupienie potencjometru wykładniczego (C) jest praktycznie niemożliwe. Okazuje się jednak, że z tej kłopotliwej sytuacji jest stosunkowo proste wyjście. Wystarczy potencjometr liniowy połączyć w odpowiedni
Rys. 1 Potencjometr liniowy
o aproksymowanej charakterystyce:
a) logarytmicznej (B), b) wykładniczej (Q
sposób z rezystorem aby otrzymać charakterystykę logarytmiczną lub wykładniczą (oczywiście w przybliżeniu). Schemat takiego układu przedstawiono na rysunku 1.
Charakterystyki napięcia wyjściowego w funkcji kąta obrotu osi potencjometru przedstawiono na rysunku 2. Linią ciągłą narysowano charakterystyki potencjometrów fabrycznych, a liniami przerywanymi charakterystyki aproksymowane dla różnych wartości współczynnika/?.
Układ choć jest bardzo prosty wymaga kilku uwag praktycznych. Dla prawidłowego działania potencjometru (zachowania charakterystyki) niezbędne jest aby impe-dancja wyjściowa stopnia poprzedzającego potencjometr była jak najmniejsza. W praktyce wystarczy gdy jest stukrotnie mniejsza od rezystancji potencjometru. Natomiast impedancja wejściowa stopnia poprzedzającego powinna być co najmniej dziesięciokrotnie większa od wartości potencjometru.
Wartość współczynnika (i ma duży wpływ na aproksymowaną charakterystykę potencjometru, co widać na rysunku 2
Uwy
[]
80
60
40
20
wykt - C ^^ i
A* z- Ś I 1
/ :ŚŚ ? =0,2 1
z jil
/' 1
t.i 4 / L = 0,15
li L=0,2 _ . Ś:/
1 /bg- B
'~-p --"
10 50 100 150 200 250 kąt obrotu [*]
Rys. 2 Charakterystyki potencjometrów fabrycznych i układów z rys. 1
gdzie j3 różni się tylko o 5%. Z tego też względu wartość dodatkowego rezystora /?R należy obliczyć w oparciu o zmierzoną rezystancję potencjometru, a nie na podstawie wartości nominalnej która może różnić się od rzeczywistej nawet o 20%.
Na koniec jeszcze jedna uwaga. Oznaczenia literowe potencjometrów takie jak podano powyżej odnoszą się do potencjometrów produkcji polskiej i większości firm europejskich. W przypadku potencjometrów japońskich spotykane oznaczenia charakterystyk mogą być inne.
0 Redakcja
24
8/99 Klektrcrak
Prosty zasilacz sieciowy
Wiele urządzeń budowanych przez naszych Czytelników charakteryzuje się niewielkim poborem prądu nie przekraczającym kilkuset miliamperów. Do zasilania takich układów wystarcza zatem stosunkowo mały zasilacz. Z tego też względu publikujemy prosty uniwersalny zasilacz sieciowy z transformatorami o mocy 2 i 4 VA, których cena nie przekracza 10,00 zł.
Wykonanie nawet prostego zasilacza jest zadaniem stosunkowo trudnym. Największym problemem jest wybór odpowiedniego transformatora i zakupienie go. Drugim problemem natury konstruk-cyjno-mechanicznej jest zamocowanie transformatora sieciowego. Opisany poniżej zasilacz po części rozwiązuje oba problemy. W artykule zamieszczono wykaz transformatorów o mocy 2 i 4 VA, które można wykorzystać do zbudowania zasilacza, oraz zaprezentowano płytki drukowane w które można bezpośrednio
wl utować transformatory sieciowe. Jest to możliwe ze względu na niewielkie gabaryty i małą masę transformatorów. Przewidziano dwie wersje zasilaczy. W pierwszej wersji zbudowanej w oparciu o transformatory 2 VA jest to zasilacz napięcia dodatniego z zakresu 5-H2 V. W drugiej natomiast, z transformatorem 4 VA można zbudować zarówno zasilacz symetryczny, jak i zasilacz napięcia dodatniego lub ujemnego 5-H2 V.
Schemat obu wersji zasilacza przedstawiono na rysunku 1. Pod każdym
względem jest to schemat typowy. Uzwojenie pierwotne transformatorów zabezpieczone jest bezpiecznikiem topikowym umieszczonym. Na wyjściu transformatora umieszczono prostownik pełnookreso-wy z filtrem, a za nim monolityczny stabilizator napięcia LM 78XX lub LM 78DOC, a dalej kondensator poprawiający odpowiedź impulsową stabilizatora. Ot i cała filozofia.
Jak jednak zabrać się do wykonania zasilacza? Pierwszym krokiem jest określenie jakiego napięcia i prądu ma dostarczać budowany zasilacz. Gdy znamy już te parametry trzeba spojrzeć do Tabeli 1. W kolumnie 7 podane są napięcia i prądy wyjściowe dla różnych wersji zasilacza. Na podstawie tabeli można wybrać konkretny typ transformatora (warto zapisać sobie kilka typów, jeżeli taka możliwość istnieje). W tabeli podano wyjściowe napięcia stabilizowane, w niektórych wierszach są dwie wartości napięcia, jedna z nich jest umieszczona w nawiasie.
Tabela 1 - Wykaz transformatorów sieciowych o mocy 2 i 4 VA
Typ transformatora Napięcie uzwojenia wtórnego Prąd uzwojenia wtórnego Numery końcówek uzwojenia pierwotnego Numery końcówek uzwojenia wtórnego Typ końcówek Napięcie i prąd wyjściowy zasilacza stabilizowanego Uwagi montażowe
TS 2/1 4 8,2 V 220 mA 3-4 5-8 B1 5 V/220 mA 1
TS 2/36 8,8 V 220 mA 1-4 5-8 A1 5 V/220 mA
TS 2/40 8,8 V 220 mA 1-4 5-8 A1 5 V/220 mA
TS 2/048 8,5 V 150mA 3-4 5-8 B1 5 V/1 50 mA 1
TS 2/043 10,5 V 6,0 V 170mA 35 mA 1-4 7-8 5-6 B1 6 (5) V/170mA 3
TS 2/045 9,9 V 180mA 3-4 5-8 B1 6 (5) V/180mA 1
TS 2/028 12,5 V 150mA 1-4 5-8 B1 9 V/1 50 mA
TS 2/034 12,0 V 170mA 1-4 5-8 B1 9 (6) V/170mA
TS 2/56 15,8 V 120mA 1-4 5-8 B1 1 2 V/1 20 mA
TS 2/049 15,0 V 130mA 4-3 5-8 B1 12 (9) V/130mA 1

TS 4/40 8,5 V 500 mA 5-8 1-4 B1 5 V/500 mA 2
TS 4/48 8,8 V 300 mA 1-4 5-8 A1 5 V/300 mA
TS 4/011 2x9,0 V 2x220mA 1-4 8-7, 7-6 B1 ą5 V/220mA 4
TS4/37 9,5 V 300 mA 1-4 5-8 A1 6 (5) V/300mA
TS 4/47 11,0 V 300 mA 1-4 5-8 B1 6 V/300 mA
TS 4/006 10,0 V 300 mA 1-4 8-5 B1 6 (5) V/300mA
TS 4/01 7 2x9,2 V 2x220 Ma 1-4 8-7, 6-5 B1 ą6 (ą5) V/220 mA
TS 4/007 2x10,0 V 150mA 1-4 8-7, 6-5 A1 ą6 (ą5) V/150 mA
TS 4/34 13,3 V 210mA 1-4 5-8 A1 9 V/210mA
TS 4/022 12,0 V 340 mA 1-4 5-8 B1 9 V/340 mA
TS 4/032 12,0 V 300 mA 3-4 5-8 B1 9 V/300 mA 1
TS4/57 17,0 V 220 mA 1-4 5-8 B1 1 2 V/220 mA
TS 4/01 2 2x15,0 V 2 x 1 OOmA 5-8 4-3, 3-1 B1 ą12 (ą9) V/100 mA 2
TS 4/026 2x18,0 V 2 x 1 20mA 1-4zw. 2-3 8-7, 6-5 B1 ą15 V/120mA 5
8/99
25
Uwagi do Tabeli 1:
1)-Zewrzeć drutem po stronie druku nóżki 1 i 3;
2) - Obrócić transformator o 1 80� wzglę-
dem oznaczeń na ptytce drukowanej;
3) - Połączyć odcinkiem przewodu izolo-
wanego po stronie druku nóżkę 7 i 5 (nóżka 6 pozostaje wolna!);
4) - Przeciąć ścieżkę łączącą nóżki 6 i 7
w taki sposób, aby nóżka 7 pozostała połączona z masą (ścieżką odchodzącą pionowo w górę), a nóżki 5 i 6 zewrzeć ze sobą kawałkiem drutu;
5) - Zewrzeć ze sobą nóżki 2 i 3, zwarcie to
jest wykonane na płytce drukowanej.
Drugą czynnością jest wybór stabilizatora. Na płytce drukowanej przewidziano możliwość zamontowania stabilizatorów w obudowie TO 220 (duża obudowa przeznaczona do przykręcenia do radia-tora), oraz w obudowie TO 92 (mała obudowa taka jak tranzystorów BC 547). Wybór typu obudowy stabilizatora zależy od przewidywanego prądu który będzie pobierało zasilane urządzenie. Stabilizator w obudowie TO 92 (LM 78DOC i LM 79LXX) można stosować w zasilaczach których prąd wyjściowy nie przekracza 70 mA. Dla prądów z przedziału 70^-200 mA należy zastosować stabilizator w obudowie TO 220 (LM 78XX i LM 79XX) bez dodatkowego radiatora. Natomiast zasilacze z których pobiera się prąd większy niż 200 mA wymagają zastosowania niewielkiego radiatora umieszczonego pod układem stabilizatora tak jak
pokazano to na rysunku montażowym (rys. 2). Przy stosowaniu radiatora nie ma potrzeby stosowania podkładki izolacyjnej, ani pasty silikonowej. Podane powyżej nie dotyczą prądu podanego w Tabeli 1, gdzie podano wartość maksymalną prądu jaką może dostarczyć dana wersja zasilacza, a odnoszą się do rzeczywistej wartości prądu pobieranej z zasilacza.
W prostowniku pełnookresowym można zastosować cztery diody prostownicze 1N4004-HN4007 lub gotowy mostek. Rozwiązanie z diodami jest ok. trzy razy tańsze niż z mostkiem.
Kondensatory filtru (1000/iF) dla zasilaczy o napięciach wyjściowych do 9 V mogą być na napięcie 1 6 V, natomiast dla wyższych napięć wyjściowych wymagane jest napięcie 25 V. Napięcie kondensatorów wyjściowych (22 fiP) we wszystkich wersjach wynosi 1 6 V. Kondensatory 47 nF powinny być ceramiczne na napięcie 50 V.
Na płytkach drukowanych zasilaczy umieszczono też bezpieczniki sieciowe, montowane do oprawek wlutowanych w płytkę drukowaną. W zasilaczu należy stosować typowe wkładki topikowe WTAT 250 V/63 mA i WTAT 250 V/100mA zwłoczne. Można je poznać po tym, że w szklanej rurce jest widoczny prosty drucik. Bezpieczniki bezzwłoczne na jednym końcu drucika mają umieszczoną sprężynkę.
Po określeniu typów elementów można już udać się do sklepu lub zamówić w sprzedaży wysyłkowej wybrane
O-
63mA TS2/XX
220VAC
O-
TS4/XX
78XX 78 LXX
1000/jF
= _ 47n [22/iF = Q
78XX 78 LXX
79XX 79 LXX
Vout
Rys. 1 Schemat ideowy uniwersalnych zasilaczy sieciowych
elementy. Gdy mamy już wszystkie elementy możemy przystąpić do montażu. W pierwszej kolejności montuje się drobne elementy, później stabilizator wraz z ewentualnym radiatorem. Na samym końcu zaś montowany jest transformator sieciowy.
Transformatorowi poświęcimy teraz trochę uwagi. Karkas transformatora podzielony jest na dwie części. Na jednej z nich nawinięto uzwojenie pierwotne (cieńszym drutem), a na drugiej uzwojenie wtórne. Na karkasie obok nóżek wytłoczone są ich numery. Nóżki oznaczone w Tabeli 1 symbolem "B1" mają kształt pozwalający wlutować je bezpośrednio w płytkę drukowaną. Natomiast nóżki oznaczone symbolem "A1" mają zakończenie w kształcie oczka. W tym drugim przypadku przez oczko należy przełożyć drut o średnicy 0,5^-0,8 mm, który zagina się, a następnie zaciska i dopiero wtedy można go zlutować razem z oczkiem. Takie postępowanie zapewni odpowiednią wytrzymałość mechaniczną połączenia. Dopiero przygotowany w taki sposób transformator można wlutować w płytkę drukowaną.
Większość transformatorów wymienionych w Tabeli 1 posiada wyprowadzenia uzwojenia pierwotnego na nóżkach 1 -4 i pod taki rozkład wyprowadzeń zaprojektowano płytkę drukowaną. Nie ma także problemu z transformatorami w których uzwojenie pierwotne wyprowadzone jest na nóżki 5-8 (TS 4/40
1 TS 4/012). Taki transformator wystarczy obrócić o 180�. Natomiast transformatory, których wyprowadzenia uzwojenia pierwotnego są na nóżkach 3-4 wlutowuje się w płytkę, a od strony druku pomiędzy nóżkami 1 i 3 należy zamontować zworę. Transformator TS 4/026 posiada dzielone uzwojenie pierwotne. Przy jego montażu nie są wymagane żadne dodatkowe zworki na płytce drukowanej.
Podobnie postępujemy z uzwojeniami wtórnymi. Transformatory o mocy
2 VA, które posiadają wyprowadzenia na nóżkach 5-8 montujemy bez przeróbek. Wyjątkiem jest transformator TS 2/043 przy którym trzeba połączyć odcinkiem przewodu izolowanego po stronie druku nóżkę 7 i 5 (nóżka 6 pozostaje wolna!).
Wszystkie transformatory o mocy 4 VA za wyjątkiem TS 4/011 przeznaczone do zasilaczy symetrycznych montowane są bezpośrednio w płytkę drukowaną.
26
8/99
ElektrcSk
Przy montażu transformatora w górę), a nóżki 5 i 6 zwiera się ze sobą
TS 4/011 na ptytce drukowanej należy kawałkiem drutu, przeciąć ścieżkę łączącą nóżki 6 i 7 w taki W zasilaczach pojedynczych napięć
sposób, aby nóżka 7 pozostała połączona z transformatorem o mocy 4 VA transfor-
z masą (ścieżką odchodzącą pionowo matory montuje się wprost w płytkę dru-
Rys. 2 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
kowaną. Jeżeli zasilacz ma dostarczać napięcia dodatniego względem masy montuje się tyl ko elementy wchodzące w skład zasilacza napięć dodatnich, a zamiast kondensatora ceramicznego 47 nF w stabilizatorze napięć ujemnych (obok stabilizatora LM79XX) montuje się zworę. Natomiast w przypadku zasilacza napięć ujemnych montuje się elementy wchodzące w skład stabilizatora napięć ujemnych, a zamiast kondensatora ceramicznego 47 nF w stabilizatorze napięć dodatnich (obok stabilizatora LM78XX) montuje się zworę.
Ostatnia uwaga dotycząca transformatorów TS 2/XX i TS 4/XX. Kolejność numeracji nóżek w obu typach transformatorów jest różna. Numery nóżek wytłoczone są na karkasach, oraz podane na płytkach drukowanych na stronie opisowej. Transformatory z wyprowadzeniem uzwojenia pierwotnego na nóżkach 5-8 montuje się obrócone o 1 80� względem oznaczeń na płytce drukowanej.
Wszystko to może wygląda trochę skomplikowanie, ale niestety nie da się bardziej uprościć opisu, ze względu na dużą liczbę kombinacji wyprowadzeń transformatorów. Dlatego przed montażem gorąco polecam jeszcze raz dokładne zaznajomienie się z powyższym opisem. Prawidłowo zmontowany zasilacz nie wymaga żadnego uruchamiania i działa od razu po włączeniu napięcia zasilania.
Przy montażu i uruchamianiu należy zachować szczególną ostrożność. Na płytce drukowanej występuje niebezpieczne dla życia napięcie sieci 220 V. Wszelkie prace pod napięciem powinno prowadzić się pod nadzorem osób dorosłych.
Życzę miłej zabawy.
B Wykaz elementów
Ze względu na dużą liczbę kombinacji elementów możliwych do zamontowania nie podajemy wykazu elementów. Wartości elementów opisane są na płytkach drukowanych. Płytki zasilacza z transformatorem TS 2/XX i TS 4/XX sprzedawane są razem, jako jedna płytka drukowana numer 485. Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: płytka numer 485 - 7,55 zł + koszty wysyłki.
0 mgr inż. Dariusz Cichoński
praktyczny
MPi Ś� .praktyczny-.
jrkktronik 8/99
27
Cyfrowy oscyloskop
Na wstępnie małe uzupełnienie opisu konstrukcji. Ponieważ typ oferowanego w sprzedaży wyświetlacza różni się nieco od zastosowanego w prototypie, należy wprowadzić niewielką modyfikację w połączeniu płytki mikrokon-trolera z modułem LCD. Na rysunku 1 przedstawiony został schemat połączeń pomiędzy gniazdem G7 na płytce mi-krokontrolera a modułem wyświetlacza LCD typu PG128128LRS-ATA-B-SB firmy Powertip.
Dla ułatwienia montażu oraz wyboru odpowiedniej obudowy, na rysunku 2 podajemy rozstaw otworów montażowych, rozmiar pola odczytowego, wymiary zewnętrzne oraz rozmieszczenie złącz wyświetlacza.
Komentarza wymaga sposób sterowania podświetlaniem. W oferowanym wyświetlaczu podświetlanie jest typu LED. Typowy spadek napięcia pomiędzy końcówkami A i K przy prądzie 500 mA jest równy 4,2 V (waha się w granicach od 3,8 do 4,6 V). Na schemacie płytki mikrokontrolera (PE 5/99) wartość rezystora R6 ograniczającego prąd diod LED jest równa 18 Q. Przy takiej rezystancji prąd podświetlania jest okoto dziesięcio-
PLYTKA MIKROKONTROLERA
WYŚWIETLACZ LCD PG128128LRS-ATA-B
4 O-
5 O-
6 O-
7 O-
8 O-3 O-
10 O-
11 O-
12 O-
13 O-
14 O-
15 O-
16 O-
17 O-
18 O-13 O-20 O-
LCD
-O1
-O2 -O3
-O 10 -O 11
-O12 -O 13 -O 14 -O 15 -O 16 -O 17 -O 18 -O 13
120
Rys. 1 Połączenie płytki mikrokontrolera z wyświetlaczem PG128128LRS
krotnie mniejszy od nominalnego. Prąd podświetlających diod LED może zostać zwiększony do około 1 50 mA (na więcej nie pozwala wydajność prądowa zasilacza) poprzez zmniejszenie wartości rezystora R6 do 6,8 Q. Stabilizator US4 może wówczas wymagać większego radiato-ra. Znacznie lepszym rozwiązaniem (ze względu na pracę pozostałych układów oscyloskopu) jest zasilanie diod LED napięciem niestabilizowanym bezpośrednio z wyjścia mostka PR1 (na płytce zasilacza - 453). Prąd diod może być wówczas ustalony na wartość nominalną 500 mA. Wymagane są wówczas: zmiana kondensatora C3 na 1000/^F, dobranie wartości szeregowego rezystora ograniczającego prąd oraz ew. zastosowanie transformatora o większej mocy.
Ś Pierwsze uruchomienie
Oscyloskop cyfrowy, którego opis konstrukcji zakończyliśmy w poprzednim numerze, wyposażony został w dość zaawansowane oprogramowanie, posiadające złożoną, wielopoziomową strukturę. Do sterowania całością urządzenia napisano prosty system operacyjny, zbliżony filozofią do szesnasto-bitowych wersji systemu Microsoft Windows. Sięgnięcie do tak popularnego pierwowzoru umożliwi łatwe i szybkie opanowanie obsługi oscyloskopu osobom zaznajomionym nawet w niewielkim stopniu z techniką komputerową.
Ś Procedura startu systemu
Z chwilą włączenia zasilania system operacyjny oscyloskopu uruchamia po kolei pod programy obsługujące poszczególne części sprzętowe. Podprogra-my te testują przypisane sobie moduły i wypisują ich stan na zewnętrznej płytce testowej (opisanej miesiąc temu). Jeśli inicjacja wyświetlacza LCD zakończy się pomyślnie, zostanie on przełączony w tryb tekstowy (1 6 znaków w 1 6 wierszach) i również na nim będą pojawiać się komunikaty o stanie uruchamiania urządzenia. Przykładowy ekran takich komunikatów pokazuje rysunek 3.
Jeśli system nie stwierdzi żadnych nieprawidłowości zatrzyma się na trzy sekundy po ostatnim komunikacie
i przejdzie do uruchamiania głównych aplikacji związanych z pracą oscyloskopu. W przypadku błędu zaś, będzie czekał na naciśnięcie przez użytkownika dowolnego przycisku.
Często komunikaty wyświetlone podczas procedury startu systemu pozwolą nam szybko zlokalizować ewentualną usterkę w układzie. W Tabeli 1 przedstawiono wszystkie możliwe komunikaty wraz z komentarzami, co powinniśmy zrobić jeśli zobaczymy dany komunikat.
Ś Obsługa oscyloskopu
Praktycznie rzecz biorąc nasz oscyloskop może być z powodzeniem obsługiwany jedynie za pomocą myszy, dołączonej do portu szeregowego. Nie zawsze jest to jednak najwygodniejsze. Zwłaszcza wielu doświadczonych elektroników przyzwyczajonych jest do dużej ilości przycisków i pokręteł na panelu głównym każdego oscyloskopu. Również w tym przypadku 21 przycisków wystarczająco dobrze spełnia wszelkie funkcje sterujące. Sposób sterowania ustawiany jest w odpowiedniej części oprogramowania oscyloskopu.
Niektóre przyciski naszego oscyloskopu posiadają ściśle przypisane sobie
128 x 128
POLE WYŚWIETLACZA
20 1816141210 8 6 4 2 � ���������
13 17 15 13 11 3 7 5 3 1
K
H ii
Rys. 2 Podstawowe wymiary wyświetlacza oraz rozmieszczenie złącz wyświetlacza LCD
28
8/99 Klektrcrak
ROM... OK
RAM.,. OK
ERAM... srrors\
EEPROM too old!
Internal logie.,. OK.
System sp eed... OK.
Keuboard. " . damaged!
*** Press any key ***
Rys. 3 Przykładowy przebieg autotestu oscyloskopu
funkcje, inne mogą być zmieniane przez program lub przez użytkownika. Poniżej przedstawiamy podstawowy opis funkcji poszczególnych przycisków. F1, F2, F3, F4
Przyciski posiadają różne funkcje w zależności od używanej aktualnie aplikacji; możliwe jest dodatkowo przypisanie im obsługi definiowanej przez użytkownika, wywoływanej przez jednoczesne naciśnięcie przycisku SHIFT i jednego z klawiszy F1 + F4. AUTOSET
Jedna z najczęściej używanych funkcji oscyloskopu cyfrowego (zwłaszcza przez początkujących elektroników); jej wy-
wołanie powoduje automatyczny dobór zakresu podstawy czasu i poziomu wzmocnienia do podawanego na wejście analizowanego sygnału. Z uwagi na uniwersalne działanie w niektórych przypadkach dobór parametrów może nie być optymalny z punktu widzenia użytkownika. TRYB
Przycisk zmieniający rodzaj pracy oscyloskopu z wejściami analogowymi. Możliwe pozycje to; kanał A, kanał B, suma A + B, różnica A-B, iloczyn A-B, kanały A i B na wspólnej osi czasu, kanały A i B na oddzielnych osiach czasu oraz osiem kanałów cyfrowych. SYSTEM
Przejście do menu systemu operacyjnego oscyloskopu, z poziomu którego następuje wybór aplikacji do użycia w danym czasie. POMIAR
Wywołanie menu wyboru pomiarów różnych wielkości (w zależności od używanej aktualnie aplikacji). W trybie pracy oscyloskopu możliwy jest pomiar amplitudy (średniej, skutecznej, maksymalnej), częstotliwości (minimalnej, maksymalnej, średniej), okresu, mocy oraz zniekształceń harmonicznych badanego sygnału. W trybie analizy widma częstotliwościowego zmierzymy zniekształce-
nia (dokładniejszy pomiar), przesunięcia fazowe oraz moc sygnału w wybranym fragmencie widma.
Uniwersalne przyciski sterujące położeniem w menu lub położeniem kursora wywoływanego w aplikacjach do wskazywania np. mierzonego fragmentu sygnału. Alternatywnie przyciski te mogą również zastępować mysz, lecz nie jest to najwygodniejsze rozwiązanie. MENU
Przycisk wywołujący przejście do menu danej aplikacji. W menu, znajdującym się w górnej części ekranu, znajdują się wywołania wszystkich funkcji poszczególnych aplikacji, choć znaczna ich część może być także wywołana z poziomu klawiatury oscyloskopu. W menu poruszamy się przyciskami strzałek. SHIFT
Jest to przycisk wywołujący alternatywne znaczenie pozostałych przycisków (funkcja znana z wszystkich komputerów, a także maszyn do pisania i kalkulatorów). Na przykład SHIFT + PODST+ lub PODST-, powoduje przechodzenie pomiędzy aplikacjami oscyloskopu (bez konieczności powrotu do menu systemu). Dokładny opis alternatywnych funkcji będzie podawany wraz z opisem poszczególnych aplikacji.
Tabela 1 - Komunikaty startowe systemu operacyjnego oscyloskopu cyfrowego
Komunikat Znaczenie
ROM... OK. Dostęp do pamięci programu funkcjonuje prawidłowo.
ROM... damaged! Pamięć programu lub dostęp do niej są poważnie uszkodzone.
ROM... error! Błąd sumy kontrolnej pamięci programu. Pamięć została błędnie zaprogramowana, lub uległa częściowemu skasowaniu.
RAM... OK. Zewnętrzna pamięć danych funkcjonuje prawidłowo.
RAM... damaged! Wykryto drobne nieprawidłowości w dostępie do zewnętrznej pamięci danych.
ERAM... OK. Pamięć próbek funkcjonuje prawidłowo.
ERAM... errors! Wystąpiły drobne przekłamania przy dostępie do pamięci próbek.
ERAM... cannot access! Procesor nie może uzyskać dostępu do pamięci próbek. Brak fizycznego połączenia. Uszkodzone układy pamięci lub dekoder adresów.
EEPROM... OK. Pamięć ustawień oscyloskopu funkcjonuje prawidłowo.
EEPROM... too old! Pamięć ustawień uległa zużyciu (po zbyt dużej ilości zapisów).
EEPROM... damaged! Pamięć ustawień jest wykrywana, ale nie daje się zapisać/odczytać.
EEPROM... cannot access! Brak dostępu do pamięci próbek. Uszkodzony układ pamięci lub magistrala I2C.
Internal logie... OK. Układy sterujące próbkowaniem funkcjonują prawidłowo.
Internal logie... errors! Wykryto drobne błędy w funkcjonowaniu układów sterujących próbkowaniem.
Internal logie... damaged! Stwierdzono brak reakcji układów sterujących próbkowaniem na próby programowania przez procesor.
System speed... OK. Generator taktujący procesora i rejestratora pracują poprawnie.
System speed... wrong! Jeden z generatorów; procesora lub rejestratora pracuje ze złą częstotliwością.
Keyboard... OK. Odczytano prawidłowe wartości z przetwornika odczytującego stan przycisków.
Keyboard... damaged! Uszkodzone łącze z płytką przycisków lub przetwornik odczytu ich stanu.
praktyczny-.
8/99
29
KURSOR
Wywoływanie kursora; uzależnione od rodzaju aktualnie wykonywanej aplikacji. Może służyć np. do zaznaczenia bądź wyróżnienia badanego fragmentu sygnału lub do wskazania punktu np. pomiaru wartości chwilowej. ENTER
Przycisk zgłaszania akceptacji, gdy program oczekuje podjęcia decyzji przez użytkownika. Drugą funkcją tego przycisku jest wywoływanie funkcji, np. przy wyborze z menu. EXIT
Przycisk podobny do poprzedniego, lecz tym razem służy on do wyrażenia braku akceptacji lub anulowania operacji, jeśli jest to możliwe. PODST + , PODST-
Klasyczne przyciski zmiany podstawy czasu, odpowiednio o jeden zakres w górę lub w dół. WZM+, WZM-
Również klasyczne przyciski zmiany wzmocnienia badanego sygnału wejściowego (a co za tym idzie zakresu dopuszczalnej amplitudy).
Ś Wbudowane aplikacje
Aby podzielić logicznie dość sporą ilość funkcji realizowanych przez oscyloskop, podzielone je na kilka grup
i rozmieszczono w siedmiu niezależnych aplikacjach. Każda aplikacja jest niezależnym programem, jednak w danym czasie mogą być uruchomione nawet wszystkie z nich, choć wykonywana będzie jedynie aktualnie wybrana przez użytkownika. W owych siedmiu aplikacjach zawarto następujące funkcje oscyloskopu: Realtime Oscilloscope Klasyczny oscyloskop cyfrowy pracujący w czasie rzeczywistym, pomiar podstawowych wielkości sygnału, wyłapywanie fragmentów do dalszej analizy i obróbki.
Spectrum Analyzer Analizator widma częstotliwościowego, pomiar bardziej złożonych wielkości związanych z analizą widma, wycinanie fragmentów wid ma (różnej rodzaje okien).
Signal Analyzer
Analizator sygnałów (pobranych wcześniej do pamięci za pomocą oscyloskopu), filtracja według zdefiniowanej charakterystyki, dekodowanie sygnału STEREO, analiza sygnału video, dekodowanie przebiegów cyfrowych. Signal Editor
Edytor zapamiętanych fragmentów sygnałów, programowa realizacja różnych rodzajów modulacji, korekcja i zmiana kształtu pamiętanego sygnału.
Serial Terminal
Obsługa portu szeregowego: transmisja plików do/z komputera, testowanie myszy, klasyczny terminal znakowy. System Setup
Ustawianie ogólnych parametrów pracy oscyloskopu: wybór sposobu sterowania (mysz/klawiatura), określenie stanu startowego, definiowanie funkcji dla przycisków użytkownika, itp. Remote Control
Aplikacja umożliwiająca zdalne sterowanie oscyloskopem przez komputer podłączony do złącza szeregowego.
Ś Co dalej?
Znamy już podstawowy schemat funkcjonowania oprogramowania naszego oscyloskopu, niezbędny do zrozumienia szczegółowego opisu działania poszczególnych jego części. W następnym numerze przejdziemy do szczegółowego opisu poszczególnych aplikacji oscyloskopu, zaczynając jednak od ekranu tytułowego, który będzie pojawiał się po pierwszym włączeniu oscyloskopu oraz po każdorazowej wymianie, bądź skasowaniu pamięci EEPROM.
mgr inż. Grzegorz Wróblewski mgr inż. Tomasz Kwiatkowski
zł.
Odcinek dla poczty
gr..
...................................-groszy
słownie złotych jak wyżej
imię i nazwisko (firma)
ulica/ numer domu
1Q
id pocztowy
miejscowość {poczta)
na rachunek;
ARTKELE
ul. Jaskółcza 2/5 65-001 Zielona Góra
WBK S.A. II O/Zlelona Góra 10901636-102847-128-00-0
Datownik Pobrano opłatę
zJ........... gr.............
podpis przyjmującego
Odcinek dla posiadacza rachunku
zł.
gr..
słownie złotych
.....-groszy
Jak wyżej
imię i nazwisko (firma)
ulica/numer domu
id pocztowy
miejscowość (poczta)
na rachunek;
ARTKELE
ul. Jaskółcza 2/5 65-001 Zielona Góra
WBK S.A. II O/Zlelona Góra 10901636-102847-128-00-0
Datownik Pobrano opłatę
zł........... gr.
podpis przyjmującego
Odcinek dla wpłacającego
zł....................... gr..
słownie złotych
.....-groszy
Jak wyżej
imię i nazwisko (firma)
ulica/numer domu
id pocztowy
miejscowość (poczta)
na rachunek;
ARTKELE
ul. Jaskółcza 2/5 65-001 Zielona Góra
WBK S.A. II O/Zlelona Góra 10901636-102847-128-00-0
Datownik Pobrano opłatę
zł........... gr.............
podpis przyjmującego
30
m
Uwagi do "Programatora procesorów Atmel"
W nr 4/99 PE został opisany programator procesorów ATMEL. W związku z licznymi uwagami, jakie naptynęty od użytkowników wymagane jest krótkie sprostowanie. Program obsługujący programator odczytuje dane z pliku zapisanego w formacie Intel-Hex. Dane w tym pliku powinny być zapisane w kolejności wzrastających adresów, gdyż inaczej program 'progat.exe' nie będzie w stanie prawidłowo ich odczytać. Praktycznie wszystkie kompilatory programów asemblerowych generują poprawny kod w pliku Intel-Hex. Jednak kompilatory języków wyższego poziomu (np. C - KEIL) mogą wytwarzać dane w pliku, które są "pomieszane" pod względem adresów. Dlatego dla uniknięcia tego typu problemów napisałem prosty program sortujący linie z danymi w pliku Intel-Hex wg adresów. Z pewnością będzie on przydatny dla wszystkich programujących'51 w językach wyższego poziomu. Program napisany jest w Pascalu. Listing programu przedstawiam obok. Jest on także dostępny na www.pe.com.pl.
O Jarosław Konieczny
{ Program sortujący linie w pliku Inel-Hex wg adresów} whilenot eof (t1 ) do
Program Sort_hex; begin
var readln (t1, s);
licz, adr1, adr2 :word; if(s[1]=':')and(s[9]='0')then
t1,t2 :text; if Adres(s) = 0 then writeln (t2, s) else
s, ślin :string; inc (licz);
function Adres (s :string) :word; end;
var adr1 := 0;
adr :word; for licz := licz downto 1 do
kod :integer; begin
begin adr2 := $FFFF;
val ('$' + copy(s,4,4), adr, kod); reset(t1 );
Adres := adr; while not eof( t1) do
end; begin
begin readln (t1, s);
writeln; if (s[1 ]=':') and (s[9]='0')ttien
writelnf Program sortujący linie w pliku Inel-Hex if (Adres(s) < adr2) and (Adres(s) >
wg adresów.'); adr1) then
writeln ('Sposób wywo laniaprogramu:'); begin
writeln('sort_hex.exe pliki .hex plik2.hex'); adr2 := Adres(s);
writeln ('gdzie:'); ślin := s;
writeln('plik1 .hex - wejściowy istniejący plik do end;
po sortowani a'); end;
writeln('plik2.hex - tworzony wynikowy plik writeln (t2, ślin);
posortowany'); adr1 := adr2;
assign (t1, paramstr(1)); end;
reset(t1 ); writeln (t2,':00000001FF);
assign (t2, paramstr(2)); close (t1);
rewrite (t2); close(t2);
licz := 0; end.
Zasady prenumeraty
1. Zamówienia na prenumeratę przyjmujemy począwszy od dziewiątego numeru w 1999
| roku.
2. Cena dla prenumeraTiji'"">Ś�.ŚŚ w.TirKi~ y.c\ -\ ?-{|e_ den egzemplarz pisma ..n^My^ny f-i-oki.r-.-riik" wraz z kosztami wysyłki do końca 139^- roku.
3. Gwarantujemy wysłanie wszystkich opłaconych numerów bez konieczności dopłaty w przypadku wzrostu ceny pisma w okresie objętym prenumeratą.
4 Prosimy Hnk",ŚŚŚ>-,.;<,- Ś/.ŚŚ: >J~-; ^i;ŚŚŚŚwipijnio wcześniej, tak aby .A7|"rinr..'nv uiy<.<\\ '.j'ji"arhdo Wydawnictwa w terminie do 20 września 1999
roku.
0 Redakcja
Zamawiam pranumeratę: "|p< + praktyczny -%
itelektronik
wybrany okres prenumeraty zaznaczyć krzyżykiem
IV kwartał 1999r. 11,40zt
Cena 1 egzemplarza wraz z kosztami wysyłki - 3,80 zł
Prenumerata to: bezpośrednie do domu, niezawodne i terminowe
dostawy Praktycznego Elektronika
Pamiętaj! Pomyśl o tym już dziś!
kupon ważny do 20.09.1999r.
Zamawiam pranumeratę: TH< 4 praktyczny -%
jfelektronik
wybrany okres prenumeraty zaznaczyć krzyżykiem
IV kwartał 1999r. 11,40 zł
Cena 1 egzemplarza wraz z kosztami wysyłki - 3,80 zł
Prenumerata to: bezpośrednie do domu, niezawodne i terminowe
dostawy Praktycznego Elektronika
Pamiętaj! Pomyśl o tym już dziś!
kupon ważny do 20.09.1999r.
Zamawiam pranumeratę: TH< -i praktycznym
itelektronik
wybrany okres prenumeraty zaznaczyć krzyżykiem
IV kwartał 1999r. 11,40 zł
Cena 1 egzemplarza wraz z kosztami wysyłki - 3,80 zł
Prenumerata to: bezpośrednie do domu, niezawodne i terminowe
dostawy Praktycznego Elektronika
Pamiętaj! Pomyśl o tym już dziś!
kupon ważny do 20.09.1999r.
praktyczny
MPi Ś� .praktyczny-.
jrkktronik 8/99
31
"Na malucha", czyli podróż do krainy krasnoludków
Zapewne większość czytelników PE oglądała przynajmniej raz znakomitą komedię Juliusza Machulskiego pod tytutem "Kingsajz". Jednym z licznych elementów wzbogacających klimat tego filmu byto podbijanie wysokości gtosów aktorów w czasie, gdy byli oni zmniejszeni do rozmiarów krasnoludków. Ten prosty efekt dźwiękowy może dostarczyć wiele radości nie tylko dzieciom. Jak się przekonamy, zrealizowanie go jest możliwe nawet przy pomocy naszej "ulubionej" płytki z mikro-kontrolerem AVR. Efekt ten w anglojęzycznej terminologii posiada określenia "pitch bend" oraz "pitch shifting", które oznaczają odpowiednio wyginanie lub przesuwanie wysokości głosu lub dźwięku.
U Teoretyczne podstawy zmiany wysokości dźwięku
To co w potocznym języku nazywamy wysokością dźwięku jest fizycznie rzecz biorąc jego częstotliwością. Częstotliwość zaś, jak wszyscy pamiętamy z lekcji fizyki, to liczba okresów drgań liczona w czasie jednej sekundy. Z tych elemen-
1 - "A A A
0,5 Ś A A /\
i, \ "\ czas
0 -
\ 0,2 0,4 1 0,6 I 0,8 |i',o
-0,5 Ś \, /
-1 Ś \l \J
ryginał -trzy oKresy
1 Ś n \ A A A A
0,5 Ś
0 - czas .
-0,5 Ś
-1 Ś li U U / V V
podwyższenie o oKtawę - sześć d węKow
Rys. 1 Ogólna zasada zmiany częstotliwości dźwięku
tarnych definicji mogłaby wynikać w posty sposób metoda realizacji efektu zmiany wysokości dźwięku. Wystarczy bowiem, jeśli będziemy zliczali okresy i w zależności od potrzeby dodawali lub pomijali pewną ich liczbę, rozciągając całość do ustalonego przedziału czasu. Schematycznie ideę tej metody przedstawia rysunek 1.
Niestety rzeczywistość komplikuje nam nieco ten wyidealizowany ogląd. Przebieg sygnału dźwiękowego rzadko posiada cechę dokładnej okresowości. Okresowość daje się niemal zawsze zauważyć, jednak ma ona charakter mocno nieregularny. Cóż nam zatem pozostaje? Jak zwykle: pomyśleć i pokombinować. Rozważmy najpierw przypadek filmowy (podbijanie częstotliwości) i zwróćmy uwagę na dwie rzeczy:
- nieregularność okresowości dźwięków naturalnych wymusza konieczność powtarzania okresów w krótkich odstępach czasu (nie możemy bowiem dodawać "średniego" okresu, gdyż uzyskamy zniekształcenie dźwięku);
- jeśli podamy stopień podbicia częstotliwości w postaci "ile razy wejściowa częstotliwość ma zostać podniesiona" (np. 2 będzie przesunięciem o petną oktawę), to wartość ta będzie dla nas jednocześnie informacją, ile razy musimy zacieśnić dźwięk wejściowy;
Powinniśmy sprecyzować jeszcze, co w pierwszym spostrzeżeniu oznacza "krótki odstęp czasu". Pomogą nam tutaj badania psychoakustyczne. Okazuje się bowiem, że człowiek najlepiej rozróżnia zmiany częstotliwości, które następują w czasie >1 0 ms (dla tonów z przedziału 100 Hz-4 kHz). Zatem co taki właśnie odstęp czasowy musimy dodać do zmienianego dźwięku dodatkowe informacje (np. w przypadku podnoszenia o oktawę, będzie to ten sam fragment powielony jeszcze raz).
Po tych rozważaniach powinna już nam nasunąć się koncepcja algorytmu. Skalowanie czasowe dźwięku można zrealizować prosto przez przyspieszone odtwarzanie. Co jednak zrobić, gdy sygnał nie jest z góry podany, lecz jak w naszym przypadku - przychodzi w czasie rzeczy-
wistym? Nie możemy wszak odtworzyć szybciej czegoś, co jeszcze nie pojawiło się na wejściu! Wyjściem będzie zastosowanie tzw. bufora okrężnego.
Schemat działania podstawowego algorytmu przedstawia rysunek 2. Mamy tutaj dwa równoległe procesy, z których jeden zapisuje dane w "zapętlonym" buforze, a drugi odczytuje. Jak łatwo się domyślić, ten pierwszy pobiera próbki wejściowe dźwięku, drugi zaś wyrzuca je na głośnik. Cały trik polega na tym, że procesy te działają z różną prędkością. Zakładając, że proces wyjściowy działa dwa razy szybciej od procesu wejściowego, przeanalizujmy co pojawi się na wejściu głośnika.
Niech bufor pośredni ma pojemność 256 próbek. Zacznijmy od momentu, gdy proces wejściowy zapisuje, a wyjściowy odczytuje z samego początku bufora. Skoro proces wyjściowy działa dwa razy szybciej, gdy wejściowy zapisze 1 6 próbek, wyjściowy odczyta 32, będzie więc pobierał poprzednią zawartość bufora, odtwarzając ją z dwukrotną prędkością. Po dojściu do potowy bufora przez proces wejściowy, proces wyjściowy zacznie odtwarzać bufor od początku. Oba procesy "spotkają" się znowu po zapełnieniu przez pierwszy drugiej połowy bufora, gdy proces wyjściowy rozpocznie ponowne odtwarzanie wcześniej zapisanego fragmentu (opisane sytuacje przedstawia rysunek 3). W efekcie fragment o długości równej rozmiarowi bufora zostanie powtórzony dwa razy z prędkością odpo-
PROCES WEJŚCIOWY
PROCES WYJŚCIOWY
Rys. 2 Zasada działania podstawowego algorytmu zmiany częstotliwości dźwięku
32
8/99 Klektrcrak
Pwe - proces we|ściowy
Pwy- proces wyjści owy
Rys. 3 Różne sytuacje dostępu procesów do bufora okrężnego przy podnoszeniu częstotliwości dźwięku o oktawę
wiadającą dwukrotnej częstotliwości próbkowania. W głośniku usłyszymy więc sygnał wejściowy przesunięty w górę o oktawę.
Ta najprostsza metoda, chociaż daje całkiem przyzwoitą jakość efektu końcowego, posiada zasadniczą wadę. Jest nią moment "przegonienia" procesu wejściowego przez proces wyjściowy. Powstaje wtedy bowiem często niemiły dla ucha skok sygnału, który nie zawsze daje się prawidłowo wygładzić przez filtr dolno-
przepustowy. Skok ten słyszalny jest jako trzask lub stuknięcie. W przypadku skomplikowanych dźwięków, jak kompletne nagrania piosenek, trzaski te pojawiają się z dużą regularnością, zakłócając skutecznie koneserom odbiór właściwego efektu. Ominięcie tego niekorzystnego zjawiska nie jest specjalnie trudne, powoduje jednak istotną komplikację algorytmu.
Załóżmy, że wykryliśmy dokładnie moment przeskoczenia danych w buforze. Zamiast od razu cofać się do danych
poprzednich, możemy wprowadzić fazę przejściową, gdy kolejne próbki będą stopniowo coraz bardziej przechodziły z aktualnych do poprzednich. Przejście to będzie zachodziło według wzoru:
y(t) =
x (t-
w którym y(t) oznacza sygnał wyjściowy, x(t) sygnał wejściowy, zaś a jest parametrem przejścia, zmieniającym się od 0 do 1. Widzimy teraz, że d la a = 0 startujemy od przetwarzania aktualnych próbek, płynnie przechodząc przy a = 1 do przetwarzania próbek cofniętych w czasie o stałą N. Nawet tak proste wygładzanie powoduje, że trzaski przestają być słyszalne praktycznie w większości przypadków.
Ś Program zmiany wysokości dźwięku
Najprostszą realizacją algorytmu zmiany wysokości dźwięku w czasie rzeczywistym będzie implementacja wersji bez wygładzania przeskoków. W rzeczy samej, cały program jest tak krótki, że nie ma sensu dzielenie go na części i w całości pokazany jest na listingu 1.
;************ ******************* **** brnę _no_key1 ; nie - omiń procedurę oblugi
; Glowna pętla programu clr r20
Idi r16,4 ; czy r8:r7 = $400 ?
Idi XH,6 ; ląduj do X i Y początkowy adres cp r8,r16
Idi YH,6 ; wspólnego bufora breq _no_key1 ; tak, wyjdź
clr XL Idi r16,16 ; dodaj $10dor8:r7
clr YL clr r17
clr r9 ; zeruj czesc ułamkowa adresu wyjściowego add r7,r16
Idi M6,1 ; ląduj do r8 czesc całkowita kroku adc r8,r17
mov r8,M6 ; zwiększania adresu wyjściowego rjmp _display ; pokaz aktualne ustawienie
Idi M6,128 ; do r7 czesc ułamkowa _no_key1:
mov r7,M6 cpi r20,16 ; czy wciśnięto przycisk nr 4 ?
rjmp _display ; pokaz aktualne ustawienie brnę _no_key2 ; nie - omiń procedurę obsługi
_main: clr r20
mov rO,r22 ; pobierz ostatni numer przerwania tst r8 ; czy r8 = 0 ?
_change1: brnę _no_min ; nie, można odejmować
cp rO,r22 ; czy aktualny numer taki sam, jak zapamiętany Idi r16,64 ; czy r7 = 64
breq _change1 ; tak -> czekaj az sie zmieni cp r7,r16
mov rO,r22 ; pobierz ostatni numer przerwania breq _no_key2 ; tak, wyjdź
_change2: _no_min:
cp rO,r22 ; czy aktualny numer taki sam, jak zapamiętany Idi r16,16 ; odejmij $10 od r8:r7
breq _change2 ; tak -> czekaj az sie zmieni clr r17
sub r7,r16
st Y,r25 ; zapamiętaj nowa probke w buforze sbc r8,r17
inc YL ; przesuń na następna pozycje (po 255, następna = 0) rjmp _display ; pokaz aktualne ustawienie
Id M6,X ; pobierz kolejna probke z bufora _no_key2:
add r9,r7 ; przesuń pozycje w buforze - czesc ułamkowa _display:
a dc XL,r8 ; czesc całkowita mov r16,r7
rcall disphex ; zamień r7 na dwie cyfry hex
out OCR1BL,r16 ; wpisz wynik jako sterowanie generatorem PWM mov r14,rO ; pokaz z prawej strony wyświetlacza
; głośnika mov r15,M
sbrs M6,7 ; jeśli bit 7 w r16 = 1, omiń następna instrukcje mov r16,r8
neg M6 ;M6 = -r16 rcall disphex ; zamień r8 na dwie cyfry hex
subi M6,128 ; skasuj bit 7 w r16 mov r12,rO ; pokaz z lewej strony wyświetlacza
add M6,r16 ; pomnoz r16 przez 2 mov r13,M
out OCR1AL,r16 ; wpisz wynik jako sterowanie jasnością diody _no_key:
;LED
cpi r20,8 ; czy wciśnięto przycisk nr 3 ? rjmp _main ; następna konwersja
Listing 1 Program przesuwania wysokości dźwięku w czasie rzeczywistym
8/99
33
Tabela 1 -Budowa tablicy mnożeń próbek dźwięku
Adres Wartość
$4000 0 * (0-128)/ 128
$4001 0 *( 1 -128)/128
$4002 0 * (2-128)/ 128

$4100 2 * (0-128)/ 128
$4101 2 * ( 1 -1 28 )/ 1 28

$4280 4 * ( 128-128)/ 128
$4281 4 * ( 129-128)/ 128

$42fe 4 * (254-128)/ 128
$42ff 4 * (255-128)/ 128

$7ffd 126* ( 253-128)/ 128
$7ffe 126* (254-128)/ 128
$7fff 126* (255- 128)/ 128
Nie możemy (a właściwie nie powinniśmy) realizować tego algorytmu dosłownie, gdyż nie jest łatwo symulować dwa asynchronicznie działające procesy.
makescale:
push M8 ; zachowaj wartości rejestrów
push r8
push r9
push M0
Idi ZH,64 ; ląduj adres początku tablicy
dr ZL ; mnozen
Idi M6,128
mov r7,M6 ; składowa stalą sygnału dźwiękowego
dr M6 ; początkowa wartość mnożnika
Idi M7,64 ; licznik tablic mnożenia
_scalelp:
dr M0 ; licznik wartości próbek (0..255)
_makelp:
mov r8,M0 ; prześlij aktualna wartość próbki do r8
sub r8,r7 ; odejmij składowa stalą
Idi M8,8 ; licznik pętli mnożenia liczb ze znakiem
sub r9,r9 ;r9:r8 = r8 *r16
_m8s_1:
brcc _m8s_2 ; początek pętli mnożenia
add r9,M6
_m8s_2:
sbrc r8,0
sub r9,M6
asr r9
ror r8
dec M8
brnę m8s 1 ; koniec pętli mnożenia
add r8,r8 ; pomnoz wynik przez 2, aby w r9
adc r9,r9 ; znalazła sie wartość = wynik/128
st Z+,r9 ; zapamiętaj starszy bajt wyniku (wynik/128)
inc M0 ; zwiększ wartość próbki do pomnożenia
brnę _makelp ; powtórz dla wszystkich próbek
subi M6,-2 ; dodaj 2 do mnożnika
dec M7 ; zmniejsz licznik tablic mnożenia
brnę _scalelp ; wykonaj dla 64 tablic
pop M0 ; odtwórz wartości rejestrów
pop r9
pop r8
pop M8
ret
Listing 2 Podprogram tworzenia tablic mnożenia próbek przez wartości 0,2^124,126
Wszak w naszym układzie częstotliwość próbkowania jest stała i do tej pory taką również była częstotliwość odtwarzania. Skoro nie możemy zmienić prędkości działania procesu, musimy taką zmianę zasymulować wewnątrz jego struktury działania. Ponieważ nasze procesy zapisują, bądź czytają z bufora, taką zmianą będzie w naszym przypadku modyfikacja kroku dostępu do kolejnej komórki bufora. Aby uniknąć niewypełnionych pól zakładamy, że proces zapisujący będzie wy-petniał bufor po kolei, przechodząc z komórki do komórki. Proces odczytujący zaś, będzie odczytywał zapisane dane przeskakując o ustalony krok, który może mieć dowolną wartość rzeczywistą.
Tutaj doszliśmy do następnego ważnego zagadnienia. Gdybyśmy chcieli podnieść dźwięk o oktawę sprawa jest prosta: odczytując bufor przeskakujemy co drugi bajt, otrzymując dwukrotne podbicie częstotliwości. Co jednak zrobić, gdy chcemy podbić częstotliwość 1,5 razy? Teoretycznie musielibyśmy po odczycie przesunąć się o jedną i pot próbki. Nasze próbki są jednak bajtami i reprezentują oś czasu, w której wartości określone są jedynie dla wartości całkowitych. Pozostaje nam jedyne wyjście - przyjęcie jakiejś wartości próbki dla nieznanych wartości niecałkowitych osi czasu. Najprostsze założenie to ustalenie dla tych obszarów wartości odpowiadających najmniejszym całkowitym punktom osi (rysunek 4). Inne warianty (jak przybliżanie zmian między sąsiednimi próbkami linią prostą) nie wpływają znacząco na polepszenie jakości dźwięku przy częstotliwości próbkowania używanej w naszym układzie, niepotrzebnie komplikując odczyt danych z bufora.
Po tych dywagacjach teoretyczno-filo-zoficznych sam program okazuje się niemal trywialnie prosty. Ustalamy adres naszego bufora w pamięci zewnętrznej na $600, a rozmiar bufora na 256 bajtów. Przy częstotliwości próbkowania 1 5625 Hz (dla zegara 8 MHz) taka długość bufora da nam okres powtarzania fragmentów przetwarzanego dźwięku ok. 16 ms, a więc zgodny z naszymi wymaganiami teoretycznymi. Niech rejestr Y przechowuje adres wejściowy (danych zapisywanych), a rejestr X adres wyjściowy (danych odczytywanych). Wiemy już, że po zapisaniu każdej próbki rejestr Y będziemy zwiększać o 1, za to rejestr X o wartość równą ilości razy podniesienia częstotliwości dźwięku. Ponieważ przeważnie będzie to liczba ułamkowa, musimy przeznaczyć ekstra rejestr do pamiętania części liczby po przecinku. W naszym przypadku będzie to rejestr r9. Musimy również przeznaczyć dwa rejestry na zapamiętanie kroku, o jaki adres wyjściowy ma być zwiększany po przetworzeniu każdej próbki (r8 dla części całkowitej i r7 dla części ułamkowej).
Po tych ustaleniach widzimy już, że cała operacja zmiany częstotliwości dźwięku sprowadziła się do zaledwie pięciu instrukcji. Aktualnie przetworzoną próbkę zapamiętujemy w buforze pod adresem wskazywanym przez rejestr Y. Następnie zwiększamy o 1 rejestr YL, co gwarantuje nam zapętlenie bufora na granicy 256 bajtów. Dalej pobieramy spod adresu wskazywanego przez rejestr X próbkę z bufora i zwiększamy parę rejestrów XL:r9 o wartość zapamiętaną w r8:r7 (zapętlenie znowu realizuje się "samo"). Zmieniając stan rejestrów r8:r7 regulujemy poziom zmiany częstotliwości dźwięku. Klasyczny już program sterowaniu w oparciu o dwa przyciski znaj-
amplituda 1
c 1 23456783 czas
Rys. 4 Rzeczywisty fragment fali dźwiękowej
i jego przybliżenie wartościami w
całkowitych punktach czasu
34
8/99 Klektrcrak
m
. ............ **************** ....... sbrs r18,7 ; jeśli końcowa różnica > 0
; Glowna pętla programu rjmp _output ; skocz do sterowania wyjściem
Idi r17,63 ; wlacz fazę wygładzania na 63 próbki
rcall makescale ; utwórz tablice mnożenia próbek mov r6,M7
Idi XH,6 ; ląduj do X i Y początkowy adres rjmp _output ; skok do sterowania wyjściem
Idi YH,6 ; wspólnego bufora _smooth:
clr XL Idi ZH,128 ; ląduj starszy bajt adresu końca tablicy mnozen
clr YL sub ZH,r6 ; odejmij numer aktualnej fazy wygładzania
clr r9 ; zeruj czesc ułamkowa adresu wyjściowego Id ZL,X ; ląduj probke z bufora jako indeks tablicy mnożenia
Idi M6,1 ; ląduj do r8 czesc całkowita kroku st Y,r25 ; zapamiętaj aktualna probke w buforze
mov r8,M6 ; zwiększania adresu wyjściowego inc YL ; przesuń bufor wejściowy na następna pozycje
Idi M6,128 ; do r7 czesc ułamkowa Id M6,Z ; pobierz przemnożona probke z bufora
mov r7,M6 Idi ZH,64 ; ląduj starszy bajt adresu początku tablicy
clr r6 ; kasuj wskaźnik fazy wygładzania ; mnozen
rjmp _display ; pokaz aktualne ustawienie add ZH,r6 ; dodaj numer aktualnej fazy wygładzania
_main: mov ZL,r25 ; ląduj aktualna probke jako indeks tablicy
mov rO,r22 ; pobierz ostatni numer przerwania Id M7,Z ; pobierz przemnożona probke aktualna
_change1: add r16,r17 ; dodaj przemnożone wartości próbek
cp rO,r22 ; czy aktualny numer taki sam, jak zapamiętany brvc _no_over ; czy wynik mieści sie w jednym bajcie ?
breq _change1 ; tak -> czekaj az sie zmieni sbrs M6,7 ; nie, sprawdź czy obcinamy od dołu
mov rO,r22 ; pobierz ostatni numer przerwania Idi M7,-128 ; dolna wartość graniczna
_change2: sbrc M6,7 ; sprawdzenie obcinania od góry
cp rO,r22 ; czy aktualny numer taki sam, jak zapamiętany Idi M7,127 ; górna wartość graniczna
breq _change2 ; tak -> czekaj az sie zmieni mov M 6,r17 ; prześlij obcięta probke
_no_over:
tst r6 ; sprawdź fazę wygładzania subi M6,128 ; dodaj składowa stalą
brnę _smooth ; r6 <> 0 => przejdź do wygładzania add r9,r7 ; przesuń pozycje w buforze wyjściowym
mov M7,YL ; oblicz w r17 różnice pozycji w buforze adc XL,r8
sub M7,XL ; miedzy dwoma procesami dec r6 ; zmniejsz numer fazy wygładzania
st Y,r25 ; zapamiętaj nowa probke w buforze _output:
inc YL ; przesuń na następna pozycje (po 255, następna = 0) out OCR1BL,r16 ; wpisz wynik jako sterowanie generatorem PWM
Id M6,X ; pobierz kolejna probke z bufora ; głośnika
add r9,r7 ; przesuń pozycje w buforze - czesc ułamkowa sbrs M6,7 ; jeśli bit 7 w r16 = 1, omiń następna instrukcje
a dc XL,r8 ; czesc całkowita neg M6 ; M6 =-M6
mov r18,YL ; oblicz w r18 różnice pozycji w buforze subi M6,128 ; skasuj bit 7 w r16
sub r18,XL ; po wpisaniu i pobraniu próbki add M 6,r16 ; pomnoz r16 przez 2
sbrc M7,7 ; jeśli początkowa różnica < 0 out OCR1AL,r16 ; wpisz wynik jako sterowanie jasnością diody
rjmp _output ; skocz do sterowania wyjściem LED
Listing 3 Pętla zmiany częstotliwości dźwięku z wygładzaniem przejść
duje się za częścią wysyłającą wynik na wyjście. Pojedyncze naciśnięcie zmienia o 1 6 (w górę lub w dół) zawartość pary r8:r7, co odpowiada stosunkowej zmianie modyfikacji częstotliwości wejściowej o 1/16 razy.
Jeśli uruchomimy program z listingu 1 stwierdzimy, że ogólnie funkcjonuje on poprawnie i jakość dźwięku wyjściowego jest całkiem zadowalająca, jednak wyraźnie słyszalne "stuki" będą nieco pogarszały całość efektu. Aby je wyeliminować niemal w całości zastosujemy wspomnianą już metodę wygładzania. Wymaga ona stopniowego skalowania próbek przy za-pętleniach, poprzez mnożenie ich przez liczby z zakresu 0-H. Ponieważ nie możemy za każdym razem mnożyć, gdyż za-jętoby to zbyt dużo czasu procesorowi, przygotujemy gotowe tablice.
Nasze próbki przyjmują wartości z przedziału 0-^255, więc w 256 bajtach zmieścimy tablicę mnożenia przez jedną konkretną wartość. Niech przejście po zapętleniu trwa 64 próbki. W takim razie potrzebujemy 64 tablice 256 elementowe. Całość zajmie więc 256 � 64 = 16384 bajtów, czyli połowę na-
szej zewnętrznej pamięci RAM. Listing 2 przedstawia podprogram, który utworzy nam tak opisaną tablicę, zaś jej konstrukcję obrazuje Tabela 1. Jak łatwo zauważyć podprogram ten jest jedynie prostą modyfikacją podprogramu znanego z efektu pogłosu (PE 4/99).
Tworząc tablicę mnożenia próbek musimy pamiętać o składowej stałej (równej ~128), jaką obciąża każdą próbkę nasz programowy przetwornik A/C. Przed wykonaniem skalowania musimy odjąć tą składową, zaś po przeska-lowaniu dodać.
Po utworzeniu tablicy modyfikujemy pętlę główną programu, uwzględniając płynne przejścia pomiędzy za-pętleniami sygnału. Zmodyfikowany fragment pętli przedstawia listing 3. Do wykrywania miejsc, w których występują zapętlenia wykorzystamy wartości rejestrów XL i YL, wskazujących na aktualną pozycję w buforze procesu wejściowego i wyjściowego. Dokładna analiza właściwości różnicy tych rejestrów pokaże nam, że zapętlenie występuje tylko wtedy gdy różnica YL - XL zmienia znak po dodaniu pojedynczej próbki z dodat-
niego na ujemny. Od momentu wykrycia zapętlenia ustawiamy więc rejestr r6 na liczbę próbek, przez które należy poprowadzić łagodne przejście. Niezerowa wartość tego rejestru wskaże nam, że właśnie jesteśmy w fazie przechodzenia, co spowoduje wywołanie alternatywnego programu obsługi aktualnej próbki dźwięku. Sam podprogram przechodzenia między fragmentami jest dość prosty. Poprzednia próbka oraz aktualna są skalowane przez odpowiednią tablicę mnożenia, a następnie ich suma, po sprawdzeniach dopuszczalnego zakresu próbki, jest próbką wyjściową.
Wprowadzenie płynnego przechodzenia pomiędzy fragmentami zapętlo-nego dźwięku niemal całkowicie niweluje pojawianie się ubocznego efektu "stuków" w trakcie działania efektu przesuwania częstotliwości dźwięku.
Mogą się one jedynie pojawiać przy przesuwaniu częstotliwości dźwięku o odległość rzędu oktawy. Życzymy miłego pobytu w Szuflandii.
0 mgr inż. Grzegorz Wróblewski
Elektronika w Internecie
Witam w drugiej już połowie wakacji. Miejmy nadzieję, że upały bądź ulewy, nie przeszkodzą wielkim tego świata wprowadzić w życie nowe techologie. Nawiązuję tutaj do problemów, jakie ma z produkcją nowych układów, w technologii 0,18 mikrona, koncern Sony. Odrzuty produkcyjne na poziomie 60-70%, nie zniechęcają jednak tego potentata na rynku elektroniki, który przewiduje montaż pierwszych konsol PLAYSTATION 2, z tymi układami, na jesień. Życzymy powodzenia.
B Texas Instruments przedstawił sposób na okoto sześciokrotne zwiększenie prędkości procesorów DSP. Ponieważ większość układów aplikacyjnych wymaga równoległej transmisji danych, a procesory DSP są zoptymalizowane do pracy przy transmisji szeregowej, Texas Instruments połączył przetwornukA/C, bufor FIFO i sam procesor w układzie THS1206, co poprzez zwiększenie sprawności przesyłania danych umożliwiło wzrost wydajności przetwarzania.
B Analog Devices przedstawiło nową serię ośmio-, dziesięcio- i dwunastobito-wych przetworników analogowo-cyfro-wych. Układy AD74x1 zasilane są pojedynczym napięciem z zakresu 2,7 -5,25 V. Przetwarzanie trwa 1,4 mikrosekundy, a w układzie zintegrowany jest również niskoszumny wzmacniacz o paśmie 50 kHz. Przetworniki nowej serii sterowane są ustandaryzowanymi sygnałami (BU-SY, CS, RD, CONVST), co umożliwia łatwe wykorzystanie ich jako układów peryferyjnych mikrokontrolerów lub procesorów DSP.
B Analog Devices uruchomiło produkcję nowego procesora DSP z podwójnym wejściem i wyjściem opartym o programowalne, szesnaste bitowe przetworniki A/C i C/A. Sam DSP ma wydajność
52 MIPS, a cały układ AD73422 przeznaczony jest głównie do zastosowań w telefonii oraz syntezie mowy.
Compatible Digita!). Dotychczas brak na rynku układu podobnego do CS4928 Cir-rusa wymuszał stosowanie dwóch oddzielnych systemów kodowania/dekodowania.
Ś Philips SemiconductorwrazzGiesecke & Devrient rozpoczął prace nad kartą chi-pową której przeznaczeniem będzie cyfrowa identyfikacja użytkownika, głównie w systemach home banking oraz e-com-merce. Philips udostępni technologię SmartCard'WE, która jest już stosowana w zaaprobowanych przez German Central Credit Control Committee of Banks układach P8WE5032, a Giesecke & Devrient system operacyjny STARCOS SPK 2.3, który obsługuje między innymi pełną 1 024 bitową generację kluczy RSA.
Ś Cirrus Logic przedstawił nowy mikrokomputer, przeznaczony do zastosowania w notatnikach elektronicznych i palmto-pach. Układ EP7211 jako jeden z niewielu na rynku umożliwia stosowanie zarówno systemu Windows CE, jak i EPOC 32. "Sercem" układu EP7211 jest procesor ARM 720T pracujący z częstotliwością 74 MHz, co umożliwia osiągnięcie wydajności komputera PC z procesorem Pentium 100 MHz. Pobór mocy to jedynie 1 70 mW przy pełnej prędkości działania.
B Cirrus Logic przedstawił pierwszy układ kodowania audio, który obsługuje dwa najbardziej rozpowszechnione w przemyśle audio standardy nagrywania i odtwarzania dźwięku - DTS (Digital Thea-ter Sound), oraz HDCD (High Definition
Ś Philips Semiconductors przedstawił scalony dwupasmowy odbiornik radiowy. Układ SA3600 przeznaczony jest do pracy w pasmach 800 i 1900 MHz, a więc głównie w telefonii komórkowej. Pobór mocy to 10 mA przy pracy w paśmie 800 MHz i 14 mA przy pracy w 1900 MHz, przy zasilaniu 2,7 V. Jest to o około 35% mniej niż w dotychczas stosowanych układach produkowanych w technologii GaAs. SA3600 dostępny jest w 24-końcówkowych obudowach TSSOP.
Ś; Philips Semiconductor przedstawił nowy procesor rodziny TriMedia�, TM-1300. Procesor ten ma wydajność 6,5 bilionów operacji na sekundę (BOPS), a przy tym jego cena jest o 40 % niższa od innych produktów serii TriMedia o podobnej wydajności przy wzroście wydajności o około 25 %. Urządzenia TriMedia przeznaczone są do pracy w systemach edycji wideo, wi-deotelefonii, systemach wideomonitoro-wania itp.
0 Pawet Kowalczuk 0 Marcin Witek [e-mail]
INTERNET
Skfep internetowy czynny 24 godziny na dobę 7 dni ififlygotf. Zawsze aktualny katalog produktów na stronactrttllMf r~r Zawsze dostępna pomoc techniczna i poszsuon^&y prfo Wizytówka firmy (adresy, telefony, osoby odpowiedzialnej] Błyskawiczny kontakt preez pocztę elektroniczną je-mail)*7
krajowych i światowych cen
Pramocyjrw! ceny dn końca roku \ ---'''. Sklep internctowy za jedyne 4LH) zł �- UAU Własna witryna mlemelawa 1HzJ + ułJ
ukiwawczych)
A/EZEM
sł*Jc na n**2c| firmowe] stronie Mtp:iVwww.neuronix< foram 671141 71 M. 071 341 14
VAwla^, tik Rutka S-1, icl. 071 Ml 7182,1**071 341 76 61. �-m*tl blun
ELDRUK
ul. Kożuchowska 63 Produkcja
65-364 Zielona Góra obwodów
tel. [phone] drukowanych
Nie wykonujemy pojedynczych egzemplarzy płytek drukowanych.
LARO
tel.
(0-68) 32^4-984
LARO s.c. ul. Jedności 19 65-018 Zielona Góra
CZĘŚCI ELEKTRONICZNE
SPRZEDAŻ:
- detaliczna -hurtowa
- wysyłkowa
Sprzedaż wysyłkowa obejmuje między innymi elementy elektroniczne używane w urządzeniach projektowanych przez PE.
Zainteresowanym wysyłamy ofertę.
Hurtownia: ul. Kasprowicza 151, 01-949 Warszawa, tel. [phone],
fax [phone] Sklep Firmowy: Warszawska Giełda Elektroniczna, al. Niepodlegtości/AI. Armii Ludowej,
Paw. 21, tel./fax: [phone] wew. 122
OFERUJEMY W BARDZO SZEROJ
---- //i
� diody � optoelektronika � cyfrowe układy scalone � lampy elektronowe Ś kondensatory � potencjometry � helitrimy � rezystory mocy � termistory i warystory � końcówki lutownicze � końcówki samochodowe � końcówki oczkowe � przewody pojedyncze � przewody wstążkowe � przewody ekranowe � przewody TV-SAT � przewody głośnikowe � przewody sieciowe � druty srebrzone � druty nawojowe � laminat na obwody drukowane � rurki kontaktronowe � przekaźniki elektromagnetyczne � mierniki analogowe � regulatory i detektory � radiatory Ś rdzenie kubkowe � transformatory i filtry � złącza, gniazda i wtyki � rury termokurczliwe � bezpieczniki � zasilacze � silniki � żarówki � kontrolki � podstawki � przełączniki � łączniki � zaciski Ś spoiwa Ś złączki � i wiele innych
- wyślemy go bezpłatnie
SPRAWDŹ SAM - MAMY ZAWSZE NAJNIŻSZE CENY
TT
1 "TECHTON", 41-605 Choizów, ul Styczyńskiego 1, tel kom 0-601-43-02-32 p K Gruszka, 2 "NOWY ELEKTRONIK", 43-502 Czechowice-Dziedzice, ul Narutowicza79, tel [phone], p H Faruga,
3 "CEZAR" s c, 80-264 Gdańsk-Wrzeszcz,ul Grunwaldzka 136,tel /fax [phone], p C Tamkun, 4 P H "KWANTs c, 80-560 Gdańsk, ul Żaglowa 2, tel /fax [phone], A Mróz,
5 "NAJ-ELEKTRONIK", 80-142 Gdańsk, ul Weniawskiego I3b, tel /fax [phone], p J Najmowski, 6 "ELMIS", 81-212 Gdynia, ul Abrahama71 ,tel/fax [phone], p J Pilawski,
7 FirmaHandlowo-Uslugowo-Produkcyina, 37-500 Jarosław, ul Rynek14,tel/fax[phone], p J Walter, 8 WZHUP "ELEKTRONIK",46-200 Klucztork, ul Grunwaldzka 13F,tel [phone], p I Szpulak,
9 "VECTOR", 62-510 Konin, ul Chopina 15, tel [phone], p A Bachta, 10 "ELCHEM", 75-205 Koszalin, ul Spółdzielcza 5, tel [phone],11 "MICRO", 75-052 Koszalin, ul Młyńska 17/2, tel [phone],12 "GRAFEX-PLUS", 61-879 Poznań, ul Łąkowa 20, tel [phone], p M Jurga,13 "ELEKTROTECH", 44-280 Flydułtowy, ul Ofiar Terroru 14, tel [phone], p M Czerwński,
14 "DORO"sc.76-200Słupsk, ul Wo|ska Polskiego30,tel/fax[phone], p J Kopytowicz, 15 PPHU"ELEKTRA", 16-400 Suwałki, ul Kościuszki 61,tel [phone], p J Sidorek,
16 "CELIKO", 70-350 Szczecin, ul Bolesława Śmiałego 4, tel [phone], p B Wiertlewska, 17 PHU iPR "UNITRON", 58-100 Świdnica, ul Budowlana 4, tel /fax [phone], p T Grabowski,
18 "SOLVE", 43-100 Tychy, ul Edukacji 48, tel [phone], p I Piszczek,19 "AVA ELEKTRONIKA" 65-066 Zielona Góra, ul Żeromskiego 10/1, tel [phone], p J Czerniewicz,
20 "LARO", 65-018Zielona Góra, ul Jedności 19/1, tel [phone], p W Figlarowicz, 21 ZPH U "OMEGA", 44-240 Żory, ul Biskupa 2, tel kom 0-603 770-835, p M Mańka
PRAKTYCZNY
D
NR IND 372161
cena 12000 zł
wrzesień
nr 9 '93
Cyfrowe układy scalone CMOS - praktyka i teoria cz. 1
Przed kilku laty na krajowym rynku podzespołów elektronicznych pojawiły się cyfrowe układy CMOS serii CD 4000. Pierwsze z tych układów powstały już w 1968 r., lecz mimo to są one jeszcze mało popularne wśród amatorów. Przyczyn tego zjawiska można dopatrywać się w obiegowej, aczkolwiek nieprawdziwej, opini, że układy te są wrażliwe na ładunki elektrostatyczne i za ich sprawą bardzo łatwo ulegają uszkodzeniu. Obecnie produkowane układy posiadają zabezpieczenie wejścia co czyni je bardzo odpornymi na przebicie warstwy dielektryka tranzystora wejściowego.
Artykułem tym rozpoczynamy cały cykl poświęcony układom CMOS serii CD 4000. W ramach tego cyklu artykułów postaramy się omówić poszczególne grupy funkcjonalne. Nie zabraknie też przykładów zastosowań, praktycznych rozwiązań układowych, uwag, zaleceń projektowych i montażowych. Podczas omawiania konkretnych układów podawane będą ich schematy funkcjonalne i rozmieszczenie wyprowadzeń.-Mamy nadzieję, że uda nam się przełamać pewną nieufność amatorów w stosunku do układów CMOS.
Ogólna charaktrystyka rodziny układów CMOS serii 4000
Cyfrowe układy scalone CMOS zbudowane są z tranzystorów polowych z izolowaną bramką - MOSFET. Sterowanie pracą takich tranzystorów odbywa się przy pomocy napięcia doprowadzonego do elektrody sterującej (bramki ang. gate). Rezystancja wejściowa tranzystorów MOSFET jest bardzo duża i wynosi ok. 1012 Q. Pojemność wejściowa tych tranzystorów ma wartość 5 pF. W układach serii CD 4000 stosowane są komplementarne tranzystory z kanałem typu p i n. Schemat ideowy negatora CMOS przedstawiono na rysunku 1.
We
U, -TL
G KANAŁ
,|_| Uo~LT ,
Hn T2 KANAŁ n
Ulj- G_J
G - BRAMKA S - ZRODŁO D - DREN B - PODŁOŻE
Rys. 1 Schemat ideowy negatora CMOS
Jeżeli do wejścia doprowadzone jest napięcie o poziomie jedynki logicznej tranzystor Tl z kanałem typu
p jest zatkany, a tranzystor T2 z kanałem typu n odetkany. Zatem wyjście układu jest zwarte do masy przez niewielką rezystancję kanału tranzystora T2. Doprowadzenie napięcia o wartości zera logicznego powoduje zatkanie tranzystora T2 i odetkanie Tl. Zatem na wyjściu otrzymuje się stan wysoki. Rezystancja wyjściowa w stanie niskim i wysokim jest praktycznie jednakowa i wynosi ok. 400 ft. Tak więc charakterystyka przejściowa negatora jest symetryczna.
Rys. 2 Schemat ideowy dwuwejściowej bramki NOR a) niebuforowanej, b) buforowanej
Na rysunku 2a przedstawiono schemat ideowy zwykłej bramki NOR. Analizując pracę układu można zauważyć, że rezystancja wyjściowa zależy od poziomu napięcia wyjściowego, oraz od stanów na wejściach układu. Zakładając, że rezystancja włączonego tranzystora MOSFET jest równa R (dla o.bu typów kanałów) łatwo jest obliczyć wartość rezystancji wyjściowej układu, dla różnych kombinacji sygnałów wejściowych. Wyniki zestawiono w tabeli 1.
Tabela 1
Wejście A Wejście B Wyjście Rezystancja wyjściowa
0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 2 R R R 1/2 R
Przy bramkach z większą ilością wejść zmiany rezystancji wyjściowej są jeszcze większe. Efekt ten powoduje zmniejszenie odporności układu na zakłócenia.
Dokończenie tekstu na str. 4
WRZESIEŃ NR 9/93
SPIS TREŚCI
Cyfrowe układy scalone CMOS - praktyka i teoria.................................2
Wyświetlanie znaku "+" przez miliwoltomierz ICL 7107..........................6
Regulator świateł dziennych w samochodzie ........................................7
Częstościomierz cz. 1 ................................................................10
Radiotelefon na pasmo 27 MHz.....................................................17
Zmiana częstotliwości wskazań przez miliwoltomierz C 520D....................20
Mówiący układ scalony ISD.........................................................21
Pozytywka ............................................................................25
Komarołapka - uwagi praktyczne...................................................29
Ankieta ...............................................................................29
Katalog typów transformatorów produkcji ZATRĄ............................... 30
Płytki drukowane wysyłane są w terminie do trzech tygodni za zaliczeniem pocztowym. Koszt wysyłki 20000 zł przy kwocie do 100000 zł; 24000 zł przy kwocie do 200000 zł.
W sprzedaży wysyłkowej dostępne są numery 3-^4/92, 1/93 oraz 3-=-8/93 PE w cenie detalicznej plus koszty wysyłki. Kserokopie artykułów wysyłamy w cenie 10.000 zł za pierwszą stronę, za każdą następną 1.000 zł plus koszty wysyłki.
Wydawca ARTKELE - Zielona Góra Ogłoszenia i Reklamy
Ogłoszenia można nadsyłać listownie na adres redakcji załączając dowód wpłaty należności za ogłoszenie na konto ELEKTRA - ZAKŁAD ELEKTRONICZNY ul. Olbrychta 10 Zielona Góra, BANK SPÓŁDZIELCZY Zielona Góra nr 997283-102847-2541.
Ceny:
- 1 cm2 ogłoszenia ramkowego 12000 zł (najmniejsze ogłoszenie 15 cm2)
- ogłoszenia drobne do 40 słów 7000 zł za słowo
Redakcja nie ponosi żadnej odpowiedzialności za treść ogłoszenia.
Adres:
Redakcja "Praktyczny Elektronik"
ul. Prosta 11
tel. 58-84, 43-12
65-001 Zielona Góra,
Red. Naczelny inż. Dariusz Cichoński Artykułów nie zamówionych nie zwracamy. Zastrzegamy sobie prawo do skracania i adiustacji nadesłanych materiałów i artykułów.
Opisy układów elektronicznych i urządzeń zamieszczone w "Praktycznym Elektroniku" mogą być wykorzystywane wyłącznie dla potrzeb własnych. Wykorzystanie ich do celów zarobkowych i innych wymaga zgody autora artykułu. Przedruk całości lub fragmentów "Praktycznego Elektronika" - możliwy jest po uzyskaniu zgody redakcji.
Druk: Spółdzielnia Pracy Przemysłu Poligraficznego i Opakowań INSPRA w Zielonej Górze.
Praktyczny elektronik 9/1993
Dokończenie tekstu ze strony 2.
Z tego też względu stosuje się buforowanie wyjść układów przez dodanie dwóch dodatkowych negatorów (rys. 2b), których rezystancja wyjściowa nie zależy od poziomu napięcia na wyjściu układu, o czym była już mowa. Układy o takiej konstrukcji nazywa się buforowanymi.
Aby w pełni scharakteryzować rodzinę układów CMOS serii CD 4000 przytaczamy podstawowe parametry układów scalonych. Większość z danych odnosi się do wszystkich układów i pozwala zorientować się w możliwościach tej rodziny.
napięcie zasilania
spoczynkowy prąd zasilania (-na jedną bramkę)
maksymalna wartość prądu zasilania dla UdD 5
- układy SSI (mała skala integracji)
- przerzutniki
- układy MSI (średnia skala integracji prąd wejściowy
prąd wyjściowy w stanie niskim ^DD =5 V
[JDD = 10 V UDD = 15 V
prąd wyjściowy w stanie wysokim UdD = 5 V
Udo = 10 v
UDD = 15 V 2 układy TTL-L 1 układ TTL-LS
typowa obciążalność
napięcie wejściowe w stanie niskim
napięcie wejściowe w stanie wysokim
\JDD = 5 V UDD = 10 V = 15 V
UDD =5V UDD = 10 V UDD = 15 V
3-K8 V 10-^100 pA V:
0,25 flA 1 ^A 5 //A
10-M00 pA 1 mA 2,6 mA 6,8 mA -1 mA -2,6 mA 6,8 mA
1,5 V
3 V
4 V
3,5 V 7 V 11 V
napięcie wyjściowe
w stanie niskim \ioLmax UDD = 5 V 0,05 V
Udd = io v 0,05 V
UDD = 15 V 0,05 V
napięcie wyjściowe
w stanie wysokim (ioHmin UDD =5V 4,95 V
UDD = 10 V 9,95 V
UDD = 15 V 14,95 V
czas propagacji (dla bramki CD 4000)
obciążenie pojemnościowe 50 pF UdD = 5 V 125 ns
Udd = io v 70 ns
UDD = 15 V 40 ns
C7estotliwość Dracv fmax.l 12 MHz
zakres temperatur pracy
W zależności od producenta parametry układów mogą się różnić nieznacznie od podanych powyżej.
Z powyższych danych wynika szereg wniosków dotyczących układów CMOS:
- parametry układów zależą wyraźnie od napięcia zasilania
- obciążalność wyjść jest niewielka i zależy od napięcia zasilania
- przy wyższych napięciach zasilania układy mogą pracować na wyższych częstotliwościach
- pojemność obciążenia wywiera duży wpływ na szybkość pracy, która maleje ze wzrostem tej pojemności
- prąd zasilania w warunkach statycznych jest jest bardzo mały, lecz wzrasta wraz z częstotliwością przełączania bramek i dla częstotliwości 1-^2 MHz moc pobierana przez układy CMOS ze źródła zasilania jest większa niż w przypadku układów serii TTL-LS
- napięcia wyjściowe są bliskie napięciu masy (dla stanu
niskiego), oraz napięciu zasilania (dla stanu wysokiego)
- krótkotrwałe zwarcia wyjścia do masy lub napięcia zasilania nie powodują uszkodzenia układu
4009
4010
4049
40106
Rys. 3 Rozkład wyprowadzeń negatorów i buforów
Praktyczny elektronik 9/1993
Zalecenia użytkowe
Duża rezystancja wejściowa tranzystorów MOSFET stwarza niebezpieczeństwo uszkodzenia wejścia układu przez ładunki elektrostatyczne, dlatego też stosowane jest zabezpieczenie diodowe, lub diodowo rezystorowe. Pomimo stosowania wewnętrznych układów zabezpieczających przed uszkodzeniem ładunkami elektrostatycznymi konieczne jest przestrzeganie kilku reguł obowiązujących podczas prac z układami CMOS. Przestrzeganie ich nie powinno nastręczyć większych kłopotów.
- układy powinny być przechowywane w plastikowych szynach, na których wyraźnie zaznaczono, że są one antystatyczne. Drugim sposobem przechowywania jest "wpinanie" układów w folię aluminiową, styropian pokryty aluminium lub w mikrogumę przewodzącą
- podczas montażu urządzeń układy CMOS montuje się na samym końcu po zamontowaniu pozostałych elementów, co minimalizuje możliwość powstawania ładunków elektrostatycznych (są one rozładowywane przez pozostałe elementy)
- podczas lutowania wskazane jest stosowanie lutownic niskonapięciowych (zasilanych z transformatora) z uziemionym grotem. Nie wskazane jest korzystanie z lutownic pistoletowych (transformatorowych)
- w pierwszej kolejności powinny być lutowane wyprowadzenia masy, następnie zasilania i w dalszej kolejności pozostałe końcówki
- nie wykorzystane końcówki oznaczone przez producentów jako NC należy pozostawiać nie podłączone
- nie wykorzystane wejścia funkcjonalne układów zawsze łączy się (w zależności od funkcji układu) z masą lub zasilaniem. W żadnym wypadku nie można ich zostawiać " wiszących", gdyż z uwagi na dużą rezystancję wejściową powoduje to powstawanie stanów nieokreślonych na wejściu, a w konsekwencji wywołuje przewodzenie obu tranzystorów stopnia wyjściowego i wzrost mocy pobieranej przez układ powodując jego uszkodzenie
- napięcie zasilania nie powinno przekraczać wartości podanej przez producenta (w większości przypadków + 15 V), oraz nie może być niższe niż 0,5 V względem masy w trakcie włączania (wyłączania) zasilania lub innych przypadkach
Stosowanie się do powyższych uwag pozwoli uniknąć wielu przykrych niespodzianek, oraz zapewni prawidłową pracę i długą żywotność układów.
Oznaczenia układów CMOS
W praktyce można spotkać różne oznaczenia układów serii CD 4000. Oznaczenie układu składa się na wstępie z dwóch lub trzech liter oznaczających producenta, a czasami także zakres temperatur pracy. Po symbolach literowych występuje cztero- lub pięcio-cyfrowy numer układu scalonego. Numer ten bez względu na producenta jest zawsze taki sam, za wyjątkiem CEMI, które dodaje na początku numeru cyfrę 7 i MOTOROLI dodającej na początku cyfrę 1. Po numerze stosowane są oznaczenia jedno, dwu lub trzy literowe zawierające informacje o buforowaniu wyjść, typie obudowy, maksymalnym napięciu pracy.
Ou00 O u,
We
Udo ov
ŚJ
UEll
ov
LT
Schemat blokowy bufora 4010
U,
CMOS_|_4010 CMOS_|_4009
Proca z pojedynczym zasilaniem
Praktycznie wszyscy producenci wytwarzają układy z buforowaniem wyjść, co oznaczane jest literą " B" (pierwsza po numerze).
Oznaczenia stosowane przez poszczególnych producentów zestawiono w tabeli 2. Jednakże możliwe jest spotkanie układów o analogicznych oznaczeniach produkowanych przez innych producentów.
Tabela 2
CD - RCA
MCY - CEMI
HEF,
HEC - PHILIPS
HCF,
HCC - SGS-THOMSON
TC - TOSHIBA
MC - MOTOROLA
Rys. 4 Przykłady rozwiązań stopni sprzęgających CMOS-TTL i TTL
Praktyczny elektronik 9/1993
uDo M R 02] O uoo 5 0.75-!-1,2
Ś009, 4049 (4010. 4050)
Sterowanie diodo świecąca.
Separacja galwaniczna przy pomocy transoptora
40491
_L (4050)
Sterowanie praca Sterowanie pracq Sterowanie pracq
tranzystora mocy MOSFET tyrystora przekaźnika
R1 22-H00k R2 10-22k Sterowanie tranzystorów bipolarnych
Rys. 5 Przykłady sterowania diodą świecącą, transoptorem, przekaźnikiem, tyrystorem, tranzystorami
Bufory i negatory
W skład rodziny CD4000 wchodzą następujące układy scalone buforów i negatorów:
- 4009, 4049 sześciokrotny negator mocy/konwerter
- 4010, 4050 sześciokrotny bufor mocy/konwerter
- 4069 szściokrotny negator
- 40106 sześciokrotny negator z układem Schmitta
- 4007 dwie pary komplementarnych tranzystorów
MOSFET oraz negator
- 4041 czterokrotny bufor z wyjściami prostymi
i zanegowanymi
- 4502 sześciokrotny strobowany negator mocy
z wyjściami trójstanowymi
Na rysunku 3 przedstawiono rozkład wyprowadzeń wymienionych układów oraz typ obudowy. Symbol literowy NC oznacza, że wyprowadzenia te są nie wykorzystane. Plus zasilania oznaczono jako \ldd, a masę jako GND. Układy 4009 i 4010 posiadają oddzielne wyprowadzenie zasilania stopnia wyjściowego (nóżka 1), oznaczone jako Vcc
Wyświetlanie znaku "+" przez miliwoltomierz ICL 7107
W listach kierowanych do naszej redakcji często przewija się pytanie o rozwiązanie układowe pozwalające na wyświetlanie znaku "+" przez miliwoltomierz zbudowany na układzie scalonym ICL 7107. Taki sposób wyświetlania informacji wskazany jest szczególnie w termometrach cyfrowych. Rozwiązanie tego problemu jest bardzo proste. Obok zamieszczamy schemat odpowiedniego układu. Segment "A" wyświetlacza świeci się cały czas, gdyż element ten występuje zarówno w znaku " " jak i "+". Segment "B" zapalany jest przez inwerter Tl sterowany z układu ICL 7107. Podczas pomiaru napięcia ujemnego na wyjściu 20 układu panuje stan niski, co przy klasycznym podłączeniu wyświetlacza powoduje zapalenie znaku " " . W tym rozwiązaniu stan niski blokuje tranzystor T - segment "B" nie świeci. Przy zmianie polaryzacji mierzonego napięcia sytuacja zmienia się. Stan wysoki zapala dodatkowy segment " B" . Zastosowane wyświetlacze powinny być ze wspólną anodą.
U]
BAVP17 BC238B
Rys. 1 Schemat układu wyświetlania znaku "+"
O Redakcja
W praktyce bardzo często zachodzi konieczność połączenia ze sobą układów CMOS i TTL. Zakres napięć zasilania układów CMOS zawiera się w granicach 3-7-18 V, natomiast w przypadku układów TTL wynosi on dokładnie +5 V.
Praktyczny elektronik 9/1993
Zamiana poziomów sygnałów logicznych pomiędzy tymi rodzinami układów nawet w przypadku jednakowego napięcia zasilania nie jest możliwa z uwagi na małą wydajność prądową wyjść układów CMOS. Do tego celu przeznaczone są specjalne układy z rodziny CMOS nazywane konwerterami.
Układy 4009 i 4010 stosowane są głównie w układach sprzęgających CMOS z TTL. Mogą one dokonywać konwersji poziomów logicznych przy różnych napięciach zasilania, gdyż posiadają odrębne wyprowadzenie zasilające stopień wyjściowy (nóżka 1).
Ponadto do wejść tych układów można doprowadzić napięcie wyższe niż napięcie zasilania. Przykłady połączeń pomiędzy układami CMOS i TTL przedstawiono na rys. 4.
Stosując jednakowe napięcia zasilania +5 V dla układów CMOS do sprzęgania można także używać układów 4049 i 4050 których wyjścia posiadają odpowiednią obciążalność prądową. Wartości prądu wyjściowego opisanych układów zawarto w tabeli 3.
Tabela 3
Typ układu lOLmin [mA] \OHmax [mA] Udd/Uo M
min typ min typ
4009,4010 4049,4050 3 8 24 3,2 18 24 4 10 36 6,4 16 48 0.2 0.8 1.5 0,8 3,2 6 0,4 1,6 3 1,6 6,4 12 5/0,4 10/0,5 15/1,5 5/4,6 10/9,5 15/13,5
Obciążalność układów 4009 i 4010 wynosi 1-^2 wejścia TTL, a układów 4049 i 4050 2-^-4 wejścia TTL, przy napięciu zasilania +5 V.
Negatory i bufory mocy mogą też być wykorzystane do sterowania innych elementów elektronicznych. Przykłady rozwiązań przedstawiono na rysunku 5.
Wymienione dotychczas układy wraz z sześciokrotnym negatorem 4069 mogą pracować jako standardowe funktory logiczne.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
Regulator świateł dziennych w samochodzie
Jesień zbliża się już wielkimi krokami. Ola zmotoryzowanych Czytelników oznacza to, że niedługo trzeba będzie jeździć z zapalonymi światłami mijania. W samochodach wyposażonych w prądnicę pojawią się problemy z akumulatorem, który podczas jazdy w mieście nie jest wystarczająco do-ładowywany. Artykuł zawiera opis urządzenia pozwalającego wyeliminować ten problem.
Źródłem energii elektrycznej w samochodzie jest prądnica lub alternator współpracujący z akumulatorem. Moc prądnicy lub alternatora musi być dobrana tak, aby pokrywała pełne zapotrzebowanie na energię urządzeń elektrycznych samochodu. W wielu przypadkach prądnice prądu stałego nie spełniają stawianych im wymogów. Dotyczy to zwłaszcza jazdy miejskiej, gdzie czas pracy silnika na biegu jałowym dochodzi do 40%. Prądnica nie może w takich warunkach zapewnić oddawania dostatecznej mocy. Jest to związane z małą prędkością obrotową prądnic ograniczoną przez konieczność komutacji, oraz przez płaską charakterystykę obciążenia. Jazda miejska z zapalonymi światłami, a często także z włączonym ogrzewaniem tylnej szyby i pracującymi wycieraczkami powoduje ujemny bilans mocy, który pokrywany jest przez akumulator. Po kilku dniach takiej jazdy akumulator jest już wyładowany.
Powyższych wad pozbawione są alternatory prądu zmiennego montowane obecnie w większości samochodów. Dostarczają one 50% mocy już podczas pracy silnika na biegu jałowym. Dodatkowo zużycie materiałów (miedzi i stali) do produkcji alternatorów jest 2,5-^3 raza mniejsze niż w przypadku prądnic. Na rys. 1 przedstawiono dla porównania charakterystyki obcią-
żenia alternatora i prądnicy prądu stałego, z zaznaczeniem zakresu prędkości obrotowych silnika pracującego na biegu jałowym (obszar zakreskowany). Z wykresu wynika, że alternator jest w stanie dostarczać do obciążenia prąd podczas pracy silnika na biegu jałowym. W przypadku prądnicy odbiorniki elektryczne są zasilane z akumulatora.
t*,'1
Rys. 1 Charakterystyki obciążenia prądnicy i alternatora samochodowego.
Jako ciekawostkę można podać fakt, że w początkowym okresie motoryzacji do wytwarzania prądu stosowano wyłącznie prądnice prądu stałego.
Praktyczny elektronik 9/1993
1^D2 BAVP17
D4 BYP401-50V
REFLEKTOR PRAWY
REFLEKTOR LEWY
7"I
Rys. 2 Schemat ideowy układu regulatora jasności świateł dziennych
Związane to było z brakiem tanich i niezawodnych elementów prostowniczych (diod mocy), które są niezbędne do prostowania prądu zmiennego wytwarzanego przez alternator.
Jeżeli niestety posiadamy samochód wyposażony w prądnicę, a tak jest w przypadku większości jeżdżących po naszych drogach Fiatów 126p, musimy spróbować oszczędzać energię elektryczną. Najprostszym sposobem jest ograniczenie mocy świateł mijania w dzień. Sytuacja taka jest dopuszczana, gdyż przepisy wymagają jazdy z włączonymi światłami dziennymi, o mniejszej jasności świecenia lub w przypadku ich braku na światłach mijania.
Zastosowanie rezystora włączonego w szereg z żarówkami świateł mijania nie wchodzi w rachubę z uwagi na dużą moc, oraz małą sprawność całego układu. Dlatego też proponowane rozwiązanie oparto na układzie kluczowania prądu płynącego przez żarówki, co w efekcie daje zmniejszenie mocy pobieranej przy minimalnych stratach w samym układzie klucza. Jako klucz zastosowano tranzystor MOSFET typu BUZ 11, który charakteryzuje się dużym prądem przewodzenia l[)max = 30 A, oraz małą rezystancją włączenia
Opis układu
Opis układu rozpoczniemy niejako od końca, czyli od elementów wykonawczych, którymi są tranzystory mocy z izolowaną bramką MOSFET typu BUZ 11. Włączenia tych tranzystorów dokonuje się przez podanie na bramkę napięcia wyższego o ok. 5 V od napięcia na źródle S rys. 2.
Żarówki samochodowe włączane są w plusie, tak więc napięcie na źródle tranzystora Tl lub T2 wynosi +14,3 V przy zapalonych światłach.
Wymaga to zatem napięcia sterującego bramką tranzystora o wartości większej niż napięcie zasilania układu. Problem ten rozwiązano przez zastosowanie beztransformatorowej przetwornicy napięcia 14,3 V/20 V.
Praca tego układu zostanie objaśniona na rys. 3 (numeracja elementów na tym rysunku odpowiada numeracji elementów na schemacie ideowym). Przy pomocy przełącznika elektronicznego P, z napięcia zasilania +14,3 V wytwarza się napięcie prostokątne o amplitudzie Uj = 14, 3 V. Amplituda tego napięcia zmienia się w zakresie 0-^14,3 V. Napięcie to jest przekazywane przez kondensator C5 do punktu A. W dolnym położeniu przełącznika P kondensator C5 ładuje się przez diodę Dl do napięcia
14,3 V-0,6 V= 13,7 V,
gdzie 0,6 V to spadek napięcia na przewodzącej diodzie Dl.
Przy zmianie położenia przełącznika P w pozycję górną napięcie kondensatora C5 dodaje się do napięcia zasilania. Tak więc potencjał punktu A zmienia się z 13,7 V do 28 V (zakładając, że przełącznik P jest idealny). W tej sytuacji dioda Dl jest spolaryzowana zaporowo, a dioda D2 w kierunku przewodzenia. Zatem kondensator C6 zostaje naładowany do napięcia 28 V - 0,6 V = 27,4 V. Następnie cały cykl powtarza się.
+27V
C6
27V
r> t
14,3V
0V -O
'"1)2
U1
Schemat ideowy i przebiegi podwajacza napięcia stałego j w "- Q �'_ +40V
C4l +
Schemot ideowy potrajacza napięcia stałego
Rys. 3 Schemat ideowy podwajacza i potrajacza napięcia stałego
Trzeba jeszcze dodać, że napięcie wyjściowe maleje ze wzrostem prądu pobieranego przez obciążenie układu. Wydajność prądową takiego układu można
Praktyczny elektronik 9/1993
zwiększyć poprzez wzrost częstotliwości pracy przełącznika i wzrost pojemności kondensatorów C5 i C6.
Na rys. 3 zamieszczono też układ potrajacza napięcia stałego, którego zasada pracy jest taka sama jak opisana powyżej. W rzeczywistym układzie podwajacza napięcia na skutek strat w przełączniku, kondensatorach i diodach napięcie wyjściowe jest niższe i wynosi ok. 20 V, co w zupełności wystarcza do odpowiedniego wysterowania bramek tranzystorów T2 i T3.
Układ scalony US1 pełni jednocześnie funkcję generatora i przełącznika. Jest to możliwe dzięki przeciwsob-nemu stopniowi wyjściowemu. Częstotliwość generacji wynosi ok. 1 kHz, a wypełnienie przebiegu jest bliskie 1/2.
Przebieg z generatora US1 przez układ różniczkujący C3, R4 wyzwala przerzutnik monostabilny US2. Szerokość (wypełnienie) generowanych impulsów zależy od wartości elementów R3 i C7. Z wyjścia US3 sterowane są za pośrednictwem tranzystora Tl tranzystory wykonawcze T2 i T3. Jasność świecenia żarówek reflek-
torów zależeć będzie od wypełnienia przebiegu wyjściowego z układu US2. Dodatkowy włącznik WŁ1 pozwala na stałe włączenie tranzystorów T2 i T3 dając pełną jasność świecenia reflektorów.
Montaż i uruchomienie
Zmontowanie nie nastręcza żadnych trudności. Zastosowanie dwóch tranzystorów MOSFET, choć pod względem możliwości prądowych wystarczyłby jeden, podyktowane jest względami bezpieczeństwa i konstrukcją instalacji elektrycznej samochodu. Obwody reflektorów prawego i lewego są rozdzielone i mają osobne bezpieczniki. Awaria, zwarcie, lub przepalenie się jednego z bezpieczników nie pozbawia kierowcy oświetlenia drogi, wpływając tym samym na bezpieczeństwo jazdy. Z takich samych względów w układzie przewidziano też możliwość zasilania z dwóch różnych obwodów (bezpieczników). Obwody te separowane są od siebie diodami D3 i D4.
ARTKELE^O
wy____i:
Rys. 4 Schemat ideowy płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
KABINA KIEROWCY
BAGAŻNIK
GŁÓWNY
włącznik Świateł
STACYJKA
włącznik Świateł drogowych '
WŁACZNIK ŚWIATEŁ MIJANIA '
\
-X-
SKRZYNKA
^ BEZPIECZNIKÓW
ŚWIATŁO
REFLEKTOR /O\ DR0G0WE PRAWY \,, Ns, ,
Światło
- -><; ^_________i _i_ MIJANIA
!9-&E!
LEWY
ŚWIATŁO DROGOWE
Światło mijania
AKUMULATOR
+ 12V V Z X Y
WŁ1 PŁYTKA NR087
Rys. 5 Schemat podłączenia układu do instalacji elektrycznej samochodu
Schemat podłączenia układu do instalacji elektrycznej samochodu Fiat 126p przedstawiono na rysunku 5. Na podstawie tego przykładu można też przeprowadzć podłączenie układu w innych samochodach. Urządzenie umieszczono w bagażniku przy skrzynce bezpieczników. Przewody na których umieszczono krzyżyk należy przerwać. Dodatkowo konieczne jest wykonanie połączenia pomiędzy bezpiecznikiem "A", a bezpiecznikami " F" i " E" zaznaczone na schemacie grubszą linią. Połączenie to wykonuje się odcinkiem grubego przewodu w izolacji.
Podczas montażu istotne jest wykonanie połączeń po właściwej stronie bezpieczników, których końce są oznaczone z jednej strony literą, a z drugiej cyfrą np. "1" i "A". W kabinie kierowcy montuje się dodatkowy przełącznik WŁ1 pozwalający na zmianę jasności świateł z dziennych na mijania. Włącznik ten w pozycji zwarty uruchamia światła mijania.
Regulację jasności pracy świateł dziennych najlepiej jest przeprowadzić podczas okresowej kontroli ustawienia świateł. Stacje diagnostyczne wyposażone są bowiem w urządzenia do pomiaru natężenia światła.
10
Praktyczny elektronik 9/1993
Pozwoli to uniknąć kłopotów podczas kontroli drogowej. Do czasu regulacji można w miejsce rezystora R2 wlutować potencjometr montażowy, który po regulacji zostanie zastąpiony rezystorem o odpowiedniej wartości. Takie rozwiązanie zwiększa bezpieczeństwo jazdy, gdyż potencjometr narażony na czynniki atmosferyczne może w krótkim czasie utracić kontakt pomiędzy suwakiem, a warstwą oporową.
Dodatkowymi zaletami stosowania powyższego urządzenia jest większa jasność świateł mijania. Patrząc na schemat ideowy fragmentu instalacji elektrycznej widać, że napięcie z akumulatora prowadzonejest przewodem do kabiny kierowcy. Następnie po przejściu przez stacyjkę, główny wyłącznik świateł, przełącznik świateł w kolumnie kierownicy trafia z powrotem do skrzynki bezpieczników, a następnie do reflektorów. Tak długa droga powoduje powstawanie znacznych ok. 2 V spadków napięcia, co zmniejsza efektywne napięcie doprowadzone do żarówek. Po zamontowaniu urządzenia sumaryczna długość przewodów obwodu prądowego ulega skróceniu, oraz zostają wyeliminowane trzy włączniki mechaniczne. Spadek napięcia na przewodzącym tranzystorze MOSFETjest mniejszy niż na włączonym przełączniku mechanicznym. Dlatego też tranzystory T2 i T3 nie wymagają stosowania radiatorów. Drugą zaletą jest zwiększenie żywotności przełącznika świateł w kolumnie kierownicy, gdyż układ spełnia także funkcję elektronicznego włącznika świateł mijania.
W oparciu o opisany układ można wykonać podobne urządzenie przeznaczone do włączania świateł drogowych, co pozwoli zwiększyć ich jasność świecenia.
Wykaz elementów
USl, US2 - ULY 7855 (LM 555)
Tl - BC 238B lub dowolny npn h2i >250
T2, T3 - BUZ 11 (BUZ 10 - RDSmar = 0,08 fi)
Dl, D2 - BAVP 17^-21 (1N4148)
D3, D4 - BYP 401-50-f-lOOO (1N4001-M007)
Rl, R6 - 3,3 kfż/0,125 W
R2, R4 -33 kfi/0,125 W
R3 - 22 kf2/O,125 W dobierany -
patrz opis w tekście
R5 - 10 kfi/0,125 W
Cl, C7 - 22 nF typ KFP
C2, C8 - 47 nF typ KFP
C3 - 100 pF typ KCPf
C4 - 47 (lF/16 V typ 04/U
C5, C6 - 10 {lF/25 V typ 04/U
WŁ1 - włącznik bistabilny typu samochodowego
płytka drukowana numer 087
Płytka wysyłana jest za zaliczeniem pocztowym. Cena: 5000 zł + koszty wysyłki.
O mgr inż. Maciej Bartkowiak
Częstościomierz cz. 1
Artykuł ten przedstawia konstrukcję częstościo mierzą cyfrowego. W urządzeniu zastosowano układy CMOS co pozwala zmniejszyć pobór mocy. Zakres częstotliwości mierzonych wynosi 0,1 Hz -f-10 MHz, a z dodatkowym dzielnikiem wejściowym 150 MHz. Urządzenie pozwala też na pomiar czasu w przedziale 1 //s 10 s. Ponadto może ono służyć jako źródło przebiegów prostokątnych o częstotliwościach 0,1 Hz -^ 1 MHz. Pole odczytowe przyrządu obejmuje sześć cyfr, co zapewnia wystarczającą dokładność pomiaru. Przyjęte rozwiązanie jest zdecydowanie tańsze w realizacji od wyspecjalizowanego układu częstościomierza scalonego, oraz od analogicznego częstościomierza wykonanego w technice TTL.
Zasadę pracy częstościomierza cyfrowego ilustrują: schemat blokowy i harmonogramy czasowe pracy układu (rys. 1). Mierzony przebieg o częstotliwości fr po wzmocnieniu podlega formowaniu i unormowaniu amplitudy. Przekształcenia sygnału fx nie zmieniają jego częstotliwości. Impulsy z wyjścia układu formującego doprowadzone zostają do jednego z wejść bramki logicznej. Do drugiego wejścia zostaje doprowadzony przebieg otwierający bramkę na ściśle określony
czas Tp. Źródłem wzorcowych odcinków czasu jest generator kwarcowy wraz z dzielnikami częstotliwości W czasie otwarcia bramki impulsy o częstotliwości przebiegu mierzonego doprowadzane są do licznika. Liczba zliczonych impulsów l\lr wyraża się wzorem:
Nx = Tp fx zatem mierzona częstotliwość wynosi:
fx =
N>
Tr
Czasy otwarcia bramki są tak dobrane, aby częstotliwość była wskazywana wprost na wskaźnikach cyfrowych.
Układ sterowania umożliwia zmianę zakresu pomiarowego poprzez zmianę czasu otwarcia bramki. W opisywanym częstościomierzu czasy te w zależności od zakresu wynoszą od 1 //s do 10 s Układ sterowania wytwarza także impulsy przepisywania zawartości licznika do buforów dekodera ZAP, zerowania licznika ZER, sygnalizacji przepełnienia licznika PP. Ponadto steruje on wyświetlaniem przecinków i sygnalizacją włączonego zakresu pomiarowego.
Praktyczny elektronik 9/1993
11
o
WZMACNIACZ
GENERATOR WZORCOWY
UKtAD FORMUJĄCY
DZIELNK CZĘSTOT.
BRAMKA
LICZNIK
DEKODER
STEROWANIE
WSKAŹNIK
(A) DV
t I I II I I I I I I I I .
Rys. 1 Schemat blokowy częstościomierza
Przy pomiarze niskich częstotliwości chcąc zachować dużą dokładność wymagane są bardzo długie czasy otwarcia bramki. Dlatego też przy pomiarach takich przebiegów bramka jest otwierana na czas trwania jednego okresu przebiegu mierzonego, a licznik zlicza impulsy pochodzące z generatora wzorcowego. Przeprowadzony w ten sposób pomiar określa okres przebiegu mierzonego Tx, który związany jest z częstotliwością prostym wzorem:
lx
Zastosowana w częstościomierzu liczba cyfr wyświetlacza wynika ze stabilności generatora kwarcowego, która wynosi ok. 10~6. Zwiększenie liczby cyfr do ośmiu wymagałoby stosowania dodatkowego termostatu, w którym umieszczony byłby rezonator kwarcowy, tak aby uzyskać stabilność na poziomie ok. 10~8. Wbrew pozorom nie jest to zadanie łatwe. Stosowanie ośmio-cyfrowego pola odczytowego i generatora wzor-
cowego o stabilności 10 6 nie poprawia dokładności pomiaru, a tylko niepotrzebnie zwiększa koszty urządzenia.
Opis układu
Częstościomierz zaprojektowano w konstrukcji modułowej. W układzie można wyróżnić następujące bloki funkcjonalne:
- generator kwarcowy wraz z dzielnikami częstotliwości
- licznik z dekoderami
- wyświetlacz z układem sterowania wyświetlaniem przecinka
- układ sterowania
- obwody wejściowe
- wstępny dzielnik częstotliwości fmax = 150 MHz
Każdy z bloków montowany jest na oddzielnej płytce drukowanej. Takie rozwiązanie ułatwia montaż i uruchomienie. W tej części artykułu zostaną, opisane trzy pierwsze bloki.
USt MCY74013
6p 2 L n ar 11 12
D C s A R Q Q D C 5 Ś B R Q Q

4 i_ 10 i-

CLR D C B A CE CP , US3
' CD 4518
CPCE ABC DCLR
CLR DC B A CE CP * US4
' CD 4518 CPCE ABC DCLR
CLR DC B A CE CP N US5
' CD 4518 CPCE ABC DCLR
CLR DC B A CE CP . US6
' CD 4518 CPCE A B C DCLR
R+U T 11111 U
10DkTC4|iDn ' T fłl
D1+D2 BAVP 17
C B A
STEROWANIE PRZECINKIEM
Rys. 2 Schemat ideowy bloku generatora wraz z dzielnikami częstotliwości
12
Praktyczny elektronik 9/1993
Generator kwarcowy zbudowano na układzie nega-torów USl. Trymer ceramiczny Cr pozwala na dokładne dostrojenie częstotliwości. Z wyjścia generatora przebieg prostokątny skierowano do wstępnego dzielnika dwójkowego US2, składającego się z dwóch prze-rzutników typu D. Zwory Z1-I-Z3 dają możliwość wyboru odpowiedniego stopnia podziału częstotliwości generatora. Pozwala to na zastosowanie różnych rezonatorów kwarcowych. Zestawienie częstotliwości rezonatora kwarcowegc, stopni podziału n i montażu zwor podano poniżej:
- 8 MHz n = 4 Zl
- 4 MHz n = 2 Z2
- 2 MHz n = 1 Z3
Na wyjściu zwor otrzymuje się przebieg o częstotliwości 2 MHz, który kierowany jest do ośmio-dekadowego dzielnika US3-^US6. Dzielniki częstotliwości przez 10 zastosowane w układzie nie dają na swoim wyjściu przebiegów o wypełnieniu 1/2. Dlatego też sygnały wyjściowe z dzielników pobierane są za pierwszą dwójką liczącą każdego z liczników (wyjście A każdego z liczników). Wypełnienie przebiegu na
tych wyjściach wynosi 1/2. Spowodowało to konieczność wybrania nietypowej wartości częstotliwości wzorcowej 2 MHz.
Osiem przebiegów o częstotliwościach od 0,1 Hz do 1 MHz doprowadzono do multipleksera US8. Z wyjścia multipleksera sygnał froy kierowany jest do gniazda wyjściowego urządzenia. Przebieg ten może być wykorzystany jako wzorzec jednej z ośmiu częstotliwości. Drugi sygnał ZEGAR doprowadzony jest do bloku sterowania.
Częstotliwość przebiegów na wyjściu multipleksera zależy od adresu generowanego przez licznik rewer-syjny US7. Przy stanie 000 na wyjściu tego licznika fWy = 1 MHz, a przy stanie 111 fwy = 0, 1 Hz Sterowanie licznikiem odbywa się przy pomocy mikrowłącz-ników WŁ1 i WŁ2. Sygnały wyjściowe licznika rewer-syjnego ABC sterują także pracą układu wyświetlania przecinka na polu odczytowym.
Drugi z bloków funkcjonalnych jest licznik wraz z dekoderami kodu BCD na kod wskaźników siedmiosegmentowych rys. 3. W skład licznika wchodzą układy scalone USl^USl. Do wejścia WE doprowadzane są z bloku sterowania impulsy z wyjścia bramki o częstotliwości mierzonego przebiegu. Zerowanie liczników przeprowadza się dodatnim impulsem ZER.
15V
ZEROWANIE
-----OJL
WE O
ZAPIS
rOIT
9-i-
>ÓÓÓÓÓÓ D C B A G F
CYFRA 6
. . ó<_____
E D C B A G F CYFRA 2
)9(
E D C 8 A G F
CYFRA 1
Rys. 3 Schemat ideowy bloku licznika wraz z dekoderami
Jako dekodery kodu BCD zastosowano łatwo dostępne układy CD 4511 (US4-^US9), mogące sterować' pracą wyświetlaczy siedmiosegmentowych ze wspólną katodą, o maksymalnym prądzie 20 mA na jeden segment. Układy dekoderów wyposażone są dodatkowo w zatrzaski umożliwiające przechowanie zawartości liczników. Przepisanie stanu liczników do zatrzasków dokonuje się narastającym zboczem ujemnego impulsu ZAPIS doprowadzonego z układu sterowania. Rezystory
Rl-=-R42 ograniczają prąd segmentów wyświetlaczy do wartości ok. 10 mA.
Trzeci z bloków zawiera trzy podwójne wyświetlacze siedmiosegmentowe ze wspólną katodą. Do sterowania wyświetlaniem przecinka służą dwa multipleksery USl i US2. Przy pomiarze częstotliwości sygnał f o poziomie zera logicznego włącza multiplekser USl (nóżka 6). W tym czasie sygnał T ma poziom wysoki i układ US2 jest wyłączony (wszystkie jego wyjścia znajdują się w stanie wysokiej impedancji). W zależności od wybranego za-
Praktyczny elektronik 9/1993
kresu pomiarowego (sygnały A B C z bloku generatora) jedno z wejść multipleksera (nóżki 4, 2, 5, 1, 12, 15, 14, 13) połączone jest z wyjściem (nóżka 3). Powoduje
to zapalenie się przecinka na odpowiedniej pozycji. W trakcie pomiaru okresu sytuacja odwraca się układ USl zostaje wyłączony, a układ US2 włączony.
6 5 4 3 2
Bonn
_________|dp5 dp4 Tdp3
Dl R2
usi
CD4051
11 16
T
R1 1,2k
-O f
-O +15V
_OI_ ją<^^ o
CZERWONA ZIELONA J}7"!10^25* _L
Rys. 4 Schemat ideowy bloku wyświetlacza wraz z układem sterowania wyświetlaniem przecinka
r?
Rys. 5 Schemat płytki drukowanej generatora i rozmieszczenie elementów
14
Praktyczny elektronik 9/1993
Diody D5 i D6 sterowane sygnałami f i T informują użytkownika o wybranym rodzaju pracy: D5 -cżestościomierz, D6 - czasomierz. Dwukolorowe diody świecące D3 i D4 sterowane są kombinacją sygnałów f, T, C. Przekazują one informację czy wyświetlana na wyświetlaczu wartość podana jest w kHz - D4, czy też w MHz - D3, oraz dla pomiaru okresu ms - D3, s - D4. Kolor świecenia diod został tak dobrany, aby w przypadku pomiaru częstotliwości świeciła się dioda D5 - zielona oraz jedna z diod D3, D4 także w kolorze zielonym. Przy pomiarach czasu diody świecą się na czerwono.
Montaż i uruchomienie
Wszystkie moduły zmontowano na płytkach drukowanych jednostronnych. Na płytce generatora montuje się jedną ze zwor Zl-i-Z3 w zależności od zastosowanego rezonatora kwarcowego. Mikrowłączniki WŁ1 i WŁ2 umieszczone są na płytce wyświetlaczy, i tam
także doprowadzony do nich jest plus zasilania. Tak więc połączenie z tymi wyłącznikami wykonuje się tylko za pomocą dwóch przewodów.
Na płytce wyświetlaczy elementy zaznaczone gwiazdkami nie są ujęte w schematach ideowych, gdyż będą one umieszczone na schemacie bloku sterowania. Wartości tych elementów podano w wykazie elementów także zaznaczając je gwiazdkami. Na płytce wyświetlaczy trzeba także wykonać trzy połączenia przewodem izolowanym, dwa z nich zaznaczono na rysunku montażowym strzałkami. Trzecie połączenie występuje pomiędzy punktami oznaczonymi jako dpi. Kondensator elektrolityczny C2 montowany jest w pozycji leżącej.
Katody diod świecących zostały zaznaczone pogrubioną linią. W układie zastosowano prostokątne dwukolorowe diody świecące ze wspólną katodą D3 i D4. Katoda tych diod jest wyprowadzona po środku. Patrząc na płytkę wyświetlaczy od przodu anodę diody zielonej montuje się po prawej stronie, a anodę diody czerwonej po lewej.
ARTKELE 089

WE
ooo
ZER ZAPIS
451 j
Rys. 6 Schemat płytki drukowanej licznika i rozmieszczenie elementów
Na płytce wyświetlaczy zamontowano także mikrowłączniki HOŁD, f/T, RESET, których funkcje zostaną opisane razem z układem sterującym. Sposób wykonania fragmentu płyty czołowej z mikrowłączni-
kami i diodami został przedstawiony na rysunku 8. Do płytki klawisza wykonanej z kawałka plastiku lub laminatu epoksydowego przyklejono podkładkę dystansową z tworzywa lub laminatu.
Praktyczny elektronik 9/1993
15
|_ĄRTKELE 090
ŚO-O
WL1
WL2
:wft*ff
mmmmm�
Rys. 7 Schemat płytki drukowanej wyświetlacza i rozmieszczenie elementów
W klawiszach HOŁD i T/f wycięto prostokątne otwory na diody świecące o wymiarach nieco większych niż sama dioda np. 3x6 mm. Tak wykonane klawisze przyklejono do płytki drukowanej nad mikrowłączni-kami za pośrednictwem pasków mikrogumy lub twardej gąbki. Wysokość wszystkich detali należy dobrać w taki sposób, aby zewnętrzna powierzchnia klawisza zrównała się z płaszczyzną wyświetlacza, a pomiędzy podkładką dystansową, a mikrowłącznikiem został zachowany minimalny luz. Sprężystość mikrogumy pozwoli na wciśnięcie mikrowłącznika i powrót klawisza do pozycji spoczynkowej.
Schemat blokowy połączeń pomiędzy wszystkimi blokami zostanie przedstawiony w następnym numerze PE. Jednakże możliwe jest uruchomienie poszczególnych bloków oddzielnie. Uruchamianie rozpoczynamy od płytki generatora, podłączamy prowizorycznie dwa mikrowłączniki WŁ1 i WŁ2. Trymerem Cr regulujemy częstotliwość pracy mierząc przebieg na nóżce 2 US3. Częstotliwość w tym miejscu powinna wynosić dokładnie 2,000000 MHz. Jeżeli zakres regulacji trymerem jest zbyt mały można wlutować dodatkowy kondensator C2 o wartości kilkunastu pikofaradów. Regulację częstotliwości przeprowadzamy przy znamionowym napięciu za-
silania +15 V, ok. 10 min po włączeniu zasilania. Do tej czynności potrzebny jest odrębny częstościomierz.
Następnie wyjście ZEG łączymy z wejściem czę-stościomierza i mierzymy częstotliwość występującą na tym wyjściu. Po włączeniu zasilania powinna ona wynosić 1,0 MHz. Przyciskając mikrowłącznik WŁ1 częstotliwość powinna zmienić się na 100 kHz i dalej na 10 kHz, aż do 0,1 Hz. ponowne naciśnięcie WŁ1 zmienia częstotliwość z powrotem na 1 MHz. Mikrowłącznikiem WŁ2 możemy zmieniać częstotliwość w drugim kierunku tzn. z 10 kHz na 100 kHz itd.
Bloki licznika i wyświetlacza uruchamia się razem. Wyjścia dekoderów powinny zostać połączone z odpowiednimi wejściami wyświetlaczy zgodnie z oznaczeniami na rysunkach montażowych. Wyjścia ABC płytki generatora łączy się z odpowiednimi wejściami płytki wyświetlaczy. Wejścia T i f łączymy prowizorycznie z bistabilnym przełącznikiem typu ISOSTAT (do którego doprowadzamy także zasilanie i masę) w taki sposób, aby stany doprowadzone do obu wejść były przeciwne jeżeli T = 0 to f = 1, oraz T = 1 to f = 0. Wejście ZAPIS łączymy prowizorycznie z nóżką 11 US 4 (10 kHz) na płytce generatora, a wejście ZER z isostatem astabil-nym, który w stanie spoczynkowym podaje 0 logiczne,
16
Praktyczny elektronik 9/1993
a po naciśnięciu 1 logiczną. Wejście WE łączymy z wyjściem ZEG płytki generatora.
HOŁD
T/f
RESET
PODKŁADKA Z TWORZYWA \
GĄBKA LED MIKROWYLACZNIK
Rys. 8 Przykład wykonania klawiszy
Po włączeniu zasilania sprawdzamy czy zmiana pozycji ISOSTATU T/f powoduje zapalanie się na przemian diod T i f. Równocześnie jedna z diod D3 lub D4 powinna świecić się w takim samym kolorze jak jedna z diod T lub f. Naciskanie mikrowłączników WŁ1 i WŁ2 powinno zmieniać położenie świecącego się przecinka, a także zmieniać świecenie się diod D4 i D3, przy czym kolor świecenia diod powinien pozostać ten sam. Do kontroli prawidłowości wyświetlania wszystkich informacji można posłużyć się tabelą 1. Oznaczenie "X" odpowiada zapalonej diodzie, " " diodzie zgaszonej, Xcz" oznacza, że dioda świeci w kolorze czerwonym, "Xz" w kolorze zielonym. Oznaczenia "1" i "0" określają stany logiczne na poszczególnych wejściach.
Przez cały czas wskazania na polu odczytowym powinny zmieniać się o jeden w tempie jedna zmiana na sekundę na cyfrze 2. Wciśnięcie ISOSTATU zerowania powinno wywołać zapalenie samych zer na całym polu odczytowym.
Po tak przeprowadzonym uruchomieniu wszystkie połączenia, za wyjątkiem połączenia dekoderów z wy-
świetlaczem można zlikwidować i pozostaje tylko cierpliwie czekać na ukazanie się następnego numeru Praktycznego Elektronika, w którym zamieścimy dalszy opis częstościomierza.
Wykaz elementów - płytka generatora
USl - MCY 74013 (CD 4013)
US2 -MCY 74069 (CD 4069)
US3-^US6 - MCY 74518 (CD 4518)
US7 - MCY 74029 (CD 4029)
US8 - MCY 74051 (CD 4051)
Dl, D2 - BAVP 17-^-21 (1N4148)
Rl - 2,2 Mft/0,125 W
R2 - 1 kfi/0.125 W
R3, R4, R5 - 100 kfi/0,125 W
Cl - 56 pF typ KCPf
C2 - patrz opis w tekście
C3, C6-^C11 - 47 nF typ KFP
C4 - 10 nF typ KFP
C5 - 220 nF/100 V typ MKSE 018-02
C12-^C14 - 22 flF/16 V typ 04/U
C/j - KCD-7-3/10 pF/160 V lub inny
podobny (f> 7 mm
Ql - rezonator kwarcowy 4 MHz (2 MHz, 8 MHz
patrz opis w tekście)
WŁ1, WŁ2 - mikrowłączniki monostabilne (umieszczone
na płytce wyświetlaczy
płytka drukowana numer 088
Wykaz elementów - płytka liczników
US1H-US3 - MCY 74518 (CD 4518) US4-MJS9 - MCY 74511 (CD 4511) R1-^R42 -1,2 kfi/0,125 W C1-^C3 - 47 nF typ KCP
C4 - 22 flF/16 V typ 04/U
płytka drukowana numer 089
Tabela 1
c B A T f D3 D4 T f dpi dP2 dP3 dp4 dp5
0 0 0 0 1 Xcz - X - - - - X -
0 0 1 0 1 Xcz - X - - - X - -
0 1 0 0 1 Xcz - X - - X - - -
0 1 1 0 1 Xcz - X - X - - - -
1 0 0 0 1 - Xcz X - - - X - -
1 0 1 0 1 - Xcz X - - X - - -
1 1 0 0 1 - Xcz X - X - - - -
1 1 1 0 1 - Xcz X - - - - - -
0 0 0 1 0 Xz - - X X - - - -
0 0 1 1 0 Xz - - X - X - - -
0 1 0 1 0 Xz - - X - - X - -
0 1 1 1 0 Xz - - X - - - X -
1 0 0 1 0 - Xz - X - X - - -
1 0 1 1 0 - Xz - X - - X - -
1 1 0 1 0 - Xz - X - - - X -
1 1 1 0 1 - Xz - X - - - - -
Praktyczny elektronik 9/1993
17
Wykaz elementów - płytka wyświetlaczy
USl, US2 - MCY 74051 (CD 4051)
US3 - MCY 74069 (CD 4069)
Dl, D2 - BAVP 17-H21 (1N4148)
D3, D4 - dioda świecąca dwukolorowa (czerwono-zielona)
ze wspólną katodą prostokątna 2,5X5 D5 - dioda świecąca prostokątna 2,5X5, kolor
świecenia zielony D6. D2*. D3* - dioda świecąca prostokątna 2,5X5, kolor
świecenia czerwony Dl* - dioda świecąca prostokątna 2,5X5, kolor
świecenia żółty wyświetlacze - wyświetlacz podwójny ze wspólną katodą
(3 szt.) BD-C 512 RD - zielony,
BD-C 515 DR - czerwony Rl - 1,2 kO/0,125 W
R2-f-R5, R5*,
R6*, RIO* - 4,7 kO/0,125 W
Cl
C2
HOŁD, f/T,
RESET
- 47 nF typ KCP
- 10 //F/16 V typ 04/U
- mikrowłączniki monostabilne znajdują się na
schemacie bloku sterowania płytka drukowana numer 090
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: płytka numer 088 - 17.500 zł
płytka numer 089 - 18.500 zł
płytka numer 090 - 19.200 zł + koszty wysyłki.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
Radiotelefon na pasmo 27 MHz
Po roku 1989 dużą popularność w kraju zdobyły sobie radiotelefony CB pracujące w paśmie 27 MHz. Zakup fabrycznego urządzenia jest jednak kosztowny i nie każdy może sobie nań pozwolić. Postanowiliśmy więc zaprezentować konstrukcję amatorską, która jest bardzo prosta i nie wymaga wielkich kwalifikacji od amatora. Dodatkowym atutem tego rozwiązania są tylko dwie strojone cewki. Regulację urządzenia można przeprowadzić bez specjalistycznych przyrządów, wystarczy miernik napięcia stałego.
Opis układu
Na schemacie ideowym rys. 1 przedstawiono schemat radiotelefonu. Przełącznik rodzaju pracy ustawiony
jest w pozycji ODBIÓR. Odbiornik pracuje w układzie reakcyjnym Hartleya z tranzystorem w.cz. Tl. Odbiorniki reakcyjne należą do grupy bardzo prostych odbiorników detektorowych z dodatnim sprzężeniem zwrotnym. Dodatnie sprzężenie daje możliwość uzyskania większej czułości niż w układzie bez sprzężenia zwrotnego. Amplituda napięcia sprzężenia zwrotnego nie może być zbyt duża, aby układ nie wzbudzał się. Uproszczony schemat odbiornika z pominięciem obwodów polaryzacji przedstawiono na rysunku 2.
Obwód rezonansowy L2, Cl dostrojony jest do częstotliwości odbieranego sygnału. Odczep cewki L2 dla prądu zmiennego w.cz. jest zwarty do masy przez kondensator C5. Wyindukowane w dolnej części cewki L2 drgania wielkiej częstotliwości doprowadzone zostają do bazy tranzystora Tl Przez obwód C4, R4.
I T1 BF240
C^ge ��iy b^-,
O Oc NAD
9g: I<
1 2 WL1
GŁ1 82 0.5W
Uproszczony schemat odbiornika
Rys. 1 Schemat ideowy radiotelefonu 27 MHz
18
Praktyczny elektronik 9/1993
Wzmocniony sygnał w.cz. przepływa w obwodzie kolektorowym tranzystora przez górną część cewki L2. Na skutek tego część wzmocnionego przez tranzystor sygnału w.cz. przenika z powrotem do obwodu bazy. Przenikający z wyjścia tranzystora na jego wejście sygnał powoduje dalsze wzmocnienie sygnału w.cz. Sprzężenie jest dobrane w taki sposób, aby nie nastąpiło wzbudzenie się układu.
Oprócz tego tranzystor Tl pracuje w tym układzie jako detektor sygnału m.cz. Amplituda sygnału w.cz. narasta do takiej wartości, że dla ujemnych połówej sygnału tranzystor zostaje zatkany. Zatem przez tranzystor przepływają jednokierunkowe impulsy prądu w.cz. proporcjonalne do amplitudy sygnału m.cz. nałożonego na falę nośną. Impulsy te są wygładzane na kondensatorze C5 tworząc sygnał małej częstotliwości kierowany dalej do wzmacniacza.
Po wciśnięciu przełącznika rodzaju pracy układ z tranzystorem Tl zmienia się na generator Hartleya z częstotliwością stabilizowaną przy pomocy rezonatora kwarcowego Ql Modulację amplitudy uzyskuje się przez zmianę napięcia zasilania generatora. W czasie nadawania prąd zasilający generator płynie przez uzwojenie pierwotne (na schemacie ideowym uzwojenie po lewej stronie) transformatora głośnikowego Trl. Równocześnie uzwojenie to stanowi obciążenie tranzystora m.cz. T2. Napięcie na kolektorze tego tranzystora zmienia się w takt sterującego napięcia m.cz., co powoduje
zmianę napięcia zasilania generatora. Moc promieniowana przez nadajnik wynosi ok. 30 mW.
Tor m.cz. zbudowano na dwóch tranzystorach T2 i T3. Sygnał małej częstotliwości z wyjścia detektora przez styki 2e-2d przełącznika WŁ1 doprowadzony jest do potencjometru regulacji siły głosu Pl. Podlega on wzmocnieniu przez wzmacniacz tranzystorowy T2 i T3. Obciążeniem tranzystora T2 jest pierwotne uzwojenie miniaturowego transformatora głośnikowego Trl. Do uzwojenia wtórnego dołączony jest nisko-omowy głośnik. GŁ1. Transformator Trl pozwala dopasować stosunkowo dużą impedancję wyjściową tranzystora do małej impedancji głośnika. Kondensatory C12 i C13 służą do eliminacji przenikających sygnałów w.cz. W czasie nadawania sygnał pochodzący z głośnika GŁ1 pracującego teraz jako mikrofon przez styki 2b-2c przełącznika WŁ1 doprowadzony zostaje na bazę tranzystora T3. Po wzmocnieniu sygnał akustyczny moduluje napięcie zasilające generator.
Dodatkową funkcją radiotelefonu jest możliwość pracy na telegrafii. Zwarcie włącznika WŁ2 wprowadza dodatnie sprzężenie zwrotne do wzmacniacza m.cz. wywołując jego wzbudzenie na częstotliwości ok. 500-r2000 Hz. Napięcie sprzężenia pobierane jest z uzwojenia wtórnego transformatora Trl. Aby mogło nastąpić wzbudzenie układu istotne jest włączenie transformatora w odpowiedniej fazie. Początki uzwojeń zaznaczono na schemacie ideowym kropkami.
L2
oooooo
OO0OOO
Rys. 2 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
Montaż
i uruchomienie
Na płytce drukowanej radiotelefonu umieszczono wszystkie elementy za wyjątkiem anteny, głośnika i baterii. Montaż nie powinien sprawić żadnych trudności. Częstotliwość zastosowanego w układzie rezonatora kwarcowego określa kanał na którym będzie pracował radiotelefon, powinna się ona zawierać w przedziale 26,065-^28,305 MHz. Rezonatory o takich częstotliwościach pracy są ogólnie dostępne. Ważne jest, aby dwa radiotelefony które mają ze sobą współpracować wyposażone były w rezonatory kwarcowe o identycznych częstotliwościach pracy.
Praktyczny elektronik 9/1993
19
Cewkę LI nawija się jako powietrzną o średnicy 5 mm drutem DNE CuL 4> 0,4 mm, 31 zwojów obok siebie. Konstrukcja cewki L2 została przedstawiona na rys. 3, nawinięto ją na karkasie cewki 12x12 drutem DNE CuL 4> 0,2 mm, stosując rdzeń walcowy Ms4xO,8xlO lub Ms4xO,8x8. Nawijanie rozpoczyna się od uzwojenia wtórnego (po prawej stronie na schemacie ideowym) które posiada 12 zwojów, po pierwszych siedmiu zwojach wykonuje się odczep. Pierwsze siedem zwojów to górna (na schemacie ideowym) część uzwojenia. Uzwojenie wtórne nawinięto wyżej takim samym przewodem - 3 zwoje. Początek uzwojenia wtórnego nie jest istotny. Na cewkę L2 nie zakłada się metalowej osłony ekranującej. Dodatkowe informacje dotyczące nawijania cewek, oraz rdzeni walcowych można znaleźć w artykule pt. " Fonia do odbioru satelitarnych programów radiowych" PE 6/93
Rys. 3 Rdzenie transformatorów m.cz.: a) przykłady stosowanych
kształtek, b) rdzeń składany ze szczeliną, c) rdzeń składany bez szczeliny, d) konstrukcja cewki Ł2
Jako transformator Trl można wykorzystać miniaturowy transformator głośnikowy ze starego, przenośnego odbiornika radiowego (tranzystorowego). Parametry tego transformatora są mało krytyczne dla pracy układu. Można także wykonać go samodzielnie. Potrzebny do tego jest tylko rdzeń permalojowy. Kształty różnych rodzajów rdzeni podano na rysunku 3. Uzwojenie pierwotne nawija się na spodzie karkasu drutem DNE CuL 0,1 mm -450 zwojów, wtórne (głośnikowe) drutem DNE CuL 0,3 mm - 120 zwojów.
Po zmontowaniu dwóch radiotelefonów można rozpocząć uruchamianie. Po włączeniu zasilania i naciśnięciu przycisku telegrafi z głośnika powinno się usłyszeć sygnał. Jeżeli nic się nie będzie działo warto wtedy sprawdzić czy transformator Trl ma właściwie podłączone wyprowadzenia. Najlepiej w takim przypadku zamienić końce uzwojenia głośnikowego.
Do zestrojenia nadajnika potrzebny jest woltomierz napięcia stałego i sonda w.cz., którą można wykonać we własnym zakresie zgodnie ze schematem na rys. 4. Jako diody można zastosować dowolne ostrzowe diody germanowe.
Wejście sondy dołączamy do anteny. Przy wciśniętym przełączniku WŁ1 regulując cewką L2 ustawiamy maksimum wskazań woltomierza. Następnie do wejścia sondy przylutowujemy przewód o długości ok. 0,75 m i umieszczamy go w odległości ok. 2-i-3 m od radiotelefonu. W pozycji nadawanie regulujemy dopasowanie do anteny rozciągając lub ściskając cewkę LI, tak aby uzyskać maksimum wskazań woltomierza. Po tej czynności cewkę LI można zalać parafiną. Pozostaje teraz tylko sprawdzić czy oba radiotelefony słyszą się wzajemnie.
2*AAP155 Rwe i 1OMS2
Rys. 4 Schemat ideowy sondy w.cz.
Przy mocy promieniowanej ok. 30 mW radiotelefon zapewnia łączność na odległość ok. 500 m w terenie odkrytym. Można spróbować zwiększyć moc wyjściową zwierając rezystor Rl. Drugim krokiem jest zwiększenie mocy generatora. W tym celu rezystor R2 należy zmniejszyć do wartości ok. 100 Q, zwiększając równocześnie wartość rezystora R5, wymaga to jednak poeksperymentowania.
Na rysunku 5 pokazano rozmieszczenie elementów składowych radiotelefonu.
GŁOŚNIK
ANTENA
Rys. 5 Przykład konstrukcji obudowy radiotelefonu
20
Praktyczny elektronik 9/1993
Wykaz elementów
Tl - BF 240
T2, T3 - BC 238 B lub dowolny npn h2i > 250
Ql - rezonator kwarcowy - patrz opis w
tekście
Rl -10fi/0,125W
R2 - 510 f2/O,125 W
R3, R6 - 6,8 kfi/0,125 W
R4 -68 n/0,125 W
RS - 22 kfi/0,125 W
R7 - 150 fł/0,125 W
R8 - 2,2 kfż/0,125 W
R9 - 1 kft/0,125 W
RIO - 68 kft/0,125 W
Rll - 5,6 kfi/0,125 W
Rl.2 - 220 kft/0,125 W
R13 - 2,7 kf2/O,125 W
R14 - 100 fi/0,125 W
Pl - 100 kfi-B z wyłącznikiem
Cl - 27 pF typ KCP C2, C5, C12,
C13, C16 - 10 nF typ KFP
C3, C6, C7 - 30 pF typ KCP
C4 - 1 nF typ KFP
CS - 100 /jF/10 V typ 04/U
C9 - 470 nF/100 V typ MKSE 018-02
ClO - 4,7 nF typ KFP
Cli - 47 nF typ KFP
C14 - 10 pF/10 V typ 04/U
C15 - 47 ^F/10 V typ 04/U
LI - cewka powietrzna 31 zwojów 5 mm
drutem DNE CuL (/> 0,4 mm
L2 - cewka typu 12X12 na rdzeniu
Ms4X 0,8X10, lub Ms4x 0,8X8 wykonanym z ferrytu U31, uzwojenie pierwotne 3 zwoje, wtórne 5 + 7 zwojów drutem DNE CuL Trl - transformator miniaturowy El 20X6 nim
ze szczeliną powietrzną uzwojenie pierwotne 450 zwojów drutem DNE CuL 0,1 mm, wtórne 120 zwojów drutem DNE CuL 0,3 mm (lub dowolny miniaturowy transformator głośnikowy ze starego tranzystorowego odbiornika radiowego) patrz opis w tekście
WŁ1 - przełącznik typu ISOSTAT monostabilny
WŁ2 - mikrowłącznik
WŁ3 - włącznik sprzężony z potencjometrem Pl
GŁ1 - głośnik miniaturowy 8 f) 0,5 W typ
dowolny
ANTENA antena teleskopowa o długości ok. 0,75 m
płytka drukowana numer 095
Płytka drukowana wysyłana jest za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 10.600 zł + koszty wysyłki
O Andrzej Rogalski
Zmiana częstotliwości wyświetlania wskazań przez miliwoltomierz C 520D
Układ miliwoltomierza C 520D jest tani i bardzo wygodny w stosowaniu. Jednakże układ ten obarczony jest pewnym bardzo uciążliwym mankamentem. Jest nim duża częstotliwość pomiarów wahająca się od 2 do 168 na sekundę. Powoduje to "nerwowe" migotznie wyświetlacza i często uniemożliwia prawidłowy odczyt ostatniej cyfry. W redakcyjnej pracowni stosujemy taki woltomierz do pomiaru napięć i prądów wyjściowych zasilaczy stabilizowanych. Po "męczarniach" z woltomierzem powstał pomysł rozwiązania problemu migotania, którym to rozwiązaniem dzielimy się z naszymi czytelnikami.
Układ C 520D posiada możliwość regulacji szybkości pomiaru w zależności od napięcia doprowadzonego do nóżki 6. Dla napięć z przedziału 0+0,4 V pomiar jest normalny tzn. 2+7 przetworzeń na sekundę, dla napięcia 3,2-^5,5 V pomiar szybki - 48+168 przetworzeń na sekundę, dla napięcia 0,8-rl,6 V następuje pamiętanie wyniku.
Nawet dwa przetworzenia na sekundę to stanowczo zbyt dużo. Dobre woltomierze wyświetlają wyniki z częstotliwością ok. 0,2 Hz, czyli jeden wynik na dwie se-
kundy. Rozwiązanie tego problemu jest możliwe dzięki funkcji pamiętania wyniku. Rezystor 10 kfi zapewnia odpowiedni poziom napięcia na wejściu układu C 520D, a generator ULY 7855 w odstępach co dwie sekundy polaryzuje wejście (nóżka 6) napięciem zasilania włączając pomiar szybki i zmianę wskazań. Układ wyposażono w potencjometr umożliwiający w szerokim zakresie zmianę częstotliwości generowanego przebiegu, a zarazem zmianę szybkości wskazań.
O
C520D
Rys. 1 Schemat układu wyzwalania pomiaru
Praktyczny elektronik 9/1993
21
W układzie generatora zastosowano diodę pozwalającą na generację krótkich impulsów wyjścio-* wych. W typowym układzie aplikacyjnym ULY 7855 czas trwania stanu wysokiego na wyjściu układu wynosi T^| = O,693(R1 + R2)C1, a stanu niskiego T|_ = 0,693R2Cl tak więc wypełnienie pizebiegu może zawierać się w granicach 50-r 100% Zastosowanie diody pozwala na szybkie ładowanie się kondensatora Cl przez rezystor Rl o małej wartości i przewodząca, diodę Dl - krótka dodatnia szpilka na wyjściu układu Roz-
ładowywanie kondensatora przbiega natomiast powoli przez rezystor R2 (dioda Dl jest wówczas zablokowana)
Niektóre egzemplarze układu C 520D mogą wymagać dobrania wartości rezystora R3. Najlepiej przeprowadzić to przed zmontowaniem generatora. Wartość rezystora R3 jest odpowiednia jeżeli miernik nie zmienia wskazań, podczas zmiany napięcia mierzonego.
. O Redakcia
Mówiący układ scalony ISD
Na początku roku prezentowaliśmy tia łamach Praktycznego Elektronika urządzenia do zapisu sygnałów fonicznych w pamięci półprzewodnikowej. Temat ten okazał się na tyle ciekawy, że wracamy do niego jeszcze raz, a to za sprawą nowego, amerykańskiego układu scalonego. Umożliwia on zapisywanie informacji analogowej w zawartej wewnątrz nieulotnej pamięci. Układ !SD 1G20A jest nowością na krajowym rynku podzespołów elektronicznych, dlatego też postanowiliśmy wprowadzić jego sprzedaż wysyłkową, ale o tym na końcu artykułu. O możliwościach układu ISD 1020A świadczy fakt, że do odtwarzania informacji wystarczy tylko jeden element dodatkowy - głośnik.
Dziedzina cyfrowego zapisu informacji rozwija się bardzo dynamicznie. Niewątpliwe zasługi na tym po!u oddał system cyfrowego zapisu płyt kompaktowych. Laboratoria badawcze wszystkich większych firm produkujących układy scalone, oraz całe zespoły matematyków pracują nad zagadnieniami przetwarzania informacji analogowych na cyfrowe Przewiduje się, że obroty na rynku układów "mówiących" osiągną wartość 500 milionów dolarów w roku 1995 (dla porównania 100 min w 1991 r.) i będą szybko wzrastać. Dlatego też wyścig technologiczny trwa i nabiera coraz większego tempa.
Podstawowym problemem przy cyfrowym zapisie sygnałów jest zminimalizowanie wielkości pamięci cyfrowej koniecznej do zapamiętania okreśionej porcji informacji. Warunkiem kolidującym z pojemnością pamięci jest jakość przechowywanej informacji. Dlatego też powstało wiele różnych metod przetwarzania sygnałów analogowych na cyfrowe. Wszystkie te metody łączy jednak wspólna cecha, którą jest zapis informacji w postaci czysto cyfrowej.
Producent rodziny układów ISD 1000A zastosował inny, niż powszechnie stosowany, system przechowywania informacji. Polega on na bezpośrednim przechowywaniu próbek analogowych zawierających informacje c poziomie napięcia w pamięci nieuiotnej typu EEPROM. Dzięki takiemu rozwiązaniu obszar zawierający 128k ko-
mórek analogowej pamięci odpowiada pojemności IM bitu pamięci cyfrowej. Niestety bliższych informacji na ten temat producent nie podaje. Stanowią one zapewne tajemnicę firmy, gdyż wyścig technologiczny trwa.
W skład rodziny (SD 1000A wchodzą trzy układy różniące się czasem przechowywanych informacji. Czasy te wynoszą 12, 16, 20-sekund, a zaznaczone to jest przez dwie ostatnie iiczby w symboiu układu np ISD 1020A - czas 20 s W tym roku firma ISD wprowadziła na rynek następna rodzinę układów ISD 2500 w skład której wchodzą układy o czasach przechowywania 45, 60, 75 i 90 sekund.
Układy IDS 1000A posiadają wszystkie wymagane podstawowe funkcje nierbędne dla zapisu i odczytu informacji. Schemat blokowy wnętrza układu zamieszczono na rys. 1. Układ przedwzmacniacza mikrofonowego wyposażono w automatyczną regulację wzmocnienia pozwalającą na zapis sygnałów o dużych jak i małych poziomach głośności. Elementy decydujące o wartości stałej czasowej ARW wyprowadzono na zewnątrz układu. Ze wzmacniacza mikrofonowego przez zewnętrzny kondensator sygnał doprowadzony jest do drugiego stopnia wzmacniającego. Rozwiązanie takie pozwala na współpracę układu z źródłami o większym poziomie napięć, dołączonymi bezpośrednio do nóżki 20 przez kondensator 0,22 fif.
Dalej sygnał kierowany jest do filtru dolnoprzepu-stowego nazywanego też filtrem antyaliasingowym piątego rzędu o charakterystyce Czebyszewa Po odfiltro-waniu wyższych harmonicznych sygnał zapisywany jest w pamięci typu CMOS EEPROM (elektrycznie kasowalny PROM) Pamięć ta składa się ze 128 tys. komórek podzielonych na bloki po 8 tys. komórek. Częstotliwość zegara taktującego jest ustawiana fabrycznie, co powoduje, że przy tej samej pojemności pamięci różne układy mają inne czasy odtwarzania informacji. Pamięć posiada możliwość zewnętrznego adresowania dając tym samym możliwość utworzenia na przykład biblioteki słów, które w czasie odczytu będą składane w całe zdania. Zapis i odczyt z pamięci prowadzony jest za pośrednictwem układów nadawczo odbiorczych (transceiver).
22
Praktyczny elektronik 9/1993
ANA IN
ZEGAR
ARW
FILTR DOLNOPRZEPUSTOWY

UKŁADY
ZAPISU 1
ODCZYTU
. PAMIEC
ANALOGOWA
128K
a
FILTR WYGŁADZAJĄCY
SUMATOR
WZM.
15
ZASILANIE
BUFORY ADRESÓW
UKŁAD STEROWANIA
Il6 113 |l2 ba li J2 |3 U |5 Is |9 liO |26 |24 |27 |23 J25
0000 00000000 o o o o _g_
SP-*
-O
SP--O
O
VCCA VSSA VSSO VCCO
+5V +5V
A, A2
XCLK PD P/R CE EOM AUX IN
Rys. 1 Schemat blokowy rodziny układów ISD 10O0A
W czasie odczytu próbki sygnału pobrane z pamięci przechodzą przez filtr wygładzający i multiplekser analogowy do wzmacniacza końcowego, który może bezpośrednio wysterować głośnik o impedancji 16 Cl. Moc wyjściowa wewnętrznego wzmacniacza wynosi 50 mW. Multiplekser pozwala na wprowadzenie w tor zewnętrznego sygnału w czasie kiedy nie jest odtwarzana informacja z pamięci. Pracę całego układu kontroluje układ sterowania.
Teraz przedstawimy kilka uwag praktycznych których przestrzeganie pozwoli uniknąć uszkodzenia układu scalonego. Po pierwsze układy ISD 1000A są wykonane w technologii CMOS i dlatego też należy się z nimi obchodzić ostrożnie (patrz arytkuł pt. "Cyfrowe układy scalone CMOS - praktyka i teoria cz.l" PE 9/93). Drugą istotną uwagą jest konieczność łączenia nóżki 26 układu z masą we wszystkich rozwiązaniach układowych. Ostatnia uwaga dotyczy impedancji głośnika. Powinna ona wynosić 16 Cl, mniejsza wartość może doprowadzić do zbytniego przegrzania struktury półprzewodnika i w konsekwencji do uszkodzenia układu. Stosując głośnik 8 Cl prostym wyjściem z sytuacji jest dodanie szeregowego rezystora o wartości
8,2-^10 ci.
Podstawowe parametry układów podano poniżej. Parametry stałoprądowe (Vcc = 5,0 V, Tam|j = 25 V)
- napięcie zasilania Vcc
- prąd zasilania \cc n czasie pracy bez podłączonego głośnika
- prąd zasilania \cc ** czasie czuwania
- impedancja głośnika zewnętrznego
- rezystancja wejściowa przedwzm. mikr. nóżki 17 i 18
- rezystancja wejściowa AUX nóżka 11
-0,3-7-7 V typ. 5 V
25 mA max. 10 /lA max. 16 Cl min.
10 kO lOkfi
- rezystancja wejściowa ANA IN nóżka 20
- wzmocnienie przed wzmacniacza:
napięcie ARW = 0 V napięcie ARW = 2,5 V
- wzmocnienie AUX IN/SP
- wzmocnienie ANA IN/SP
Parametry zmiennoprądowe
- czas zapisu:
ISD 1012A ISD 1016A ISD 1020A
- częstotliwość próbkowania:
ISD 1012A ISD 1016A ISD 1020A
- górna częstotliwość graniczna:
ISD 1012A ISD 1016A ISD 1020A
- współczynnik zniekształceń nieliniowych dla f = 1 kHz:
ISD 1012A ISD 1016A ISD 1020A
- moc wyjściowa dla głośnika 16 Cl
- maksymalne napięcie wejściowe:
MIC IN ANA IN
10 kO
24 dB -45 dB 0 dB 22 dB
12 s 16 s 20 s
10,6 kHz 8 kHz
6.4 kHz
4.5 kHz 3,4 kHz 2,7 kHz
2% 1% 1% 50 mW
20 mV 50 mV
Sterowanie pracą układu odbywa się przy pomocy wejść PD, CE, P/R. Wejścia A04-A7 określają adres, od którego rozpocznie się nagrywanie lub odtwarzanie informacji. Wyjście EOM przekazuje informacje o przepełnieniu pamięci.
Praktyczny elektronik 9/1993
23
Rys. 2 Schemat ideowy podstawowego układu do zapisu i odczytu
Opis układu
Do wejścia MIC podłączony jest mikrofon elektre-towy Ml, zasilany przez rezystory R4 i R5. Kondensator C7 tworzy filtr dolnoprzepustowy eliminujący zakłócenia przenikające przez zasilanie. Kondensator Cl sprzęga wyjście przedwzmacniacza z dalszymi stopniami układu IDS. Elementy R7 i C8 decydują o stałej czasowej układu ARW (wartości tych elementów są zalecane przez producenta). Na wyjściu układu umieszczono głośnik 8 Q szeregowo połączony z rezystorem.
Jeżeli moc wyjściowa układu USl okaże się zbyt mała zamiast głośnika można włączyć dodatkowy wzmacniacz mocy US2. Potencjometr montażowy Pl przeznaczony jest do regulacji głośności.
Układ zbudowany na tranzystorach T1-HT3 sygnalizuje krótkotrwałym zapaleniem diody świecącej D2 koniec odtwarzania informacji, lub zakończenia nagrywania. Stan przepełnienia pamięci (tylko podczas nagrywania) sygnalizowany jest ciągłym świeceniem się diody.
Sterowanie układem umożliwiają mikrowłączniki WŁl-=-WŁ3. Dioda Dl świeci się przez cały czas w trakcie nagrywania. W normalnym trybie pracy wszystkie wejścia adresowe są zwarte do masy.
Jak już wcześniej podano informacje są przechowywane w pamięci także po zaniku napięcia zasilania. Liczba cykli zapisu jest praktycznie nieograniczona i wynosi ok. 106.
Na rysunku 3 przedstawiono schemat połączeń układu wykorzystywanego tylko do odtwarzania wpisanych wcześniej informacji. Każdorazowe włączenie napięcia zasilającego spowoduje jednorazowe odtworzenie informacji i zakończenie cyklu.
Montaż i uruchomienie
Płytka drukowana pozwala na zmontowanie układu w wersji przedstawionej na schemacie ideowym (rys. 2). W takim przypadku należy zamontować wszystkie zwory łączące wejścia adresowe A0-^A7 do masy (razem 8 sztuk). Można też wykonać połączenie kroplą cyny od strony druku. Korzystając z płytki można dokonać nagrania informacji do układu scalonego, który po wyjęciu z podstawki może być wykorzystywany tylko do odczytu w układzie przedstawionym na rys. 3.
Układ ten jest na tyle prosty, że nie wymaga płytki drukowanej.
Chcąc uprościć układ można z powodzeniem zrezygnować z dodatkowego wzmacniacza US2 i podłączyć głośnik bezpośrednio do wyjścia USl. Stosując dodatkowy wzmacniacz wskazane jest skręcenie potencjometru Pl na minimum w czasie nagrywania.
10
24
ISD 1020A
SP-
CE ___ PD
EOM TEST
AGC
28
_^ VCC
-cro-o
Wtl (+5V)
8-5-16C
R'8fi
19
Rys. 3 Schemat układu tylko do odczytu
Większość obecnie produkowanych mikrofonów elektretowych posiada dwa wyprowadzenia: masę i zasilanie połączone z wyjściem sygnału akustycznego. Starsze wersje takich mikrofonów stosowane np. w radiomagnetofonach Kasprzaka posiadały trzy wyprowadzenia, zasilanie i wyjście były od siebie odseparowane.
24
Praktyczny elektronik 9/1993
Rys. 4 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
Z tego też względu na płytce drukowanej umieszczono zworę Z*, którą montuje się tylko w przypadku stosowania mikrofonu z dwoma końcówkami.
Kondensator blokujący zasilanie części analogowej C15 jest przylutowany bezpośrednio do końcówek układu scalonego US1 od strony druku. Prawidłowo zmontowany układ nie wymaga uruchamiania.
Możliwości sterowania układu są tak duże, że opisanie ich wszystkich zajęłoby objętość całego numeru Praktycznego Elektronika. Dlatego też omówimy tylko najważniejsze z nich.
W pozycji wyjściowej (wszystkie wyłączniki rozwarte) układ gotowy jest do pracy. W tym czasie wejście AUX jest połączone bezpośrednio ze wzmacniaczem wyjściowym (w opisywanym układzie wejście to nie jest wykorzystywane). Naciśnięcie WŁ3 spowoduje, że opadające zbocze sygnału na wejściu CE wyzwoli odtwarzanie nagranej wcześniej informacji. Równocześnie każdorazowe włączenie WŁl powoduje przepisanie zawartości wejść A0-^A7 i wejścia P/R do buforów wejściowych. Po rozpoczęciu odtwarzania przycisk może zostać zwolniony, informacja zostanie odtworzona aż do samego końca, a dokładniej mówiąc aż do znacznika końca informacji zawartej w pamięci. Koniec informacji jest sygnalizowany trwającym kilkanaście milisekund ujemnym impulsem wystawionym na wyjście EOM (nóżka 25). Odtwarzanie można zatrzymać w dowolnej chwili przyciskiem WŁ2.
Włącznik WŁl służy do wyboru trybu pracy: zapis-odczyt. Wciśnięcie WŁl, a następnie WŁ3 spowoduje start nagrywania. Nagrywanie trwa tak długo jak wciśnięty jest przycisk WŁ3. W trakcie nagrywania przycisk WŁl może zostać zwolniony, gdyż stan na wejściu P/R został wpisany do bufora. Z kolei zwolnienie przycisku WŁ3 kończy nagrywanie i powoduje automatyczne zapisanie do pamięci znacznika końca nagrania. Jeżeli nagranie będzie zbyt długie (tzn. przekroczy czas
zapisu układu scalonego) wyjście EOM zmieni swój stan z wysokiego na niski, układ zostanie zablokowany. W takim przypadku konieczne jest krótkotrwałe wciśnięcie przycisku WŁ2, co spowoduje "odblokowanie" układu.
Na tym jeszcze nie koniec. Wejścia adresowe A0-T-A7 dają możliwość wybrania określonego obszaru pamięci. Możliwe jest zaadresowanie do 160 odrębnych obszarów. Tak więc można zapisać kilka różnych informacji i następnie odtworzyć je w dowolnej kolejności. Przed nagrywaniem lub odtwarzaniem fragmentu pamięci do wejść A0-^A7 doprowadza się odpowiedni adres np. z przełącznika kodowego. Wciśnięcie przycisku WŁ3 spowoduje odtworzenie (nagranie) informacji której początek umieszczony jest w pamięci pod zadanym adresem. W tabeli 1 podano przykładowe wartości adresów i odpowiadające im czasy startu nagrania przyjmując jako początek pamięci czas 0 sekund.
Tabela 1
Adres start informacji
w sekundach
A7 A6 A5 A4 A3-^A0 1012 1016 1020
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 1,2 1,6 2
0 0 1 0 0 2,4 3,2 4
0 0 1 1 0 3,6 4,8 6
0 1 0 0 0 4,8 6,4 8
0 1 0 1 0 6,0 8,0 10
0 1 1 0 0 7,2 9,6 12
0 1 1 1 0 8,4 11,2 14
1 0 0 0 0 9,6 12,8 16
1 0 0 1 0 10,8 14,4 18
UWAGA 1
Wejścia A0-^A7 służą tylko do adresowania pamięci i nie można odczytać z nich żadnych informacji.
Praktyczny elektronik 9/1993
25
UWAGA 2
Przekroczenie adresów powyżej 160 (10100000 dwójkowo) spowoduje wyświetlenie przepełnienia.
Jakość dźwięku odtwarzanego przez układ jest zdecydowanie lepsza niż w przypadku innych rozwiązań tego typu (np. UM5100) Dźwięk można porównać do jakości bardzo dobrego sygnału telefonicznego.
Wymienione wcześniej układy scalone serii ISD 2500 zasadniczo nie różnią się wyprowadzeniami od układów ISD 1000A. Mogą one być montowane na opisanej płytce drukowanej. W związku z dłuższymi czasami rejestracji powiększono w nich liczbę wejść adresowych do dziesięciu. Tak więc w przypadku stosowania układów serii 2500 dodatkowo należy zewrzeć nóżki 7 i 8 z masą Pozostałe elementy zostają bez zmian.
W następnych numerach Praktycznego Elektronika opiszemy współpracę modułu z barierą optoelektroniczną, alarmem samochodowym i innymi układami.
Wykaz elementów
USl - ISD 1O12A, ISD 1016A, ISD 1020A
(ISD 2545, ISD 2560, ISD 2575, ISD 2590 -patrz opis w tekście)
US2 - LM 386
Dl. D2 - dioda elektroluminescencyjna typ dowolny
D3 - BAVP 12-^21 (1N4148)
T1-4-T3 - BC 238B lub dowolny npn h2i >250
Rl, RIO - 1 kfi/0,125 W
R2, R3 - 15 kfi/0,125 W
R4 - 10 kfi/0,125 W
R5 -2kLtyO,125W
R6, R14 -10 fi/0,125 W
R7 - 470 kfi/0,125 W
R8 - 22 kfi/0,125 W
R9, Rll - 47 kft/0,125 W
R12 - 100 kft/0,125 W
R13 - 4,7 kf2/0.125 W
Pl - 10 kfi typ TVP 1232 "stojący"
Cl - 1 /lF/63 V typ 04/U
C2, C3 - 100 nF/100 V typ MKSE 018-02
C4, C7 - 22 //F/10 V typ 04/U
C5, C6 - 220 nF/100 V typ MKSE 018-02
C8. C9, C10 - 4,7 flf/AO V typ 04/U
Cli, C12 - 10 ^F/10 V typ 04/U
C13 - 220 J�F/1O V typ 04/U
C14, C15 - 47 nF typ KFP
Ml - mikrofon elektretowy typ dowolny
GŁ1 - 8 fi/0,5 W miniaturowy typ dowolny
WŁ1-^WŁ2 - mikrowłącznik
płytka drukowana numer 096
Płytka drukowana wysyłana jest za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 11.000 zł + koszty wysyłki
Prowadzimy także wysyłkową sprzedaż układów
scalonych ISD 1016A, oraz ISD 1020A.
Cena: ISD 1016A - 275 tys. zł
ISD 1020A - 275 tys. zł + koszty wysyłki
O mgr inż. Dariusz Cichoński
Pozytywka
Różnego rodzaju pozytywki cieszą się dużą popularnością wśród Czytelników. Przykładem może być zegar z pozytywką opublikowany w Praktycznym Elektroniku 5/92. Pozytywki wykorzystywane są w zabawkach, grach, dzwonkach, urządzeniach sygnalizujących itp. Artykuł zawiera opis pozytywki, która może pracować z innym urządzeniem lub samodzielnie. Niskie napięcie zasilania pozwala na pracę układu z baterii.
Już drugi dzień Szef siedzi z lutownicą w ręku i cały czas coś mówi do mikrofonu, potem wsłuchuje się z uwagą w nagrane słowa. W końcu udało mi się zobaczyć co to za urządzenie - "mówiący dzwonek" w jednej kości. Pomyślałem więc, że skoro Szef robi coś z akustyki, to ja także spróbuję swoich sił w tym temacie. Postanowiłem zrobić pozytywkę. Trochę to mało ambitne, ale wiele osób dopytuje się o takie urządzenia. Na warsztat wziąłem popularny układ scalony UM 34811A, który ma zapisane na stałe aż szesnaście melodii. Ponadto produkowane są inne wersje tego układu różniące się tylko liczbą melodii. Zestawienie podaję poniżej.
UM3481A UM3482A UM3483A UM3484A
8 melodii 12 melodii 10 melodii 2 melodie
UM34810A UM34811A UM34814A
UM34-811A
C2 4.7
WL3 i
16 melodii 16 melodii 6 melodii
-O+3V
Rys. 1 Schemat ideowy pozytywki
26
Praktyczny elektronik 9/1993
Rys. 2 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
Opis układu
Układy serii UM 384XXA zawierają wewnątrz pamięć ROM, generator wzorcowy, generator tonów i rytmów, modulator pozwalający kształtować obwiednię sygnału, oraz jednostkę sterującą. Napięcie zasilania układu zawiera się w granicach 1,354-3 V.
Tranzystory Tl i T2 tworzą prosty układ wzmacniacza pozwalający na bezpośrednie dołączenie miniaturowego głośnika o impedancji 8 fi. Potencjometr Pl pozwala na regulację głośności dźwięku. Przełączniki WŁ14-WŁ2 umożliwiają różne tryby pracy przez zmianę stanów logicznych na wejściach programujących SL, CE, LP, AS. Wciśnięciu przełącznika odpowiada stan jedynki logicznej, a zwolnieniu stan zera logicznego. Poniżej podano funkcje realizowane przez poszczególne przełączniki.
WŁ1 - start odtwarzania dla WŁ2 = 0 wyzwalanie poziomem,
dla WŁ2 = 1 wyzwalanie zboczem WŁ2 - "0" odtwarzanie zaczyna się od pierwszej melodii
" 1" odtwarzanie zaczyna się od następnej melodii WŁ3-"0" odtwarzanie wszystkich melodii
"1" odtwarzanie jednej melodii WŁ4-"0" po odtworzeniu jednej melodii lub całej sekwencji
koniec odtwarzania " 1" powtarzanie jednej melodii lub całej sekwencji melodii
Montaż i uruchomienie
Prawidłowo zmontowany układ nie wymaga uruchamiania. Tranzystory Tl i T2 mogą być zamienione na inny typ, o mniejszej mocy i mniejszym prądzie kolektora np. Tl - BC 308B, T2 - BC 238B W takim przypadku nie wolno ustawiać wzmocnienia powyżej połowy drogi ślizgacza potencjometru, gdyż grozi to uszkodzeniem tranzystorów.
Dobierając wartości niektórych elementów osiąga się bardzo ciekawe efekty brzmienia melodii. Zmieniając kondensator C3 reguluje się szybkość odtwarzania, wzrasta ona wraz ze zmniejszaniem jego pojemności. Zalecany przedział wartości tego kondensatora 204-50 pF.
Elementy Rl i Cl pracują w układzie wewnętrznego modulatora kształtowania obwiedni sygnału.
Zmieniając kształt obwiedni osiąga się różne czasy wy-brzmiewania imitując w ten sposób różne instrumenty. Zakres wartości elementów
Rl- 5,14-220 kfi,
Cl-0,14-22 ^F. Przy mniejszych wartościach tych elementów dźwięki są bardziej ostre, urywane, przy większych wartościach płynne i przenikające się.
Pozytywka może też być zmontowana bez przełączników WŁ14-WŁ2. W takim przypadku na wejścia programujące trzeba doprowadzić odpowiednie stany w zależności od programu jaki ma być realizowany.
Wykaz elementów
USl - UM 34811A lub inny
z tej rodziny patrz
opis w tekście
Tl - BC 327-16, BC 328-16
patrz opis w tekście
T2 - BC 337-16, BC 328-16
patrz opis w tekście
Rl - 180 kfi/0,125 W
R2 - 15 kf2/O,125 W
R3 - 100 kfi/0,125 W
R4 - 56 kfł/0,125 W
R5, R6 - 330 kf2/O,125 W
Pl - 100 kfi
typ TVP 1232 "stojący"
Cl, C2 - 4,7 JiF/16 V typ 04/U
C3 - 33 pF typ KCP
C4, C5 - 22 nF/250 V
typ MKSE 018-02
C6 - 100 nF/100 V
, typ MKSE 018-02
C7 - 100 //F/10V typ 04/U
GŁ1 -80 miniaturowy
typ dowolny
WŁ14-WŁ4 - przełącznik bistabilny
typu ISOSTAT
płytka drukowana numer 097
Płytka wysyłana jest za zaliczeniem pocztowym. Cena: 6.000 zł + koszt wysyłki
O mgr inż. Maciej Bartkowiak
Praktyczny elektronik 9/1993
27
LWiek: 9. Jak oceniasz opisy układów?
? do 15 lat ? zbyt rozległe
D 15-20 lat ? wyczerpujące
? 20 - 30 lat ? zbyt pobieżne
? 30 - 40 lat ? zbyteczne
? powyżej 40 lat
10. Jak oceniasz opisy montażulO
2. Miejsce zamieszkania i uruchomienia ?
? wieś ? zbyt rozlege
? miasto do 10 tys. mieszkańców ? wyczerpujące
miasto do 50 tys. mieszkańców ? zbyt pobieżne
? miasto do 100 tys. mieszkańców ? zbyteczne
? miasto powyżej 100 tys. mieszkańców
11. Ile urządzeń opisanych w PE
3.Częstotliwość czytania PE zmontowałeś ? (podaj liczbę)
? czytuję regularnie
? czytuję sporadycznie
? prenumeruję
12. Czy miałeś problemy
4. Kupno PE z uruchomieniem ?
D nie mam problemówz zakupem D tak, nie udało mi się uruchomić
D mam trudności z zakupem ? tak, ale uruchomiłem
a zamawiam u sprzedawcy w kiosku ? nie
5. Co sądzisz o cenie PE ? 13. Co zmieniłbyś w PE ?
? wysoka ? szatę graficzną
a średnia ? okładkę na kolorową
a niska ? objętość (na większą)
? objętość (na mniejszą)
6. Jakie środki finansowe jesteś ? inne (podaj zakres zmian)
w stanie przeznaczyć na
elektronikę wciągu miesiąca ?
a poniżej 20 tys. zł 14. Jaka tematyka interesuje
? a od 20 do 50 tys. zł od 50 do 100 tys. zł cię najbardziej ?
? od 100 do 200 tys. zł ? elektroakustyka
a powyżej 200 tys. zł ? miernictwo
? technika cyfrowa
7. Jak oceniasz artykuły z cyklu: ? elektronika samochodowa
praktyka i teoria ? ? technika RTV
a bardzo dobre ? urządzenia zasilające
? dobre ? elektronika domowa
a dostateczne ? podzespoły elektroniczne
? niedostateczne ? inna (podaj jaka)
8. Jaką ogólną ocenę wystawisz Praktycznemu Elektronikowi ? 16. Jakie urządzenie chciałbyś znaleźć wPE (podaj trzy urządzenia) A/
a bardzo dobra
? dobra

n /J f\ a 6 A Ł ^h ^ f n n B/
a ?osiiieczna niedostateczna
C/


28
Praktyczny elektronik 9/1993
":AmoizoocI po>|
ANKIETA
Miejsce
na
znaczek pocztowy
PRAKTYCZNY ELEKTRONIK
ul. Prosta 11
65-001 ZIELONA GÓRA
Praktyczny elektronik 9/1993
29
Komarołapka uwagi praktyczne
Wszystkich Czytelników moich artykułów pragnę poinformować o pracy komarołapki. Nie przypadło mi co prawda w udziale sprawdzenie działania urządzenia w terenie, ale uczynił to kolega redakcyjny. Komarołapka działa i odstrasza komary, co prawda komar który znajdzie się w obrębie fal akustycznych komarołapki nie ucieka w panicznym strachu, ale wieczorem można całkiem bezpiecznie siedzieć nad wodą. Zaobserwowano także ciekawe zjawisko Jeżeli siedzi się przy stole, na którym stoi urządzenie komary unikają okolic stołu natomiast dotkliwie kąsają w nogi pod stołem. Wypływa stąd prosty wniosek, że trzeba zbudować dwa układy.
Podczas pracy dosyć dotkliwy jest słyszalny efekt kluczowania generatora ultradźwięków. W plenerze sprawdzono, że kluczowanie można wyłączyć co praktycznie nie zmienia efektywności odstraszania. W tym celu należy wylutować diodę germanową D4. Spotkałem się też z uwagą, że generator pracuje na niższych częstotliwościach niż podano. Taki przypadek jest mało prawdopodobny, ale można zwiększyć wartość potencjometru Pl do 100 kfi.
Skuteczność działania potwierdzają też listy Czytelników.
O mgr inż. Maciej Bartkowiak
Ankieta z nagrodami
Zwracamy się do Was Drodzy Czytelnicy z prośbą o wypełnienie i przesłanie na adres redakcji ankiety zamieszczonej na stronach 27 i 28 W ten sposób każdy z Was może wziąć udział w redagowaniu pisma, może podzielić się uwagami i propozycjami. Analiza danych pozwoli nam na jak najlepsze dostosowanie tematyki artykułów drukowanych w Praktycznym Elektroniku do Waszych potrzeb i oczekiwań. Chcemy także zebrać informacje dotyczące układów opublikowanych dotychczas, jak je oceniacie, czy mieliście problemy z uruchomieniem. Obiecujemy, że wszelkie uwagi i sugestie zostaną wnikliwie rozpatrzone i w miarę możliwości wprowadzone w życie.
W pytaniach z podanymi odpowiedziami wystarczy postawić krzyżyk przy odpowiedzi. Kilka pytań wymaga wpisania krótkiej odpowiedzi
Starając się zmniejszyć Wasz wkład pracy w wysłanie ankiety wydrukowaliśmy kopertę. Wypełnioną ankietę wystarczy wyciąć wzdłuż lini, złożyć na pół i po naklejeniu znaczka wysłać w terminie do 10 października 1993 r. Na tylnej stronie koperty prosimy o czytelne wpisanie literami drukowanymi imienia i nazwiska, oraz adresu, koniecznie z kodem pocztowym.
Wśród Czytelników, którzy nadeślą wypełnioną ankietę rozlosujemy nagrody:
- dwa cyfrowe mierniki uniwersalne
- dziesięć prenumerat Praktycznego Elektronika na cały
rok 1994.
O wynikach losowania poinformujemy w numerze 11/93, a nagrody dla zwycięzców prześlemy pocztą.
O Redakcja
Od redakcji
Począwszy od numeru 9/93 cena Praktycznego Elektronika wzrasta do 12.000 zł. Na wzrost ceny złożyło się kilka przyczyn. Pierwszą z nich jest wzrost objętości do 32 stron, a drugą zmiana papieru na którym drukowana jest okładka.
Praktyczny Elektronik ukazuje się już ponad rok. Przez ten czas zwiększyliśmy liczbę stron z 20 do 32 czyli o ponad 50%. W tym samym czasie cena wzrosła tylko o 33%. Biorąc pod uwagę wysoką inflację, Praktyczny Elektronik relatywnie stał się tańszy. Mamy nadzieję, że zmiana cen nie zniechęci naszych stałych Czytelników.
Dodatkowo też zmieniliśmy papier na którym dru--kowana jest okładka na lepszy jakościowo, co związane
jest z jego wyższą ceną. W tym przypadku stanęliśmy przed faktem dokonanym, gdyż papiernia dostarczająca papier na dotychczasową okładkę wstrzymała produkcję tego gatunku.
Jeszcze raz zwracamy się z prośbą o przysyłanie zamówień na płytki drukowane na kartkach pocztowych. Przy okazji podajemy nowy adres redakcji:
PRAKTYCZNY ELEKTRONIK
ul. Prosta 11
65-001 ZIELONA GÓRA
Wszystkie listy kierowane na stary adres także dotrą do nas.
Redakcja
30
Praktyczny elektronik 9/1993
Rozwią- Napięcia Jzwojenia wtórne Wytrzymałość
Typ zadania Typ zasilania 1 III IV V elektryczna Uwagi
transfor- mechan rdzenia uzwojenia [kV]t=60sek.
matora. wgKI pierwotne- U[V] I[A] U[V] I[A] U[V) I[A] U[V] I[A] P-W P-R
go [V]
TS 10/13 KN El 54/18 220 8,8 0,7 8.2 0.082 4,0 2,0 obudowa
TS 10/15 2/92 El 60/20 220 11.8 0,15 22,5 0.3 4,0 2,0
TS 10/19 1/92 El 54/18 220 45 0,015 13 0.35 9 0,4 4.0 2.0
TS 10/21 1/92 El 54/18 220 45 0,015 18 0,2 8 0,65 4,0 2,0
TS 10/22 1/92 El 54/18 110,230 2x21,5 0,2 3.0 2.0
TS 10/23 1/92 El 54/18 220,400 2x21,5 0,2 3.0 2,0
TS 10/24 2/92 El 54/18 110,220 2x21,5 0,2 3,0 2.0
TS 10/25 2/92 El 54/18 220,380 2x21,5 0.2 3,0 2,0
TS 10/28 3/92 El 54/18 220 47 0.2 3,0 3,0
TJ10/29 1/92 El 54/18 220 2x9 0.5 3.0 3.0
TS 10/30 3/92 El 54/18 220 8,5 0,6 13,8 0,18 3,0 3,0
TS 10/31 3/92 El 54/18 220 2x20 0,18 2x43 0,04 3.0 3,0
TS 10/32 3/92 El 54/18 220 8 0,7 18,3 0,35 3,0 3,0
TS 10/35 1/92 El 54/18 220 9 1 3,0 3,0
TS 10/36 2/92 El 54/18 220 10,3 0,5 21,6 0,28 3,0 3,0
TS 12/6 1/92 El 60/20 220 19,4 0,1 8,8 1.1 3,0 3,0
TS 12/9 1/92 El 60/20 220 9,1 1,2 3,0 1.5
TS 12/10 1/92 El 60/20 240 9,1 1.2 3,0 1,5
TS 12/12 1/92 El 60/20 220 9,1 1,2 3,0 1.5
TS 15/28 1/92 El 60/20 110,220 67 0,1 2 0,08 3,0 3,0
TS 15/29 1/92 El 60/20 110.220 9,4 1,9 3,75 1.5
TS 15/30 2/92 El 60/20 220 265 0,001 83 0,03 12,1 0,6 6,15 0,64 3,0 3,0
TS 15/31 2/92 El 60/20 220 11,7 0,9 5,9 0,4 3,0 3,0
TS 15/33 11/92 D-2372-006 220 28 0,35 9,3 0.5 3,0 3,0
TS 15/34 1/92 El 60/20 110,220 2x13,5 0,5 3,0 1,5
TS 15/35 11/92 D-2372-006 220 13,5 0,45 6,3 0,45 83 0,045 280 0,0015 3,0 3,0
TS 15/38 11/92 D-2372-006 220 2x15,7 0,5 4,0 4,0
TS 15/39 2/92 El 60/20 220 2x16 0,4 3,0 3,0
TS 15/41 11/92 D-2372-006 220 2x11 0.55 3,0 3,0
TS 15/43 11/92 . D-2372-006 220 2x19,5 0,3 3,0 3,0
TS 15/45 2/92 El 60/20 220 15.7 0,6 10,5 0,5 4,0 4,0
TS 15/46 KN El 60/20 220 2x2,5 0,075 23 0,75 3,0 3.0
TS 18/10 1/92 El 60/20 220 10,5 1.3 4,0 2.0
TS 18/12 1/92 El 60/20 220 2x6 1,3 3,0 1.5
TS 18/13 1/92 El 60/20 220 22,5 0,8 3,75 3,75
TS 18/14 KN El 60/20 220 22.5 0.8 3,75 3.75
TS 18/15 1/92 El 60/20 220 14,8 0,7 3,0 3,0 Ś
TS 20/10 2/92 El 60/20 220 2x9 1 lub 7,7 1 3,0 3,0
TS 20/13 11/92 D-2372-006 220 14 1,5 3,0 3,0
TS 20/14 KN El 60/20 220 12 1,5 4.0 2,0
TS 20/16 11/92 D-2372-006 220 13.8 1,2 3,0 3,0
TS 20/20 1/92 El 60/20 220 8,7 2,3 3,75 3,75
TS 20/21 1/92 El 60/20 110 8,7 2,3 3,75 3,75
TS 20/22 1/92 El 66/22 220 13 0,7 13 0,7 3,0 3,0
TS 20/23 2/92 El 66/22 220 13 0,7 13 0,7 3.0 3,0
TS 20/24 1/92 El 66/22 220 9 2 lub 12 1,5 3,0 3,0
TS 20/25 1/92 El 66/22 220 6 3,3 3,0 3,0
TS 20/32 1/92 El 66/22 220 25 0,7 4,0 4,0
TS 20/35 2/92 El 60/25 220 16 0,5 19 0,3 10 0,3 33 0,01 3.0 3.0
TS 20/36 1/92 El 60/25 220 11.5 1.7 3,5 3,5
TS 20/37 1/92 El 54/18 220 12 1.67 3.5 3,5
TS 25/1 KN El 66/33 220 16 1,4 4.0 2,0 obudowa
TS 25/5 KN El 66/33 220 25 0,65 10,5 0,6 11,5 0,06 4.0 2,0
Praktyczny elektronik 9/1993
31
Rozwią- Napięcia Uzwojenia wtórne Wytrzymałość
Typ zadania Typ zasilania II Ml IV V elektryczna Uwagi
transfor- mechan. rdzenia uzwojenia [kV]t=60sek.
matora. wgKI pierwotne- U[V] I[A] U[V] I[A] U[V] I[A] U[V] I[A] P-W P-R
8�M
TS 25/6 KN El 66/33 220 2x11,7 0,95 5,2 0,5 35 0,05 3,0 3,0
TS 25/8 KN El 66/33 110,127 OOrt 25 0,65 10,3 0,6 1.7 0,2 3 0,2 4,0 3,0
TS 25/9 KN El 66/33 ŁŁ\J 220 10 1,2 12 1,2 14 1,2 17 1,2 3,0 3,0
TS 25/10 KN El 66/33 220 20 0,7 10 0,6 3,0 3,0
TS 25/11 KN El 66/33 220 15 1,1 9 1,3 3,75 3,75
TS 25/14 KN El 66/33 110 15 1,1 9 1.3 3,75 3,75
TS 25/17 KN El 66/33 220 2x11,7 0,95 5,2 0,5 35 0,05 3,0 3,0
TS 25/19 KN El 66/33 220 14,9 1 4,0 2,0 obudowa
TS 25/20 2/92 El 66/33 220 12 1.4 9 0,5 3,0 3,0
TS 25/25 1/92 El 66/33 220 13 3 3,0 3,0
TS 40/66 KN D-2372-008 220 25 0,3 2,2; 7,5 1,5 4,0 4,0 obudowa
TS 40/68 10/92 D-2372-024 110,220 6,3 0,3 26,2 1,5 3,0 3,0
TS 40/72 KN D-2372-008 220 4,0 4,0 obudowa
TS 40/74 10/92 D-2372-008 220 17 2,1 lub 18,4 0,9 4,0 4,0
TS 40/77 10/92 D-2372-008 110,220 17,2 1,6 3,75 3,75
TS 40/78 10/92 D-2372-008 220 25 0,35 2,2; 7,5 1,5 4,0 4,0
TS 40/80 10/92 D-2372-008 110,127 16,5 2,1 3,0 3,0
220
TS 40/81 10/92 D-2372-024 110,220 6,3 0,3 26,2 1,5 3,0 3,0
TS 40/84 10/92 D-2372-008 220 12 2,6 3,0 3,0
TS 40/85 10/92 D-2372-008 220 2x6,5 1,5 2,5 2,5
TS 40/86 10/92 D-2372-008 220 17,6 1 2x14,5 0,5 3,0 3,0
TS 40/87 10/92 D-2372-008 110,120 14,7 2 4,0 4,0
TS 40/89 10/92 D-2372-008 220 22 0,3 15,6 0,3 20 0,3 15,6 0,3 3,0 3,0
TS 40/91 10/92 D-2372-008 110,220 17,6 1,65 3,75 3,75
TS 40/92 10/90 D-2372-008 220 2x5,4 1,7 25 0,35 4,0 4,0
TS 40/93 10/92 D-2372-008 220 2x11 1,2 14 0,4 4,0 4,0
TS 40/95 10/92 D-2372-008 240 14,7 2 4,0 4,0
TS 40/96 10/92 D-2372-008 220 11,6 2,6 3,0 3,0
TS 40/97 10/92 D-2372-008 220 2,2 1,25 3,75 3,75
TS 40/100 10/92 D-2372-008 220 20 0,9 31,2 0,5 36 0,1 3,0 3,0
TS 40/109 10/92 D-2372-008 220 7,4 1,1 17,5 0,5 13,4 1.1 10 0,2 3,0 3,0
TS 40/110 10/92 D-2372-008 230 21,5 0,9 21,5 0,9 3,0 3,0
TS 40/111 10/92 D-2372-008 110 21,5 0,9 21,5 0,9 3,0 3,0
TS 50/11 10/92 D-2372-024 110,220 15 2,6 3,0 3,0
TS 50/13 10/92 D-2372-024 240 15 2,6 3,0 3,0
TS 50/16 10/92 D-2372-024 110,220 15 2,6 3,0 3,0
TS 50/17 10/92 D-2372-024 110,220 2x18,5 1 2x18 0,12 4,0 2,0
TS 50/18 10/92 D-2372-024 110,220 17,5 0,7 17,5 0,7 3,0 3,0
TS 50/21 10/92 D-2372-024 240 15 2,6 3,0 3,0
TS 50/22 10/92 D-2372-024 220 7,15 1.6 7,15 1,6 8,8 1 8,8 1 4,0 4,0
TS 50/23 7/92 LL 60/21 110,220 12,5 2 12,5 2 5,5 0,5 5,5 0,5 3,0 3,0
TS 50/24 7/92 LL 60/21 110,220 15,5 2 9 1,8 35 0,05 3,0 3,0
TS 50/26 10/92 D-2372-024 220 11,7 4,2 4,0 4,0
TS 50/31 10/92 D-2372-024 220 17,6 1 14,5 0,5 14,5 0,5 4,0 4,0
TS 50/32 10/92 D-2372-024 110,220 17,5 1,5 17,5 1,5 3,0 3,0
TS 50/33 10/92 D-2372-024 110,220 15 2,6 3,0 3,0
TS 50/35 10/92 D-2372-024 42 15 2,6 3,0 3,0
TS 50/39 4/89 El 84/28 110,120 245 0,02 6 5 lub 7 4,7 4,0 2,0
220,240
TS 50/41 10/92 D-2372-024 110,220 14 2,4 3,0 3,0
TS 50/43 10/92 D-2372-024 220 2x12,8 1 4,0 4,0
TS 50/47 10/92 D-2372-024 110,220 13,5 1,5 13,5 1,5 4,0 4,0
TS 50/48 4/89 El 84/28 220 29 0,95 47 0,02 13,5 0,56 7,5 0,38 4,0 4,0
TS 50/49 10/92 D-2372-024 115,230 18 2,5 4,0 4,0
Rozwią- Napięcia Uzwojenia wtórne Wytrzymałość
Typ zadania Typ zasilania 1 III IV V elektryczna Uwagi
transfor- mechan. rdzenia uzwojenia [kV]t=60sek.
matora. wg Kl pierwotne- U[V] I[A] U[V] I[AJ U[V] I[A] U[V] I[A] P-W P-R
go[V]
TS 50/50 4/89 El 84/28 220 2x10 0,5 2x16 1 3,75 3,75 '
TS 50/53 10/92 D-2372-024 110,220 18 2,5 4,0 4,0
TS 50/55 10/92 D-2372-024 220 36 1,2 12 1,5 2x9,6 0,05 1,25 1,25
TS 50/56 10/92 D-2372-024 220 25 1,9 9 1,2 2x12,5 0,1 1,25 1,25
TS 50/60 10/92 D-2372-024 220 22,5 2,5 3,0 3,0
TS 50/62 7/92 LL 60/21 220 2x19 0,6 2x7,1 1,5 4,0 4,0
TS 60/11 5/92 El 84/42 220 2x22,5 1,15 7 0,125 3,0 3,0
TS 60/12 7/92 LL 60/21 110,220 27 2,2 40 0,03 3,0 3,0
TS 60/13 4/89 El 102/51 220 17 1 13 0,8 8 2 15 1 4,0 4,0
TS 60/14 7/92 LL 60/21 110,220 11,2 1,4 11,2 1,4 17,1 0,57 3,0 3,0
TS 60/15 6/92 D-2372-025 220 15,8 2,4 9,5 1,5 40 0,4 3,0 3,0
TS 70/7 5/92 El 84/42 220 28,7 1,8 3,0 3,0
TS 70/8 4/89 El 84/42 220 138 0,3 21,4 0,2 20,3 0,35 3,0 3,0.
TS 70/9 KN El 84/42 220 26 2,3 5,7 1,1 3,0 3,0
TS 70/10 11/92 D-2372-008 220 10,8 6 lub 12 6 4,0 4,0
TS 70/12 4/89 El 84/42 110,220 152 0,3 23,5 0,2 22,4 0,35 � 3,0 3,0
TS 70/14 5/92 El 84/42 220 30 0,05 16,5 0,7 2x11,3 1,6 3,0 3,0
TS 70/17 5/92 El 84/42 220 26,3 1,8 3,0 3,0
Wyłączny dystrybutor amerykańskiej firmy I SD oferuje: najnowocześniejsze procesory dźwięku, typu
ALL IN ONE - wszystko w jednym
ISD 1016, ISD 1020,
które nie wymagają żadnych zewnętrznych pamięci, nie tracą informacji przy zaniku zasilania. Ceny: 1-1 Oszt. 275 tys. zł 11-100szt. 246 tys. zł Posiadamy i wysyłamy także katalogi:
- podstawowy 15 stron - cena 15 tys. zł
- rozszerzony o przykłady
praktycznych zastosowań 70 stron - cena 55 tys. zł Zamówienia należy składać: PHU "MARTA" ul. Sanocka 1/31 WROCŁAW tel./fax 67-71-71
termometry
zasilacze
mierniki pojemności, napięcia, natężenia
wzmacniacze od 1.5 - 100 W
efekty świetlne
słuchawki bezprzewodowe
TO TYLKO NIEKTÓRE PROPOZYCJE Z NASZEJ NOWEJ OFERTY ZESTAWÓW DO SAMODZIELNEGO MONTAŻU. KUPUJĄC NASZ ZESTAW MOŻESZ WZIĄĆ UDZIAŁ
W KONKURSIE Z ATRAKCYJNYMI NAGRODAMI, SZCZEGÓŁY W -NOWYM ELEKTRONIKU' 9/10/11
PEŁNA OFERTA - KATALOG: koperta z adresem zwrotnym nasz adres:
NORD ELEKTRONIK
76-270 USTKA SKR. 136
UL. SŁONECZNA 4
TEL. (059) 146-616. 144-313. 146-154
FAX. (059) 283-69 (dla NORD ELEKTRONIK)
oGEMBARAo
SKLEP CZĘŚCI RTV
POZNAŃ UL. SIEMIRADZKIEGO 3
tel, 66 51 12, fax 48 41 39
NIP 779-002-72-37
Wysokiej klasy (h-0.005%) końcowe wzmacniacze mocy dla estrady, dyskoteki, oraz wyposażenie domowego sprzętu akustycznego Bl-fi. Moc wyjściowa od 2x100 do 2x500 W sinus. Ponadto oferuje
-uruchomione stopnie mocy od 60-300 W sinus -cyfrowe kamery pogłosowe -szereg innych podzespołów zwiqzanych z elektroakustyką
Uwagal Atrakcyjny konkurs. Ciekawe nagrody.
wszelkie informacje Bursilynka Bogdan
dotyczące konkursu 12-300 Elbląg Ś 1 oraz katalog wyrobów k . ?\.
(z cenami) otrzymają , ,,?� .� ". . Państwo po nadesłaniu Ul/Fax J2-70-2S
koperty zwrotnej + znaczek na adres:
MULTIMETR (7107) Z GENERATOREM
R C
f
,0.750 V 5 zakresów
pierwszy 200 mV Bp .1%
,0...2 A 5 / 200 |iA Bp 1%
0...MO 5 / 200 12 Bp 1 .5%
2pF...2uF 5 /200 pF Bp 3%
10 HZ...15 MHz 6/2000 Hz Bp 2% 3 Hz.,.500 kHz 2,5 V (TTL)
Pomiar diod i B tranzystorów
Płytka dwustronna 179 x 143.
projekt komputerowy.
wynik wyświetlany na 3 i 1/2 cyfry LED.
zasilanie - transformator 2 x 12 V / 1 A
317 tys. � płytka + części + Instrukcja
35 łys. - zestaw Isostatów
57 tys. - obudowa plastikowa bez otworów
D.F. Elektronik
ul. Duża Góra 37 / 53
3O-B57 Kraków t�l. 55-9O-24
PRZYRZĄDY DO REAKTYWACJI
KINESKOPÓW
wykonuje
REWO-Elektronika
skr. poczt. 449 | 00-950 Warszawa
informacje
po' nadesłaniu
koperty zwrotnej
Wykrywacze rozróżniające metale pocztq ARMAND Ryszarda ii 05-800 Pruszków
Warunki zamieszczania ogłoszeń w "Praktycznym Elektroniku" podano na stronie 3 w stopce redakcyjnej.
I Ś Ś Ś Ś Ś Ś Ś Ś Ś Ś Ś Ś Ś
x_
^___
PRAKTYCZNY
ISSN 1232-2628
NR IND 372161
cena 16000 zł
ŚŚŚŚŚŚŚŚŚŚŚŚŚŚ
i Ś
r
I Ś Ś Ś
wrzesień
nr 9 '94
Ś Ś
N-----
Ś
Śi m Ś Ś] Ś] ii Ś ii Ś Ś
Ś Ś Ś Ś
V.....'.".' \
X..
X...
X" . .X
Ś
s] x............
\
Ś ŚŚŚŚŚŚŚŚŚ
\ x s] x............x] \!!1'!!']\j x.........""Sj """''"""'SI x..............^ \ \ x''''.....xj
Cyfrowe układy scalone CMOS - praktyka i teoria cz. 13
Kolejnym ciekawym układem z rodziny liczników CMOS jest synchroniczny licznik Johnsona wraz z dekoderem stanów tego licznika. Licznik Johnsona jest licznikiem pracującym w kodzie pseudopierścieniowym zwanym też kodem Johnsona. Do budowy dekady liczącej w kodzie Johnsona potrzebnych jest piec przerzut-ników D lub JK (w opisywanych układach zastosowano przerzutniki D - szybsze niż JK). Zaletą tej dekady jest prosty układ dekodowania stanów licznika z kodu Johnsona na kod pierścieniowy, w którym wykorzystuje się tylko dwuwejściowe bramki. W kodzie pierścieniowym dekada posiada 10 wyjść, z których tylko jedno jest w stanie aktywnym np. wysokim, a pozostałe wyjścia są w stanie niskim. Zaletą licznika jest stosunkowo duża, jak na układy CMOS, szybkość pracy i brak impulsów zakłócających na wyjściach dekodowanych. W wewnętrznym układzie logicznym licznika zastosowano dodatkowe bramki zapobiegające "zatrzaskiwaniu" się licznika, uzyskując tym samym poprawność zliczania przy najwyższych częstotliwościach.
CLII-CL 1- 5 - BITOWY LICZNIK JOHNSONA
Rł- i
DEK( )DER
ŚH-H-H-H-t-
..O" ..1" .2" "3" "4" "5" "6" "7" "8"
ICO
R CL CLI FUNKCJA
1 X X "0"=CO=1;"1"+"9"=0
0 1 Śv ZLICZANIE
0 J- 0 ZLICZANIE
0 0 X BEZ ZMIAN
0 X 1 BEZ ZMIAN
0 1 J~ BEZ ZMIAN
0 Śv 0 BEZ ZMIAN
Rys. 1 Schemat blokowy licznika 4017
Produkowane są dwie wersje licznika Johnsona: dekada z dziesięcioma wyjściami 4017 i oktawa z ośmioma wyjściami 4022. Wewnętrzny schemat blokowy licznika 4017 zamieszczono na rys. 1. Licznik 4022 różni się od zamieszczonego na rysunku tym, że w jego skład wchodzi licznik czterobitowy, a układ posiada osiem wyjść "0" - "7". Licznik może zostać wyzerowany w każdej chwili (asynchronicznie) przez podanie jedynki na wejście zerujące R. W wyzerowanym liczniku wyjścia "0" i CO (CARRY OUTPUT) ustawione są w stan wysoki, natomiast pozostałe wyjścia "1" - "9" ("1" - "7" dla
licznika 4022) są w stanie niskim. Licznik zlicza dodatnie zbocza impulsów zegarowych doprowadzonych do wejścia CL, jeżeli wejście CLI jest w stanie niskim. Licznik może też reagować na opadające zbocza impulsów zegarowych doprowadzonych do wejścia CLI, w przypadku podania stanu wysokiego na wejście CL. Wejście CLI jest "zwykłym" wejściem CMOS, natomiast na wejściu CL umieszczony jest układ Schmitta. Dzięki układowi Schmitta czas narastania i opadania sygnału na wejściu CL może być dowolnie długi. Tabela stanów licznika umieszczona jest na rys. 1
CLOCK
reset
CLOCK INHIBIT.
"1
X "3" |_4" "5" 6" J" 8"
JTL
JTL
__r
JTL
CARRY ~ OUTPUT
RESET "I
CLOCK INHIBIT .
Jol
r _fTL
JTL
r
Rys. 2 Przebiegi czasowe w układach liczników 4017 i 4022
Ciąg dalszy na stronie 26.
WRZESIEŃ nr 9/94
SPIS TREŚCI
Cyfrowe układy scalone CMOS - praktyka i teoria cz. 13................................2
Oscyloskop amatorski -tor odchylania pionowego Y........................................4
Kompandor nie tylko do Amigi........................................................................8
Układ HX PRO do magnetofonu kasetowego..................................................12
Symulator alarmu do samochodu....................................................................16
Głowica UKF OIRT/CCIR.............................................................................18
Opis magistrali I2C cz. 2...............................................................................23
Zdalne sterowanie zestawem typu wieża cz. 4................................................28
Elektroniczny, zdalnie sterowany przedwzmacniacz Hi-Fi -
zamawianie elementów..................................................................................30
Sprostowania błędów, które wkradły się do opisów urządzeń.........................30
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym w terminie do trzech tygodni. Nie przyjmujemy zamówień telefonicznych. Koszt wysyłki wynosi: 30.000 zł przy kwocie do 100.000 zł; 34.000 zł przy kwocie do 200.000 zł; 38.000 zł przy kwocie do 300.000 zł. W sprzedaży wysyłkowej dostępne są archiwalne numery "Praktycznego Elektronika": 3/92, 1-9/94. Cena jednego egzemplarza 16.000 zł plus koszty wysyłki. Kserokopie artykułów i całych numerów, których nakład został wyczerpany, wysyłamy w cenie 10.000 zł, za pierwszą stronę, za każdą następną 1.500 zł plus koszty wysyłki.
Zamówienia na płytki drukowane prosimy przesyłać na kartach zamówień zamieszczonych w PE 6/94
Wydawca ARTKELE, Zielona Góra Ogłoszenia i reklamy
Ogłoszenia można nadsyłać listownie na adres redakcji
załączając dowód wpłaty należności za ogłoszenie na konto:
ARTKELE WYDAWNICTWO TECHNICZNE
ul. Prosta 11 65-001 Zielona Góra
KOMUNALNY BANK SPÓŁDZIELCZY, Zielona Góra
997283-102847-2541
Ceny:
- 1 cm2 ogłoszenia ramkowego - 16.000 zł + 22% VAT (najmniejsze ogłoszenie 20 cm2)
- ogłoszenia drobne do 40 słów - 8.000 zł + 22% VAT
Redakcja nie ponosi żadnej odpowiedzialności za treść reklam i ogłoszeń.
Adres redakcji:
"Praktyczny Elektronik"
ul. Prosta 11
65-001 Zielona Góra
tel.27-04-82 wgodz. 10��-13�"
Red. Naczelny mgr inż. Dariusz Cichoński
Artykułów nie zamówionych nie zwracamy. Zastrzegamy sobie prawo do skracania i adiustacji nadesłanych materiałów i artykułów.
Opisy układów elektronicznych i urządzeń zamieszczonych w "Praktycznym Elektroniku" mogą być wykorzystane wyłącznie dla własznych potrzeb. Wykorzystanie ich do celów zarobkowych i innych wymaga zgody autora artykułu. Przedruk całości lub fragmentów "Praktycznego Elektronika" możliwy jest po uzyskaniu zgody redakcji.
Skład: Małgorzata Ostafińska, Druk: Zielonogórskie Zakłady Graficzne pl. Pocztowy 15, 65-001 Zielona Góra
Praktyczny Elektronik 9/1994
Oscyloskop amatorski - tor odchylania pionowego Y
W trzeciej części cyklu poświęconego budowie oscyloskopu amatorskiego przedstawiamy działanie, budowę, montaż i uruchamianie toru odchylania pionowego. Składa się on z dzielnika wejściowego, wzmacniacza odchylania pionowego i kalibratora.
Schemat ideowy i właściwości
Zasadniczym członem toru odchylania pionowego Y jest wzmacniacz odchylania pionowego. Odpowiada on za wierność odtwarzania badanego przy pomocy oscyloskopu przebiegu. Jego podstawowymi zadaniami są: wzmocnienie badanego przebiegu i wierne odtworzenie jego kształtu. Zapewnienie możliwości pomiaru amplitudy badanego przebiegu wymaga precyzyjnie ustalanego wzmocnienia wzmacniacza. Wierność odtwarzania
kształtu przebiegu to stałość wzmocnienia przy różnych poziomach sygnału wejściowego i odpowiednia szerokość pasma przenoszonych częstotliwości. Zadaniem dzielnika wejściowego jest zmiana czułości wzmacniacza przez zmianę tłumienia sygnału wejściowego. Dzielnik powinien charakteryzować się stałym tłumieniem w zakresie częstotliwości dla jakich przewidziany jest oscyloskop, w naszym przypadku do 5 MHz, oraz stałą rezystancją wejściową (niezależnie od tłumienia). Kalibrator jest generatorem wytwarzającym przebieg prostokątny o częstotliwości 1 kHz i wartości międzyszczytowej 1 V. Główne jego zastosowanie to regulacja i kontrola oscyloskopu.
Schemat ideowy toru odchylania pionowego przedstawia rys. 1.
R31 4700' -I------1n+200V
R13 '1 R15
4,7k [I1'
[J R26 4702
330p 150p R25 8200
R22
1,5k R23
4700
_C10~C11 X47uF I 47n
P3 - 1k P4 - 2200 P5 - 4700 D1.D2 - BAP795 R36+R38 - 900k
C18-!-C20-5p C21H-C23- 22p
,1kHz 1Vpp
Rys. 1 Schemat ideowy toru odchylania pionowego
Praktyczny Elektronik 9/1994
Sygnał z wejścia Y oscyloskopu podawany jest na zespół przełączników wejściowych umożliwiający przez włączenie kondensatora szeregowego Cl oddzielenie składowej stałej "=/~", oraz odłączanie sygnału wejściowego przy jednoczesnym zwieraniu wejścia wzmacniacza do masy "0". Z przełączników wejściowych sygnał jest podawany do zespołu dzielników dziesiętnych zmontowanych na oddzielnej płytce. Przy czułości wejściowej wzmacniacza Y odpowiadającej 10 mV/dz, zespół trzech połączonych łańcuchowo (jeden za drugim) dzielników dziesiętnych umożliwia zmianę czułości na 100 mV/dz, 1 V/dz, 10 V/dz przy zachowaniu stałej rezystancji wejściowej 1 Mfl. Dla uzyskania stałego podziału dzielników w szerokim zakresie częstotliwości poszczególne człony są skompensowane podłączonymi równolegle do rezystancji pojemnościami.
Z zespołu dzielników sygnał podawany jest do wejścia wzmacniacza. Rezystancja wejściowa wzmacniacza ustalona jest rezystorem R4 i wynosi 1 Mfl. Na wejściu wzmacniacza zastosowano dwa tranzystory polowe złą-czowe typu BF 245B. Pracują one jako wtórniki źródłowe, i służą do zamiany niesymetrycznego sygnału wejściowego na sygnał symetryczny, wzmacniany dalej i wymagany do sterowania płytek odchylania lampy oscyloskopowej. W obwodzie polaryzacji tranzystora T2 zrealizowano układ przesuwania obrazu w kierunku pionowym (potencjometr Pl). Zasadniczym członem wzmacniającym jest symetryczny wzmacniacz na tranzystorach T3-=-T6. Wykorzystano tutaj tranzystory z monolitycznego układu scalonego UL 1111IM. Po tym rozwiązaniu należy spodziewać się dobrej stabilności termicznej układu, a więc małego przesunięcia plamki na powierzchni ekranu podczas nagrzewania oscyloskopu, lub zmian temperatury otoczenia. Regulację czułości wzmacniacza w sekwencji 1, 2, 5 uzyskuje się przez zmianę rezystancji między emiterami tranzystorów T3 i T4. Wykorzystuje się do tego celu dwa przyciski przełącznika. Przy obu zwolnionych czułość wzmacniacza wynosi 10 mV/dz. Wciśnięcie jednego z nich reprezentowane jest jako mnożnik (x2, lub x5) wartości dziesiętnej ustalonej dzielnikiem. W konsekwencji w powiązaniu z dzielnikiem wejściowym uzyskuje się zakres zmian czułości wejściowej oscyloskopu od 10 mV/dz do 50 V/dz.
Z kolektora tranzystora T5 pobierany jest sygnał do synchronizacji ukła'du odchylania poziomego. Z kolektorów tranzystorów T5 i T6 sygnał podawany jest do wzmacniacza wyjściowego zrealizowanego na wysokonapięciowych tranzystorach T7, T8. Tranzystory te zasilane są napięciem +200 V podawanym na ich kolektory za pośrednictwem rezystorów R29 i R30. Symetryczny sygnał wyjściowy z kolektorów tranzystorów T7 i T8 podawany jest do płytek odchylania pionowego lampy oscyloskopowej Yl i Y2. Trzeba zwrócić uwagę na rozbudowany układ RC między emiterami tranzystorów T7 i T8. Służy on do korekcji częstotliwościowej wzmacniacza tzn. do zapewnienia stałości wzmocnienia w całym paśmie wzmacnianych częstotliwości. Wzmocnienie wzmacniacza końcowego dla niskich częstotliwo-
ści reguluje się rezystorem nastawnym P7, a wyrównuje dla średnich częstotliwości rezystorem nastawnym P8. Rezystor nastawny P6 służy do ustalenia punktu pracy tranzystorów wzmacniacza końcowego. Z uwagi na wydzielaną w tranzystorach T7 i T8 moc należy montować je na radiatorach.
Na płytce wzmacniacza odchylania pionowego znajduje się również generator RC wykonany w oparciu o układ, scalony UCY 7400N (US2). O częstotliwości generowanego przebiegu decydują: rezystor R35 i kondensator C12. Amplitudę napięcia wyjściowego ustalają rezystory R32 i R33 tworzące dzielnik napięcia. Prostokątny kształt napięcia wyjściowego pozwala na regulację obwodów oscyloskopu. Sygnał z generatora należy doprowadzić do gniazda zainstalowanego na płycie czołowej oscyloskopu.
Montaż i uruchomienie
Widok płytki drukowanej, oraz rozmieszczenie elementów wzmacniacza odchylania pionowego przedstawia rys. 2, a płytki dzielnika rys. 3.
Przed montażem elementów RC należy umocować w płytce kołki, lub zaciski połączeniowe. Następnie wykonać wszystkie mostki i przygotować przełączniki Isostat. Widoki przełączników są pokazane na rysunkach rozmieszczenia elementów obu płytek. Przełącznik płytki wzmacniacza odchylania pionowego składa się z dwóch segmentów pojedynczych niezależnych i dwóch segmentów pojedynczych zależnych. Mocowane są one do listwy przewidzianej na zamontowanie czterech segmentów w rozstawie 10 mm. Segmenty zależne należy dodatkowo wyposażyć w listwę wyzwalającą przewidzianą dla dwóch segmentów w rozstawie 10 mm i sprężynkę płaską na krawędzi przełącznika. Wszystkie segmenty powinny być przystosowane do montażu w płytce drukowanej. Przełącznik płytki dzielnika składa się z czterech segmentów pojedynczych zależnych, mocowanych do listwy czterosegmentowej w rozstawie 10 mm. Musi być wyposażony w listwę wyzwalającą przewidzianą dla czterech segmentów w rozstawie 10 mm i sprężynkę płaską na krawędzi przełącznika. Przełączniki powinny być zamontowane na wysokości 2 mm nad płytką. Uzyskuje się to przez podłożenie zapałek pod skrajne segmenty podczas montażu i lutowania.
Rezystory R29, 30, 31 powinny być zamontowane na wysokości 5 mm nad płytką. Tranzystory T7 i T6 należy zamocować na radiatorach wykonanych według rys. 5 z poprzedniej części cyklu (PE nr 8/1994) poświęconej układowi odchylania poziomego. Radiatory będą połączone elektrycznie z kolektorami tranzystorów.
Szczególną uwagę należy zwrócić na montowane w płytce tranzystory Tl i T2. Tranzystory te powinny być wstępnie dobrane przez pomiar rezystancji źródło-dren na omomierzu. Z kilku egzemplarzy należy wybrać dwa o najbardziej zbliżonych rezystancjach. Ostatecznego doboru tych tranzystorów dokonuje się w trakcie uruchamiania oscyloskopu. Dla uzyskania jednakowych temperatur obu tranzystorów należy złączyć ich obu-
Praktyczny Elektronik 9/1994
dowy dodatkową obejmą. Ideałem byłoby zastosowanie podwójnego tranzystora polowego np. 2IM5196.
Po zamontowaniu wszystkich elementów należy sprawdzić poprawność montażu. Przed rozpoczęciem uruchamiania połączyć ze sobą obie płytki, łącząc masy i punkty D oznaczone przeciwnie skierowanymi strzałkami na obu płytkach (zgodnie ze schematem ideowym rys. 1). Korzystając z wykonanego według opisu w nr 7/1994 PE zasilacza, lub korzystając z innego dostar-
czającego napięcia +12 V, -12 V, +5 V podłączyć zasilanie do płytki wzmacniacza.
Przy pomocy oscyloskopu (pożyczonego) sprawdzić występowanie przebiegu prostokątnego na wyjściu generatora (kalibratora). Dobierając wielkość rezystora R35 uzyskać częstotliwość generowanego przebiegu równą 1 kHz. Dobierając wielkość rezystora R33 uzyskać wartość międzyszczytową napięcia generatora równą 1 V.
"0" =
Rys. 2 Płytka drukowana wzmacniacza odchylania pionowego i rozmieszczenie elementów
Praktyczny Elektronik 9/1994
i JjOU\isOU\ijOUVijOU
Rys. 3 Płytka drukowana dzielnika i rozmieszczenie elementów
Wstępną regulację wzmacniacza Y i dobór tranzystorów Tl i T2 przeprowadzamy przy wciśniętym przycisku "0" i wyciśniętych pozostałych przyciskach płytki wzmacniacza. Potencjometr Pl i rezystor nastawny P2 ustawić w środkowe położenia.
Zmierzyć napięcia na źródłach tranzystorów Tl i T2 względem masy. Powinny zawierać się w zakresie O-ł-3 V i różnić się maksymalnie o 0,5 V. Różnicę napięć można skorygować rezystorem nastawnym P2. Tranzystory Tl i T2 powinny być tak dobrane, aby podany wyżej warunek był spełniony przy jak najmniejszej korekcji położenia suwaka rezystora nastawnego P2. Właściwy dobór tranzystorów Tl i T2 będzie decydował o dryfcie (przesunięciu) poziomej linii podstawy czasu na ekranie w kierunku pionowym w trakcie nagrzewania oscyloskopu lub przy zmianach temperatury otoczenia.
Właściwą regulację wzmacniacza przeprowadzić można po zmontowaniu całego oscyloskopu obserwując obraz na ekranie lampy oscyloskopowej.
Wykaz elementów - płytka wzmacniacza
US1
US2
Tl, T2
T7, T8
Dl, D2
D3, D4
R28
R2, R17, R24
Rll, R20
R35
R33
R14, R23, R34
R26, R27
R31
R17, R25
R7, R16, R32
R15
R8, R9, R12, R22
R29, R30
R13, R21
RIO, R19
R6
Rl
R5
R3
-UL 1111N
- UCY 7400 N
- BF 245B
- BF 457
- BAP 794
- BZP 683 C4V7 -47 n/0,125 W
- 100 n/0,125 W -150 n/0,125 W -330n/o,125W -390 n/0,125 W -470 n/0,125 W
- 470 n/0,25 W
- 470 n/2 W
- 820 n/0,25 W
- lk n/0,125 W
- 1,2 kn/0,125 W
- 1,5 kn/0,125 W
- 3,9 kn/2 W -4,7 kn/0,125 W
- 6,8 kn/0,125 W
- 10 kn/0,125 W
- 22 kn/0,25 W -27 kn/0,125 W
- 100 kn/0,125 W
R4 - 1 Mn/0,25 W 1%
Pl - 22 kn PR18A oś 25P5
P4, P8 - 220 n TVP 1232
P5, P6, P7 - 470 n TVP 1232
P3 - 1 kn TVP 1232
P2 - 10 kn TVP 1232
C5 - 150 pF KCP
C4 - 330 pF KCP
Cl - 470 pF KCP
C6 - 10 nF/250 V KFP
Cl - 22 nF/400 V MKSE-018-02
C8, Cli, C13 - 47 nF/100 V MKSE-018-02
C3 - 100nF/100 V MKSE-018-02
C12 - 2,2 //F/16 V (tantalowy 196D)
C7 - 4,7 //F/250 V 04/U
C14 - 10 //F/16 V 04/U
C9, CIO - 47 //F/16 V 04/U
przeł. Isostat w/g opisu- 1 szt.
kołki montażowe - 21 szt.
płytka drukowana numer 153
Wykaz elementów - płytka dzielnika
R39+R41 - 111 kn/0,25 W 1%
R36-=-R38 - 900 kn/0,25 W 1%
C15-HC20 -5 pF/250 V KCP
C21H-C23 - 22 pF/250 V KCP
Praktyczny Elektronik 9/1994
przeł. Isostat w/g opisu - 1 szt. kołki montażowe - 3 szt.
płytka drukowana numer 154
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: płytka numer 153 - 33.700 zł
płytka numer 154 - 6.500 zł + koszty wysyłki
Od redakcji
Zgodnie ze wcześniejszą obietnicą wprowadzamy do sprzedaży wysyłkowej lampę oscyloskopową 8ŁO29I, niestety bez podstawki. Cena lampy wynosi 90.000 zł + koszty wysyłki. Lampy można także nabywać bezpośrednio w sklepie AXEL ul. Dworcowa 28 WROCŁAW.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
Kompandor nie tylko do AMIGI
Od zarania dziejów człowiek porozumiewa się przy pomocy słów. Dźwięk jest nieodłącznym "towarzyszem" człowieka. Początków muzyki nie sposób wskazać. Przypuszcza się, że towarzyszyły człowiekowi od początków istnienia. Prymitywna w formie i treści przybierała z czasem coraz bardziej wyrafinowany kształt. Doskonalenie formy i treści muzyki jest nieustanne. Jednak rozpopula-ryzowanie muzyki we współczesnym świecie zawdzięcza się dziś już zapomnianym wielkim wynalazkom wielkich umysłów. Niespełna 120 lat upłynęło od wielkiego odkrycia T. Edisona - fonografu (1877). Dał on podstawę do rozwoju współczesnej elektroakustyki, która w najmniejszym nawet stopniu nie przypomina swoich początków.
Wraz ze wzrostem doskonałości dźwięku, zwiększa się zapotrzebowanie na urządzenia, które będą potrafiły możliwie najwierniej go odtworzyć. To, co w chwili obecnej dzieje się na rynku sprzętu audio nie sposób zawrzeć w kilku słowach. Nikt przed kilkunastoma laty nawet nie przypuszczał, co będą potrafiły współczesne urządzenia do rejestracji dźwięku. Pojawienie się techniki cyfrowej, również w tej dziedzinie, daje niemal nieograniczone możliwości operowania dźwiękiem. W połowie lat osiemdziesiątych przełomem w elektroakustyce stał się cyfrowy odtwarzacz CD. W chwili obecnej coraz więcej nowości technicznych, coraz wymyślniejsze systemy pojawiają się na rynku (np. DAT, Mini-Disc, DCC). Dynamiczny rozwój rynku komputerów, sprawia że wzrasta ilość komputerów przystosowanych do cyfrowej obróbki sygnału. Wiele z nich ma rozdzielczość 16 bitów, czyli w niczym nie ustępują odtwarzaczom CD. Instalowanie w tych urządzeniach procesorów DSP (ang. Digital Signal Processor - Cyfrowy Procesor Sygnałowy) pozwala na znaczne przyspieszenie obliczeń, a co za tym idzie realizację wielu efektów w czasie rzeczywistym. Urządzenia te oprócz zawrotnych możliwości mają z reguły bardzo wysokie ceny. Niestety wielu potencjalnych użytkowników komputerów może sobie jedynie marzyć o posiadaniu takich "cudów techniki".
Opisywane tutaj urządzenie pozwala na zwiększenie dynamiki posiadanych już urządzeń elektroakustycz-
nych. Urządzenie zostało zaprojektowane z myślą o użyciu w Amidze, ale z powodzeniem może być zastosowane w jakimkolwiek innym komputerze posiadającym możliwość rejestracji i odtwarzania dźwięku, a także zestawie elektroakustycznym jako odpowiednik systemu redukcji szumów dbx.
Zapewne wielu czytelników miało do czynienia z Amigą. Ci którzy przede wszystkim zwracali uwagę na walory dźwiękowe tego komputera, zdają sobie sprawę z ograniczeń, jakie niesie ze sobą ośmiobitowa rozdzielczość.
Montując kompandor, w stosunkowo prosty sposób uzyskać można dwukrotnie zwiększenie dynamiki sygnału. W wypadku przetworników ośmiobitowych z wartości 48 dB do 96 dB. Nie będzie to jednak szesna-stobitowa rozdzielczość, gdyż nadal ilość stopni kwantowania będzie odpowiadała ośmiu bitom. Pod względem rozpiętości dynamiki otrzymamy jednakże odpowiednik systemów szesnastobitowych. Co to oznacza? Wyobraźmy sobie dwa sygnały: jeden o amplitudzie zbliżonej do zakresu maksymalnego przetwornika, a drugi o amplitudzie stanowiącej zaledwie 1 procent zakresu maksymalnego. W przetworniku ośmiobitowym pierwszy zostanie odtworzony poprawnie, natomiast drugi niewiele będzie się różnił od szumu. Po zastosowaniu układu kompandorowego oba sygnały zostaną odtworzone ze zbliżoną wiernością. Szczególne dobre rezultaty, można uzyskać przy użyciu dobrej jakości przetwornika A/C.
Opis konstrukcji
Należy zacząć od wyjaśnienia tego, czym jest kompandor. Otóż nazwa kompandor pochodzi z języka angielskiego (compandor) i jest złożeniem dwóch słów: comp-ressor i exp-andor. I faktycznie w skład kompan-dora wchodzą kompresor oraz expandor. Pierwszy z nich jest odpowiedzialny za kompresję sygnału do przedziału o zmniejszonej dynamice, a drugi za ekspansję do postaci pierwotnej. Sygnał po kompresji ma zawężony zakres dynamiczny, co pozwala na łatwiejsze oddzielenie go od szumów występujących w kanale transmisyjnym. Mówiąc językiem bardziej obrazowym, urządzenie działa na tej zasadzie, że wszystkie sygnały o poziomie mniejszym od 0 dB (775 mV) są wzmacniane, a
Praktyczny Elektronik 9/1994
sygnały o poziomie większym od 0 dB są osłabiane w układzie kompresora. Po podaniu tego sygnału na układ ekspandora sygnał przyjmuje pierwotną postać poprzez wzmocnienie sygnałów o poziomie większym od 0 dB i osłabienie sygnałów o poziomie mniejszym od 0 dB. Dla pełniejszego obrazu przedstawiono diagram poziomów na rys. 1.
WE
-40dB
-60dB
-80dB l77.5mV
WEJŚCIE DO [ J
UKŁADU iG poziom WZGL POZIOM
I PROSTOW. "^ ABSOL.
DB dB
WY
rKOMPR. WY i WE EKSPAND.
A KOMPR. EKSPAND. p
B 1 C
+ 16-
+ 12"
0,0-
-20--40--60--80-
+ 16 + 12
0.0
-20
-40
-60 -80
Rys. 1 Diagram poziomów w systemie kompandorowym
Blokowy ukad kompresora przedstawiono na rys. 2. Do konstrukcji kompandora wykorzystano układ NE 571 (ewentualnie ŃE 570). Układ NE 570/NE 571 zawiera dwa identyczne układy kompandorów. W skład jednej połowy układu wchodzą prostownik (zawierający również przetwornik napięcie - prąd), układ o rezystancji regulowanej prądem oraz wzmacniacz operacyjny. Pełnookresowy uśredniający prostownik przekształca amplitudę sygnału przemiennego na natężenie prądu sterującego układ o przestrajanej rezystancji. Układ ten jest umieszczony w pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego wzmacniacza operacyjnego przez co wpływa na poziom sygnału wyjściowego.
THD TRIM RC WE ODWR
8.9 O 6.1IO O 5.12
3.14 RA
20k
UKL4D 0
WE O-O REGULOWANYM
WZMOCNIENIU
2.15 R,
B
10k
PROSTOWNIK
1,16 O RECT CAP
Rys. 2 Schemat blokowy układu kompandora NE 570/NE 571
W oparciu o wyżej wymienione podzespoły skonstruować można:
a) kompresor
Schemat blokowy kompresora przedstawiono na rys. 3. Układ ma za zadanie, jak już wcześniej wspomniano, wzmacniać sygnały słabsze, a osłabiać mocniejsze. Prostownik jest dołączony do wyjścia, a układ o zmiennej rezystancji w obwód ujemnego sprzężenia zwrotnego wzmacniacza.
Rys. 3 Schemat blokowy kompresora
b) ekspandor
Schemat blokowy ekspandora przedstawiono na rys. 4. Zadaniem tego układu jest wzmacnianie sygnałów silniejszych i osłabianie sygnałów słabszych. Zarówno prostownik, jak i układ o zmiennej rezystancji jest dołączony do wejścia.
Rys. 4 Schemat blokowy ekspandora
c) automatyczny regulator poziomu (ARP)
Blokowo układ ARP uwidoczniono na rys. 5. Ten układ może być szczególnie przydatny przy współpracy z mikrofonem. Jego zadaniem jest stabilizowanie amplitudy sygnału wyjściowego. W momencie, gdy sygnał jest słaby, układ ma duże wzmocnienie, natomiast, gdy silny ma wzmocnienie ujemne. Tutaj prostownik został dołączony do wejścia, a układ o zmiennej rezystancji w pętli sprzężenia zwrotnego wzmacniacza.
10
Praktyczny Elektronik 9/1994
Rys. 5 Schemat blokowy automatycznego regulatora poziomu
Najważniejszym elementem kompandora jest układ NE 570, 571. Jest to uniwersalny, stosunkowo tani, dwukanałowy układ o regulowanym wzmocnieniu, w którym każdy z kanałów może być użyty jako kom-presor, bądź ekspandor. Jeden kanał zawiera pełnookre-sowy prostownik do detekcji wartości średniej sygnału, skompensowany temperaturowo liniowy układ o prze-strajanym wzmocnieniu oraz wzmacniacz operacyjny. Układ posiada zakres dynamiczny większy niż 110 dB.
W tabeli 1 przedstawiono podstawowe parametry tych układów. Jak widać z tabeli układ NE 570 posiada minimalnie lepsze parametry, lecz dla naszych zastosowań nie ma to większego znaczenia.
Tabela 1 Wybrane parametry charakterystyczne układów NE 570/NE 571
Parametr NE 570 NE 571 Miano
typ max typ max
Prąd zasilania 3,2 3,2 mA
Szybkość narastania
napięcia wyjściowego ą0,5 ą0,5 V/fls
Zniekształcenia
ukł. wzmacniającego 0,3 0,5 %
Szumy wyjściowe
expandora 20 45 20 60 A*V
Jednostkowy poziom
wzmocnienia 0 ą1 0 ą1,5 dB
Zmiana wzmocnienia
w funkcji temperatury ą0,1 ą0,2 ą0,1 ą0,4 dB
Separacja kanałów 60 60 dB
*XKAL
^ł^O
US2 MCY74011
KOMPRESOR
WE C18 22(jF
-12VQ
(6,7,8) US7 (7) US8
C24J+ C23J+ C22J_ C2i|_
-O+12V
C2 RECTaG Vcc INV Rc2OUT2THD RECT IN2 IN2 IN2
) US3 NE571
Cl RECTiG INV
RECT INI INI GND INI Rc' OUT1 THD
J^US7
1 2|3\4 5|6
�BIS
17
C12 C13i-----1
D1.D2.D3 - BAYP95 D8.D9 - AAP115 C7.C9.C12.C14 - 10|jF/16V C8.C13.C15 - 4,7^F/25V C6.C11 - 1(jF/63V
R16 - 39k q+ R17 - 33k
US2
+ 12V'
G1B
Rys. 6 Schemat ideowy kompandora
Praktyczny Elektronik 9/1994
11
D7 06 D5-------
oooo
KAL ARP KOMP BP
Rys. 7 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenia elementów
W układach kompandorowych bardzo ważne jest przestrzeganie określonych poziomów sygnału, czyli m.in. ustalenie jednostkowego wzmocnienia toru transmisyjnego. Nie jest to zadanie łatwe (dlatego na przykład stracił na popularności kompandorowy system redukcji szumów do magnetofonów - dbx). Aby wiec ułatwić ustalenie jednostkowego wzmocnienia w części sampler - komputer, w urządzeniu umieszczono elementy umożliwiające przeprowadzenie kalibracji. Tryb kalibracji polega na uruchomieniu generatora US6, podającego na wejście samplera ciągły ton o stałej amplitudzie. Sygnał z wyjścia komputera jest porównywany z sygnałem wejściowym w układzie komparatora US5. Teraz wystarczy tak wyregulować wzmocnienie w samplerze, aby diody D10 i Dli nie świeciły się. Czasem może się to okazać niemożliwe, wówczas wystarczy ustalenie takiego poziomu wzmocnienia, przy którym obie diody świecą mniej więcej jednakowo.
Po tych czynnościach wstępnych, układ jest gotowy do pracy.
Pamiętamy o tym, aby nie zmieniać już ustawienia potencjometru w samplerze. Do ewentualnych zmian poziomu sygnału wejściowego służy potencjometr Pl. Układ wzmacniaczy pomocniczych US4A i US4D został skonstruowany w ten sposób, aby iloczyn ich wzmocnienia był stały. W ten sposób w każdym poło-żen,kj potencjometru Pl zapewnione jest jednostkowe wzmocnienie kanału transmisyjnego.
Układ US1 steruje przełączaniem funkcji. Przełączanie funkcji odbywa się sekwencyjnie za pomocą mikrołącznika WŁ 1. Możliwe są cztery tryby pracy:
a) normalna (z wyłączonym układem kom-presora i ekspandora),
b) w systemie kompresji i ekspansji dźwięku,
c) w układzie automatycznej regulacji poziomu.
Za przełączanie funkcji odpowiedzialne są klucze elektroniczne zawarte w układach US7 i US8 oraz tranzystor Tl.
Diody Dl^-D4 sterowane bramkami zawartymi w US2 sygnalizują tryb pracy urządzenia. Układ po zmontowaniu nie wymaga uruchamiania. Jeżeli został wykonany ze sprawnych elementów, powinien działać od razu po włączeniu zasilania. Należy zwrócić uwagę na użycie odpowiedniego potencjometru, musi mieć charakterystykę liniową (A). Urządzenie wymaga dwóch napięć zasilających + 12 V i -12 V.
12
Praktyczny Elektronik 9/1994
W przypadku instalowania przystawki do Amigi, można skorzystać z napięć wyprowadzonych na złączu szeregowym Amigi stosując gniazdo DB-25 (masa pin nr 7, +12 V pin nr 9, -12 V pin nr 10). Jako gniazda wejść i wyjść z kompandora najlepiej zastosować gniazda CINCH (w ostateczności DIN). Do wejścia G1A układu dołączamy źródło sygnału (mikrofon, magnetofon itp), wyjście G1B dołączamy do wejścia samplera. Wejście G2A dołączamy do wyjścia AUDIO komputera (jeden z dwóch kanałów), a wyjście G2B do wzmacniacza mocy.
Po uruchomieniu programu obsługującego sampler w czasie rzeczywistym, przeprowadzamy kalibrację samplera. Procedura została opisana powyżej. Następnie po podaniu sygnału ze źródła ustalamy przy pomocy potencjometru Pl, zakres amplitudy sygnału tak, aby nie występowały przesterowania.
Układ może również pracować jako automatyczny regulator poziomu sygnału z mikrofonu (odpowiednik ogranicznika amplitudy). W tym celu wykorzystujemy tylko wejście G1A i wyjście G1B, ustawiając tryb pracy kompandora na ARP.
W przypadku wzbudzania się układu US3 należy pomiędzy wyprowadzenia 5 i 7 włączyć kondensator o pojemności 30 pF.
Wykaz elementów
US1
US2
US3
US4
US5
US6
Tl
Dl-fD3
- MCY 74017 (CD 4017)
- MCY 74011 (CD 4011)
- NE 571 (NE 750)
- TL 084
- ULY7741 (//A 741)
- ULY7855 (LM 555)
- BC 238B lub dowolny npn
- BAYP 95
D4-fD7, D10, Dli LED typ i kolor świecenia dowolny
D8, D9 AAP 115 lub dowolna germanowa
R27 -470 fi/0,125 W
R2, R9, R24 - 1 kft/0,125 W
R12 -2 kfi/0,125 W
R26 -2,2 kfi/0,125 W
Rl, R3, RIO,
Rll, R21, R22 - 10 kft/0,125 W
R14 - 12 kfi/0,125 W
R25 -22 kfi/0,125 W
R23 - 24 kfi/0,125 W
R6, R7, R17-HR19 -33 kft/0,125 W
R16 -39 kfi/0,125 W
R4, R8 -47 kfi/0,125 W
R5, R20 - 100 kfi/0,125 W
R13, R15 -1 Mfi/0,125 W
Pl -2x100 kfi - A PR 162
C10, C16 -200 pF/160 V KSF-020-ZM
C2, C4, C5 -33 nF/100 V MKSE-018-02
Cl -47 nF/100 V MKSE-018-02
C19, C21, C22, C25 -47 nF KFP
C3, C6, Cli - 1 //F/63 V 04/U
C8, C13, C15, C20 -4,7 //F/25 V 04/U
C7, C9, C12,
C14, C17 - 10 //F/16 V 04/U
C18 -22 //F/16 V 04/U
C23, C24, C26 - 47 /(F/16 V 04/U
płytka drukowana numer 160
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 23.800 zł + koszty wysyłki.
O Tomasz Kwiatkowski
Układ HX PRO do magnetofonu kasetowego
Układ jest przewidziany do zastosowania w magnetofonach kasetowych w celu poprawy dynamiki wysokich tonów. Opracowany jest w sposób uniwersalny umożliwiający montaż w różnych magnetofonach po dokonaniu drobnych modyfikacji. Wskazane jest aby magnetofon był wyposażony w układ redukcji szumów.
Dynamiczna regulacja prądu podkładu
Zapis magnetyczny wykorzystuje właściwości magnetyczne taśmy magnetofonowej do utrwalenia sygnału elektrycznego w formie namagnesowania taśmy. Właściwości taśmy określone są pętlą histerezy znaną powszechnie z magnesowania żelaza. Jej podstawową i niestety niekorzystną właściwością jest duża nieliniowość. Prowadzi to do powstania zniekształceń nieliniowych zapisanego sygnału. Zniekształcenia te można zmniejszyć przez przesunięcie punktu pracy na bardziej
liniowy odcinek krzywej magnesowania. Uzyskuje się to przez dodanie do zapisywanego sygnału składowej stałej. Składowa stała prądu przy zapisie nosi nazwę podkładu prądu stałego. Wadą tego rozwiązania jest duży poziom szumów. Najbardziej radykalną metodą jest zastosowanie podkładu prądu zmiennego. Do zapisywanego sygnału dodaje się prąd zmienny o częstotliwości powyżej częstotliwości akustycznych (najczęściej 50-^100 kHz). Taśma jest teraz magnesowana w dwóch kierunkach dzięki czemu uzyskuje się kompensację zniekształceń nieliniowych i znaczną redukcję szumów. Prąd podkładu jest kilkakrotnie większy od zapisywanego sygnału. Dobór prądu podkładu podyktowany jest kompromisem małych zniekształceń nieliniowych sygnałów o niskich częstotliwościach i szerokością pasma. Małe zniekształcenia nieliniowe wymagają stosowania dużego (odpowiedniego dla rodzaju taśmy) prądu podkładu.
Praktyczny Elektronik 9/1994
13
Wzrost prądu podkładu powoduje jednak ograniczenie górnej częstotliwości pasma. Zwiększenie zawartości wysokich tonów uzyskuje się po zmniejszeniu prądu podkładu.
Wprowadzenie magnetofonów kasetowych korzystających z wąskiej taśmy i pracujących przy małej szybkości przesuwu taśmy uwypukliło jeszcze jeden niekorzystny efekt polegający na ograniczeniu dynamiki tonów wysokich zapisywanych audycji. Magnetofon kasetowy wyraźnie gorzej odtwarzał wysokie tony niż tradycyjny magnetofon szpulowy pracujący z szybkością przesuwu taśmy 19,05 cm/s. Przodujące firmy światowe rozpoczęły badania co jest tego przyczyną i jak poprawić jakość nagrań. Okazało się, że zmniejszenie szybkości przesuwu powoduje zmniejszenie zakresu możliwego wysterowania taśmy przy wysokich częstotliwościach i w efekcie zmniejsza ich dynamikę. Objawia się to zmianą górnej częstotliwości granicznej przy zmianie poziomu nagrywanego sygnału. Przykładowo przy poziomie zapisywanego sygnału -20 dB i taśmie żelazowej górna częstotliwość graniczna (-3 dB) wynosi 12,5 kHz. Przy poziomie zapisu -10 dB częstotliwość ta wynosi 10,5 kHz, a przy poziomie 0 dB - 6 kHz. Dla uzyskania zadowalającej wierności odtwarzania górna częstotliwość graniczna powinna wynosić 12-f-14 kHz przy poziomach zapisu -3...-6 dB.
Pierwszym sposobem poprawienia dynamiki zapisywanych tonów wysokich jest stosowanie taśm magnetofonowych o wymaganym większym magnesowaniu i w kolejności są to taśmy chromowe i metalowe. Zastosowanie taśmy metalowej pozwala na poprawę dynamiki tonów wysokich o 7-^10 dB. Drugim sposobem jest stosowanie dynamicznego podkładu, polegające na zmniejszaniu prądu podkładu przy zapisie audycji o dużej zawartości tonów wysokich i dużym ich poziomie. W 1979 roku Dolby Laboratories przedstawiło system Dolby HX (Headroom eXtention - zwiększenie dynamiki) współpracujący z systemem redukcji szumów Dolby B. System ten został skrytykowany przez szwajcarską firmę Studer-Revox. W 1980r specjaliści duńskiej firmy Bang Ł. Olufsen wraz z Dolby Laboratories zmodyfikowali system Dolby HX i nazwali go Dolby HX PRO (PROfessional). System ten opiera się na regulacji prądu podkładu w kierunku utrzymania stałej sumy zapisywanego sygnału o wysokich częstotliwościach i prądu podkładu. System ten daje mniejszą poprawę dynamiki niż poprzedni, ale nie posiada dyskryminujących go wad. Uzyskuje się poprawę dynamiki tonów wysokich rzędu 3-^5 dB. Prezentowany układ działa w oparciu o tą samą zasadę.
Schemat ideowy i opis działania
Schemat ideowy układu przedstawiony jest na rys. 1.
Na płytce drukowanej znajdują sie dwa identyczne układy obsługujące dwa kanały zapisu wykorzystywane przy zapisie stereofonicznym. Opiszemy działanie jed-
nego z nich np. kanału lewego. Sygnał z wyjścia wzmacniacza zapisu podawany jest na wejście NAGRYW., do którego podłączony jest filtr składający się z cewki LI i kondensatora C4. Zadaniem tego filtru jest zminimalizowanie przekazywania napięcia podkładu w.cz. do toru zapisu, dzięki czemu unika się ewentualnych interferencji zapisywanego sygnału z napięciem podkładu. Po przejściu przez filtr sygnał zapisu jest sumowany z napięciem podkładu i podawany z wyjścia GŁ. UNIW. NAGRYW. do głowicy nagrywającej (uniwersalnej). Z tego samego punktu przez rezystor Rl i dalej kondensator C6 suma sygnału o wyższych częstotliwościach i napięcia podkładu jest podawana na wejście wzmacniacza operacyjnego A (US2). Wzmacniacz ten pełni rolę ogranicznika jednostronnego. Na jego wyjściu występują tylko połówki dodatnie przebiegu wejściowego.
Wzmacniacze operacyjne układu scalonego US2 zasilane są pojedynczym napięciem +12 V i dlatego na wejściu wzmacniaczy A i C znajduje się układ wprowadzający polaryzację wejść napięciem równym połowie napięcia zasilającego. Stanowią go rezystory R2, R3, R18 i R19, oraz kondensator C7. Dioda D2 linea-ryzowana rezystorem R5 tworzy z rezystorem R6 i kondensatorem C8 prostownik szczytowy. Napięcie stałe z prostownika podawane jest do układu wtórnika na wzmacniaczu operacyjnym B. Z wyjścia wtórnika napięcie podawane jest do układu całkującego zrealizowanego na wzmacniaczu operacyjnym US3 (ULY 7741). Układ ten pełni zasadniczą rolę detektora błędu porównując napięcie stałe z wtórnika z napięciem odniesienia ustalonym za pomocą rezystora nastawnego Pl. Napięcie na jego wyjściu jest zależne od różnicy tych dwóch napięć wejściowych i podawane jest za pośrednictwem rezystora R9 i szeregowo połączonych diod D3 i D4, obniżających napięcie na bazę tranzystora Tl. Tranzystor Tl włączony jest w obwód zasilania tranzystorów wzmacniacza w.cz. (T2 i T3) i służy do zmiany napięcia zasilania tych tranzystorów.
Tranzystory T2 i T3 pracują jako przeciwsobny wzmacniacz w.cz. sterowany sygnałem podawanym na wejście GŁ. KAS. z głowicy kasującej magnetofonu, lub z generatora kasującego magnetofonu. Bez układu HX PRO generator kasujący był jednocześnie źródłem prądu podkładu. Tranzystor T2 pracuje w układzie ze wspólnym emiterem, natomiast T3 w układzie ze wspólną bazą. Obciążeniem tranzystorów jest transformator w.cz. L2. Z uzwojenia wtórnego transformatora pobierane jest napięcie w.cz. (50-^100 kHz) i podawane przez kondensator C16 do wejścia układu i dalej głowicy nagrywającej magnetofonu. Zmiany napięcia zasilania wzmacniacza w.cz. realizowane przez tranzystor Tl zależnie od napięcia regulującego z układu całkującego będą powodowały zmianę napięcia w.cz. - napięcia podkładu. Działanie układu regulacyjnego dąży do utrzymania stałej sumy napięcia podkładu w.cz. i składowych sygnału zapisywanego o wyższych częstotliwościach.
14
Praktyczny Elektronik 9/1994
Rys. 1 Schemat ideowy uktadu HX PRO
Dla uzyskania uniwersalności układ jest wyposażony w dodatkowe podzespoły, które mogą być montowane w miarę potrzeby. Pierwszym z nich jest stabilizator napięcia 12 V (USl) wymagany wtedy jeśli zasilacz magnetofonu nie wytwarza takiego napięcia (magnetofony Kasprzakowskie). Kolejnym jest tranzystor T7 i rezystor R16 przewidziany do włączania podkładu w.cz. w magnetofonach posiadających włączanie zapisu napięciem wysokim 5 - 22 V. W magnetofonach posiadających włączanie generatora kasującego przez podanie napięcia zasilającego można punkt X podłączyć bezpośrednio do masy.
Montaż i uruchamianie
Widok płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów przedstawia rys. 2.
Przed montażem elementów RC zamontować kołki wyprowadzeń i mostki. Następnie montować cewki i na końcu półprzewodniki. Wyprowadzenie nr 1 w cewkach typu 10x10 jest oznaczone okrągłym występem na spodniej stronie korpusu. Tranzystory T1-^T6 montować na wysokości 10 mm nad płytką. Jeżeli magnetofon posiada filtry podkładu na wyjściu toru zapisu nie trzeba montować elementów LI, C4 i L2, C18. W miejsce kondensatorów C4 i C18 można zamontować zwory. Jeżeli w magnetofonie jest dostępne napięcie +12 V nie montować stabilizatora USl i kondensatorów Cl i C2. Zastanowić się nad sposobem włączania wzmacniacza w.cz. i jeśli nie będzie potrzeby nie montować tranzystora T7 i rezystora R16. Sprawdzić poprawność montażu i można przystąpić do zamontowania płytki w magnetofonie. Płytka nie powinna być zamontowana w pobliżu wzmacniacza zapisu z uwagi na promieniowanie napięcia podkładu. Najlepiej jeśli znajdzie się w pobliżu generatora kasowania.
Wszystkie obwody sygnałowe należy łączyć przewodem ekranowanym, a szczególnie obwód napięcia w.cz. z generatora kasującego do wzmacniacza w.cz. i obwody napięcia podkładu z sygnałem zapisu do głowicy zapisującej (uniwersalnej).
Praktyczny Elektronik 9/1994
15
F.
o
A 1 KANAŁ LEWY
22V
O
Rys. 2 Obwód drukowany i rozmieszczenie elementów
Także w obrębie płytki drukowanej należy połączyć ze sobą, przewodem ekranowanym punkty A i B. Eliminuje się w ten sposób długą ścieżkę na płytce, która może być źródłem promieniowania sygnału w.cz.
Zidentyfikować obwód zasilania generatora kasującego i połączyć go z zaciskiem +GEIM. KAS. na płytce. Zależnie od potrzeby połączyć obwód masy wzmacniacza w.cz. (punkt X, lub punkt Y). Podłączyć zasilanie +12 V, lub wyższe napięcie z koniecznością zastosowania stabilizatora US1. Połączyć masę płytki z masą magnetofonu. Przykładowe połączenia płytki HX PRO w magnetofonie M 3016 (Z.R.K.) przedstawiono na rys. 3.
Po włączeniu zasilania magnetofonu sprawdzić poprawność napięć zasilających na płytce HX PRO i w magnetofonie (w magnetofonie wskazany jest pomiar napięć zasilających przed podłączeniem płytki HX PRO). Układ uruchamia się po włączeniu zapisu bez obecności sygnału. Oscyloskopem wyposażonym w sondę 1:10 sprawdzić obecność sygnału w.cz. na wejściu GŁ. KAS. płytki i na bazach tranzystorów T2 i T5. Następnie sprawdzić występowanie napięcia podkładu w punktach GŁ. UNIW. NAGRYW kanału lewego i prawego. Zewrzeć kondensatory C5 i C19 do masy. Pokręcając rdzeniami cewek L2 i L4 uzyskać maksimum napięcia podkładu. W razie konieczności dobrać kondensatory C17 i C27. Pokręcając rdzeniami cewek LI i L3 uzyskać minimum napięcia podkładu na wyjściu wzmacniacza zapisu. Rozewrzeć kondensatory C5 i C19.
WYLUTOWAĆ EMITER C23L i C23P T2
t-=<
]r257P MR257L
UKŁAD HX PRO PŁYTKA NR162
J NAGRYWANIE
Rys. 3 Połączenie płytki HX PRO w magnetofonie M 3016
Rezystorami nastawnymi Pl i P2 wyregulować wielkość prądu podkładu. Prąd podkładu mierzy się np. oscyloskopem przez pomiar napięcia w.cz. na rezystorze w obwodzie głowicy. W magnetofonach " diorowskich" jest
16
Praktyczny Elektronik 9/1994
montowany rezystor lOfi, a w kasprzakowskich 100 fi. Aby uzyskać prąd zmierzone napięcie trzeba zgodnie z prawem Ohma podzielić przez rezystancję.
Prądy podkładu powinny być następujące: tas'ma żelazowa (IEC I) 350-450 /jA
taśma chromowa (IEC II) 550-650 /iA
taśma metalowa (IEC IV) 750-850 /i A
Podane wartości są wartościami skutecznymi, a przy pomiarze oscyloskopem łatwiej operuje się wartościami międzyszczytowymi. Aby uzyskać wartość międzyszczy-tową napięcia należy podany prąd pomnożyć przez rezystancję rezystora (10, lub 100 fi), a uzyskaną wartość pomnożyć przez liczbę 2,82. W przypadku trudności z uzyskaniem podanej wielkości prądu podkładu prawdopodobnie będzie konieczne zmniejszenie napięcia zasilającego wzmacniacz w.cz. przez włączenie w szereg z zasilaniem rezystora 0,5 W o odpowiednio dobranej rezystancji, aby napięcie zasilające wzmacniacz mieściło się w przedziale 6 10 V przy taśmie żelazowej. Zmianę prądu podkładu dla poszczególnych rodzajów taśm uzyskuje się przez zmianę napięcia zasilającego wzmacniacz w.cz., pobieranego z zasilania generatora kasowania. Zmiana tego napięcia jest realizowana w układzie magnetofonu. Po zakończeniu regulacji można przystąpić do wykonania próbnych nagrań i sprawdzenia efektów działania wykonanego układu.
Wykaz elementów
US1 US2
US3, US4 T1^T6 T7
- LM 7812
- TL 084
- ULY7741 (/zA 741)
- BC 337
- BD 135 (BD 137, 139)
D1H-D8
Rll, R26
R5, R8, RIO, R12,
R13, R14, R15, R21,
R25, R27, R28
R9, R24
R7, R16, R23
R4, R20
R2, R3, R6,
R18, R19, R22
Rl, R17
C13, C25
C16, C28
C4, C18
C5, C19
C17, C27
C6, C8, C20, C21
C12, C23
Cli, C22
Cl, C9, C10, C15
C7, C14, C24,
C26, C29
C2
C3, C30
LI, L3
L2, L4
Płytka drukowana nr
- BAVP 17 (1N4148)
- 10 fi/0,25 W
- 1 kfi/0,125 W -2 kfi/0,125 W -4,7 kfi/0,125 W -27 kfi/0,125 W
- 100 kfi/0,125 W
- 150 kfi/0,125 W
- 100 pF KCP
- 100 pF/100 V KSF-020-ZM
- 220 pF/100 V KSF-020-ZM -470 pF KCP
- 470 pF/100 V KSF-020-ZM
- 10 nF/100 V MKSE-018-02 -22 nF KFPf
-47 nF/100 V MKSE-018-02
- 100 nF/100 V MKSE-018-02
- 220 nF/100 V MKSE-018-02
- 10 /iF/25 V 04/U
- 22 /iF/16 V 04/U -filtr 10x10 110 (22 mH) -filtr 10x10 104
162
Płytka drukowana wysyłana jest za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 19.800 zł + koszty wysyłki.
O R. K.
Symulator alarmu do samochodu
Nie ma chyba właściciela samochodu, który nie chciałby zabezpieczyć swojej własności przed grabieżą. Mowa tu zarówno o kradzieży całego auta, jak i o rabunku poszczególnych jego części. Niezłą bowiem gratką dla potencjalnego złodzieja może okazać się część wyposażenia samochodu, jakim jest na przykład radioodtwarzacz. Dawniej zdarzało się (a zapewne zdarza się i teraz), iż rabuś pokusił się nawet o odkręcenie kół, wykręcenie anteny lub zdjęcie wycieraczek.
Producenci samochodów wiedzą doskonale o tych zakusach i dlatego niektóre modele swoich samochodów wyposażają w najprzeróżniejszego rodzaju systemy alarmowe. Dotyczy to jednakże modeli najwyższej klasy; nie można więc ukryć, że są to modele najdroższe, a co za tym idzie będące w posiadaniu jedynie niewielu wybrańców losu. Zdecydowana większość "zmotoryzowanych" to właściciele samochodów o niższym standardzie, które
z reguły nie są wyposażane w systemy alarmowe. Posiadaczom takich aut pozostaje zaopatrzyć je w auto-alarm. Na łamach "Praktycznego Elektronika" był już opisywany samochodowy układ alarmowy. Zdarza się jednakże, iż wydaje się to być mało opłacalne - na przykład, gdy samochód jest zbyt stary lub właściciela nie stać na zakup odpowiedniego urządzenia, lub też woli nie ingerować w "wewnętrzną strukturę" swojego pojazdu w obawie przed pogorszeniem jego stanu. Dla wszystkich, którzy nie posiadają żadnego układu alarmowego, przydatnym może okazać się jeden ze schematów zamieszczonych na rysunkach poniżej. Są to proste układy symulatorów alarmu skutecznie odstraszające potencjalnych złodziei. Migająca dioda świadczy o tym, że w danym samochodzie najprawdopodobniej zamontowany jest system alarmowy. Zainteresowani, ze względu na konsekwencje, nie będą chcieli sprawdzać
Praktyczny Elektronik 9/1994
17
czy rzeczywiście taki system znajduje się w samochodzie, czy też nie.
Tak więc jest to rozwiązanie przynajmniej częściowo umożliwiające zabezpieczenie przed niespodziewaną ingerencją rabusiów.
Opisy układów
Układ przedstawiony na rys. 1 jest najprostszy. Został zbudowany w oparciu o popularny układ multi-wibratora astabilnego 555. Wersja standardowa tego układu (np ULY. 7855) pobiera więcej prądu, dlatego wskazane jest użycie wersji CMOS. Jednak nawet ze standardową wersją, możliwe jest nieprzerwane działanie przez około 200 dni (przy zasilaniu tylko z akumulatora). Bez obawy można więc włączyć układ na stałe do obwodu zasilania samochodu (bez wyłącznika zasilania). Częstotliwość pulsowania ustalona jest przez wartości elementów Rl, R2, Cl. Czytelnicy, którzy chcieliby ustalić indywidualnie częstotliwość pulsowania, mogą skorzystać z przybliżonych wzorów podanych na sche-
R1 10k
R2 10k
U
US1 ULY7855
T
-O+12V
Ton=0.7(R1+R2)C1 Toff = 0.7R2C1 f=1.4/(R1+2R2)C1
Rys. 1 Schemat ideowy symulatora alarmu z wykorzystaniem układu tajmera 555
, =Ua/R7
T=0,7R1C1
Ua
Rys. 2 Schemat ideowy symulatora alarmu z wykorzystaniem układu LM 358
Układ przedstawiony na rys. 2 jest "półdyskretną" odmianą pierwszego. Jest on jeszcze bardziej oszczędny i pozwala na nieprzerwaną pracę przez co najmniej
300 dni. Generator przebiegów piłokształtnych tworzą wzmacniacz operacyjny US1A oraz Tl. Kondensator Cl jest ładowany prądem płynącym przez rezystor Rl. Po naładowaniu się kondensatora do napięcia równego napięciu z dzielnika R2, R3 wzmacniacz US1A, pełniący funkcję komparatora, włącza tranzystor Tl rozładowujący kondensator Cl. Dioda Dl, oraz kondensator C3 podtrzymują napięcie sterujące tranzystor, na czas zapewniający pełne rozładowanie się kondensatora Cl.
US1B stanowi przetwornik napięcia z generatora na prąd diody świecącej. W efekcie uzyskuje się cykliczne, powolne rozjaśnianie diody. Taki sposób sygnalizacji alarmu został podpatrzony w jednym z najdroższych modeli BMW. Spoczynkowy pobór prądu przez układ LM 358 wynosi 1 mA. Prąd diody można ustalić indywidualnie, korzystając z zależności I [mA] = Ua [V]/R7 [kf2]. Zmianę częstotliwości pracy osiąga się przez zmianę pojemności kondensatora Cl.
Należy zaznaczyć, że stosując diody o podwyższonej jasności można dodatkowo zmniejszyć pobór prądu, a tym samym zwiększyć żywotność akumulatora. Trzeba wówczas zwiększyć wartość R3 (rys. 1) lub R7 (rys. 2).
R1 1k
180kM 1 ]R3 JiSOk 1
Dl & Cl 10|jF C2 Hthr p :Ji,2k _ I
BC238B M i T2 BC23BB
Ton=Toff=0.7R2C1
R.ys. 3 Schemat ideowy symulatora alarmu z wykorzystaniem Tikładu multiwibratora tranzystorowego
Trzecim rozwiązaniem symulatora jest układ multiwibratora (rys. 3). Działanie multiwibratora było już opisane w PE 8/93. Układ pozwala na przemienne zapalanie dwóch diod świecących Dl i D2. Można też zastosować tylko jedną diodę Dl. Wtedy zamiast diody D2 i Rezystora R4 montuje się rezystor R4* o wartości 1,2 kfi. Układ zasilany z akumulatora o pojemności 45 Ah będzie pracował nieprzerwanie przez prawie 200 dni.
Podane powyżej przykłady rozwiązań symulatorów alarmu są proste i nie powinny sprawić kłopotów nawet mało zaawansowanym elektronikom. Istnieje jeszcze jedno bardzo proste rozwiązanie (trochę droższe), które proponujemy wygodnym elektronikom. Jest nim zastosowanie diody świecącej zintegrowanej z generatorem, tzw. diody pulsującej, do której doprowadza się tylko napięcie zasilania, a wewnętrzny generator zapala i gasi diodę.
O Tomasz Kwiatkowski
18
Praktyczny Elektronik 9/1994
Głowica UKF OIRT/CCIR
Specjalnie dla Czytelników Praktycznego Elektronika jeden z konstruktorów firmy DIOR A SA przedstawia opis dwuzakresowej głowicy UKF stosowanej w odbiornikach TOSCA AWS 306 i 307. Głowicę tą można zamontować w innych tunerach produkcji OIORA SA, umożliwiając tym samym odbiór programów UKF'nadawanych w paśmie OIRT i CCIR.
Zmiany gospodarcze i polityczne zachodzące w naszym kraju, a zwłaszcza decyzje Krajowej Rady Radiofonii i Telewizji o przyznawaniu licencji coraz większej ilości rozgłośni lokalnych spowodowały znaczne przyspieszenie wdrażania do powszechnego użytkowania standardu CCIR w zakresie fal ultrakrótkich. Przyjęcie ponad trzydzieści lat temu przez Polskę standardu OIRT obejmującego zakres 66-73 MHz było pociągnięciem wyjątkowo niefortunnym, a podstawową "zaletą" tego wyboru było uniemożliwienie odbioru programów radiofonicznych z Europy Zachodniej. Mimo rozszerzenia po pewnym czasie zakresu na 65,5-74 MHz dalej eksploatowany standard zawierał wiele wad z których najważniejsze to :
- pasmo 8,5 MHz zbyt wąskie dla zapewnienia odpowiedniego pokrycia powierzchni kraju czterema programami radiofonicznymi
- wysoki poziom zakłóceń interferencyjnych
- nieoptymaly rozkład częstotliwości szczególnie wpływający na jakość odbioru programów stereofonicznych
- ograniczona możliwość stosowania i wykorzystywania właściwości nowoczesnych podzespołów wytwarzanych wg. najnowszych technologii i dostosowanych do standardu CCIR
- ograniczenie możliwości eksportowych odbiorników radiofonicznych, przez konieczność wykonywania odbiorników w dwu wersjach, a tym samym pogorszenie ekonomiczności produkcji sprzętu
- konieczność specjalnego oprogramowania mikroprocesorów w przypadku odbiorników z syntezą częstotliwości sterowanych mikroprocesorem
Od kilkunastu już lat specjaliści postulowali konieczność przejścia ze standardu OIRT (65,5-74 MHz) na standard CCIR (87,5-108) MHz. Sprawa stawała się tym bardziej pilna ze względu na wzrastającą ilość radiostacji emitujących programy stereofoniczne, a tym samym pogarszające się warunki odbioru. Oczywiście zmiana standardu nie może nastąpić nagle lecz musi być poprzedzona okresem przejściowym - dość długim ze względu na ilość odbiorników radiofonicznych użytkowanych w kraju, a dostosowanych tylko do odbioru w standardzie OIRT. Jeszcze trzy lata temu przewidywano docelowe przejście na zakres 87,5-108 MHz w 2005 r., jednak gwałtownie wzrastająca ilość rozgłośni komercyjnych pracujących w tym zakresie znacznie przyspieszy te plany.
Pomimo, że już od trzech lat krajowi producenci wyposażają swe wyroby w oba pasma UKF (OIRT i CCIR) to jednak jeszcze przygniatająca większość odbiorników eksploatowanych w kraju posiada możliwość pracy tylko w paśmie OIRT. Są różne sposoby dostosowania takich odbiorników do pracy w paśmie CCIR, z których najprostszy, ale i zarazem najmniej polecany to konwerter dołączany do gniazda antenowego na zewnątrz odbiornika. Konwerter umożliwia przesunięcie odbieranego pasma częstotliwości w inny zakres - dostępny w odbiorniku tak jak to pokazano na rys 1.
65.6MHZ
74MH2
t
PASMO OIRT
PASMO CCIR
87,5 MHz
96MHZ
108MHZ
Rys. 1 Położenie pasm OIRT i CCIR na osi częstotliwości
Ponieważ pasmo CCIR jest szersze od pasma OIRT
0 12 MHz, nie ma praktycznej możliwości odbioru na odbiorniku z pasmem OIRT przy pomocy konwertera całego pasma CCIR, lecz tylko wybranego jego fragmentu. Dlatego optymalnym rozwiązaniem jest dwu-standardowa głowica UKF , która po wbudowaniu do odbiornika radiowego umożliwia odbiór stacji radiofonicznych w paśmie OIRT, oraz w pełnym paśmie CCIR. Typowym przykładem takiej głowicy UKF jest głowica OIRT/CCIR nr rys. 5533-589-1 opracowana w Biurze Projektowym DIORA SA i stosowana produkcyjnie w różnych wyrobach m.in. TOSCA AWS 306 i AWS 307. Głowica OIRT/CCIR jest głowicą zbudowaną na trzech tranzystorach i przestrajaną oraz przełączaną elektronicznie. Kompletna głowica oznaczona nr rys. 5533-589-1 stanowi niezależny blok funkcjonalny
1 jest zabudowana w obudowie metalowej, która jest jednocześnie ekranem. Schemat ideowy głowicy zamieszczony jest na rys 2.
Sygnał wejściowy z anteny podawany jest na obwód wejściowy składający się z indukcyjności LI, pojemności Cl i trymera C3 (dla standardu CCIR) oraz szeregowo dołączany (dla standardu OIRT) obwód rezonansowy składający się z indukcyjności L2, pojemności C2 i trymera C4 (który jest zwarty do masy przez odpowiednio spolaryzowaną diodę przełączającą Dl dla standardu CCIR). Wzmacniacz w.cz. zbudowany jest na dwubram-kowym tranzystorze Tl typu MOSFET - BF 961. We wzmacniaczu w.cz. pracuje obwód rezonansowy składający się z indukcyjności L4, pojemności Cli i trymera C16 (dla standardu CCIR) i szeregowo dołączonego obwodu L5, C12 i C15 przez diody przełączające D3 i D4 (dla OIRT).
Praktyczny Elektronik 9/1994
19
Rys. 2 Schemat ideowy dwuzakresowej głowicy UKF
Heterodyna zbudowana na oddzielnym tranzystorze T3 (BF 440) zapewnia lepszą stabilność, mniejsze zakłócenia radioelektryczne, oraz umożliwia poprawną pracę mieszacza. W obwodzie rezonansowym heterodyny pracują: indukcyjność L6, pojemność C21 i trymer C24 (dla standardu CCIR), do których dla OIRT dołączany jest szeregowo obwód rezonansowy składający się z indukcyjności L7, pojemności C22 i trymera C23. Obwód ten dla CCIR jest zwarty przez diodę przełączającą D6. Obwody rezonansowe pracujące dla obydwu standardów przestrajane są tymi sa-
mymi diodami pojemnościowymi - odpowiednio D2, D5, D7.
Jako mieszacz pracuje tranzystor T2 (BF 440), na bazę którego doprowadzany jest sygnał ze wzmacniacza w.cz., oraz sygnał z heterodyny przez małą pojemność sprzęgającą C20 wykonaną z odcinka przewodu.
W obwodzie kolektora tego tranzystora pracuje filtr pasmowy składający się z dwu cewek typu 7x7 -216 sprzężonych ze sobą kondensatorem C31. Poprzez ceweczkę sprzęgającą obwodu L10 wyprowadzany jest na zaciski wyjściowe głowicy UKF sygnał pośredniej częstotliwości FM.
Montaż i strojenie
Do zmontowania głowicy UKF OIRT/CCIR niezbędne są następujące podzespoły:
- płytka drukowana nr rys 2217-658-1
- komplet elementów biernych i czynnych (rezystorów, kondensatorów, diod, tranzystorów itp.) wg. przedstawionego wykazu
- komplet cewek i dławików wg. załączonego wykazu
- komplet elementów mechanicznych (obudowa i przegroda ekranująca)
Płytka drukowana głowicy UKF została wykonana dzięki uprzejmości firmy DIORA SA według oryginalnej kliszy (przyp. red.).
Ze względu na wymaganą precyzję wykonania zaleca się zakup gotowych cewek i dławików oraz elementów mechanicznych. Po zgromadzeniu wszystkich podzespołów należy zmontować płytkę zgodnie z rys 3. i wmontować do korpusu 4771-181-1.
20
Praktyczny Elektronik 9/1994
Rys. 3 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
W tunerach posiadających głowicę GFE -110/2, lub GFE 112 można wykorzystać korpus, przegrodę ekranującą, tranzystory BF 961 i BF 440 (tylko 1 szt.), warikapy BB 104B, BB104G, BB105G, kondensator C20 (wykonany z odcinka przewodu), filtry 7x7 216. Podobnie jest w przypadku tunerów z głowicą GFE -105, z tą tylko różnicą, że nie posiada ona tranzystorów BF 961, BF 440 i filtrów 7x7 216.
Ze względu na to, że głowica UKF pracuje w paśmie 100 MHz, należy szczególnie zwracać uwagę na staranny montaż elementów, dobre lutowanie i zastosowanie właściwych - zgodnych z dokumentacją podzespołów. Przy montażu płytki należy pamiętać o wmontowaniu wspornika (przegrody) 2633-003-1 oddzielającego stopień w.cz. głowicy UKF.

li") CN PRZEWÓD SYMETRYCZNY PSD - 150 0,4/1,0
c 2,5

Rys. 4 Wymiary kondensatora sprzęgającego C20
Rys. 5 Rozkład wyprowadzeń głowicy
Kondensator C20 można wykonać z przewodu symetrycznego zgodnie z rys. 4.
Wyprowadzenia głowicy OIRT/CCIR nie pozwalają na zamontowanie jej wprost w płytkę drukowaną tunera (wyprowadzenia 5, 7, 10 i 11). Dodatkowe połączenia należy prowadzić możliwie krótkimi odcinkami przewodu do odpowiednich punktów w płytce drukowanej tunera. Niezbędny do tego jest schemat ideowy posiadanego tunera dostarczony przez producenta razem z instrukcją obsługi. Połączenie przewodu doprowadzającego sygnał z gniazda antenowego do głowicy należy wykonać dokładnie tak samo, jak było to w wersji fabrycznej (np. ekran przewodu koncentrycznego połączony z obudową głowicy).
Zmontowaną głowicę UKF OIRT/CCIR wskazane jest uruchamiać w odbiorniku do którego była przewidywana. Opiszemy kilka przypadków zastosowania takiej głowicy w różnych typach tunerów. Układ wyprowadzeń głowicy przedstawiono na rys 5.
Wyprowadzenia głowicy:
1 - wejście w.cz. (z gniazda antenowego 75 fi)
2 masa wejścia w.cz. - ekran przewodu koncentrycz-
nego z gniazda 75 fi
3 - wejście w.cz. - pomiędzy wejście 1 i 3 można dołą-
czyć sygnał z gniazda antenowego 300 Cl
4 - wejście napięcia warikapowego (3-^25 V)
5 - wejście ARCz (5,5 V)
Praktyczny Elektronik 9/1994
21
7 - wejście zasilania (14,5 V)
8 - wyjście p.cz.
9 - wyjście p.cz.
10 - wejście przełączające zakresy (0 V - OIRT; 5 V -
CCIR)
11 -wejście ARW
1. Tunery AS 952 i AS 946 - z syntezą częstotliwości sterowane mikroprocesorem
W tunerach z syntezą częstotliwości powinna być zastosowana głowica UKF OIRT/CCIR nr rys. 5533-589-2, która dodatkowo ma wyprowadzony sygnał heterodyny. Można to też zrobić samodzielnie usuwając rezystor emiterowy (R7 - 2 kfi) w obwodzie heterodyny głowicy i zastępując go dwoma szeregowo połączonymi rezystorami 1 kQ i 680 Cl, montując je pionowo w otworach po R7. Rezystor 680 fi montować od strony emitera tranzystora T3. Ze środka tak powstałego dzielnika wyprowadzamy przez przepust w obudowie sygnał heterodyny, który poprzez kondensator 1 nF należy doprowadzić do nóżki nr 8 układu scalonego SAA 1057.
Tunery z syntezą częstotliwości nie wymagają doprowadzania do głowicy napięcia ARCz, dlatego też do wejścia 5 głowicy należy doprowadzić napięcie stałe +5,5 V z dodatkowego dzielnika rezystorowego, zablokowanego do masy kondensatorami 10 //F/16 V 04/U i 220 nF/100 V MKSE-018-02.
Zmiana standardu pracy głowicy UKF następuje przez podawanie na nóżkę nr 10 głowicy potencjału +5 V (dla CCIR) lub "masy" (dla OIRT). Przełączanie OIRT/CCIR dla mikroprocesora polega na podawaniu
Tabela strojenia głowicy UKF
Obwody heterodyny
na nóżkę nr 6 mikroprocesora potencjału +5 V (np. z nóżki nr 40), lub 0V (np. z nóżki nr 7). Przełączanie napięć dla głowicy i mikroprocesora można wykonać za pomocą miniaturowego przełącznika dwusekcyjnego umieszczonego np. na ściance tylnej.
GŁOWICA UKF OIRT/CCiR nr 5533-589-2
+ 12V EMITER T105
f heterodyny DO"8"SAA1057
Zakres Częstotliwość sygnału Elementy strojenia Metodyka strojenia Uwagi
CCIR 87,5 MHz L6 w punkcie pomiarowym K10 uzyskać napięcie 3 V
108,0 MHz C24 25 V
OIRT 65,5 MHz L7 w punkcie pomiarowym K10 uzyskać napięcie 3 V
74,0 MHz C23 25 V
Obwody wejściowe i wzmacniacz w.cz.
Zakres Częstotliwość sygnału Elementy strojenia Metodyka strojenia
CCIR 87,5 MHz LI, L4 stroić na maksymalną i symetryczną krzywą II w punkcie K3
108,0 MHz C3, C16
OIRT 65,5 MHz L2, L5
74,0 MHz C4, C15
Obwody wzmacniacza p.cz.
Częstotliwość sygnału Elementy strojenia Metodyka strojenia
69,0 MHz L9, L10 stroić na maksymalną i symetryczną krzywą 11 w punkcie K3
94,0 MHz
Rys. 6 Schemat połączenia głowicy z przełącznikiem zakresów i mikroprocesorem
Należy pamiętać, że dla pokazywania częstotliwości na paśmie CCIR potrzebne jest 5 wyświetlaczy LED, a więc na płytce wyświetlaczy należy domontować jeden dodatkowy wyświetlacz LTS 5811 G wraz z dwoma rezystorami R316, R317 po 220 Q każdy. Strojenie głowicy należy przeprowadzić wg ogólnych zasad opisanych w instrukcji serwisowej tunera, lub według poniższej tabeli.
UWAGA
Punkt pomiarowy K10 znajduje się za głowicą UKF przy jej prawym narożniku. W punkcie K10 mierzy się napięcie warikapowe doprowadzane do głowicy UKF.
Punkt pomiarowy K3 znajduje się pośrodku pomiędzy głowicą, a układem IC101. Obok niego umieszczony jest punkt K4, który połączony jest z masą.
2. Tunery AS 252 i AS 642 (AS 641, 6411, 6412)
Dokonać wymiany głowicy UKF na dwustandardową OIRT/CCIR, łącząc krótkimi przewodami dodatkowe nóżki głowicy z odpowiednimi punktami na płytce drukowanej. Przełączanie pasm polega na podawaniu na nóżkę nr 10 głowicy potencjału " masy" lub +5 V. Do tego celu można zastosować miniaturowy przełącznik zamontowany np. na ściance tylnej radioodbiornika.
22
Praktyczny Elektronik 9/1994
Korekty strojenia głowicy UKF należy dokonać wg zasad opisanych w instrukcjach strojeniowych w/w wyrobów, lub w tabeli strojenia umieszczonej poniżej.
W tunerach, które wyposażone były w głowicę z tranzystorem bipolarnym na wejściu (głowica GFE 105) konieczne jest zamontowanie kilku dodatkowych elementów w układzie automatycznej regulacji wzmocnienia głowicy (nóżka 11 głowicy), oraz w układzie zasilania, zgodnie ze schematem rys. 7.
R216 33k
ii <=
-ł------- DO NÓŻKI
|R292_|_C291 15 i 16
lOk
J+C300 ZAMONTOWAĆ ~r220(jF
C233 220nF/16V-
10n IC 201 UL1200N
15V
45.2V
DO KATODY DIODY D208 W ZASILACZ.
Rys. 7 Schemat układu automatycznej regulacji wzmocnienia AR.W i zasilania głowicy
Tabela strojenia głowicy UKF
Obwody heterodyny
Zakres Częstotliwość sygnału Położenie wskazówki Metodyka strojenia Elementy strojenia
CCIR 87,35 MHz lewe skrajne dostroić na L6
108,25 MHż prawe skrajne występowanie C24
OIRT 65,0 MHz lewe skrajne sygnału L7
74,5 MHz prawe skrajne C23
Obwody wejściowe i wzmacniacz w.cz.
Zakres Częstotliwość sygnału Położenie wskazówki Metodyka strojenia Elementy strojenia
CCIR 87,35 MHz lewe skrajne dostroić na LI, L4
108,25 MHz prawe skrajne maksymalny C3, C16
OIRT 65,0 MHz lewe skrajne sygnał L2, L5
74,5 MHz prawe skrajne C4, C15
Obwody wzmacniacza p.cz.
Częstotliwość sygnału Elementy strojenia Metodyka strojenia
69,0 MHz L9, L10 stroić na maksymalną i symetyczną krzywą II w punkcie Ppj
94,0 MHz
UWAGA
Punkt pomiarowy Ppi znajduje się po lewej stronie głowicy, pomiędzy nią a układem scalonym IC 201. Obok umieszczono punkt Pp2, który połączony jest z masą.
Wykaz elementów
Tl - BF 961
T2, T3 - BF 440
Dl, D3, D4, D6 - BA 182
D2, D5 - BB 104B
D7 - BB 104G
D8 - BB 105G
R2, R21 - 33 fi/0,35 W 5%
R19 - 100 fi/0,35 W 5%
R5 - 220 ft/0,35 W 5%
Rl, RIO,
R12, R16 - 470 fi/0,35 W 5%
Rll - 1,2 kfi/0,35 W 5%
R7, R18 - 2 kfi/0,35 W 5%
R8, R14 - 3,3 kfi/0,35 W 5%
R6 - 4,7 kfi/0,35 W 5%
R15 - 12 kfi/0,35 W 5%
R9 - 20 kfi/0,35 W 5%
R3, R13,
R17 - 56 kfi/0,35 W 5%
R4, R20 - 100 kO/0,35 W 5%
Cl - KCP-lB-N-5-2,2 PF-D-500V
C19 - KCPf-lB-A-4x5-2-4-2,2 PF-C-63V
C21 - KCPf-lB-N-5-3,3 pF-D-500V
CIO, C17 - KCPf-lB-N-2,5x2,5-2-4-3,3 pF-C-63 V
C30 - KCPf-lB-N-3x3-2-4-4,7 pF-C-63 V
C26 - KCPf-lB-N-3x3-2-4-5,6 pF-C-63 V
Cli - KCPf-lB-N-5-5,6 pF-C-400 V
C7 - KCPf-lB-N-4x4-2-4-10 pF-C-63 V
C31 - KCPf-lB-N-4x4-2-4-12 pF-J-63 V
C13 - KCPf-lB-P-4x5-2-4-27 pF-G-63 V
C2, C12 - KCPf-lB-P-4x 5-2-4-43 pF-G-63 V
C22 - KCPf-lB-P-4x5-2-4-56 pF-G-63 V
C29, C32 - KSF-020-100 pF-5%-160 V
C25 - KCPf-lB-U-4x6-2-4-120 pF-G-63 V
C5, C8,
C14, C18,
C27 - KFP-IIE-5-1000 pF-Z-250 V
C9, C28,
C33, C35,
C36 - KFPf-2F-6x6-4700 pF-Z-25 V
C6 - KFPf-2F-6x6-10 nF-Z-25 V
C34 - KFP-3E-10-68 nF-Z-32 V
C3, C4,
C15, C16,
C23, C24 - KCD-N47-7d-3/10 pF-160 V
C20 - kondensator wg. rys 4
LI - 3573-443-1 obw. wejściowy dla CCIR
L2 - 3573-445-1 obw. wejściowy dla OIRT
L3 - 3573-140-2 dławik zasilania
L4 - 3573-444-1 obw. wzm. w.cz. CCIR
L5 - 3573-445-1 obw. wzm. w.cz. OIRT
L6 - 3573-444-2 obw. oscylatora CCIR
L7 - 3573-445-2 obw. oscylatora OIRT
L8 - 3573-296-2 eiiminator p.cz.
L9, L10 - 7x7 F 216 cewka obwodu p.cz.
elementy mechaniczne
słupek - 1431-070-2 11 szt.
wspornik - 2633-003-1 1 szt.
korpus - 4771-181-1 1 szt.
płytka drukowana numer 161
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 10.500 zł + koszty wysyłki.
O mgr inż. Zdzisław Zalepa
Praktyczny Elektronik 9/1994
23
Od redakcji
W następnym numerze PE opiszemy montaż głowicy OIRT/CCIR w tunerach starszego typu produkcji DIORA SA wyposażonych w głowicę strojoną kondensatorem zmiennym.
Za pośrednictwem redakcji Praktycznego Elektronika można zakupić komplet elementów indukcyjnych
do głowicy OIRT/CCIR w cenie 100.000 zł + koszty wysyłki. Oprócz tego możliwe jest także nabycie wykonanej fabrycznie, kompletnej i zestrojonej głowicy w cenie 330.000 zł -f koszty wysyłki. Ilość kompletów elementów indukcyjnych i głowic jest ograniczona. Zamówienia będziemy realizować według kolejności zgłoszeń. Producentem głowic jest Spółdzielnia Inwalidów POLMET ul. Gostyńska 61 KOD 64-000 KOŚCIAN.
Opis magistrali I2C cz. 2
6.0. Obsługa zgłoszeń konfliktowych
i wytwarzanie sygnałów zegarowych
6.1. Synchronizacja
Dla przesyłania informacji w magistrali I2C wszystkie urządzenia nadrzędne generują do szyny SCL swój własny sygnał zegarowy. Dane są ważne tylko podczas okresu, w którym na szynie SCL zegar jest w stanie HIGH. Z tego względu przy procedurze obsługi bit po bicie zgłoszeń konfliktowych potrzebny jest zdefiniowany sygnał zegarowy. Synchronizacja zegara dokonywana jest dzięki przyłączeniu urządzeń do szyny SCL z wykorzystaniem iloczynu galwanicznego. Oznacza to, że przejście ze stanu HIGH do LOW w szynie SCL będzie oddziaływało na przyporządkowane urządzenia w ten sposób, że rozpoczną one odliczanie swojego okresu LOW i gdy raz zegar urządzenia wejdzie w stan LOW to będzie ono utrzymywać szynę SCL w tym stanie, aż zegar uzyska stan HIGH (rys. 7).
START ODLICZANIA STAN OCZEKIWANIA okresu HIGH
ZEGAR1
SCL
RESET - -\/LICZNIKA
Rys. 7 Synchronizacja zegara podczas procedury obsługi zgłoszenia konfliktowego
Jednakże zmiana stanu zegara urządzenia z LOW do HIGH może nie zmienić stanu szyny SCL jeśli zegar innego urządzenia znajduje się nadal w swoim stanie LOW. Z tego powodu SCL będzie utrzymywana w stanie LOW przez urządzenie o najdłuższym okresie LOW. Urządzenia o krótszych okresach LOW wchodzą w tym samym czasie w stan oczekiwania HIGH. Gdy wszystkie wchodzące w rachubę urządzenia odliczają swoje okresy LOW, szyna szyna zegarowa zostaje zwolniona i przechodzi w stan HIGH. Wówczas nie będzie różnicy po-
między zegarami urządzeń, a stanem szyny zegarowej i wszystkie urządzenia rozpoczną odliczanie swoich okresów HIGH. Pierwsze urządzenie, które zakończy swój okres HIGH znów pociągnie szynę SCL w stan LOW.
W taki sposób wytwarzany jest synchronizowany sygnał zegarowy w którym okres LOW jest określony przez urządzenie o najdłuższym okresie LOW zegara, a okres HIGH w szynie SCL zdeterminowany jest przez urządzenia o najkrótszym okresie HIGH zegara.
6.2. Obsługa zgłoszenia konfliktowego (por. także zał B)
Zgłoszenie konfliktowe (arbitraż) zachodzi w szynie SDA w taki sposób, że urządzenie nadrzędne, które nadaje poziom HIGH w czasie gdy inne urządzenie nadrzędne nadaje poziom LOW, wyłączy swój stopień wyjściowy DANE, gdyż poziom w magistrali nie odpowiada jego własnemu poziomowi.
Arbitraż może zachodzić w czasie trwania wielu bitów. Pierwszym stopniem arbitrażu jest porównanie bitów adresowych (informacje o adresowaniu można znaleźć w rozdziale 8.O.). Jeśli urządzenia nadrzędne starają się adresować to samo urządzenie, to arbitraż jest kontynuowany poprzez porównanie danych. Ponieważ w magistrali I2C do arbitrażu używane są informacje adresowe, oraz dane, to podczas tego procesu nie wystąpi utrata informacji. Urządzenie nadrzędne, które przegrywa arbitraż może generować impulsy zegarowe, aż do końca bajtu, w którym przegrało arbitraż.
Jeśli urządzenie nadrzędne przegrywa arbitraż w czasie adresowania, to możliwe jest, że wygrywające urządzenie nadrzędne stara się właśnie je adresować. Przegrywające urządzenie nadrzędne musi więc natychmiast przełączyć się w stan podporządkowanego odbiornika.
Rys. 8 pokazuje procedurę arbitrażową dla dwu urządzeń nadrzędnych. Udział w procedurze może oczywiście wziąść więcej urządzeń nadrzędnych, jeśli są podłączone do magistrali. Ważna jest tu różnica pomiędzy poziomem danych wewnętrznych urządzenia nadrzędnego generującego DANE i/oraz aktualnym poziomem na szynie SDA. Wyjście danych tego urządzenia zostaje wyłączone, co oznacza, że do magistrali dołączony zostaje wyjściowy poziom HIGH - nie będzie więc ono wpływać na transfer danych zainicjowany przez urzą-
24
Praktyczny Elektronik 9/1994
dzenie nadrzędne, które wygrało arbitraż. Ponieważ sterowanie magistralą I2C zależy jedynie od adresu i danych wysyłanych przez współzawodniczące urządzenia nadrzędne, więc nie ma tu centralnego urządzenia nadrzędnego, ani też potrzeby priorytetu magistrali.
DANE1
DANE2
SDA
SCL
NADAJNIK 1 PRZERWA ARBITRAŻ DANE1 X SDA
R-ys. 8 Obsługa zgłoszenia konfliktowego (arbitraż) dwu urządzeń nadrzędnych
Jeśli procedura arbitrażowa rozciąga się, aż do powtórzenia warunku startu, wówczas zaangażowane w nią urządzenie nadrzędne musi wytwarzać ten sam format (tj. każde z nich powinno wytwarzać powtórny warunek startu w tym samym miejscu ramki formatu (por. załącznik).
6.3. Wykorzystanie mechanizmu synchronizacji zegara jako wymiany potwierdzenia
Mechanizm synchronizacji zegara może być wykorzystany poza procedurą wykorzystaną przy arbitrażu do umożliwienia urządzeniom odbierającym uporania się z szybkim transferem danych, zarówno na pozio-
mie bitu jak i bajtu. Na poziomie bajtu urządzenie może być zdolne do przyjęcia bajtu danych transmitowanych z dużą prędkością, lecz może potrzebować więcej czasu do zapamiętania odebranego bajtu, lub przygotowania innego bajtu do transmisji. Urządzenia podporządkowane mogą wówczas po odebraniu i potwierdzeniu bajtu, utrzymywać szynę SCL w stanie LOW w celu zmuszenia urządzenia nadrzędnego do pozostania w stanie oczekiwania, aż urządzenie podporządkowane będzie gotowe do następnego transferu bajta zgodnie z procedurą typową dla wymiany potwierdzenia.
Na poziomie bitu urządzenie takie jak mikrosterow-nik nie wyposażone sprzętowo w sprzęg I2C wbudowany w układ (chip) może spowolnić zegar magistrali poprzez powiększanie każdego okresu LOW zegara. W ten sposób prędkość każdego urządzenia dostosowana jest do wewnętrznych warunków działania tego urządzenia.
7.0. Formaty
Transfer danych przebiega zgodnie z formatem pokazanym na rys. 9. Po wystąpieniu warunków startu wysyłany jest adres urządzenia podporządkowanego. Adres ten składa się z 7 bitów, bit ósmy jest bitem kierunkowym (R/W - czytaj/zapis) - "zero" wskazuje nadawanie (WRITE - ZAPIS), a "jedynka" wskazuje na żądanie danych (READ - ODCZYT). Transfer danych zawsze kończony jest warunkiem zatrzymania, generowanym przez urządzenie nadrzędne. Jednakże, jeśli urządzenie nadrzędne ciągle chce komunikować się z magistralą, to może ono wytworzyć inny warunek startu (por. ograniczenia dla procedury arbitrażowej w/g rozdz. 6.2.) i zaadresować inne urządzenie podporządkowane bez uprzedniego wygenerowania warunku zatrzymania. W obrębie takiego transferu możliwe są wówczas różne kombinacje formatów ZAPIS/ODCZYT.
SDA
SCL
DANE
POTW WARUNEK
ZATRZYMANIA
Rys. 0 Kompletny transfer danych

s ADRES URZĄDZENIA PODPORZĄDKOWANEGO R/W POTW. DANE POTW. DANE POTW. P
"o"o dc;
!YT TRANSFER DANYCH (n bajtów + potwierdzenie)
R.ys. 10 Nadrzędny nadajnik nadaje do podporządkowanego odbiornika
Praktyczny Elektronik 9/1994
25

s ADRES URZĄDZENIA PODPORZĄDKOWANEGO R/W POTW. DANE POTW. DANE POTW. P
"i"o dc;
!YT TRANSFER DANYCH (n bajtów + potwierdzenie)
Rys. 11 Urządzenie nadrzędne odczytuje urządzenie podporządkowane bezpośrednio po pierwszym bajcie
ADRES URZĄDZENIA PODPORZĄDKOWANEGO
R/W
POTW.
Odpis
lub
zapis
DANE
POTW.
ADRES URZĄDZENIA PODPORZĄDKOWANEGO
R/W
POTW.
(n bajtów+potw.)
Odczyt
lub zapis
DANE
POTW.
(n bajtów+potw.)
W tym punkcie może
zmienić sie kierunek
transferu
Rys. 12 Formaty złożone
Możliwe są następujące formaty transferu:
a) Nadrzędny nadajnik nadaje do podporządkowanego odbiornika. Kierunek nie ulega zmianie (rys. 10)
S - start
P - zakończenie
POTW - potwierdzenie
b) Urządzenie nadrzędne odczytuje urządzenie podporządkowane bezpośrednio po pierwszym bajcie.
W momencie pierwszego potwierdzenia nadajnik nadrzędny staje się nadrzędnym odbiornikiem, a podporządkowany odbiornik staje się podporządkowanym nadajnikiem. Potwierdzenie to jest zawsze generowane przez urządzenie podporządkowane. Warunek zatrzymania jest generowany przez urządzenie nadrzędne.
c) Formaty złożone
Jeśli w czasie transferu zmieni się kierunek przekazywania, to powtórzeniu ulegają zarówno warunek startu jak i adres urządzenia podporządkowanego, przy czym bit R/W zostaje zmieniony na przeciwny.
UWAGI:
1. Formaty złożone mogą być np. zastosowane do stero-
wania pamięci szeregowej. Podczas pierwszego bajta danych musi być wpisane położenie pamięci wewnętrznej. Po powtórzeniu warunku startu mogą być przekazywane dane.
2. Wszystkie decyzje co do automatycznego przyrostu,
lub zmniejszenia uprzednio uzyskanego położenia pamięci itp. muszą być podjęte przez projektanta urządzenia.
3. Po każdym bajcie następuje potwierdzenie, lub brak
potwierdzenia, jak pokazują to komórki potwierdzenia w ciągu.
4. Urządzenia I2C muszą po odebraniu warunku startu,
dokonać wyzerowania swojej logiki magistrali, tak
aby wszystkie antycypowały wysyłkę adresu urządzenia podporządkowanego.
8.0. Adresowanie
Procedura adresowania dla magistrali I2C jest tego typu, że pierwszy bajt po zaistnieniu warunku startu określa które urządzenie podporządkowane zostanie wybrane przez urządzenie nadrzędne. Zazwyczaj powyższy bit następuje po procedurze startu. Wyjątkiem jest wywołanie "ogólnego" adresu, które może adresować wszystkie urządzenia. Jeśli zostanie użyty taki adres, to wszystkie urządzenia powinny teoretycznie odpowiedzieć przy pomocy potwierdzenia - chociaż mogą być produkowane urządzenia, które będą ignorować ten adres. Drugi bajt adresu wywołania ogólnego definiuje wówczas akcję, która ma być wykonana.
8.1. Definicja bitów w pierwszym bajcie
Pierwsze siedem bitów tego bajtu stanowi adres urządzenia podporządkowanego (rys. 10). Bit ósmy (LSB - najmniej znaczący bit) określa kierunek informacji. "Zero" na pozycji najmniej znaczącego bitu pierwszego bajtu oznacza, że urządzenie nadrzędne będzie wpisywać informację do wybranego urządzenia podporządkowanego; "jedynka" na tej pozycji oznacza, że urządzenie nadrzędne będzie czytać informację z urządzenia podrzędnego.
Gdy wysłany zostaje adres, to każde urządzenie w systemie po zaistnieniu warunku startu porównuje pierwsze siedejn bitów ze swoim własnym adresem. Jeśli adres jest zgodny, to urządzenie które jest adresowane przez nadrzędne ustawi się w stan podporządkowanego odbiornika lub nadajnika, w zależności od bitu R/W.
26
Praktyczny Elektronik 9/1994
Tabela 2.
Formaty adresów urządzeń podporządkowanych
Pierwszy bajt
Adres urządzenia podporządkowanego R/W
0000 0000 000 000 0 1 Ogólny adres wywołania bajt startowy*
0000 001 X Adres CBUS-a**
0000 010 X Adres zarezerwowany dla odmiennego foramtu magistrali***
0000 0000 0000 0000 0000 011 100 101 110 111 X X X X X zostaną określone
Adresu urządzenia podporządkowanego może być utworzony z części stałej i z części programowej. Jeśli spodziewamy się, że w systemie może być użytych więcej niż jeden identycznych układów scalonych, wówczas programowana część adresu urządzenia podporządkowanego umożliwia przyłączenie do magistrali I2C maksymalnej liczby takich urządzeń. Liczba programowanych bitów adresu urządzenia zależy od liczby dostępnych końcówek. Dla przykładu, jeśli urządzenie ma 4 stałe i 3 programowane bity adresu, to do tej samej
magistrali można dołączyć osiem identycznych urządzeń. UWAGI: * - Żadne urządzenie nie może dokonać potwierdzenia
przy odbiorze bajtu startowego.
** - Adres CBUS-a został zarezerwowany dla umożliwienia wewnętrznego współdziałania urządzeń CBUS-a oraz I2C w jednym systemie. Urządzenia I2C nie mogą odpowiadać po dobiorze tego adresu.
*** - Adres zarezerwowany dla różnych formatów magistrali został dołączony w celu umożliwienia współdziałania I2C, oraz innych protokołów. Tylko urządzenie I2C, które są zdolne do pracy z takimi formatami mogą odpowiedzieć na ten adres.
Do koordynacji rozmieszczenia adresów I2C służy zarząd magistrali I2C. Kombinacja bitów 1111XXX adresu podporządkowanego zarezerwowana jest dla przyszłych rozszerzeń. Adres 1111111 zarezerwowany jest jako adres rozszerzenia. Oznacza to, że procedura adresowa będzie kontynuowana w następnym bajcie (bajtach). Urządzenia które nie stosują adresowania rozszerzonego nie będą reagować przy odbiorze tego bajtu. Siedem dalszych możliwości w grupie 1111 będzie również używanych tylko dla celów rozszerzenia, ale obecnie nie są one jeszcze rozmieszczone. Kombinacja 0000XXX zdefiniowana jest jako grupa specjalna. Powyższe adresy pokazane w tabeli 2 są już rozmieszczone.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
Dokończenie teksu ze str. 2
clockII clockII
INHI8IT 15 RESET
4017
!�_
4022
16
B fVss
i?
"5
9_..r U ..9..
9
CARRY 0UTPUT
clockII
CL0CK13 o INHIBIT15
^ reset J
"1" "2"
"5" "6"
T
'Vss
CARRY OUTPUT
Rys. 3 Rozkład wyprowadzeń liczników 4017 i 4022
Wypełnienie przebiegu na tym wyjściu wynosi dokładnie 1/2, pod warunkiem, że licznik pracujez pełną
długością cyklu zliczania. Na rysunku 3 zamieszczono rozkład wyprowadzeń układów scalonych 4017 i 4022. Warto zwrócić uwagę, że wyjścia " 0" - " 7" obu liczników nie pokrywają się, zatem niemożliwe jest zastąpienie na płytce drukowanej jednego licznika drugim. Wyjście pożyczki CO zmienia swój stan z wysokiego na niski wraz z piątym zboczem (dla licznika 4022 z czwartym zboczem) sygnału zegarowego doprowadzonego do wejścia wyzerowanego licznika.
Poniżej zestawiono podstawowe parametry dynamiczne liczników 4017 i 4022 (wartości typowe) Propagacja sygnału od wejścia CL do wyjścia de-kodowanego:
- 325 ns dla VDD = 5 V
- 135 ns dla VDD = 10 V
- 85 ns dla VDD = 15 V
Propagacja sygnału od wejścia CL do wyjścia CO:
- 300 ns dla VDD = 5 V
- 125 ns dla VDD = 10 V
- 80 ns dla VDD = 15 V Maksymalna częstotliwość zegara:
- 5 MHz dla VDD = 5 V
- 10 MHz dla VDD = 10 V
Praktyczny Elektronik 9/1994
27
- 11 MHz dla VDD = 15 V
Minimalna szerokość impulsu zegarowego:
- 100 ns dla V
DD
= 5V
- 45 ns dla VDD = 10 V
- 30 ns dla VDD = 15 V
Propagacja sygnału od wejścia R do wyjść deko-dowanych lub wyjścia CO:
- 265 ns dla VqD = 5 V
- 115 ns dla VDD = 10 V
- 85 ns dla VDD = 15 V
Minimalna szerokość impulsu zerującego:
- 130 ns dla VDD = 5 V
- 55 ns dla VqD = 10 V
- 30 ns dla VqD = 15 V
W praktycznych zastosowaniach układu licznika, często zachodzi konieczność skrócenia cyklu zliczania. Najprostsze i najczęściej stosowane rozwiązanie przedstawiono na rysunku 4. Polega ono na połączeniu jednego z wyjść dekodowanych z wejściem zerującym. Na przykład chcąc zbudować licznik zliczający do 3 należy połączyć wyjście "4" z wejściem zerującym R. Pojawienie się stanu wysokiego na wyjściu "4" spowoduje wyzerowanie licznika. Na rysunku 4 zamieszczono także układ automatycznego zerowania w momencie włączenia zasilania (elementy Rl, R2, Cl, Dl). Rozwiązanie to nie jest jednak polecane przez producentów układów, gdyż impulsy zerujące są bardzo krótkie i nie gwarantują prawidłowego wyzerowania licznika. W swojej praktyce nie zetknąłem się jednak z takim przypadkiem.
Rys. 4 Schemat ideowy układu licznika o skróconym cyklu zliczania
cl;
r
y
4017
:.b-"r"8-9"
ą5
8 WYJŚĆ ZDEKODOW.
_L
Polecane rozwiązanie skracania cyklu zliczania zamieszczono na rysunku 5. W chwili gdy jedno z wyjść " 1" - " N" połączonych z wejściem przerzutnika RS (bramka A) przejdzie w stan wysoki zostanie wygenerowany impuls zerujący licznik. W tym samym czasie, jeżeli cykl zliczania licznika jest dłuższy niż 6 (dla licznika 4022 dłuższy niż 5) wyjście CO zmienia swój stan z niskiego na wysoki. Niski poziom impulsu zegarowego i wysoki na wyjściu "0" powodują wyzerowanie przerzutnika RS. Sygnałem wyjściowym jest CO dla cykli zliczania dłuższych niż 6 (dla 4022 dłuższych niż 4), lub przebieg na wyjściu "0" dla dowolnego cyklu zliczania. Szerokość impulsu na wyjściu "0" równa jest okresowi zegara CL.
4017 4022
OM 2
,C0 DLA N6 f=ZEGAR+N
DLA N-2 DO 10 *" f-ZEGAR+N
CL K
CL, 4017 "0"..1" - :.e"..9"
>Ś
STOPIEŃ PIERWSZY
STOPNIE ŚRODKOWE
8 WYJŚĆ ZDEKODOW.
STOPIEŃ OSTATNI
Rys. 6 Schemat ideowy układu rozdzielacza zbudowanego z kilku liczników 4017
Rys. 5 Schemat ideowy układu licznika o skróconym cyklu zliczania z przerzutnikiem RS
Liczniki 4017 i 4022 można łączyć szeregowo, w takim przypadku wejścia CLI połączone są z masą, a wyjście CO licznika poprzedzającego łączy się z wejściem licznika następującego. Rozwiązanie to pozwala na konstruowanie szybkich dzielników przez dziesięć z wypełnieniem przebiegu wyjściowego 1/2.
Najczęstszym zastosowaniem liczników 4017 i 4022 są rozdzielacze w układach sekwencyjnego sterowania. Może wszakże okazać się, że liczba sygnałów wyjściowych jest zbyt mała. Można wtedy skorzystać z układu rozbudowanego rozdzielacza zamieszczonego na rysunku 6.
W rozwiązaniu tym jedynka pojawia się kolejno na dziewięciu wejściach ("0" - "8") pierwszego licznika. Pojawienie się jedynki na wyjściu dziesiątym powoduje zatrzymanie pracy pierwszego licznika (wejście CLI = 1) i wpisanie jedynki na drugie wyjście drugiego licznika. Cykl ten powtarza się dalej, aż pojawienie się jedynki na ostatnim wyjściu ostatniego licznika spowoduje wyzerowanie pierwszego i następnie dalszych liczników. W pierwszym liczniku wykorzystano 9 wyjść, a w następnych tylko osiem.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
28
Praktyczny Elektronik 9/1994
Zdalne sterowanie zestawem typu wieża cz. 4
W poprzedniej części tego cyklu artykułów zamieściliśmy opis układu liczników sterujących pracą potencjometrów elektronicznych. Teraz przyszła kolej na same potencjometry elektroniczne, które w przerabianym wzmacniaczu mają zastąpić potencjometry mechaniczne, sterowane przy pomocy gałki. Schemat układu zamieszczono na rysunku 1 (jeden kanał). Układy potencjometrów tonów niskich i wysokich są identyczne. Tworzą je (tonów niskich) multiplekser szesnastowej-ściowy (USl i US2), wraz z drabinką rezystorową R1-^R14. Rozwiązanie to sostało już wcześniej zastosowane w elektronicznych potencjometrach przeznaczonych do korektora graficznego (PE 4/92).
+12V Z LICZNIKA TONÓW NISKICH O
LŚL
/16V
A B C D 6 O O O O O
R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 3.3k 3.3k 3.3k 3.3k 3.3k 3.3k 3.3k
o o o
- S +
R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 3.3k 3.3k 3.3k 3.3k 3.3k 3.3k 3.3k
C2 C3 47n 1O|jF /16V
TONY NISKIE
Z LICZNIKA TONÓW WYSOKICH A B C D B
o o o o o-----
116
11 10 9 6
B C INH
US3 MCY74051
COM
r413_i14r415J21_4' _15

Mu
R15 R16 R17 R1B R19 R20 R21 3.3k 3.3k 3.3k 3.3k 3.3k 3.3k 3.3k
O Ó O - S +
R22 R23 R24 R25 R26 R27 R28 3.3k 3.3k 3.3k 3.3k 3.3k 3.3k 3.3k
TONY WYSOKIE
-5V
O
US5 MCY74066
US6 MCY74066 22^/.16V
R33 n R34 n R35 n R36 M R37 22k M 15k U 11 k Ma,2k M6,2k
C6-22jF/16V
+ 12V
I
US5
i'
DO LICZNIKA KANAŁU LEWEGO
Rys. 1 Schemat ideowy układu potencjometrów elektronicznych
Zasada działania takiego układu polega na łączeniu z wyjściem COM (3 nóżka USl i US2) jednego, wybranego przy pomocy linii adresowych A, B, C, D, D, punktu drabinki rezystoro-wej R1-^R14. Punkt (oznaczony na schemacie jako S) to odpowiednik wyprowadzenia suwaka w potencjometrze mechanicznym. Układy scalone US1^-US4 mają doprowadzone dodatkowe napięcie zasilające -5 V, które umożliwia pracę potencjometru przy składowej stałej napięcia równej 0 V. Suma wartości rezystorów w drabince stanowi wypadkową rezystancję potencjometru. IMa schemacie podano wartości rezystorów, dla potencjometru 47 kfi, natomiast w wykazie elementów w nawiasach podano wartości rezystorów dla potencjometru 100 kfi.
Potencjometr wzmocnienia zrealizowano nieco inaczej niż potencjometry tonów niskich i wysokich. Z rezystorów R33-T-R38 utworzono przełączany dzielnik rezystorowy. Włączanie kolejnych rezystorów przez klucze analogowe sprawia, że napięcie wyjściowe z układu jest coraz mniejsze. Rezystory R29 i R31 zapewniają wstępną polaryzację kluczy analogowych składową stałą napięcia. Niestety proste rozwiązanie problemu regulacji nie pozwala na logarytmiczną regulację napięcia, oraz na zupełne wyciszenie.
Pewną poprawę zakresu regulacji uzyskano dzięki doborowi wartości rezystancji kolejnych rezystorów dzielnika.
Praktyczny Elektronik 9/1994
29
Z ŁłCZNłK* TONÓW NłSKłGM

Rys. 2 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
WZM. WSTĘPNY
PŁYTKA NR136
WY
1
+ 12V
UKŁAD STEROWANIA
POTENCOMETROW
PŁYTKA NR141
NSKIE

WYSOKIE

BALANS
+24V 1
Y Y
+24V 1
WE i.
ODBIORNIK PŁYTKA NR 137
12V 1 + A B C D E
NI Nł
Wt DEKODER w, ROZKAZÓW
ANALOGOWYCH BL PŁYTKA NR140
BP Gł Gt
I
+12V 1 -5V
+
TONY ,-NISKIE
POTENCJOMETRY -ELEKTRONICZNE KANAŁ LEWY +
TONY WYSOKIE
PŁYTKA NR 157
WZMOCNIENIE
+12V 1 -5V
TONY c NISKIE
POTENCJOMETRY ELEKTRONICZNE KANAŁ PRAWY +
TONY o WYSOKIE
PŁYTKA NR 157
WE
WZMOCNIENIE 1 WY
POTENCJ. WZM.
POTENCJ. WZM.
30
Praktyczny Elektronik 9/1994
Montaż i uruchomienie
W skład kompletu wchodzą dwie identyczne płytki drukowane (po jednej na kanał), które można zamontować jedna nad drugą i połączyć przewodami doprowadzającymi sygnały sterujące A, B, C, D itd. Wyprowadzenia potencjometrów elektronicznych należy doprowadzić do punktów w których były podłączone potencjometry mechaniczne w przerabianym wzmacniaczu. Potencjometr balansu należy wejście i wyjście mechanicznego potencjometru balansu należy zewrzeć ze sobą, gdyż jego funkcję przejmuje potencjometr wzmocnienia.
Wyprowadzenia sygnałowe potencjometrów powinny być jak najkrótsze, aby uniknąć pojawienia się przydźwięków sieci. Wejście i wyjście potencjometru wzmocnienia oznaczono na płytce drukowanej jako WE i WY, oraz WY "masa". Masa ta nie jest połączona z masą zasilania układów scalonych, a z masą analogową wzmacniacza w punkcie masy potencjometru mechanicznego.
Na rysunku 3 zamieszczono schemat blokowy połączeń pomiędzy płytkami zdalnego sterowania w układzie z elektronicznymi, cyfrowo sterowanymi potencjometrami. Prawidłowo zmontowany i podłączony układ działa bez uruchamiania.
Wykaz elementów
US5, US6
R29
Rl-=-R28, R31
R38
R37
R36
R35
R34
R32, R33
R30
C2, C4
Cl, C3, c5
C6. C7
płytka drukowana
- MCY 74051 (CD 4051)
- MCY 74066 (CD 4066)
- 1 kfi/0,125 W
-3,3 (6,8) kfi/0,125 W -4,3 kfi/0,125 W -6,2 kfi/0,125 W -8,2 kfi/0,125 W
- 11 kfi/0,125 W -15 kfi/0,125 W -22 kfi/0,125 W -220 kfi/0,125 W -47 nF KFP
- 10 /iF/16 V 04/U
- 22 /iF/16 V 04/U numer 157
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 20.500 zł + koszty wysyłki.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
Elektroniczny zdalnie sterowany przedwzmacniacz Hi-Fi -zamawianie elementów
Zgodnie z obietnicą rozpoczynamy przyjmowanie zamówień na komplety układów scalonych i innych podzespołów do przedwzmacniacza opisanego w numerach 5-7 PE/94. Przyjmujemy zamówienia kierowane na adres redakcji Praktycznego Elektronika. Zamówienia można składać wyłącznie na komplet elementów, który obejmuje:
TDA 1029 -1 szt
TDA 8425 -1 szt
MAB 8049H PA 271 - 1 szt
UCY 7407 - 1 szt
UL 1322 1 szt
ISTU 60L (lub zamiennik) 1 szt
Pilot PA 500 -1 szt
Cena kompletu uległa zmianie w stosunku do podanej w numerze 7/94 i wynosi obecnie 750.000 zł. W przypadku zmiany kursu dolara cena może ulec zmianie, lecz nie powinno to przekroczyć 5-^8%. Do ceny kompletu doliczamy koszty wysyłki.
Sprostowania błędów, które wkradły się do opisów urządzeń
Mylić się jest rzeczą ludzką, jak głosi stare łacińskie przysłowie. Ta złota sentencja dotyczy także naszej redakcji. Poniżej zamieszczamy sprostowania i poprawki, które udało nam się wychwycić, lub wytknęli je nam nasi Czytelnicy. Wszelkie zauważone błędy prosimy zgłaszać do redakcji, co pozwoli nam zamieszczać sprostowania, a wielu Czytelnikom pomoże przy uruchamianiu urządzeń.
Wzmacniacz stereofoniczny z regulacją barwy dźwięku - PE 4/93
Kilka razy spotkaliśmy się z problemami Czytelników podczas uruchamiania wzmacniacza mocy zbudowanego na układzie TDA 2009. Sygnały jakie do nas napływają sugerują, że wzmacniacz wzbudza się na częstotliwościach ponadakustycznych. Przyczyną tego może być zbyt małe (w stosunku do zalecanego przez producenta) wzmocnienie wzmacniacza mocy. Proponujemy zatem zmienić wartość rezystorów R22 i R24 (R22* i R24* w drugim kanale) na 39 fi/0,125 W. Ponadto można też przylutować od strony druku, bezpośrednio pomiędzy nóżki 6 i 9 kondensatory blokujące zasilanie o pojemności 470 nF/100 V typ MKSE-018-02.
Praktyczny Elektronik 9/1994
31
Dalszą możliwością jest dołączenie pomiędzy wejście (nóżka 1 US1) a masę (nóżka 6 US1) kondensatora 100 pF typ KCPf.
Na schemacie ideowym brak kropki w miejscu połączenia kondensatora C22 z wyprowadzeniem 8 wzmacniacza USl.
Problemy związane ze wzbudzaniem się wzmacniacza mocy nie występują w przypadku stosowania układów TDA 2004A i TDA 2005.
Zegar cyfrowy LM 8560 - PE 5/94
Pomyłkowo zaprojektowano wyprowadzenia katod K2 i Kl, Płytka jest zgodna ze schematem. Należy tylko połączyć na krzyż przewody doprowadzone do wyświetlacza. Wyjście Kl z płytki drukowanej łączy się z drugą nóżką wyświetlacza, a wyjście K2 z pierwszą nóżką. Przy stosowaniu wyświetlacza ze wspólną anodą (PE 7/94) nie trzeba wprowadzać żadnych poprawek.
Ładowarka do akumulatorów Ni-Cd - PE 7/94
W wykazie elementów podano złe wartości rezystorów (na schemacie są one poprawne). Wartości te są następujące:
R3 - 7,5 kfi/0,125 W
R4 - 13 kfi/0,125 W
R5 -200 n/0,125 W
Cl - 2200 /zF/16 V miniaturowy prod. zach.
MER serwis
s.c.
MIERNIKI ANALOGOWE MULTIMETRY CYFROWE MULTIMETRY CĘGOWE MIERNIKI IZOLACJI MOSTKI POMIAROWE GENERATORY OSCYLOSKOPY
� CZĘSTOŚCIOMIERZE
� ANALIZATORY WIDMA
� ZASILACZE
� STABILIZATORY
� ZESTAWY DO BADANIA RADIOTELEFONÓW
� REFLEKTOMETRY i inne
firm krajowych oraz uznanych firm zagranicznych, jak:
HUNG CHANG � YU FONG
PHILIPS FLUKE � CHAUVIN ARNOUX
METEX � FINEST
HITAHI i innych
kupicie Państwo w hurcie i detalu w ZAKŁADZIE USŁUGOWO-HANDLOWYM
MERSERWIS S.C.
FIRMA JEST PŁATNIKIEM PODATKU VAT.
ul. Gen. Wł. Andersa 10, 00-201 WARSZAWA
tel. 31-42-56, tel/fax 31-25-21, tlx 816 221
czynnym w godz. 900-17��
Przy dużych zamówieniach możliwość dostawy transportem firmy. Multimetry cyfrowe - na życzenie sprzedaż wysyłkowa.
Prowadzimy także serwis elektrycznej i elektronicznej profesjonalnej aparatury kontrolno-pomiarowej.
SERDECZNIE ZAPRASZAMY
Układ wyciszania szumów Dolby B-C PE 8/94
Wykaz elementów do płytki przełącznika zawiera złą numerację elementów, schemat i płytka są poprawne. Poniżej zamieszczamy prawidłowy wykaz elementów:
Wykaz elementów ptytka przełącznika xl
USl - MCY 74022 (CD 4022)
Tl, T2 - BC 238
T3, T4 - BC 237
Dl - BAVP 17
D2, D3 - dioda LED (diody umieszczone są
poza płytką drukowaną - patrz rys. 5)
R6, Rll -2,2 kfi/0,125 W
R1H-R5,
R8-^R10 -4,7 kfi/0,125 W
R7 - 10 kfi/0,125 W
Cl -22 nF/25 V KFP
C2 -22 /iF/16 V04/U
płytka drukowana numer 156
W następnym numerze PE podamy sprostowanie do artykułu pt. "Zewnętrzna stacja dysków do AMIGI" PE 5 i 6/94. Za wszystkie błędy powstałe z naszej winy przepraszamy Czytelników.
O Redakcja
Amiga 500(1 MB) + monitor PHILIPS CM 8833 II + zewnętrzna stacja dysków 5.25' SPRZEDAM. Przystępna cena. Kontakt: GŁOGÓW tel. [phone]
Sprzedam
wobuloskop
dol250MHz
tel.57-16-20
Wrocław
Zakupimy używane (nowe) 8749, Gdynia 24-17-17
Wysokiej klasy końcowe wzmacniacze mocy (0,005%), uruchomione stopnie mocy (płytki) oraz zabezpieczenia zestawów głośnikowych. Spełniamy wszystkie wymogi klienta, szybkie terminy, wysoka jakość usługi oraz wykonujemy nietypowe zamówienia. Katalog wyrobów przesyłamy gratis po przesłaniu koperty zwrotnej +znaczek na adres: Bursztyka Bogdan 82-300 Elbląg-1 skr.22
MULTIMETR (7107) Z GENERATOREM
U-/= O...75OV pięćzakresów
pierwszy 200 mV Bp1% l-/= 0...2A 5/200 uA Bp1%
R 0...2MJ2 5/200fl Bp 1,5%
C 2pF...2uF 5/200 pF Bp 3%
f 10Hz...15MHz 6/2000HZ Bp2% G 3Hz...500kHz 2,5V(TTL) Pomiar diod i B tranzystorów
Płytka dwustronna 179�143, wynik wyświetlany na 3 i 1/2 cyfry LED, zasilanie - transformator 2*12 V/1 A. 345 tys. - płytka + części + instrukcja
49 tys. - zestaw Isostatów
59 tys. - obudowa plastikowa bez otworów
Multimetr Samochodowy 07
- Pomiar temperatury silnika
- Pomiar temperatury zewnętrznej
- Obrotomierz cyfrowy
- Wskaźnik cyfrowy napięcia akumulatora Wynik wyświetlany na 3 i 1/2 cyfry LED 219 tys. zł - Płytka + części
39 tys. zł " obudowa plastikowa
D. F. Elektronik
ul. Duża Góra 37/53
30-857 KRAKÓW tel. 55-90-24
DOMOWY CHEMICZNY
FILTR POWIETRZA
CFP-102
NIEZBĘDNY JAK CZYSTE POWIETRZE
Chemiczny filtr powietrza z jonizatorem przeznaczony jest do usuwania związków zapachowych takich jak: smog papierosowy, zapachy -kuchenne, domowe, szpitalne, przemysłowe, itp. w pomieszczeniach zamkniętych o kubaturze ok. 35 m3 /oraz wzbogacania powietrza w jony ujemne.
Wkład filtrujący umożliwia zaabsorbowanie min. 3000 mg substancji szkodliwej z pomieszczenia.
Użycie chemicznych filtrów powietrza zaleca siew:
* mieszkaniach
* przychodniach zdrowia i szpitalach
* aptekach
* pomieszczeniach przeznaczonych do jednoczesnego przebywania osób palących i niepalących
* salach konferencyjnych, poczekalniach, biurach
* pomieszczeniach wyposażonych w sprzęt komputerowy
i laboratoriach
* smażalniach, plackarniach
* sklepach chemicznych, masarsko-wędliniarskich, monopolowych
DANE TECHNICZNE
WYDAJNOŚĆ:
I prędkość 60 mVh
II prędkość 80 m3/h
ZASILANIE 220V-50Hz
POBÓR MOCY max. 35 W
CIĘŻAR 2,5 kg
WYMIARY 340x 120x
ŚŚMk. mu ^M> �Ś 250 mm
Ś ŚŚŚŚŚŚŚ ŚŚŚŚŚ!
/"Ś
PRAKTYCZNY
iSSN 1232-2628 I
J\A
cena 2,10 zł (21000
^
"ii h
wrzesień
nr 9 '95
I
\."
ZiJ
~1N
Cyfrowe układy scalone CMOS praktyka i teoria cz. 25
4541
Ar Mr
)OUT
I i.
I BLOK I
I PROGRAMOWANIA I--------
L_____r______r____I
12
13
Wewnętrzny generator może pracować w zakresie od 04-500 kHz. Częstotliwość generacji dla zakresu 1-^100 kHz można wyznaczyć na podstawie wzoru:
f =
Hc
Rys. 1 Rozkład wyprowadzeń układu 4541
Wartość rezystora Rs wynosi Rs = 2 � R^c i powinna być większa od 10 kO. Oscylator wewnętrzny może zostać zastąpiony generatorem wewnętrznym podłączanym do wyprowadzenia 3.
Został jeszcze do omówienia jeden układ programowanego tajmera 4541. Składa się on z 16-bitowego, programowalnego licznika, generatora RC, układów sterowania i automatycznego zerowania i stopnia wyjściowego.
Układ posiada następujące wejścia i wyjścia:
- wejścia programujące stopień podziału licznika A i B;
- wejście zmieniające polaryzację sygnałów wyjściowych
SQ/Q;
- wejście zmieniające tryb pracy z astabilnej na monosta-
bilną MODĘ;
- wejście automatycznego zerowania Ar;
- wejście zerujące Mr;
- wyjście OUT
- wyprowadzenia do podłącznia zewnętrznych elementów
generatora.
Możliwości układu są następujące:
- automatyczne zerowanie po włączeniu napięcia zasilają-
cego;
- asynchroniczne zerowanie licznika z zatrzymaniem pracy
wewnętrznego generatora;
- odwracanie polaryzacji sygnału wyjściowego;
- obniżenie poboru mocy podczas pracy bez automatycz-
nego zerowania.
Rys. 2 Schemat podłączenia zewnętrznych elementów generatora
Częstotliwość maksymalna generatora zewnętrznego wynosi: 1,5 MHz dla VDD = 5 V, 4 MHz dla VDD = 10 V, 6 MHz dla VDD = 15 V.
Dzielnik programowalny umożliwia uzyskanie następujących stopni podziału: 28, 210, 213, 2:6. Stopień podziału zadany jest przez kombinację stanów logicznych na wejściach programujących A i B (patrz Tabela 1).
Tabela 1. Programowanie stopnia podziału dzielnika
Wejścia Liczba stopni dzielnika Stopień podziału
A B n fosc/foiJT
1 0 0 1 0 1 0 1 8 10 13 16 256 1024 8192 65536
Jak już wcześniej wspomniano układ posiada możliwość automatycznego zerowania po włączeniu napięcia zasilającego, jeżeli oba wejścia Ar i Mr są w stanie niskim. Dla poprawnej pracy układu automatycznego zerowania konieczne jest zasilanie układu scalonego napięciem wyższym od 7,5 V. Wadą pracy układu z automatycznym zerowaniem jest zwiększony pobór prądu w stanie spoczynku.
Licznik może zostać wyzerowany w dowolnej chwili (zerowanie asynchroniczne) przez doprowadzenie do wejścia Mr jedynki logicznej. Spowoduje to także zatrzymanie pracy wewnętrznego oscylatora, i umożliwi start generatora zawsze w tej samej fazie.
Układ może pracować w trybie monostabilnym przy podaniu na wejście MODĘ zera logicznego, lub w trybie asta-bilnym przy podaniu jedynki logicznej.
Dokończenie na str. 31
WRZESIEŃ nr 9/95
SPIS TREŚCI
Cyfrowe układy scalone CMOS - praktyka i teoria cz. 25................................2
Automatyczna blokada zabezpieczająca przed piratami telefonicznymi.............4
Generator wobulowany....................................................................................8
Zdalnie sterowany obrotowy potencjometr wzmocnienia
we wzmacniaczu m.cz...................................................................................12
Wysyłkowa sprzedaż elementów................................................................RIV
Przetwornik "True RMS"...............................................................................17
Alarm samochodowy - wyjaśnienia i uzupełnienia.........................................22
Zakłócenia i ich redukcja cz. 5......................................................................25
Modyfikacja alarmu samochodowego z kodem cyfrowym...............................29
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym w terminie do trzech tygodni. Nie przyjmujemy zamówień telefonicznych. Koszt wysyłki wynosi: 5,00 zł (50.000 zł) bez względu na kwotę pobrania. W sprzedaży wysyłkowej dostępne są archiwalne numery "Praktycznego Elektronika": 3/92; l/94;6/93;6,11,12/94; 1-9/95. Cena jednego egzemplarza 2,10 zł (21.000 zł) plus koszty wysyłki. Kserokopie artykułów i całych numerów, których nakład został wyczerpany, wysyłamy w cenie 1,00 zł (10.000 zł) za pierwszą stronę, za każdąnastępną 0,20 zł (2.000 zł) plus koszty wysyłki. Zamówienia na płytki drukowane prosimy przesyłać na kartach pocztowych, lub kartach zamówień zamieszczonych w PE 7/95 i PE 8/95.
Wydawca ARTKELE, Zielona Góra Ogłoszenia i reklamy
Ogłoszenia można nadsyłać listownie na adres redakcji
załączając dowód wpłaty należności za ogłoszenie na konto:
ARTKELE WYDAWNICTWO TECHNICZNE
ul. Prosta 11 65-001 Zielona Góra
KOMUNALNY BANK SPÓŁDZIELCZY, Zielona Góra
997283-102847-2541
Ceny:
- 1 cm2 ogłoszenia ramkowego - 2,10 zł (21.000 zł) + 22% VAT (najmniejsze ogłoszenie 20 cm2)
- ogłoszenia drobne do 40 słów -1,05 zł (10.500 zł) + 22% VA1
Redakcja nie ponosi żadnej odpowiedzialności za treść reklam i ogłoszeń.
Adres redakcji:
"Praktyczny Elektronik"
ul. Prosta 11
65-001 Zielona Góra
tel. 27-04-82 w godz. kT-O00
Red. Naczelny mgr inż. Dariusz Cichoński
Artykułów nie zamówionych nie zwracamy. Zastrzegamy sobie prawo do skracania i adiustacji nadesłanych materiałów i artykułów.
Opisy układów elektronicznych i urządzeń zamieszczonych w "Praktycznym Elektroniku" mogą być wykorzystane wyłącznie dla własnych potrzeb. Wykorzystanie ich do celów zarobkowych i innych wymaga zgody autora artykułu. Przedruk całości lub fragmentów "Praktycznego Elektronika" możliwy jest po uzyskaniu zgody redakcji.
Skład: Małgorzata Ostafińska, Druk: Zielonogórskie Zakłady Graficzne pl. Pocztowy 15, 65-001 Zielona Góra
Praktyczny Elektronik 9/1995
Automatyczna blokada zabezpieczająca przed piratami telefonicznymi
W roku 1876 Graham Bell wynalazł telefon, urządzenie które mimo ponad stu lat istnienia jest w dalszym ciągu przedmiotem pożądania wielu naszych rodaków. W chwili gdy w domu, pojawi się magiczna skrzynka połączona z centralą telefoniczną dwoma przewodami (tzw. parą) pojawiają się nowe kłopoty. Jednym z nich są piraci, którzy podłączają się do linii telefonicznej i na nasz rachunek zaczynają wydzwaniać do różnych odległych miejsc. Artykuł przedstawia opis urządznia, które zabezpiecza nas przed takimi praktykami.
Chcąc poznać zasadę pracy automatycznej blokady należy dokładnie zaznajomić się z aparatem telefonicznym. Z sondażowych rozmów przeprowadzonych z Czytelnikami wynika bowiem, że najzwyklejszy aparat telefoniczny jest czarną magią. Zasada pracy aparatu telefonicznego, zostanie omówiona na przykładzie rozwiązania klasycznego, tzn. bez układów elektronicznych. Pozwoli to na docenienie wielkości wynalazku Bella, jego prostoty, a także łatwiejsze zrozumienie zasady pracy.
Na rysunku 1 zamieszczono schemat ideowy aparatu telefonicznego. Aparat składa się dosłownie z kilku elementów: wkładki słuchawkowej i mikrofonowej, transformatora, rezystora, dzwonka i kondensatora, oraz dwóch przełączników. Pierwszy z nich WŁ1 sterowany jest widełkami, na które odkłada się słuchawkę. Przełącznik ten narysowano w pozycji jaką przyjmuje po odłożeniu słuchawek. Drugi przełącznik WŁ2 umieszczony jest w tarczy numerowej i ma bardziej skomplikowaną budowę, niż pokazano to na schemacie. Także ten przełącznik narysowany jest w pozycji spoczynkowej, przy zwolnionej tarczy numerowej.
TARCZA NUMEROWA
PRZEŁĄCZNIK STEROWANY WIDEŁKAMI (PRZEŁĄCZNIK W POZYCJI (W POZYCJI ODŁOŻONEJ SŁUCHAWKI) SPOCZYNKOWEJ)
Rys. 1 Uproszczony schemat ideowy aparatu telefonicznego
W stanie spoczynkowym, kiedy nikt nie korzysta z aparatu telefonicznego, a słuchawka spoczywa na widełkach obwód prądu zasilającego aparat z centrali zamyka się przez kondensator i dzwonek. Telefon zasilany
jest napięciem stałym o wartości ok. 50-r60 V w zależności od typu współpracującej centrali. Kondensator umieszczony w obwodzie dzwonka uniemożliwia przepływ prądu stałego. Dzięki takiemu rozwiązaniu aparat w stanie spoczynku nie pobiera prądu zasilającego z centrali telefonicznej.
W chwili podniesienia słuchawki przełącznik WŁ1 zmienia swoje położenie, odłączając dzwonek, a dołączając do linii telefonicznej obwód mikrofonowy. Powoduje to przepływ prądu stałego w obwodzie aparatu, a w konsekwencji w obwodzie centrali i sprawia, że centrala zostanie wywołana. Po zgłoszeniu się, centrala wysyła sygnał ciągły o częstotliwości 400 Hz i amplitudzie kilkuset miliwoltów nałożony na napięcie stałe zasilające aparat. Należy dodać, że po podniesieniu słuchawki, na wskutek przepływu prądu przez obwód mikrofonowy napięcie na zasilające aparat spada do ok. 15-=-20 V.
Może się zdarzyć, że w pomieszczeniu, z którego prowadzona jest rozmowa znajduje się źródło dźwięku zakłócającego rozmowę (np. głośna praca maszyn, radio, itp.). Wtedy dźwięki odbierana przez mikrofon, po wzmocnieniu będą doprowadzane do słuchawki uniemożliwiając usłyszenie abonenta z którym prowadzi się rozmowę. Dlatego też wkładka mikrofonowa i słuchawkowa podłączone są do linii telefonicznej za pośrednictwem transformatora, tworząc układ antylokalny, którego zadaniem jest minimalizowanie przenikania sygnałów z mikrofonu do słuchawki.
Wybieranie numeru żądanego abonenta polega na wysyłaniu do centrali ciągu impulsów (rys. 2). Cyfrze jeden odpowiada wysłanie jednego impulsu, cyfrze dwa wysłanie dwóch impulsów itd. Przy wybieraniu cyfry 0 wysyłanych jest dziesięć impulsów. Impulsy wytwarzane są przez tarczę numerową przez zwieranie linii telefonicznej. Układem wytwarzającym impulsy jest tarcza numerowa zawierająca układ przełączników. Na schemacie ideowym aparatu nie narysowano wszystkich styków tarczy chcąc ułatwić Czytelnikowi zrozumienie zasady działania.
W momencie naciągania tarczy przełącznik WŁ2 zwiera ze sobą końce linii telefonicznej dochodzącej do aparatu. Po wyjęciu palca z otworu tarcza rozpoczyna swój ruch powrotny rozwierając i zwierając linię. Czas trwania jednego impulsu wynosi 100 ms z tolerancją 10%, co odpowiada częstotliwości 10 Hz. Nowoczesne centrale tolerują impulsy o częstotliwościach 8-^22 Hz. Czas zwarcia linii wynosi 1/3 okresu, a czas rozwarcia 2/3, choć spotyka się inne czasy zwarcia i rozwarcia w zależności od typu centrali. Po wybraniu jednej cyfry numeru potrzebny jest czas martwy wynoszący co najmniej 200 ms, w trakcie którego linia pozostaje rozwarta. Czas ten niezbędny jest dla rozdzielenia przez centralę poszczególnych cyfr w numerze wybieranego abonenta.
Praktyczny Elektronik 9/1995
100msą102
n
ODŁOŻENIE SŁUCHAWKI
I
WYBIERANIE SYGNAŁ ZAJETOSCI CYFRY 1 LUB OCZEKIWANIA
Rys. 2 Harmonogram czasowy ilustrujący zasadę wysyłania impulsów wybierających
Zastanówmy się teraz co będzie się działo, jeżeli do naszej linii telefonicznej podłączy się pirat. Samo dołączenie drugiego aparatu nie spowoduje niczego zauważalnego. Zmieni się tylko impedancja obciążająca linię. W czasie kiedy pirat wybiera numer linia będzie zwierana. Jeżeji w naszym domu jest klasyczny aparat telefoniczny, wybieranie numeru usłyszymy jako delikatne pobdzwanianie dzwonka.
Kolejne naciągniecie tarczy powoduje ponowne zwarcie linii, a następnie wysłanie ciągu impulsów. Warto zauważyć, że zwieranie linii trwa możliwie krótko, tylko w czasie naciągania tarczy i w trakcie impulsowania przez 1/3 czasu trwania impulsu. Ma to na celu zmniejszenie obciążenia energetycznego centrali.
W trakcie wybierania cyfry obwód słuchawki przez cały czas naciągania tarczy i wysyłania impulsów jest odłączony od linii telefonicznej (w słuchawce panuje głucha cisza). Sprawia to że w słuchawce nie słychać trzasków wywołanych wysyłaniem impulsów.
Po zakończeniu wybierania numeru centrala wysyła sygnał wołania o częstotliwości 400 Hz i amplitudzie kilkuset miliwoltów. Natomiast do wybieranego przez nas abonenta wysyłany jest sygnał dzwonienia o częstotliwości 25 Hz (czasami 50 Hz) i amplitudzie ok. 70 V (rys. 3). Na sygnał ten nałożona jest składowa stała o wartości ok. 50 V.
Rys. 3 Sygnał dzwonienia
Składowa zmienna sygnału dzwonienia przepływa przez kondensator C i dzwonek informując abonenta
0 konieczności odebrania telefonu. Podniesienie słuchawki powoduje zmianę położenia przełącznika WŁ1
1 przepływ prądu stałego informując tym samym centralę, że połączenie doszło do skutku.
Identyczne reagowanie na sygnały z centrali, a także identyczne wysyłanie impulsów zapewnia telefon elektroniczny z klawiaturą. Piękno klasycznego aparatu wiąże się z mnogością funkcji realizowaną w tak prostym układzie elektrycznym.
W aparatach elektronicznych wybieranie numeru przez pirata z reguły nie jest słyszalne, przy czym bez znaczenia jest jakim telefonem on dysponuje. Jeżeli usłyszymy podzwanianie dzwonka i podniesiemy słuchawkę pirat usłyszy stuk w swoim aparacie wywołany zwiększeniem przepływu prądu stałego przez nasz aparat i natychmiast się rozłączy. Osoba nie znająca się na rzeczy pomyśli, że była to pomyłka w centrali, a dzwonek zadzwonił słabiej niż normalnie. Nic bardziej błędnego, ktoś chciał nas okraść korzystając z naszego łącza.
Powstaje zatem pytanie w jaki sposób zabezpieczyć się przed takimi "numerami". Odpowiedź wydaje się oczywista: wystarczy kontrolować stan linii telefonicznej. W przypadku pojawienia się na linii impulsów wybierania numeru wystarczy linię zewrzeć na pewien czas, aby uniemożliwić dodzwonienie się. Zwarta linia blokuje bowiem możliwość wysyłania impulsów przez pirata. Według takiej zasady działa nasz układ automatycznej blokady, zabezpieczającej przed piratami.
Opis układu
Idea pracy urządzenia jest bardzo prosta, lecz podczas projektowania i prób przysporzyła ona wiele problemów, które na szczęście udało się pomyślnie pokonać. Urządzenie włączone jest pomiędzy linię telefoniczną przychodzącą do naszego mieszkania, a aparat telefoniczny (dowolnego typu). W szereg z dowolnym z przewodów linii telefonicznej włączony jest mostek Graetz'a Dl-=-D4. W przekątnej mostka umieszczono diodę transoptora TP1. Przez mostek może przepływać w obu kierunkach prąd dzwonienia, a także prąd stały w czasie podniesienia słuchawki i prowadzenia rozmowy. Mostek nie przeszkadza także w zwieraniu linii telefonicznej w czasie wybierania numeru.
Przez diodę transoptora przepływa natomiast prąd tylko w jednym kierunku, powodując jej "zaświecenie" się i wysterowanie tranzystora umieszczonego w trans-optorze. Sytuacja taka ("zaświecenie" się diody transoptora) ma miejsce przez cały czas kiedy podniesiona jest słuchawka w naszym aparacie, i w czasie kiedy ktoś do nas dzwoni, czyli kiedy linią są wysyłane sygnały dzwonienia.
Praktyczny Elektronik 9/1995
R7 R9
|470k C6 1502
, IO11F
Jrn/i6v
-*- T2
BC393 R8
UNIA
TELEFONICZNA LN
0
j-470n
l___________________________________________________________________________________________________________l
Rys. 4 Schemat ideowy automatycznej blokady zabezpieczającej przed piratami telefonicznymi
Należy dodać, że diody mostka i dioda transoptora nie wnoszą zniekształceń sygnałów fonicznych, gdyż są one spolaryzowane przepływem prądu stałego przez obwód mikrofonowy telefonu. Kondensator Cl bocznikując mostek zmniejsza przepływ prądu dzwonienia przez diodę transoptora. Natomiast potencjometr Pl umożliwia zmniejszenie rezystancji przejściowej układu w czasie wybierania numeru (zwierania linii).
Zatem z transoptora otrzymuje się informację, że w naszym aparacie została podniesiona słuchawka, lub do naszego aparatu wysłano sygnał dzwonienia. Natomiast zwieranie linii przez pirata nie powoduje zapalenia się diody.
Drugi mostek Gretza D5-^D8 włączony jest równolegle do linii telefonicznej. Za pośrednictwem rezystora Rl i diody D9 dostarcza ona napięcie zasilające układ elektroniczny urządzenia. Napięcie zasilające stabilizowane jest przez diodę Zenera D14 do wartości ok. 10 V. Z uwagi na niewielki prąd płynący przez diodę D14 napięcie zasilania może być wyższe niż 10 V, lecz nie przekracza wartości 15 V, granicznej dla zasilania układu CD 4538. Dioda D9 blokuje "powrót" napięcia z kondensatora C2 w czasie kiedy linia jest zwarta i brak jest napięcia zasilającego. Podobne zadanie ma dioda D10 uniemożliowiając rozładowanie kondensatora C3 przez diodę Zenera D14.
Z katod diod D5 i D7 mostka Graetz'a napięcie stałe z linii telefonicznej doprowadzone jest za pośrednictwem dzielnika R2 i R3 do bazy tranzystora Tl. W czasie gdy na linii panuje napięcie stałe tranzystor Tl jest w stanie nasycenia. Natomiast zatyka się on jeżeli na-
pięcie na linii spadnie poniżej wartości ok. 7 V. Przesunięcie progu zatkania tranzystora uzyskano dzięki wprowadzeniu dodatkowych diod Dli i D12, które w połączeniu z dzielnikiem R2 i R3 tworzą układ progowy.
Spadek napięcia na linii telefonicznej poniżej wartości 7 V ma miejsce w czasie wysyłania przez centralę sygnałów dzwonienia, lub w czasie wybierania numeru (obojętnie czy przez właściciela telefonu, czy przez pirata (rys. 5). Narastające zbocze napięcia na kolektorze Tl powoduje wyzwolenie pierwszego przerzutnika monostabilnego, który generuje impuls o czasie trwania ok. 100 ms. Opadające zbocze tego impulsu (nóżka 6 US1) wyzwala drugi układ czasowy, generujący impuls trwający ok. 5 sek. Impuls ten wysterowuje układ Dar-lingtona składający się z tranzystorów T2 i T3. Wyste-rowany układ Darlingtona za pośrednictwem rezystora R9 i diod D5, D8 lub diod D6, D7 zwiera linię telefoniczną na czas generowania impulsu przez drugi układ czasowy.
W czasie kiedy linia jest zwarta napięcie zasilania układu US1 podtrzymywane jest przez kondensator C3, którego pojemność pozwala na nieprzerwaną pracę przez ok. jedną minutę.
Tranzystor w transoptorze TP1 umożliwia blokowanie obu układów czasowych, przez zwarcie wejść zerujących z masą. Dzieje się tak tylko w przypadku gdy słuchawka w naszym aparacie jest zdjęta z widełek, lub do naszego aparatu jest wysłany sygnał dzwonienia. Zatem zwieranie linii telefonicznej pojawia się tylko w sytuacji, kiedy pirat podłączony do linii próbuje wybierać numer.
Praktyczny Elektronik 9/1995
WMCZENIE SIĘ PIRATA
i nn
nnnn
r
"""JJUUUUUUL
lOOmsj
lOOms'
100ms>
lOOms;
lOOms;
lOOms'
NÓŻKA 6 USl
NÓŻKA 3 US1
NÓŻKA 10 US1
U
ZWARCIE LINI
Rys. 5 Harmonogramy czasowe pracy układu
Opóźnienie zwierania linii przez urządzenie, o czasie 100 ms generowane przez pierwszy układ czasowy ma na celu zapobieżenie niepożądanemu zwarciu linii podczas sygnału dzwonienia, gdyż możliwa jest sytuacja, że tranzystor Tl zostanie zatkany wcześniej niż prąd płynący przez diodę transoptora spowoduje nasycenie się tranzystora w TP1. Elementy R5 i C4 podtrzymują zwarcie wejść zerujących układu USl do masy w czasie gdy amplituda prądu dzwonienia przechodzi przez zero i tranzystor w transoptorze zostaje zatkany.
Prąd pobierany przez układ nie przekracza wartości 2,2 mA i nie powoduje fałszywego wywołania centrali.
Montaż i uruchomienie
Po zamontowaniu wszystkich elementów, za wyjątkiem rezystora R9, który montowany jest w końcowej fazie uruchamiania można podłączyć układ pomiędzy linię telefoniczną przychodzącą do domu, a aparat telefoniczny. Aparat podłącza się do zacisków oznaczonych jako AP, a linię do zacisków LN. Kolejność przewodów nie odgrywa żadnej roli. Podczas łączenia przewodów należy zachować ostrożność, gdyż napięcie na linii telefonicznej wynosi ok. 60 V i może być przyczyną niezłego "kopnięcia".
Potencjometr Pl ustawia się w pozycji środkowej. Następnie można zmierzyć napięcie zasilające układ scalony USl, powinno ono wynosić ok. 10-^15 V (dokładna wartość nie ma znaczenia). Następnie podłącza się woltomierz o Rwe > 10 Mf2 pomiędzy masę układu a nóżkę 3 USl. Woltomierz powinien pokazywać napięcie zasilania. Po zdjęciu słuchawki z widełek wartość napięcia powinna spaść do zera (w praktyce do ok. 0,2^-0,5 V). Świadczy to o prawidłowej pracy układu transoptora. Teraz można przeprowadzić próbę wybrania numeru np. 926 - zegarynka. Jeżeli nie uda uzyskać się połączenia należy zmniejszyć wartość rezystancji potencjometru Pl. Zbyt duże zmniejszenie wartości może spowodować, że napięcie na nóżce 3 USl nie będzie spadało do zera. Powyższa regulację można uznać za zakończoną, jeżeli aparat telefoniczny będzie pozwalał
na prawidłowe wybieranie numeru, a napięcie na nóżce 3 USl będzie spadało do zera przy podniesieniu słuchawki.
Rys. 6 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
Następną czynnością będzie poproszenie znajomych posiadających telefon, aby zadzwonili do nas. W chwili kiedy usłyszymy dzwonek napięcie na nóżce 3 USl powinno także spaść do zera. Jeżeli tak nie jest wartość rezystancji potencjometru Pl jest zbyt mała.
Praktyczny Elektronik 9/1995
Wszystkie powyższe czynności sprawdzające należy przeprowadzić powtórnie (nie regulując już potencjometru Pl) mierząc napięcie na wyjściu drugiego układu czasowego. Powinno ono cały czas wynosić 0 V, zarówno po podniesieniu słuchawki, jak i po wybieraniu numeru, a także w czasie gdy ktoś do nas dzwoni. Jeżeli układ działa poprawnie można na chwilę zewrzeć linię telefoniczną. Powinno to spowodować pojawienie się napięcia ok. 10 V na nóżce 10 USl, które zniknie po ok. 5 sek. od chwili ostatniego zwarcia. Teraz już można zamontować rezystor R9 i urządzenie jest gotowe do pracy. Końcowe sprawdzenie skuteczności działania jest możliwe po podłączeniu do linii drugiego telefonu i sprawdzenie czy można z niego gdzieś się dodzwonić. Jeżeli próby dodzwonienia zakończą się fiaskiem oznacza to że żaden pirat nie jest w stanie nam zaszkodzić.
CNY 17
\/ DODATKOWY PV TRANSOPTOR
Rys. 7 Schemat zmodyfikowanego fragmentu układu i rozkład wyprowadzeń transoptora
Jeżeli wszelkie próby ustawienia potencjometru Pl zakończą się niepowodzeniem można zmodyfikować układ zgodnie ze schematem podanym na rysunku 7, wprowadzając drugi transoptor i likwidując mostek Gretza D1-^D4. Tranzystor drugiego transoptora łączy
się równolegle z pierwszym. Wartość potencjometru Pl ulega zmianie na 1 kfi. Dodatkowy transoptor można zamontować nad pierwszym lutując nóżki 4 i 5 (nóżkę 6 zostawić wiszącą w powietrzu). Nóżkę 1 dodatkowego transoptora łączy się z nóżką 2 transoptora wlutowa-nego w płytkę drukowaną, a nóżkę 2 transoptora dodatkowego z nóżką 1. Wszystkie regulację należy przeprowadzić tak jak podano to powyżej.
Wykaz elementów
USl - CD 4538
Tl - BC 238B lub dowolny npn h2i > 250
T2 - BC 393 lub dowolny npn h2i > 50
uCE> ioo v
T3 - BD 127 (BD 128, BD 129)
D1H-D12 - BAVP 21 (1N4148)
D13 - BYP 401-50 (1N4001-H1007)
D14 - BZP 683 C10 (BZX 79 na napięcie 10 V)
TP1 - CNY 17 (transoptor)
R9 - 150 fi/0,5 W
Rl - 22 kfi/0,125 W
R3 -51 kfi/0,125W
R8 - 100 kfi/0,125 W
R2, R4 -150 kfi/0,125 W
R6 -200 ktt/0,125 W
R5 - 270 kft/0,125 W
R7 -470 kfi/0,125 W
Pl -470fi TVP 1232 "stojący"
Cl - 220 nF/100 V MKSE-018-02
C4, C5 - 470 nF/100 V MKSE-018-02
C2 - 1 //F/63 V 04/U
C6 - 10 //F/16 V 04/U
C3 - 220 //F/16 V 04/U
płytka drukowana numer 227
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 1,10 zł (11.000 zł) + koszty wysyłki.
O mgr inż. Dariusz Cichoński
Generator wobulowany
Proponujemy wykonanie generatora wobulowa-nego o zakresie częstotliwości 100 kHz do 120 MHz. Generator umożliwi strojenie odbiorników radiowych AM i FM, torów p.cz. odbiorników radiowych i telewizyjnych, filtrów i układów krót-kofalarskich. Przewidziane jest jego wykorzystanie z wcześniej opublikowanymi: przystawką wobula-cyjną PE 3/94 i generatorem znaczników PE 4/94.
Działanie i opis układu
Uzyskanie tak szerokiego zakresu przestrajania możliwe jest w układzie tzw. generatora dudnieniowego.
Składa się on w zasadzie z dwóch generatorów wielkiej częstotliwości LC, których sygnały podawane są do mie-szacza. Mieszacz jest układem nieliniowym, na wyjściu którego oprócz sygnałów o częstotliwościach sygnałów wejściowych pojawiają się sygnały o częstotliwościach odpowiadających sumie i różnicy częstotliwości sygnałów wejściowych. Częstotliwość jednego z generatorów jest ustalona, natomiast drugiego zmieniana. Podłączony do wyjścia mieszacza filtr dolnoprzepustowy wydziela sygnał o częstotliwości będącej różnicą częstotliwości sygnałów obu generatorów. Jeżeli częstotliwości obu generatorów będą zbliżone na wyjściu filtru uzyskamy sygnał o małej częstotliwości.
Praktyczny Elektronik 9/1995
Zwiększając częstotliwość sygnału generatora przestrajanego uzyskujemy zwiększenie częstotliwości sygnału wyjściowego. Schemat blokowy generatora przedstawiono na rys. 1.
WE
O-\
WOB.
GENERATOR PRZESTRAJANY 180+300 MH2 -i
U t,,(2 f,+f2
GENERATOR NESTROJONY 180 MHz < MIESZACZ �1-�2 FILTR DOLNOPRZEP. t,-t2 WZMACNIACZ WYJŚCIOWY

f?
WY W.CZ.
R.ys. 1 Schemat blokowy generatora
Schemat ten odpowiada podanej zasadzie działania generatora dudnieniowego. Generator niestrojony (o stałej częstotliwości) dostrojony jest do częstotliwości około 180 MHz. Generator przestrajany (o zmienianej częstotliwości) jest przestrajany (wobulowany) za pomocą doprowadzonego z zewnątrz napięcia o zakresie 2-^28 V uzyskiwanego np. z wymienionej wcześniej przystawki wobulacyjnej. Orientacyjny zakres przestrajania generatora wynosi 180-^300 MHz. Umożliwia to uzyskanie na wyjściu filtru, sygnału o wymaganym zakresie częstotliwości 100 kHz^-120 MHz. Częstotliwość graniczna filtru wynosi około 130 MHz. Sygnał z wyjścia filtru jest wzmacniany we wzmacniaczu wyjściowym. Sygnał ten nie może być bezpośrednio wykorzystany do sterowania badanego układu. Należy podać go do wzmacniacza kluczowanego tzn. wyłączanego na okres powrotu plamki na ekranie lampy oscyloskopowej. Wzmacniacz kluczowany znajduje się na płytce przystawki wobulacyjnej.
Dzięki temu uzyskamy na ekranie oscyloskopu współpracującego z generatorem wobulowanym poziomą linię odniesienia. Wzmacniacz kluczowany posiada także regulację napięcia wyjściowego. Dalej zajmiemy się schematem ideowym generatora wobulowanego przedstawionym na rys. 2.
Generator przestrajany zrealizowany jest na tranzystorze Tl. Jest to generator Hartley'a (z dzieloną indukcyjno-ścią) a tranzystor pracuje w układzie ze wspólnym kolektorem. Obwód rezonansowy generatora jest przestrajany za pomocą diody pojemnościowej Dl dołączonej do obwodu za pośrednictwem kondensatora C3. Do katody diody Dl doprowadzone jest napięcie przestrajające za pośrednictwem rezystorów Rl i R2 pełniących wraz z kondensatorami Cl i C2 rolę filtrów w.cz.
Generator o stałej częstotliwości T2 pracuje w takim samym układzie. Jedynie w obwodzie rezonansowym zamiast diody pojemnościowej znajdują się równolegle połączone trymer C9 i kondensator Cli. Trymer C9 przewidziany jest do dostrojenia generatora niestrojonego do najmniejszej częstotliwości generatora przestrajanego, która zależy od minimalnego napięcia strojącego i egzemplarza diody pojemnościowej Dl.
DL1
(20mA)
Rys. 2 Schemat ideowy generatora wobulowanego
10
Praktyczny Elektronik 9/1995
Sygnał z generatora przestrajanego jest za pośrednictwem kondensatora C5 i rezystora R8 podawany na bazę mieszacza zrealizowanego na tranzystorze T3. Sygnał z generatora niestrojonego podawany jest na emiter T3 za pośrednictwem kondensatora C12. Sygnał wyjściowy mieszacza pobierany jest z kolektora tranzystora T3 i przez kondensator C13 podawany na wejście filtru dolnoprzepustowego LC. Jest to trójczłonowy filtr typu T o impedancji falowej 150 Cl.
Sygnał z wyjścia filtru przez kondensator C18 podawany jest do wzmacniacza w.cz. zrealizowanego na tranzystorze T4. Jest to wzmacniacz w układzie ze wspólnym emiterem. Sygnał z kolektora T4 podawany jest do wtórnika emiterowego na tranzystorze T5. Zadaniem wtórnika jest odseparowanie wzmacniacza od obciążenia i zapewnienie małej rezystancji wyjściowej.
Rozbudowany układ filtracji napięć zasilających ma za zadanie zmniejszenie przenikania sygnałów generatorów i mieszacza do innych obwodów. Z tego względu wymagane jest także staranne ekranowanie poszczególnych członów generatora wobulowanego. Generator należy zasilać stabilizowanym napięciem +12 V. Można wykorzystać zasilacz +12 V znajdujący się na płytce przystawki wobulacyjnej.
Montaż i uruchomienie
Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów pokazane są na rys. 3.
Przed montażem rozwiercić otwory pod kołki lutownicze, trymer C9 i wyprowadzenia cewek LI i L2. Także przed montażem elementów wskazane jest wykonanie cewek indukcyjnych. Do wykonania cewek należy zaopatrzyć się w odcinek drutu miedzianego srebrzonego (tzw. srebrzanka) o średnicy 0,7-^0,8 mm i drut miedziany w emalii o średnicy 0,4-=-0,5 mm, najlepiej tzw. samocynujący. Wszystkie cewki przewidziane są jako powietrzne.
Cewki LI i L2 są takie same i składają się każda z dwóch części nawiniętych srebrzanka na trzpieniu o średnicy 4 mm. Część pierwsza posiada 1,5 zwoja, a druga 0,5 zwoja. Za 0,5 zwoja uważany jest zwój nie-zamknięty. Kierunek nawinięcia cewek dobrać do rozmieszczenia otworów w płytce drukowanej. Cewki zamontować dociskając do płytki zgodnie z rys. 3. Góra części 0,5 zwoja powinna być na wysokości góry części 1,5 zwoja.
Cewki L3^-L9 i dławik Dłl należy nawinąć drutem w emalii na trzpieniu o średnicy 3 mm.
Zwrócić uwagę na kierunek nawinięcia, który wynika z rozmieszczenia otworów na płytce drukowanej. Ilości zwojów są następujące:
L4, L6, L8 -5,5
L3, L9 -7,5
L5, L7 -13,5
Dłl -19,5
Rys. 3 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Cewki zamontować bezpośrednio na powierzchni płytki.
Kondensatory i rezystory zamontować jak najbliżej płytki drukowanej aby do minimum zmniejszyć długości doprowadzeń. Tranzystory zamontować na wysokości 3-^4 mm nad powierzchnią płytki.
Ekran wykonać z paska blachy mosiężnej lub stalowej cynowanej o grubości 0,35 mm i szerokości 15 mm zgodnie z rysunkiem montażowym i rozmieszczeniem otworów w płytce drukowanej. Ekran mocować do płytki przez lutowanie za pomocą odcinków obciętych doprowadzeń.
Praktyczny Elektronik 9/1995
11
Starannie zalutować wszystkie miejsca łączeń blach ekranu. Przestrzenie generatorów i filtra zamknąć pokrywką z tej samej blachy, którą należy przylutować po uruchomieniu układu. W pokrywce wykonać otwór umożliwiający regulację kondensatora C9.
Po zamontowaniu wszystkich elementów i sprawdzeniu poprawności montażu przystępujemy do uruchomienia układu. Do uruchomienia niezbędne jest oczywiście zasilanie, które najprościej jest uzyskać z przystawki wobulacyjnej. Bez przystawki wobulacyjnej niezbędne są dwa napięcia zasilające: stabilizowane +12 V i regulowane w zakresie 2-^28 V. W dalszym ciągu tekstu zakładam, że układ będzie współpracował z przystawką wobulacyjną. Do uruchamiania nie jest wymagany generator znaczników, natomiast jest wskazany do dalszej eksploatacji generatora wobulowanego. Schemat połączeń poszczególnych bloków przedstawiony jest na rys. 4.
WOBULOWANY
WE
ODBIORNIK RADIOWY
WY (DEMODULATOR)
OSCYLOSKOP
12V
GENERATOR ZNACZNIKÓW
Rys. 4 Schemat połączeń bloków generatora wobulowanego
Po podłączeniu zasilania sprawdzić wartości napięć zasilających a następnie punkty pracy tranzystorów. Napięcia na kolektorach tranzystorów Tl i T2 powinny zawierać się w zakresie 6,5^-8,5 V. Dotykanie cewki LI powinno powodować nieznaczny spadek napięcia na kolektorze Tl co świadczy o generacji drgań. Podobnie dotykanie L2 powinno powodować nieznaczny spadek napięcia na kolektorze T2. Napięcie na kolektorze T3 powinno wynosić około 10 V. Na kolektorze T4 powinno być napięcie zbliżone do 9 V, a na emiterze T5 - 0,15 V.
W przystawce wobulacyjnej skręcić na minimum potencjometr P3 a potencjometr P4 ustawić w położeniu zapewniającym minimalną wartość napięcia strojenia. Napięcie stałe na wejściu "WE. WOB" generatora powinno wynosić około 2 V. Podłączyć oscyloskop do wyjścia generatora "WY. w.cz." i upewnić się o występowaniu przebiegu w.cz. o wartości skutecznej 20-^50 mV. Regulując trymerem C9 uzyskać częstotliwość sygnału wyjściowego zawierającą się w przedziale 500-^1000 kHz. Zwiększanie napięcia strojącego potencjometrem P4 powinno początkowo zmniejszać częstotliwość sygnału wyjściowego a następnie zwiększać. Inaczej częstotliwość sygnału generatora niestrojonego powinna być większa o 500-^1000 kHz od minimalnej częstotliwości generatora przestrajanego. Zapewni to zapas
niezbędny przy ewentualnych przypadkowych rozstroje-niach.
Jeżeli dysponujemy częstościomierzem można dokładnie ustalić częstotliwości generatorów. Minimalna częstotliwość generatora przestrajanego powinna zawierać się w przedziale 170-f-180 MHz. Niewielkie prze-strojenie generatora można uzyskać przez ściskanie lub rozciąganie cewki LI. Częstotliwość generatora niestrojonego ustalić trymerem C9 zgodnie z podanymi wyżej uwagami. Podłączając częstościomierz do wyjścia generatora można sprawdzić zakres częstotliwości wyjściowych. Filtr dolnoprzepustowy nie wymaga strojenia.
Na tym uruchamianie zostaje właściwie zakończone i można przystąpić do montażu końcowego a następnie praktycznego sprawdzenia działania układu. W układzie przystawki wobulacyjnej należy równolegle do kondensatorów C7, C8 i C12 dolutować kondensatory o pojemności 10 nF. Przystawkę wobulacyjną i generator znaczników należy umieścić w obudowach ekranujących. Połączenia sygnałów wykonać przewodem ekranowanym. Przy opisie przystawki wobulacyjnej podany jest układ demodulatora pomiarowego, który może okazać się przydatny do obserwacji charakterystyk filtrów i wzmacniaczy. Połączenie generatora wobulowanego i przystawki do oscyloskopu oraz regulacje opisane są w PE 3/94. Wykorzystanie generatora znaczników opisane jest w PE 4/94. Znaczniki pozwalają na orientacyjne określenie częstotliwości charakterystycznych badanych obwodów. Przystrojeniu odbiorników radiowych i innych urządzeń pamiętać aby podawać jak najmniejszy sygnał na ich wejście.
Wykaz elementów:
Tl, T2, T3, T4, T5
Dl
R15
R8, R19, R20, R21
R9, Rll, R12, R18
R14
Rl, R4, R6, RIO, R17
R7, R16
R2, R3, R5, R13
C5, C12
C4, CIO
Cli, C15, C16, C17
C20
C3, C23
Cl, C2, C6, C7, C8, C14
- BF 240 (BF 241)
- BB 105G
- 47 Q/0,125 W
- 100 fi/0,125 W
- 150 0/0,125 W
- 470 0/0,125 W
- 1 kO/0,125 W
- 10 kfi/0,125 W
- 100 kfi/0,125 W
- 1pF/KCP
- 4,7 pF/ KCP -10pF/ KCP
- 33 pF/ KCP
- 100 pF/25 V KCPf
- 1 nF/160 V KFP
C13, C18, C19, C21, C22, C24 - 10 nF/25 V KFPf
C25 - 47 /zF/16 V 04/U
C9 - trymer KCD-7d 3/15 pF
LI, L2 w/g opisu - Dsm 0,7 Cu/Ag
L3 - L9 w/g opisu - DIMEul 0,5
Dłl w/g opisu - DNEul 0,5
płytka drukowana numer 224
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 2,59 zł (25.900 zł) + koszty wysyłki.
O R. K.
12
Praktyczny Elektronik 9/1995
Zdalnie sterowany obrotowy potencjometr wzmocnienia we wzmacniaczu m.cz.
Kilka lat temu pojawiły się pierwsze wzmacniacze m.cz. wyposażone w obrotowy potencjometr wzmocnienia sterowany pilotem. Analogowa technika regulacji okazała się strzałem w dziesiątkę. Zdalnie sterowany potencjometr sprzężony jest mechanicznie z miniaturowym silnikiem, który umożliwia obracanie osi potencjometru. Ponadto możliwa jest zwykła regulacja ręczna. Artykuł opisuje prosty układ zdalnego sterowania takim potencjometrem. Urządzenie doskonale nadaje się do zamontowania w każdym wzmacniaczu wyposażonym w potencjometr obrotowy.
W układzie zdalnie sterowanego potencjometru wykorzystano przesyłanie rozkazów w podczerwieni. Promieniowanie podczerwone wysyłane przez diodę nadawczą jest falą nośną i musi zostać zmodulowane w odpowiedni sposób. Najczęściej stosowana jest modulacja impulsowa pozwalająca na uzyskanie dużej sprawności energetycznej. W rozwiązaniach nadajników stosuje się najczęściej wyspecjalizowane układy scalone. Wadą tych rozwiązań jest wysoka cena układów scalonych i mała dostępność. Z tego też względu w opisywanym układzie zastosowano częstotliwościową modulację kodowania informacji. Pozwala to uprościć układy nadajnika, przy rozsądnej rozbudowie odbiornika. Zaletą takiego rozwiązania jest niski koszt elementów i łatwość ich zakupu. Niestety przyjęte rozwiązanie posiada także wady, do których należy zaliczyć stosunkowo małą odporność na zakłócanie przez inne piloty.
Opis układu
W układzie nadajnika zastosowano scalony układ CD 4538 składający się z dwóch multiwibratorów, które pracują w układzie generatora przebiegu prostokątnego. Częstotliwość pracy generatora może przyjmować dwie
wartości. Czas trwania ujemnej połówki przebiegu na wyjściu Q (nóżka 6 US1) zadany jest stałą czasową Rl, Cl pierwszego multiwibratora. Natomiast czas trwania dodatniej połówki może przyjmować dwie wartości, w zależności od tego, który z włączników jest zamknięty. Dla włącznika WŁ1 o stałej czasowej decydują elementy R2, C2, a dla włącznika WŁ2 elementy R3, C2. Ponieważ wartości kondensatorów Cl i C2 są jednakowe, okres generowanego przebiegu można obliczyć z zależności: T^ = Cl � (Rl + R2) dia włącznika WŁ1 i T2 = Cl � (Rl + R3) dla włącznika WŁ2. Okresy przebiegów wynoszą ok. 45 i 55 /is.
Zasilanie układu US1 włączane jest tylko podczas wysyłania rozkazu, czyli naciśnięcia jednego z włączników WŁ1, lub WŁ2. Wciśnięcie obu włączników równocześnie spowoduje wygenerowanie przebiegu o dużo wyższej częstotliwości, na wskutek równoległego po-łącznia rezystorów R2 i R3. Diody Dl i D2 pozwalają na separację rezystorów R2 i R3.
Z wyjścia Q drugiego multiwibratora sterowany jest stopień wyjściowy składający się z tranzystorów Tl i T2 i diody nadawczej podczerwieni D3. Zasilanie tego stopnia doprowadzono z baterii bez pośrednictwa włączników. Stopień wyjściowy nie pobiera prądu w stanie spoczynku.
Sygnały wysyłane przez pilota odbierane są przez diodę odbiorczą podczerwieni 0DB1. Podlegają one wzmocnieniu w pierwszym stopniu niskoszumowego wzmacniacza TL071 (US1A). Wzmacniacz pracuje w układzie nieodwracającym ze wzmocnieniem 40 dB. O rezystancji wejściowej wzmacniacza decyduje praktycznie rezystor R5 polaryzujący wejście nieodwraca-jące. Drugi stopień wzmacniacza US1B posiada możliwość regulacji wzmocnienia potencjometrem Pl w zakresie O-f-40 dB. Wejścia obu wzmacniaczy polaryzowane są napięciem równym połowie napięcia zasilania doprowadzonym z aktywnego dzielnika US1C.
g 22kM In 22kM 36kM 1"
US1 CD 4538
Y13
Rys. 1 Schemat ideowy pilota
Wzmocniony sygnał doprowadzono do komparatora US1D. Jako napięcie referencyjne wykorzystano napięcie wyjściowe wzmacniacza US1B obniżone o ok. 2% przez dzielnik napięciowy Rll, R12. Umożliwia to wyeliminowanie wpływu napięcia niezrównoważenia wzmacniacza US1B. Kondensator C9 filtruje roboczy przebieg zmienny który występuje na wyjściu wzmacniacza US1B. W komparatorze wprowadzono niewielką histerezę za pomocą rezystora R13. Warto podkreślić, iż wypełnienie przebiegów generowanych przez pilota zmienia się w zależności od częstotliwość, to przebiegi na wyjściu komparatora charakteryzują się wypełnieniem zbliżonym do 1/2.
Praktyczny Elektronik 9/1995
13
0DB.
Rys. 2 Schemat ideowy odbiornika
Dzieje się tak za sprawą ograniczonego pasma przenoszenia wzmacniacza, które pozwala na wzmocnienie tylko pierwszej harmonicznej, niosącej informacje o częstotliwości. Pozostałe harmoniczne zawierające informacje o kształcie i współczynniku wypełnienia przebiegu są wzmacniane zbyt słabo, aby pozwalały na pełne odtworzenie kształtu. Z tego też względu sygnały na wyjściu wzmacniacza USIB mają kształt zbliżony do sinusoidy, mimo, że nadajnik wysyła przebiegi prostokątne.
Z wyjścia komparatora przebieg prostokątny o częstotliwości zależnej od częstotliwości wysyłanej przez nadajnik dociera do wejść układów detektorów częstotliwości. Jako detektory częstotliwości zastosowano multiwibratory CD 4538 pracujące w układzie z ponawianym wyzwalaniem. Stała czasowa multiwibratora US2A wynosi ok. 40 fis, multiwibratora US2B ok. 50 fis. Jeżeli okres przebiegu doprowadzonego do wejść obu multiwibratorów będzie większy od 50 fis, co ma miejsce przy na dawaniu rozkazu włącznikiem WŁ2 (T = 55 fis), na wyjściu obu multiwibratorów pojawi się ciąg impulsów prostokątnych (rys. 3a).
W przypadku odbierania impulsów o okresie zawierającym się w przedziale 40 fis < 50 fis impulsy pojawią
się tylko na wyjściu multiwibratora US2A. Natomiast na wyjściu multiwibratora USIB pojawi się jeden dodatni impuls występujący przez cały czas nadawania rozkazu (rys. 3b). Dzieje się tak za sprawą ponawianego wyzwalania multiwibratora. Jeżeli w czasie generowania impulsu przez multiwibrator US2B (T = 50 fis) do jego wejścia +T zostanie doprowadzone zbocze narastające impuls wyjściowy zostanie wydłużony o kolejne 50 fis. Sytuacja taka ma właśnie miejsce w przypadku nadawania rozkazu włącznikiem WŁ1 (T = 45 fis).
Trzecią możliwością jest odbieranie impulsów o czasie trwania mniejszym niż 40 fis (rys. 3c), kiedy to na wyjściu obu multiwibratorów pojawi się pojedynczy dodatni impuls, trwający przez cały czas nadawania rozkazu. Sytuacja taka ma miejsce w przypadku innych, fabrycznych pilotów, które nadają rozkazy z częstotliwościami powyżej 30 kHz, czyli z okresami krótszymi niż 33 fis. W ten sposób uzyskano zabezpieczenie przed wpływem pracy innych pilotów na opisywany odbiornik. W czasie kiedy nie są odbierane żadne sygnały wyjścia obu multiwibratorów znajdują się w stanie niskim.
Na wyjściach obu multiwbratorów umieszczono pro-sotwniki szczytowe Dl, D2, C23 R33 i, D3, D4, C22, R32. W chwili wystąpienia impulsów prostokątnych na
14
Praktyczny Elektronik 9/1995
wyjściu multiwibratorów kondensatory C22, C23 ładują się napięciem dodatnim. Pozwala to na wysterowanie tranzystorów T8 i T9. Stała czasowa prostowników zastała dobrana w taki sposób, aby pojedyncze dodatnie zbocze nie było w stanie naładować kondensatorów C22, C23.
WE +TA i +TB
T>50|a
WY 0B T-5Om
WYQA T-40h
KOLEKTOR T8
1
KOLEKTOR T9
b) 40m�T<50|M
WE +TA i +TB
WYOB
WYQA
KOLEKTOR T8
T-40m
KOLEKTOR T9
1
<0
WE +T i +T8
WYQB
WYQ.
J
I
KOLEKTOR T8
KOLEKTOR T9
II
Rys. 3 Harmonogramy czasowe pracy detektora częstotliwości
Dodatkowo stała czasowa rozładowania kondensatorów C22 i C23 jest dostatecznie krótka, aby wyelimino-
wać sygnały niepożądane z pilotów fabrycznych, które nadają rozkazy w formie paczek impulsów powtarzanych z częstotliwością pojedynczych kHz. Zabezpieczenie to jednak nie zawsze pomaga, tzn. mogą się zdarzyć piloty, które będą zakłócały pracę układu. Prawdopodobieństwo tego zjawiska jest jednak niewielkie, borąc pod uwagę fakt, że w czasie słuchania muzyki, nie korzysta się z innych urządzeń sterowanych pilotem.
Z harmonogramów zamieszczonych na rysunku 3 wynika, że dla impulsów o czasie trwania większym od 50 /fs, oba kondensatory C22 i C23 zostaną naładowane. Spowoduje to wysterowanie obu tranzystorów T8 i T9. Dlatego też z kolektora T8 doprowadzono do bazy T9 didę D7 umożliwiającą zablokowanie tego tranzystora gdy włączony jest tranzystor T8. Tak więc na wyjściach tranzystorów T8 i T9 otrzymuje się na przemian niskie poziomy napięcia w zależności od wysłanego rozkazu.
Tymi sygnałami można już za pośrednictwem wzmacniaczy T6 i T7 sterować pracą mostkowego układu włączającego silnik w potencjometrze. Wysłanie rozkazu włącznikiem WŁ2 spowoduje odetkanie tranzystora T6, i wysterowanie tranzystora T4, zewrze wyprowadzenie silnika S2 z masą. Umożliwi to przepływ prądu przez rezystor R18 i wysterowanie tranzystora Tl doprowadzającego dodatnie napięcie do wyprowadzenia Sl silnika. Silnik zacznie więc obracać oś potencjometru w jedną stronę.Przy wysłaniu rozkazu włącznikiem WŁ1 nasycony zostanie tranzystor T7 i T3, a za pośrednictwem rezystora R21 nasyci się także tranzystor T2. Wyprowadzenie Sl silnika zostanie więc zwarte z masą, a wyprowadzenie S2 z zasilaniem. Spowoduje to obracanie osi potencjometru w przeciwną stronę niż poprzednio.
Napięcie znamionowe silnika wynosi 5 V. Z tego też względu w układzie zastosowano zasilacz parametryczny T5, D8, R23. Zespół silnika posiada swój ekran, który łączony jest z masą układu.
Montaż i uruchomienie
Płytkę drukowaną pilota zaprojektowano pod kątem wykorzystania obudowy identycznej jak w pilocie alarmu samochodowego (patrz PE 6/95). Konieczne jest tylko wywiercenie dodatkowego otworu na drugi włącznik WŁ2. Mocowanie baterii wykonano z wyprofilowanych blaszek wlutowanych w płytkę drukowaną. Jako kondensatory Cl i C2 zastosowano kondensatory styrofleksowe o tolerancji 5%. Identyczne kondensatory należy zamontować w odbiorniku. Posługując się kondensatorami i rezystorami (w układach stałych czasowych odbiornika i nadajnika) o tolerancji 5% nie ma żadnych problemów ze "zgraniem" nadajnika i odbiornika.
Na płytce należy wykonać połącznie odcinkiem przewodu izolowanego punktów oznaczonych gwiazdką. Wyprowadzenia kondensatora C2 powinny zostać ukształtowane w taki sposób, aby pasowały do otworów, których rozstaw jest węższy niż wynika to z wymiarów kondensatora.
Praktyczny Elektronik 9/1995
15
Jeżeli dysponuje się oscyloskopem można sprawdzić czy okres generowanych przebiegów wynosi 45 //s ą10% przy wciśniętym włączniku WŁ1 i 55 /xs ą10% przy wciśniętym włączniku WŁ2. Jeżeli różnice są większe wskazane jest dobranie wartości rezystorów R2 i R3.
W płytce odbiornika nie montuje się diody odbiorczej ODB1, którą należy umieścić na płycie czołowej wzmacniacza, lub za szybką pleksiglasową, jeżeli taka występuje. Połączenie diody z płytką wykonuje się jak najkrótszym przewodem ekranowanym.
2251
Rys. 4 Płytka drukowana pilota i rozmieszczenie elementów
Po zakończeniu montażu można przystąpić do sprawdzenia działania układu. Potencjometr Pl ustawia się w położeniu środkowym. Do wyjść Sl i S2 podłącza się pomocniczy układ sygnalizacji kierunku obrotów silnika (rys. 6a), silnika na razie nie podłączamy. Można teraz spróbować wysłać rozkazy. Przy jednym rozkazie powinna się palić dioda czerwona, a przy drugim zielona. Zasięg pilota przy ustawieniu potencjometru Pl w pozycji środkowej wynosi ok. 3^-4 m.
Jeżeli układ nie reaguje na sygnały można zwiększyć rezystancję potencjometru Pl, uważając, aby nie doprowadzić do wzbudzania się wzmacniacza. Obecność przebiegów zmiennych na wyjściu komparatora można sprawdzić sondą, której schemat zamieszczono na rysunku 6b. Jeżeli w czasie, gdy nie jest nadawany żaden rozkaz, woltomierz sondy dołączonej do wyjścia komparatora pokaże napięcie, oznacza to że układ wzmacniacza uległ wzbudzeniu. Należy wtedy zmienić ustawienie Pl na mniejszą wartość rezystancji. Po wyregulowaniu wzmacniacza można sprawdzić czy multiwibratory generują impulsy.
�)
DIODY SYGNALIZUJĄCE KIERUNEK PRACY SILNIKA
CZERWONA^
8200
SONDA
47n WE
Rys. 6 Schematy ideowe: a) sygnalizatora kierunku obrotów silnika, b) detektora szczytowego sondy
Rys. 5 Płytka drukowana odbiornika i rozmieszczenie elementów
16
Praktyczny Elektronik 9/1995
W tym celu wystarczy zmierzyć napięcie zwykłym woltomierzem na kondensatorach C22 i C23. W czasie wysyłania rozkazu WŁ2 napięcie powinno występować na obu kondensatorach, a w czasie wysyłania rozkazu WŁ1 tylko na kondensatorze C23. Gdy tak nie jest należy dobrać wartości rezystorów R15 i R16.
RKRK16812MGL
O 1 IX
O2
03
9O 04
100 05
06
O7
08 ]X
12)12
WIDOK OD SPODU
RKRK16812MGL
Z WYJŚCIA PRZEDWZM. <
--0-0-----o-'-o--
Rys. 7 Rozkład wyprowadzeń potencjometru i schemat pod łącznia do wzmacniacza
Po uruchomieniu układu można już podłączyć do niego potencjometr i jeszcze raz sprawdzić funkcjonowanie całości. Na rysu-nku 7 przedstawiono rozkład wyprowadzeń potencjometru i schemat podłączenia do wzmacniacza. Ekran silnika (wyprowadzenie X) powinien być połączony do płytki odbiornika w punktcie masy obok wyjść Sl i S2. Natomiast masę potencjometru (wyprowadzenie 6) łączy się w miejscu w którym była podłączona masa starego potencjometru. Podobnie pozostałe wyprowadzenia. Jeżeli wzmacniacz nie posiadał fizjologicznej regulacji głośności (kontur) wyprowadzenia 1 i 4 pozostają niepodłączne. Należy zwrócić szczególną uwagę, aby nie zamienić ze sobą kanałów. Dotyczy to zwłaszcza wyprowadzeń konturu. W oznaczeniu potencjometru litera A oznacza logarytmiczną charakterystykę regulacji (odmiennie niż ma to miejsce w stosowanych przez Telpod oznaczeniach).
Wykaz elementów - płytka pilota
US1 - CD 4538
Tl - BC 238B lub dowolny npn h2i > 250
T2 - BC 338-25
Dl, D2 - BAVP 17-^21 (1N4148)
D3 - LD 271 (TSUS 5402, CQWP 42)
dioda nadawcza podczerwieni
R5 - 22 Q /0,5 W
R4 -10kfi/0,125W
Rl, R2 - 22 kfi /0,125 W/5%
R3 - 36 kfi /0,125 W/5%
Cl, C2 - 1 nF/25 V/5% KSF-020-ZM
C3 -47nF/16 V KFP
BAT - bateria alkaliczna 12 V
płytka drukowana numer 225
Wykaz elementów - odbiornik
US1 TL 071
US2 CD 4538
Tl, T2 BC 327-25 (BC 328-25)
T3, T4 BC 337-25 (BC 338-25)
T5 BD 135 (BD 137, 139)
T6, T7 BC 308B lub dowolny
pnp h2i > 200
T8, T9 BC 238B lub dowolny
npn ti2i > 250
Dl-=-D7 BAVP17^-21 (1N4148)
D8 BZP 683 C5V6
(BZX 79 na napięcie 5,6 V)
0DB1 BPV 22F (S 186P)
R14 100 fi /0.125 W
R6, R8, R9 1 kfi /0,125 W
R23 1,5 kfi /0,25 W
R18, R21 2,2 kfi /0,25 W
R24, R25 5,1 kfi /0.125 W
RIO, Rll, R17,
R19, R20, R22 - 10 kfi /0.125 W
R3, R4 22 kfi /0.125 W
R26H-RR29 33 kfi /0.125 W
R15 39 kfi /0,125 W/5%
R16 51 kfi /0.125 W/5%
Rl, R2 56 kfi /0.125 W
R7, R32, R33 - 100 kfi /0.125 W
R30, R31 270 kfi /0.125 W
R12 510 kfi /0.125 W
R13 1 Mfi /0,125 W
R5 2,2 Mfi /0.125W
C3, C5 20 PF KCP
CIO, Cli 1 nF/25 V/5% KSF-020-ZM
C2, C16, C17 - 10 nF/16 V KFP
C4 22 nF/16 V KFP
C7, C8, C13,
C14, C21-HC23 - 47 nF/16 V KFP
C9, C19 220 nF/100 V MKSE-018-02
C6 1 /iF/63 V 04/U
Cl 2,2 //F/63 V 04/U
C15 10 //F/16 V 04/U
C18 22 //F/16 V 04/U
C20 47 /iF/16 V 04/U
C12 100 //F/16 V 04/U
M potencjometr z wbudowanym
silnikiem RK 16812 MGL
(50kAx2) K162FMGL1K
firmy ALPS
płytka drukowana numer 226
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: płytka numer 225 - 0,90 zł (9.000 zł)
płytka numer 226 - 2,16 zł (21.600 zł)
+ koszty wysyłki.
O mgr inż. Dariusz Cichoński
Praktyczny Elektronik 9/1995
17
Przetwornik "True RMS"
Pomiary w warsztacie elektronika odgrywają dużą rolę. 0 ile pomiar napięć stałych nie stanowi większego problemu, to przy pomiarze napięć zmiennych zaczynają pojawiać się kłopoty. Wskazanie miernika może być całkiem różne od oczekiwanej wartości. W sytuacji gdy mamy do czynienia z sygnałami m.cz., często pojawia się pytanie, jaki parametr mierzymy. Problem traci na wadze, gdy dokonujemy pomiaru napięć sinusoidalnych o częstotliwości 50 Hz, lecz co wskaże nasz miernik, gdy kształt mierzonego przebiegu będzie odbiegał od sinusoidy? Wszelkie wywody na ten temat warto zacząć od definicji kilku parametrów opisujących sygnały przemienne.
Do podstawowych parametrów charakteryzujących sygnały małej częstotliwości można zaliczyć: napięcie, kształt, oraz częstotliwość, natomiast sam przebieg można scharakteryzować:
- wartością chwilową,
- wartością szczytową (amplitudą),
- wartością międzyszczytową,
- wartością średnią,
- wartością skuteczną.
Wartość międzyszczytową określana jest jako suma bezwzględnych wartości amplitud dodatniej i ujemnej.
Wartość średnią napięcia zmiennego, określa się średnią arytmetyczną wszystkich wartości tego napięcia w ciągu okresu T. Mówiąc ścisłym językiem matematycznym, wartość średnia wyraża się zależnością:
Uśr
I
= i|u(t)dt
Wartość średnia dla przebiegów symetrycznych względem zera jest równa zeru, dlatego często jest określana za pół okresu T.
Wartością skuteczną napięcia sinusoidalnego nazywa się pierwiastek kwadratowy ze średniej arytmetycznej kwadratów wartości chwilowych tego napięcia, obliczanych dla okresu T:
\
I
I|u2(t)dt
(pierwiastek wartości średniej kwadratów wszystkich wartości napięcia w ciągu okresu T)
Fizycznie wartość skuteczna napięcia przemiennego oznacza taką wartość napięcia stałego, które działając w obwodzie o stałej rezystancji wytworzy taką samą moc, jak napięcie przemienne. Czyli przykładowo po doprowadzeniu do żarówki napięcia sinusoidalnego o wartości skutecznej 220 V (amplituda 312 V!), będzie ona
świecić z taką samą jasnością jak po doprowadzeniu napięcia stałego o wartości 220 V.
W celu scharakteryzowania parametrów sygnału okresowego związanych z jego kształtem, wprowadzono pojęcie współczynnika kształtu krzywej oraz współczynnika szczytu krzywej.
Współczynnik kształtu krzywej jest określany jako stosunek wartości skutecznej do wartości średniej przebiegu:
k - Uśr
Współczynnik szczytu krzywej określany jest stosunkiem wartości szczytowej (amplitudy) do wartości skutecznej przebiegu:
U
s" usk
Poniżej postaram się przybliżyć Czytelnikowi problematykę pomiaru wartości skutecznej, która w praktyce ma bardzo istotne znaczenie. Popularne mierniki magnetoelektryczne mierzą wartość średnią, ale są wy-skalowane tak, aby wskazywały wartość skuteczną dla przebiegu sinusoidalnego. Co się stanie, gdy tak wyska-lowanym miernikiem zechcemy zmierzyć przebieg piło-kształtny albo prostokątny? Celem zobrazowania istotności zagadnienia, w tabeli 1 przedstawiono zestawienie parametrów wybranych przebiegów m.cz. Z tabeli wynika jasno, że błąd pomiaru może być znaczny i jeżeli nie wiemy jaki kształt ma mierzony sygnał, to nasz pomiar jest bezwartościowy.
Prawidłowy pomiar wartości skutecznej napięć lub prądów przebiegów odkształconych jest możliwy przy wykorzystaniu mierników "true RMS" (z ang. true Root Mean Square - rzeczywista (prawdziwa) wartość skuteczna).
Wartość skuteczną mierzą mierniki termoelektryczne, elektromagnetyczne, elektrodynamiczne, lecz ze względu na małą rezystancję wewnętrzną są bardzo kłopotliwe w użyciu. Pozwalają tylko na pomiar źródeł o dużej wydajności prądowej.
Początkowo do pomiaru wartości skutecznej stosowane były mierniki termoelektryczne. Prąd wejściowy powodował nagrzewanie się elementu oporowego, którego temperatura była mierzona termoparą sprzężoną z miernikiem wychyłowym. Metoda ta pozwalała na pomiar w szerokim zakresie częstotliwości w klasie dokładności 2,5. Zakres jej zastosowań zawężała mała rezystancja wejściowa.
Kolejnym krokiem w rozwoju metod pomiaru prawdziwej wartości skutecznej była zmodyfikowana metoda cieplna. Jest ona stosowana do dziś w urządzeniach laboratoryjnych, w których wymagane jest szerokie pasmo mierzonych częstotliwości oraz mały błąd pomiaru. Polega ona na porównaniu mocy wydzielanej w rezystorze wzorcowym przez mierzone napięcie z mocą wydzie-
18
Praktyczny Elektronik 9/1995
laną przez napięcie odniesienia w drugim, identycznym rezystorze wzorcowym. W momencie gdy przez regulację napięcia odniesienia, różnica temperatur pomiędzy obydwoma rezystorami wzorcowymi zostanie doprowadzona do zera, moc w nich wydzielana będzie jednakowa. W rezultacie, na podstawie wyżej przytoczonej definicji, wartość skuteczna mierzonego napięcia zmiennego, będzie równa stałemu napięciu odniesienia, którego pomiar nie stanowi już najmniejszego problemu. Metoda ta charakteryzuje się małym błędem (mieszczącym się w klasie 1) i szerokim pasmem przenoszenia, jest jednak dosyć wolna ze względu na dużą bezwładność termiczną rezystorów. Mimo teoretycznie prostej konstrukcji, mierniki wykorzystujące zmodyfikowaną metodę cieplną do pomiaru rzeczywistej wartości skutecznej są złożone i kosztowne, ze względu na wymaganą dokładność.

Uw.2
Uw* -� WE1 \/ WE2 /\ v~ ruw�

UKŁAD
UKŁAD MNOŻĄCY | INTEGRATOR PIERWIASTKUJĄCY
Rys. 1 Zasada pomiaru wartości skutecznej metodą bezpośrednią
Wraz z rozwojem elektroniki mogły urzeczywistnić się nowe metody pomiaru do niedawna znane tylko w teorii:
Metoda bezpośrednia polega na wyznaczeniu wartości skutecznej z definicji, czyli przez podnoszenie do kwadratu, uśrednianie i pierwiastkowanie, przy wykorzystaniu analogowych układów mnożących i wzmacniaczy operacyjnych. Zasadę pomiaru metodą bezpo-
średnią zobrazowano na rys. 1. Obliczanie bezpośrednie posiada jednakże jedną wadę. Dynamika sygnału na wyjściu układu mnożącego ulega podwojeniu np. zakres napięć wejściowych 0,1 V do 10 V (40 dB) rośnie do zakresu 0,01 V do 100 V (80 dB) na wyjściu układu mnożącego. Ogranicza to zastosowanie tej metody do sygnałów o dynamice na wejściu co najwyżej 20 dB. Z tego względu rzadko jest wykorzystywana w praktyce, choć zapewnia mały błąd pomiaru (0,1% pełnej skali), dużą szerokość pasma mierzonych częstotliwości oraz bardzo małą bezwładność (duża szybkość reakcji).
Metoda pośrednia jest stosowana obecnie najczęściej (rys. 2). Wykorzystuje się w niej sprzężenie zwrotne pomiędzy wyjściem, a układem mnożąco -dzielącym. Funkcja realizowana przez układ odpowiada równości: Uwy = wart. śr. � (Uwe/Uwy). co odpowiada definicji wartości skutecznej. Poziom napięcia wejściowego przy podnoszeniu do kwadratu jest jednocześnie dzielony przez średni sygnał wyjściowy, przez co średnie poziomy napięć zmieniają się liniowo z poziomem wartości skutecznej przebiegu wejściowego (większa dynamika). Zaletą tej metody jest mniejszy koszt, większy zakres dynamiki i prostsza konstrukcja. Natomiast zasadniczą wadą tej metody jest węższe pasmo częstotliwości mierzonego sygnału.

Uwy 2
1
Uwt WE3 WE1 WY WE2 ŚYs^ U Uwy�"-yri 2 �y
UKŁAD MNOŻACO-DZIEL ACY | INTEGRATOR
v wu ,
Rys. 2 Zasada pomiaru wartości skutecznej metodą pośrednią
Tabela 1. Porównanie parametrów wybranych przebiegów (amplituda = LV)
Kształt w ii n AAA n n n n AAA A A A A
u \J
Wartość średnia [V] 0 0,318 0,636 0 0,5 0,5 0,1
Wartość skuteczna [V] 0,707 0,5 0,707 1 0,707 0,577 0,316
Współczynnik szczytu 1,414 2 1,414 1 1,414 1,732 3,16
Współczynnik kształtu 1,11 1,57 1,11 1 1,414 1,154 3,16
Wskazanie miernika wartości średniej* [V] 0,707 0,353 0,707 1.11 0,556 0,556 0,11
Błąd pomiaru [%] 0 -41 0 [phone]
- miernik wartości średniej z prostownikiem na wejściu, wyskalowany w wartości skutecznej przebiegu sinusoidalnego (popularne mierniki uniwersalne)
Praktyczny Elektronik 9/1995
19
Opisaną powyżej metodę obliczania wartości skutecznej napięcia wykorzystują układy MX 536A i MX 636 firmy MAXIM. Są one odpowiednikami układów AD 536A i AD 636 firmy Analog Devices, która opracowała je i pierwsza rozpoczęła seryjną produkcję.
Układy MX 536A i MX 636 charakteryzują się małym poborem mocy i zostały przystosowane do pracy z sygnałami wejściowymi od 0 do 7 Vfrns dla MX 536A i od 0 do 200 mVrms dla MX 636. Obydwa układy akceptują zmienny sygnał wejściowy z nałożoną składową stałą napięcia. Mogą pracować przy symetrycznym lub asymetrycznym napięciu zasilającym. Pobierają mniej niż 1 mA prącu, co czyni je idealnymi do zastosowania
w urządzeniach zasilanych bateryjnie. Układy są produkowane w dwóch typach obudów, przedstawionych na rys. 3. Podstawowymi częściami składowymi tych układów są: przetwornik wartości bezwzględnej napięcia na prąd, układ mnożący (podnoszący do kwadratu) i dzielący oraz bufor pomocniczy.
Podstawowe parametry układów zostały zamieszczone w tabeli 2.
Napięcie niezrównoważenia wejścia i wyjścia, dodatnia i ujemna symetria kształtu oraz liniowość w całym zakresie pomiarowym są korygowane laserem w procesie produkcji.
Tabela 2. Skrócony wykaz parametrów charakterystycznych układów MX 536A i MX 636
Parametr Uwagi Wartość Jednostka
min typ max
Błąd całkowity w całym zakresie temperatur (0 -r +70�C) 536AJ 536AK (-55-^125�C) 536AS 636J 636K ą0,1 ą0,01 ą0,05 ą0,005 ą0,1 ą0,005 ą0,1 ą0,01 ą0,1 ą0,005 mV ą% wart. odczytu/0 C
Błąd całkowity w funkcji zmian napięcia zasilania ą0,1 ą0,01 mV ą% wart. odczytu/V
Błąd dodatkowy względem współczynnika kształtu wsp. kszt. = 3 536A 636 wsp. kszt. = 7 536A wsp. kszt. = 6 636 -0,1 -0,2 -1,0 -0,5 % wartości odczytu
Błąd wyjścia dB V|N = 7mV-=-7Vrms536AJ 536AK 536AS ą0,4 ą0,2 ą0,5 ą0,6 ą0,3 ą0,6 dB
V)N =7mV-r-0,3 Vrms636J 636K ą0,3 ą0,1 ą0,5 ą0,2 dB
Zakres częstotliwości w granicach 1% błędu dodatkowego V,N = 10 mV 536A 636 5 14 kHz
V,N = 100 mV 536A 636 45 90 kHz
V)N = 1 V 536A V,N = 200 mV 636 120 130 kHz
Zakres napięć wejściowych zasil. ą15 V 536A zasil. ą5 V 536A 636 Oh-7 Oh-2 O-hO.2 Vrms
Rezystancja wejściowa 536A 636 13,33 5,33 16,7 6,7 20,00 8,00 kQ
Rezystancja wyjściowa 536A 636 8 10 0,5 12 fi kfi
Rezystancja wej. bufora 108 n
Dryf temperaturowy napięcia na wyjściu dB +0,33 % wartości odczyt./�C
Napięcie zasilania bipolarne 536A 636 ą3,0 +2/-2,5 ą18,0 ą16,5 V
unipolarne 536A 636 +5 +5 +36 +24
Prąd spoczynkowy (wejście bufora 536A zwarte z masą) 636 1.2 0.8 2 1 mA
20
Praktyczny Elektronik 9/1995
WIDOK OD GÓRY
Rys. 3 Rozkład wyprowadzeń układu MX 636 i MX 536A do wzmacniacza
Uproszczony schemat układu MX 536A uwidoczniono na rys. 4.
Napięcie wejściowe V||\| przyłożone do układu MX 536A/636 jest po wyprostowaniu przetwarzane przez przetwornik napięcia bezwzględnego na prąd, który wytwarza unipolarny prąd Ij. Prąd ten steruje dwoma wejściami układu mnożąco - dzielącego, który wytwarza prąd I4 będący następującą funkcją prądów Ij i I3 : I4 = Ij /I3. Prąd I4 steruje wewnętrznym zwierciadłem prądowym poprzez filtr dolnoprzepustowy zrealizowany za pomocą rezystora Rj i zewnętrznego kondensatora Cą^. Prąd I4 jest uśredniany przez filtr dopóki jego stała czasowa jest większa niż najdłuższy okres sygnału wejściowego. Zwierciadło prądowe zwraca prąd I3 do części dzielącej układu mnożąco - dzielącego zamykając w ten sposób obwód sprzężenia zwrotnego. Prąd I4 jest wobec tego funkcją średniej wartości wyrażenia I4 = \\2/\ą -jest on równy wartości skutecznej prądu Ij.
Zwierciadło prądowe wytwarza również prąd wyjściowy IquT r�wny podwojonej wartości prądu I4. Może on zostać wykorzystany bezpośrednio lub też przekształcony na napięcie przy wykorzystaniu wewnętrznego rezystora R2 i bufora celem zmniejszenia rezystancji wyjściowej.
Funkcja przejściowa układu MX 536A/636 jest następująca: Uwy = 2 � F?2 � Irms = Uwe.
Wyjście "dB" jest uzyskiwane z napięcia na emiterze tranzystora T3. Jest ono proporcjonalne do logarytmu napięcia wejściowego. Wtórnik emiterowy T5 separuje i ustala poziom zerowy wyjścia "dB". Napięcie na wyjściu "dB" jest równe zero, gdy prąd emitera T5 zostanie ustalony na bliski prądowi I3. Wyjście "dB" pracuje poprawnie w 60 dB zakresie dynamiki.
Jak już wcześniej wspomiano układy wykorzystujące metodę pośrednią charakteryzują się mniejszym zakresem częstotliwości pracy w porównaniu z innymi metodami. W dodatku graniczna częstotliwość silnie zależy od napięcia skutecznego sygnału wejściowego. Zależność tych dwóch parametrów przedstawiono na rys. 5.
Proponowany w tym artykule moduł przetwornika "true RMS", nie jest urządzeniem autonomicznym, lecz pozwala na rozbudowę dowolnego, uniwersalnego miernika cyfrowego. Poprzez dodanie małej płytki i dwóch przełączników, możemy wzbogacić nasz miernik w niezwykle przydatną opcję pomiaru "true RMS". Rozszerzy to z pewnością zakres zastosowań i uniwersalność naszego przyrządu.
ZWIERCIADŁO PRĄDOWE
PRZETWORNIK U/l
WEO--
0,2mA (PEŁNA SKALA)
R4 50k
14
-O+Vs
10
r�
MASA
0,4mA (PEŁNA SKALA)
-O WE BUFOR
MNOŻNIK"* / DZIELNIK
-O WY BUFORA
-O-Vs
Rys. 4 Uproszczony chemat wewnętrzny układu MX 536A
Praktyczny Elektronik 9/1995
21
Uwy 1V 200 mV 100 mV 30 mV 10 mV 1 mV -1Vrmswa _.. 4-
-2-1 1
-1 -30i tiV rmsv ve) ftfl -Ś>ŚŚ
-10 TlV rmsv m^- V Ł V


-1mVmisw> ej -^-
y



1 kHz 10kHz 100 kHz 1 MUz 10MHz częstotliwość
Rys. 5 Charakterystyka częstotliwościowa układu MX 636
Przetwornik został zbudowany w oparciu o układ firmy MAXIM MX 636 (odpowiednik układu AD 636). Schemat ideowy układu przedstawiony został na rys. 6. W zależności od wymaganego napięcia wejściowego można zastosować układ MX 536A dla napięć od 0 do 7 Vrms lub MX 636 dla napięć od 0 do 200 mVrms- Ponieważ większość mierników pracuje przy napięciu od 0 do 200 mV (ICL7106/07), wskazane jest zastosowanie układu MX 636.
Układ został zaprojektowany jako unipolarny - wymaga tylko jednego napięcia zasilającego. Takie rozwiązanie zostało okupione pewną niedogodnością - możliwy jest pomiar jedynie składowej zmiennej sygnału (składowa stała jest filtrowana przez kondensator Cl).
Wybór pomiędzy odczytem wartości "true RMS" a "dB" możliwy jest przy pomocy przełącznika SW1. Ponieważ wyjście "dB" daje 3 mV na 1 dB, konieczne jest zastosowanie oddzielnego napięcia odniesienia.
1A
C3
J+
R1 47kl
C1-1-22rf
R2 1MB
C2 -L
US1
R3 20k
D1.D2 - BAVP17
NC
-Vs
CAV
DB COMMON
BUFout
BUF in lout
MX636
dB
Rys. 6 Schemat ideowy przetwornika "True RMS"
Gl G2
PŁYTKA PRZETWORNIKA RMS 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 -Vs
REFHI
COM L
OLTTHI J
OUTLO
7 7 V1N
WL2D RMS^
noSm^ O-1 _WŁ2A V+ V-(1) (26) REF Hl (36)
NAPIĘCIE
ODNIESIENIA REF L0(35) COM IN Hl (31)
R -<=h
DZIELNIK + OBWODY WEJŚCIOWE
~^NORM -ORMSWL2C CT (ICL7106/07/09) IN LO (30)
c^ -"norm

Rys. 7 Sposób podłączenia układu przetwornika do typowego miernika cyfrowego
Zmianę polaryzacji uzyskuje się za pomocą sekcji A i B przełącznika SW1. W celu kompensacji dryfu temperaturowego wyjścia "dB" wynoszącego 0,03 dB/�C zastosowano diody D3-T-D5. Wartości 0 dB odpowiada napięcie 1 Vrms.
Kondensator C3, będący częścią składową filtru dolnoprzepustowego, został dobrany w taki sposób, aby zapewnić rozsądny kompromis pomiędzy czasem ustalania (filtru), a dokładnością w zakresie mniejszych częstotliwości. Dla C3 = 2,2 /iF pogorszenie dokładności o 0,1%, następuje przy częstotliwości 20 Hz, a czas ustalania pomiaru około 0,2 sek.
Montaż i uruchomienie
Oryginalny prostownik wartości średniej w mierniku można zdemontować, uzyskując tym sposobem więcej miejsca na zamontowanie nowego modułu przetwornika "true RMS".
Sposób podłączenia modułu do cyfrowego miernika uniwersalnego typowej konstrukcji przedstawiono na rys. 7.
22
Praktyczny Elektronik 9/1995
R.ys. 8 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Po zamontowaniu układu należy przeprowadzić skalowanie. W pierwszej kolejności przełączamy przetwornik na pomiar napięcia skutecznego. Do wejścia doprowadzamy napięcie sinusoidalne o wartości skutecznej 100 mV (amplituda 141 mV) dla układu MX 636 lub 1 V (amplituda 1,41 V) dla układu MX 536A. Następnie ustawiamy potencjometr R8 tak, aby miernik wskazywał poprawną wartość. Trochę więcej zabiegów będzie wymagało ustawienie i wyskalowanie wyjścia "dB". Po przełączeniu na zakres "dB" dołączamy do wejścia miernika napięcie o wartości skutecznej równej 1 V. Następnie potencjometrem R5 ustawiamy wskazanie 0.000 V. Teraz zmiejszamy napięcie wejściowe do 100 mVrms i potencjometrem R9 ustawiamy wskazanie 20.00. Po tych czynnościach miernik jest gotowy do pracy. Po pewnym czasie w miarę zużywania się baterii, może okazać się konieczne przeprowadzenie korekty "ZERA dB" przy pomocy potencjometru R5.
Wykaz elementów
USl - AD 536A, MX 536A (0^7 Vrms)
lub AD 636, MX 636 (0-^200 mVrms)
Dl, D2, D3
D4, D5 - BAYP 95 (1N4148)
R6 -680 fi/0,125 W
R3, R4 -20 kfi/0,125 W
R5 -24 kn/0,125 W
Rl -47 kfi/0,125 W
R2 - 1 Mfl/0,125 W
P3 - 470 fi CT32 (dziesięcioobrotowy)
P2 - 47 kfi CT32 (dziesięcioobrotowy)
Pl - 470 kfi CT32 (dziesięcioobrotowy)
Cl -22 nF/250 V MKSE-018-02
C2, C4 - 10 /iF/16 V 04/U
C3 - 2,2 /iF/16 V 04/U
C5 - 10 /iF/16 V 196D tantalowy
WŁ1 - przełącznik bistabilny typu Isostat
płytka rukowana numer 223
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 1,36 z\ \ (13.600 zł) + koszty wysyłki.
O Tomasz Kwiatkowski
Alarm samochodowy - wyjaśnienia i uzupełnienia
Opublikowany w numerze 6/95 i 7/95 alarm samochodowy z radiopowiadomieniem spotkat się z dużym zainteresowaniem Czytelników. Jak to bywa przy takich okazjach do redakcji wpłynęło wiele listów z pytaniami i opisami problemów które pojawiły się podczas uruchamiania układu. Poniższe wskazówki powinny być pomocne w uruchamianiu układu.
Pierwszą najczęściej spotykaną uwagą były problemy z nadajnikiem i odbiornikiem podczerwieni, oraz
układem kodera. Najczęstszą przyczyną kłopotów było światło słoneczne i żarowe, które zakłócało pracę odbiornika.
Światło słoneczne, zwłaszcza w czasie upalnego lata zawiera w swoim widmie promieniowanie podczerwone które może być przyczyną przesunięcia punktu pracy diody odbiorczej. Bezpośrednie padanie promieni słonecznych na odbiornik, zwłaszcza w samo południe może spowodować kłopoty z pracą reszty układu. Ograniczenie tego zjawiska możliwe jest przez zastosowanie diody odbiorczej posiadającej fabryczny filtr. Diody po
Praktyczny Elektronik 9/1995
23
stronie czułej na promieniowanie mają obudowę prawie czarną, lub ciemnofioletową. Jeżeli nie posiadamy takiej diody jako filt możemy zastosować kawałek naświetlonego i wywołanego negatywu z filmu kolorowego do aparatu fotograficznego.
Polecanym rozwiązaniem jest także obudowanie diody odbiorczej, tak aby promienie słoneczne nie mogły padać bezpośrednio na diodę (rys. 1). Ważne jest przy tym, aby dioda była dobrze "widziana" przez diodę nadawczą pilota w pozycji z jakiej najczęściej włączany jest alarm.
OSŁONA ODBIORNIK
PRZED SŁOŃCEM PODCZERWIENI
y
*
Rys. 1 Obudowa odbiornika podczerwieni zabezpieczająca przed światłem słonecznym
Kolejnym problemem związanym ze światłem tym razem promieniowanym przez żarówkę jest przydźwięk sieci. Opisany odbiornik nie posiada filtru pasmowego ograniczającego dolne częstotliwości odbieranych sygnałów. Światło żarowe odbierane jest przez oko jako światło o stałym natężeniu. W rzeczywistości jasność włókna żarówki ulega stosunkowo dużym zmianom w takt napięcia sieci energetycznej. Duża bezwładność cieplna włókna powoduje, że żarówka nie wygasa zupełnie, lecz strumień światła ulega znacznemu zmniejszeniu w chwili przechodznia napięcia przez zero. Wszystko to powoduje, że dioda odbiorcza, nawet posiadająca fabryczny filtr optyczny odbiera pulsację światła o częstotliwości 100 Hz. Jest to typowy przydźwięk sieci wprowadzany do układu drogą optyczną. Przydźwięk ten jest na tyle silny, że powoduje zakłócenia w pracy dekodera.
Rozwiązanie tego problemu jest stosunkowo proste wystarczy uruchamiać urządzenie przy świetle dziennym.
Kolejną sprawą jest sprawdzenie przy pomocy omomierza rozkładu wyprowadzeń diody odbiorczej i nadawczej. Powstaje tu wiele pomyłek. Diody wluto-wane odwrotnie niż podano to na schematach nie będą działały.
Jeżeli mimo powyższych wskazówek problemy z podczerwienią nie znikną proponuję niewielką zmianę w układzie odbiornika podczerwieni (rys. 2). Zmianie ulega wartość kondensatora Cl na 100 nF/100 V.
Można tu zastosować kondensator MKSE-022-a5. Oprócz tego dodatkowo wprowadzono diodę, zapobiegającą głębokiemu blokowaniu tranzystora Tl. Dioda jest włączona zaporowo pomiędzy bazę i emiter tranzystora Tl. Wprowadzono także dodatkowy rezystor o wartości 1 Mfl/0,125 W polaryzujący bazę tranzystora Tl. Rezystor R2 można pozostawić, lub wylutować, lecz trzeba sprawdzić doświadczalnie, które rozwiązanie jest korzystniejsze (związane jest to z różnymi współczynnikami wzmocnienia prądowego tranzystorów). Dodatkowe elementy montuje się po stronie druku.
lOOn
47k| | 7\BAVP17
Rys. 2 Fragment schematu ideowego zmodyfikowanego odbiornika podczerwieni
Do zasilania pilota zastosowano baterię alkaliczną +12 V. Bateria ta posiada wyprowadzony biegun dodatni i ujemny, oraz metalową, polakierowaną obudowę. Należy zwrócić uwagę, aby metalowa obudowa nie wprowadzała zwarcia pomiędzy zaciskiem plusa i masy.
Kolejnym przypadkiem jest kłopot ze zdekodowa-niem rozkazów. Przyczyny mogą być dwie. Pierwsza z nich jest banalna i polega na złym zaprogramowaniu wejść kodowych. Poniżej przedstawiam tabelę przykładowego zaprogramowania kodu. Nie polecam stosowania tego przykładu bez modyfikacji, gdyż może okazać się, że włączając alarm w naszym samochodzie niechcący wyłączymy go w samochodzie sąsiada. Nie polecam także programowania typu: pierwsza nóżka do masy, druga w powietrzu, trzecia do plusa, czwarta do masy itd. Na ten sam pomysł wpadło już kilka osób.
Przy kodowaniu ważne jest zachowanie czystości przy połączeniach wolnych (nie podłączonych). Nie należy dotykać płytki spoconymi palcami, ani używać zbyt dużo kalafoni. Może to spowodować niekontrolowaną zmianę stanu wyprowadzenia.
W kilku listach opisano próbę sprawdzenia poprawności kodowania przez galwaniczne zwarcie wyjścia kodera w pilocie z wejściem dekodera w alarmie. Takie połączenie prowadzi do uszkodzenia układu dekodera w alarmie, a co ciekawe dekoder pracuje wysyłając kod w przypadku włączenia alarmu, lecz układ jest już uszkodzony.
Próbę prawidłowości programowania można przeprowadzić stosując się dokładnie do podanych poniżej wskazówek. W pilocie wyjąć baterię i prowizorycznie
24
Praktyczny Elektronik 9/1995
zewrzeć włącznik WŁ1. IMa płytce alarmu wylutować zworę łączącą kolektor T2 w nóżką 16 dekodera (zwora ta jest umieszczona prostopadle do układu scalonego US1).
Tabela 1. Przykładowe zaprogramowanie układów pilota
numer pilot odbiornik radiopowia-
wyprowadzenia domienie
1 plus plus plus
2 plus plus plus
3 masa masa masa
4 wolne wolne wolne
5 plus kolektor T6 masa
6 wolne wolne wolne
7 masa masa masa
8 masa masa masa
9 wolne wolne wolne
10 plus plus plus
11 plus plus plus
12 masa kolektor T7 plus
Nóżkę 16 dekodera połączyć z masą za pośrednictwem rezystora o wartości ok. 20-i-47 kfi. Połączyć masy pilota i alarmu, połączyć wyjście kodera w pilocie (nóżka 17) z wejściem dekodera w alarmie (nóżka
16 US1). Doprowadzając teraz na chwilę zasilanie do pilota możemy sprawdzić, czy wyjście dekodera (nóżka
17 US1) w alarmie zmieniło stan z wysokiego na niski. Jeżeli tak to kodowanie przeprowadzono poprawnie.
Dla prawidłowej pracy kodera i dekodera ważne jest aby elementy generatora: Rl i Cl w pilocie, oraz R5 i C2 w alarmie, a także R22 i C13 w radiopowiadomieniu, miały tolerancję wykonania 5%.
Umocowanie czujnika wstrząsowego do płytki okazało się na tyle niefortunne, że w niektórych przypadkach, przy ustawionej dużej czułości, drgania wprowadzane przez przekaźniki przenoszone są na czujnik i powodują ciągłe wysyłanie sygnału alarmu. W takim przypadku należy zmniejszyć czułość układu wstrząsowego potencjometrem Pl, lub zamontować czujnik w innym miejscu. Połączenie z płytką należy wykonać możliwie krótkim przewodem ekranowanym.
W nadajniku i odbiorniku radiopowiadomienia nie znaleziono żadnych błędów. Niemniej jednak zestrojenie układu wymaga cierpliwości i staranności. Cewkę nadajnika LI i odbiornika L2 należy wykonać ściśle według rysunków umieszczonych na płytkach drukowanych. Trudności przy strojeniu może powodować zbyt duża pojemność trymera Cl. Proponuję zastosowanie kondensatora o wartości ok. 3,3 pF i strojeniu układu cewką nadajnika. Najbardziej jednak polecam zestrojenie nadajnika na częstotliwość 430 MHz korzystając z częstościomierza z preskalerem, a następnie dostrojenie odbiornika do tej częstotliwości. Podczas strojenia nie wolno dotykać ręką żadnych elementów w nadajniku i odbiorniku. Wszelki zmiany wymiaru cewek przeprowadzę powoli i delikatnie.
Na wyjściu komparatora US1 mogą pojawiać się oscylacje spowodowane zakłóceniami odbieranymi przez odbiornik. Jest to zjawisko normalne i nie powoduje zakłóceń w pracy układu.
+ 12V
o, DO INSTALACJI / ZAMKA
9 CENTRALNEGO
�o
BC337-16
+ 12V
iO Y3 O. DO INSTALACJI
-------1 ZAMKA
pk2 0 CENTRALNEGO
1-----O Yl
WYKORZYSTAĆ STYKI NORMALNIE ROZWARTE Y1 i Y3 T13 BC337-16
WYLUTOWAC
Rys. 3 Schemat podłączenia centralnego zanika do alarmu
Pojawiły się także pytania, czy układ alarmu może zostać podłączony do układu zamka centralnego. Wprawdzie w oryginalnym rozwiązaniu nie uwzględniłem takiej możliwości, ale na szczęście podłączenie centralnego zamka nie nastręcza żadnych trudności. Na rysunku 3 zamieszczono schemat przedstawiający sposób podłączenia. W zależności od sposobu sterowania zamka wykorzystuje się wyjście Q przerzutnika US4A, lub wyjście Q multiwibratora US3A. Podłączenie do wyjścia przerzutnika umożliwia sterowanie poziomem, czyli wysłanie stałego napięcia do układu zamka. Natomiast podłączenie do wyjścia multiwibratora pozwala na wysłanie impulsu (ok. 1 sek.). Elementem wykonawczym jest dodatkowy przekaźnik, dioda, dwa tranzystory i rezystor. Wszystkie te elementy można zamontować na uniwersalnej płytce drukowanej numer 050, lub 060.
Drugą możliwością sterowania zamkiem centralnym jest wykorzystanie przekaźnika Pk2 znajdującego się na płytce drukowanej alarmu. W tym celu należy wylutować rezystor R44, oraz zamontować dodatkowy tranzystor BC 238B, z rezystorem 47 kil Wejście X łączy się, w zależności od potrzeb, z wyjściem przerzutnika lub multiwibratora. W przekaźniku należy użyć styki normalnie rozwarte, a nie jak miało to miejsce w gdzie wykorzystano styki normalnie zwarte. Na płytce drukowanej alarmu błędnie opisano przekaźniki Pkl i Pk2. Nie ma to żadnego znaczenia dla w pracy alarmu, ale może prowadzić do pomyłek przy podłączaniu centralnego zamka.
O mgr inż. Dariusz Cichoński
Praktyczny Elektronik 9/1995
25
Zakłócenia i ich redukcja cz. 5
Właściwości elementów biernych
Część 5 cyklu jest właściwie wstępem do części 6 dotyczącej filtracji i odsprzęgania. Przy filtracji lub od-sprzęganiu zakłóceń stosuje się elementy bierne i dokładne poznanie ich właściwości pozwoli na poprawne projektowanie i wykonywanie tego rodzaju układów. Przedstawione dalej właściwości elementów biernych mogą być przydatne także przy doborze elementów w innych układach.
Kondensatory
Ideałem w przypadku elementów biernych byłoby, aby nie zmieniały swoich właściwości przy zmianach częstotliwości sygnału. Szczególnie istotne jest to w obliczu działania zakłóceń, których częstotliwości często znacznie odbiegają od częstotliwości sygnału. Na właściwości elementu wpływają: budowa i technologia wykonania (np. kondensatory zwijane, rurkowe, płytkowe - rezystory warstwowe, drutowe, objętościowe), rodzaj materiału dielektryka w kondensatorach czy warstwy rezystancyjnej w rezystorach, długość wyprowadzeń itp. Właściwości elementów biernych przedstawia się w postaci tzw. schematów zastępczych uwzględniających oprócz parametru zasadniczego, parametry pasożytnicze (zmieniające jego właściwości).
Rzeczywisty kondensator zmienia swoje właściwości wraz z częstotliwością sygnału. Analizując przebieg im-pedancji kondensatora w funkcji częstotliwości osiąga ona minimum przy pewnej częstotliwości i następnie wzrasta. Do częstotliwości minimum impedancja posiada charakter pojemnościowy (idealnie powinna to być reaktancja pojemnościowa), powyżej charakter indukcyjny. Właściwości takie posiada szeregowy obwód rezonansowy i właśnie on może być wykorzystany przy tworzeniu schematu zastępczego kondensatora.
Rys. 1 Schemat zastępczy kondensatora
Zasadniczym parametrem kondensatora jest pojemność C. Indukcyjność L reprezentuje wypadkową in-dukcyjność kondensatora wynikającą z jego budowy i długości doprowadzeń. Większą indukcyjność posiadają kondensatory zwijane (elektrolityczne, papierowe, polistyrenowe) a mniejszą kondensatory płytkowe. Rezystancja R$ reprezentuje straty kondensatora, a rezystancja Ru upływność dielektryka. Obie te rezystancje zależą od materiału dielektryka.
0 maksymalnej częstotliwości wykorzystania kondensatora decydują jego pojemność i indukcyjność,
które określają częstotliwość rezonansu własnego kondensatora. Powyżej tej częstotliwości nie jest on już kondensatorem lecz indukcyjnością. Kondensator papierowy o pojemności 100 nF posiada rezonans własny przy częstotliwości około 2,5 MHz. W tabeli 1 podano częstotliwości rezonansu własnego płytkowych kondensatorów ceramicznych przy długości doprowadzeń 6 mm.
Tabela 1
Pojemność Częstotliwość
[PF] [MHz]
10 000 12
1 000 35
500 70
100 150
50 220
10 500
Technologia wykonania kondensatora i jego właściwości zależą najbardziej od materiału dielektryka. Na rys.2 przedstawiono zakresy częstotliwości stosowania kondensatorów o różnych rodzajach dielektryka.

MIKOWE I CERAMICZNE
POLISTYRENOWE
POUES ROWE
PAPIER DWE
ELEKTR -------1 ELEKTR OLITYCZ I" OLITYCZ -- Ś4ETANT r--~ NE ALIM M.0WE INIOWE F [MHz]
0,0001 0,001 0.01 0.1 10 100 1000
Rys. 2 Orientacyjne zakresy częstotliwości stosowania różnych typów kondensatorów
Ograniczenie od strony małych częstotliwości wynika z największej praktycznie dostępnej pojemności dla danego typu kondensatora. Ograniczenie od strony wielkich częstotliwości jest związane z rezonansem własnym oraz ze wzrostem strat kondensatora. Linią ciągłą oznaczono zakres normalnego wykorzystania danego typu kondensatorów, a linią przerywaną dopuszczalny warunkowo (specjalne wykonania, pogorszenie właściwości).
Aluminiowe kondensatory elektrolityczne (02/E, 04/U, 61/L, 63/P) posiadają dużą indukcyjność i dużą rezystancję strat, która szybko rośnie wraz z częstotliwością. Nie powinny być stosowane przy częstotliwościach większych niż 25 kHz. Są one najczęściej stosowane do filtracji, odsprzęgania i jako kondensatory sprzęgające przy małych częstotliwościach. Chcąc uzyskać poszerzenie pasma częstotliwości np. obwodu filtrującego należy kondensator elektrolityczny zboczni-
26
Praktyczny Elektronik 9/1995
kować kondensatorem o mniejszej pojemności i małej indukcyjności własnej (ceramicznym, płytkowym).
Kondensator elektrolityczny powinien pracować przy polaryzacji napięciem stałym, którego wartość powinna zawierać się w przedziale 0,5-t-0,8 napięcia znamionowego. Gdy kondensator elektrolityczny jest stosowany w obwodzie prądu zmiennego lub pulsującego prądu stałego, napięcie tętnień nie powinno przekraczać dopuszczalnej wartości określanej przez producenta. Po przekroczeniu następuje grzanie się kondensatora i w konsekwencji może wystąpić jego uszkodzenie.
Tantalowe kondensatory elektrolityczne (164D, 164P, 196D) mają mniejszą rezystancję strat i mniejszą indukcyjność dzięki czemu mogą być stosowane przy wyższych częstotliwościach. Są także bardziej stabilne w funkcji czasu i oddziaływania czynników zewnętrznych.
Kondensatory papierowe i poliestrowe (KL-MP, KP, KSE, MKSE) mają rezystancje strat znacznie mniejsze niż kondensatory elektrolityczne, jednak jako kondensatory zwijane posiadają dużą indukcyjność. Nieco mniejszą indukcyjność posiadają kondensatory z metalizowanej folii (MKSE). Stosowane są w zakresie częstotliwości do kilku MHz. Do grupy tej należy zaliczyć kondensatory polipropylenowe i poliwęglanowe (MKSP, MKSW), które posiadają jeszcze mniejszą rezystancję strat. Kondensatory papierowe i poliestrowe w specjalnym wykonaniu są najczęściej stosowane jako kondensatory przeciwzakłóceniowe samochodowe.
Kondensatory polistyrenowe (KSF) wykonywane są jako zwijane o stosunkowo małych pojemnościach. Posiadają małą rezystancję strat i charakteryzują się dużą stabilnością. Stosowane są z tego względu jako kondensatory w obwodach rezonansowych o częstotliwościach do kilkudziesięciu MHz. Specjalne wykonania bezinduk-cyjne umożliwiają ich wykorzystanie przy wyższych częstotliwościach.
Kondensatory mikowe i ceramiczne (KM, KCR, KCP) posiadają małą rezystancję strat i indukcyjność. Są to typowe kondensatory w.cz. stosowane do częstotliwości 500 a nawet więcej MHz. Przy tych częstotliwościach wyprowadzenia muszą być jak najkrótsze. Najlepiej zachowują się kondensatory do montażu powierzchniowego nie posiadające wyprowadzeń drutowych. Grupa kondensatorów ceramicznych z dielektrykiem ferroelektrycznym (KFP, KFPf) charakteryzujących się dużymi pojemnościami to kondensatory, które można stosować do częstotliwości kilkudziesięciu MHz. Ich poważną wadą jest duża wrażliwość na zmiany temperatury i zmiany napięcia polaryzującego.
Wniosek jaki można wysnuć z dotychczasowych rozważań jest taki, że żaden typ kondensatora nie zapewnia zadowalającej filtracji w szerokim paśmie częstotliwości. Aby uzyskać filtrację szerokopasmową niezbędne jest równoległe połączenie dwóch a nawet kilku kondensatorów różnego typu i o różnych pojemnościach.
Zdecydowane podwyższenie częstotliwości rezonansu własnego zapewnia kondensator przepustowy,
którego budowa i oznaczenie schematowe są przedstawione na rys. 3.
,EKRAN
OKŁADZINA ZEWNĘTRZNA DIELEKTRYK
~r
OZNACZENIE SCHEMATOWE
Rys. 3 Kondensator przepustowy
Kondensatory tego rodzaju stosowane są do filtracji, np. obwodów napięć zasilających ekranowanych układów wielkiej częstotliwości.
Cewki indukcyjne
Cewki indukcyjne można podzielić ogólnie na dwie grupy: cewki powietrzne i cewki z rdzeniami magnetycznymi. Do pierwszej grupy należy zaliczyć cewki z rdzeniami z materiałów niemagnetycznych. Jak już zauważyliśmy wcześniej trudno liczyć na to aby cewka była elementem idealnym. Jej najważniejsze właściwości ujmuje schemat zastępczy przedstawiony na rys. 4.
Cp,,
L Rs
Rys. 4 Schemat zastępczy cewki indukcyjnej
Zasadniczym parametrem cewki jest indukcyjność L. Rezystancja Rs reprezentuje straty w cewce (straty w przewodzie cewki i rdzeniu). Pojemność Cp wynika z pojemności doprowadzeń cewki i pojemności między zwojami. Schemat zastępczy cewki indukcyjnej to równoległy obwód rezonansowy. Częstotliwość rezonansowa tego obwodu wyznacza maksymalną częstotliwość przy jakiej może być stosowana cewka. Zmniejszenie pojemności własnej cewki można uzyskać przez specjalne nawinięcie cewki (uzwojenie krzyżowe, koszykowe i sekcyjne).
Ważną cechą cewek indukcyjnych jest ich wrażliwość na rozproszone pola magnetyczne (zakłócające). Jest ona ściśle związana z możliwością wytwarzania przez cewkę pola magnetycznego. Cewki powietrzne i cewki z otwartym rdzeniem magnetycznym mogą stanowić źródło zakłócającego pola magnetycznego. Cewki z zamkniętym rdzeniem magnetycznym mają bardzo małe zewnętrzne pole magnetyczne. Właściwości te ilustruje rys. 5.
Praktyczny Elektronik 9/1995
27
--------------- ^ UNIE STRUMIENIA
I / '" ~ ~ V V /
WIKL /
1 \ 'N \ x ~ 1 --*"
CEWKA POWIETRZNA CEWKA Z RDZENIEM MAGNETYCZNYM ZAMKNIĘTYM
Rys. 5 Pola magnetyczne od cewek indukcyjnych
Skupianie zewnętrznych pól magnetycznych przez rdzenie magnetyczne powoduje, że cewki z rdzeniem magnetycznym są bardziej wrażliwe na zewnętrzne pole magnetyczne niż cewki powietrzne. Najbardziej wrażliwe są cewki z otwartym obwodem magnetycznym (antena ferrytowa).
Dla zmniejszenia promieniowanej przez cewkę energii lub dla zmniejszenia jej wrażliwości niezbędne jest często ekranowanie cewki. Ekran z materiału niemagnetycznego zapewnia przy wielkich częstotliwościach ekranowanie elektryczne i magnetyczne. Przy małych częstotliwościach niezbędne jest zastosowanie ekranu z materiału magnetycznego.
Transformatory
Dwie cewki indukcyjne sprzężone magnetycznie najczęściej za pośrednictwem rdzenia magnetycznego to transformator. W technice redukcji zakłóceń transformatory stosowane są do separacji obwodów. Rozważając obwody separacji traktowaliśmy transformator jako element idealny. Występująca między uzwojeniami transformatora pojemność powoduje przenikanie napięcia zakłóceń. Przenikanie można zmniejszyć przez z/edukowanie pojemności. Do tego celu stosuje się uziemiony ekran elektrostatyczny między uzwojeniami. Ekranowanie uzwojeń transformatora separującego przedstawia rys. 6.
Rys. 6 Uziemiony ekran elektrostatyczny eliminuje sprzężenie pojemnościowe w transformatorze
Prawidłowo wykonany ekran nie wpływa na sprzężenie magnetyczne a redukuje sprzężenie pojemnościowe,
pod warunkiem że zostanie uziemiony. Ekran powinien być uziemiony w pobliżu obciążenia (wejścia wzmacniacza). Uziemienie ekranu w pobliżu źródła Us spowoduje dalsze przenikanie zakłóceń przez pojemność C2. Tak więc transformator separujący z ekranem elektrostatycznym między uzwojeniami powinien być montowany w pobliżu obciążenia, dla skrócenia połączenia uziemiającego ekranu.
Rezystory
Można je podzielić na trzy podstawowe grupy:
1) drutowe,
2) warstwowe,
3) objętościowe.
Schemat zastępczy rezystora przedstawiono na rys. 7.
Rys. 7 Schemat zastępczy rezystora
Rezystancja R to zasadniczy parametr rezystora. In-dukcyjność Ls zależna jest od sposobu wykonania rezystora i długości wyprowadzeń. Największą indukcyjność posiadają rezystory drutowe przypominające swym wykonaniem cewkę powietrzną, mniejszą rezystory warstwowe o spiralnie naciętej warstwie rezystancyjnej i najmniejszą rezystory objętościowe. Pojemność Cr to w zasadzie pojemność między wyprowadzeniami rezystora. Wszelkiego rodzaju kapturki stosowane przez producentów na zakończeniach rezystorów powodują zwiększenie pojemności. Pojemność ta wynosi od 0,1 do 1 pF, w zależności od wykonania rezystora. Jej wpływ objawia się jako bocznikowanie rezystancji przy wysokich częstotliwościach. Bocznikowanie będzie bardziej widoczne przy większych rezystancjach. Przykładowo impedancja rezystora węglowego 1 Mfi przy częstotliwości 500 kHz wynosi 560 kfi i posiada charakter pojemnościowy. Wpływ indukcyjności rezystora zaznacza się dopiero przy bardzo dużych częstotliwościach.
Osobnym zagadnieniem dotyczącym rezystorów są szumy. Napięcie szumów wytwarzają wszystkie rezystory niezależnie od konstrukcji. Napięcie szumów składa się z tzw. szumów cieplnych, szumów śrutowych i szumów l/f. Najmniejszymi szumami odznaczają się rezystory drutowe i warstwowe metalizowane. Wytwarzają one właściwie jedynie szumy cieplne. Największe szumy wytwarzają rezystory objętościowe. Przepływ prądu przez rezystor objętościowy powoduje powstanie dodatkowych szumów proporcjonalnych do prądu. Przy małych częstotliwościach będą to szumy l/f, których napięcie maleje wraz z częstotliwością. Szumy wytwarzane przez rezystory warstwowe są dużo mniejsze niż szumy rezystorów objętościowych.
28
Praktyczny Elektronik 9/1995
Rezystory zmienne wytwarzają szumy właściwe rezystorom stałym oraz dodatkowo szumy kontaktu suwaka. Te dodatkowe szumy są proporcjonalne do prądu płynącego przez rezystor i do wartości jego rezystancji. Chcąc uzyskać obniżenie szumów wprowadzanych przez potencjometr należy zmniejszyć płynący przez nfego prąd i wybrać potencjometr o małej rezystancji.
Przewody
Zwykle nie rozpatruje się przewodów jako odrębnych elementów obwodu. Na pewno posiadają one jednak określoną rezystancję i ważną dla prądów zmiennych indukcyjność. Powoduje to, że punkty łączone przewodami nie posiadają tych samych potencjałów i na przewodach mogą indukować się zakłócenia. Przykładowo przewód o przekroju kołowym o średnicy 0,5 mm umieszczony na wysokości 0,5 cm nad ziemią posiadający rezystancję 0,84 mfi/cm posiada indukcyjność 7 nH/cm. Nawet przy małych częstotliwościach przewód może mieć większą reaktancję indukcyjną niż rezystancję.
Indukcyjność przewodu zależy od jego odległości od ziemi i od średnicy przewodu. Indukcyjność przewodu wzrasta ze zwiększaniem odległości od ziemi i maleje ze wzrostem jego średnicy. Nie jest to jednak zależność liniowa a logarytmiczna i trudno jest uzyskać małe in-dukcyjności przez zwiększanie średnicy przewodu. Na indukcyjność własną wpływa także kształt przewodu -płaski przewód o przekroju prostokątnym ma mniejszą indukcyjność niż przewód okrągły. Mniejszą indukcyjność ma też pusta rurka niż przewód pełny.
Rezystancja przewodu dla prądu stałego zależy od rodzaju materiału przewodu, przekroju i długości. Przekrój przewodu dobierany jest ze względu na dopuszczalny spadek napięcia lub dopuszczalną gęstość prądu. Przy większych częstotliwościach rezystancja przewodu wzrasta wskutek zjawiska naskórkowości. Ze wzrostem częstotliwości coraz większa część prądu płynie blisko powierzchni przewodu. Zmniejsza to efektywny przekrój przez jaki płynie prąd a więc wzrasta rezystancja przewodu. Zjawisko naskórkowości powoduje że rurka ma przy wielkich częstotliwościach taką samą rezystancję jak przewód pełny. Mniejszą rezystancję przy w.cz. ma przewód o przekroju prostokątnym. Wynika to z większej długości obwodu zewnętrznego w odniesieniu do przewodu o przekroju kołowym.
Ponieważ przewód prostokątny ma mniejszą rezystancję dla prądu zmiennego i mniejszą indukcyjność niż przewód okrągły jest lepszy przy wielkich częstotliwościach. Płaskie taśmy lub oploty są powszechnie stosowane jako przewody uziemienia.
Koraliki ferrytowe
Dość powszechnie w nowoczesnych urządzeniach elektronicznych (łącznie z komputerami i ich urządzeniami towarzyszącymi) stosowane są rdzenie ferrytowe z otworem montowane na odcinku przewodu lub wyprowadzeniu elementu. Popularnie nazywane są kora-
likami ferrytowymi. Zapewniają one w prosty sposób wprowadzanie strat prądów wielkich częstotliwości bez wpływu na prądy małej częstotliwości i prąd stały. Skuteczne działanie koralików rozpoczyna się od częstotliwości powyżej 1 MHz. Stosowane są do odsprzęgania, tłumienia oscylacji pasożytniczych i ekranowania przy w.cz. Widok koralika ferrytowego, jego schemat zastępczy i oznaczenie schematowe pokazano na rys. 8.
PRZEWÓD
WIDOK
1 1 1 1
SCHEMAT ZASTĘPCZY SCHEMAT
Rys. 8 Koralik ferrytowy (KF) na przewodzie
Założenie koralika ferrytowego na przewód powoduje wzrost indukcyjności przewodu L i straty prądu określone rezystancją R. Jest to więc indukcyjność bez pojemności pasożytniczej. Właściwości koralika charakteryzuje przebieg impedancji przewodu z koralikiem w funkcji częstotliwości. Jeżeli moduł impedancji w szerokim zakresie częstotliwości nie zmienia się taki koralik nazywany jest rezystancyjnym. Jeżeli moduł impedancji rośnie wraz z częstotliwością mamy do czynienia z koralikiem indukcyjnym. W pierwszym przypadku przeważa składowa R, a w drugim składowa L. Impedancja jednego koralika jest ograniczona do około 100 O i dlatego skuteczne działanie koralika jest możliwe jedynie w obwodach o małej impedancji (zasilanie, wzmacniacze mocy, układy przełączające). Można stosować kilka koralików, lecz jeśli dwa lub trzy nie pomagają nie ma sensu stosowanie dodatkowych.
Na rys. 9 przedstawiono wykorzystanie koralika ferrytowego do tłumienia oscylacji powstających w linii transmisyjnej łączącej szybkie układy logiczne.
UKŁAD LOGICZNY
KF
UKŁAD LOGICZNY
BEZ KORALIKA
Z KORALIKIEM
Rys. 9 Tłumienie oscylacji w linii transmisyjnej
Przykładem takiego zastosowania jest np. połączenie klawiatury z mikrokomputerem, połączenie monitora z kartą graficzną. Brak koralika spowoduje powstanie oscylacji, które mogą przekłamywać przkazywaną
Praktyczny Elektronik 9/1995
29
informację. Jego zastosowanie zdecydowanie zmniejsza możliwość powstania błędu.
Rys. 10 Tłumienie oscylacji pasożytniczych wzmacniacza w.cz.
Kolejne zastosowanie to tłumienie oscylacji pasożytniczych wzmacniacza w.cz. przedstawione na rys. 10.
Indukcyjność pasożytnicza Lp doprowadzeń i pojemność pasożytnicza Cp mogą być przyczyną wzbudze-
nia drgań w.cz. w obwodzie wzmacniacza w.cz. Wprowadzenie koralika ferrytowego rozstraja obwód drgań i wprowadza do niego straty dając efekt stłumienia drgań. Przykładem zastosowania są wzmacniacze mocy klasy C, ale także wzmacniacze w.cz. odbiorników radiowych. Pewne jest, że koralik ferrytowy znajdziemy w stopniu wyjściowym odchylania poziomego odbiornika telewizyjnego.
Inne zastosowanie koralików to tłumienie zakłóceń pochodzących np. od komutatora silnika prądu stałego przedstawione na rys. 11.
Zakłócenia impulsowe od komutatora posiadają szerokie widmo częstotliwości i przewodzone przewodami zasilającymi wypromieniowują energię zakłócającą obwody o niskim poziomie sygnału. Zastosowanie koralików ferrytowych i kondensatorów przepustowych zapobiega przewodzeniu składowych o wyższych częstotliwościach i znacznie zmniejsza poziom emitowanych zakłóceń.
ZASLACZ
UKŁAD ZAKŁÓCANY
EKRAN
ZASILACZ
KONDENSATORY, PRZEPUSTOWE
UKŁAD ZAKŁÓCANY
Rys. 11 Eliminacja zakłóceń od silnika prądu stałego
Jednocześnie nie ulegają pogorszeniu warunki rozruchu silnika.
Koraliki ferrytowe z uwagi na charakter indukcyjny nie mogą być stosowane wszędzie. W niektórych układach mogą same stać się powodem wystąpienia rezonansów i oscylacji. Dlatego przy ich stosowaniu należy dokładnie sprawdzić efekty a szczególnie brak efektów negatywnych. Pomimo tego najczęściej jest to najprostszy i tani środek redukcji zakłóceń i niepożądanych oscylacji.
O R. K.
Modyfikacja alarmu samochodowego z kodem cyfrowym
Zostawienie samochodu bez opieki pod domem wiąże się dziś z wielkim ryzykiem. Złodzieje kradną samochody jakie chcą i kiedy chcą. Za taki stan rzeczy wyłączną winę ponoszą kolejne ekipy rządzące naszym krajem. Tymczasem sytuacja taka sprzyja wszystkim producentom autoa-larmów i wszelkiej maści zabezpieczeń przed kradzieżą. Wielu z naszych Czytelników ma swój własny pogląd na alarmy samochodowe, sposoby zabezpieczeń i realizowane funkcje dlatego też przedstawiamy modyfikację "starego" bo opublikowanego w numerze 4/92 Praktycznego Elektronika alarmu z kodem cyfrowym.
Trzy lata temu zbudowałem i zamontowałem w swoim samochodzie opisany w Praktycznym Elektroniku. Alarm sprawuje się dobrze, czego najlepszym dowodem jest to, że jeszcze nie ukradziono mi samochodu. Po przeczytaniu artykułu zamieszczonego w PE
6/95 postanowiłem zmodyfikować swój alarm, zastępując klawiaturę pilotem. Nawiązałem także kontakt z redakcją proponując oracowanie takiej modyfikacji na podstawie powyższego artykułu. Opracowałem wersję odbiornika umożliwiającą sterowanie starym alarmem. Świadomie zrezygnowałem z układu radiopowiadomie-nia, gdyż wymagałoby to dużych przeróbek, których chciałem uniknąć.
Na rysunku 1 zamieszczono schemat ideowy odbiornika. Część zawierająca odbiornik, wzmacnicza podczerwieni, oraz dekoder UM 3758-120A jest identyczna z opisaną w PE 6/95 (przyp. red. zmieniono polaryzację tranzystora T2 i wartość kondensatora). Z wyjścia dekodera (nóżka 17) sygnał skierowany został bezpośrednio do przerzutnika D 4013 (US2). Zastosowanie układu czasowego uznałem za niepotrzzebne, gdyż włączanie i wyłączanie alarmu odbywa się z niewielkiej odległości. W związku z tym nie grozi zanik odbioru i niekontrolowana zmiana stanów na wyjściu układu UM 3758-120A.
30
Praktyczny Elektronik 9/1995
ODB.1
ALARM Z KLAWIATURĄ
DO INSTALACJI . SAMOCHODOWEJ
Rys. 1 Schemat ideowy układu dekodera
DO "0 PRZERZUTNIKA LR19160k
kuss
DO KLAWIATURY
+12V
DO O PRZERZUTNIKA
Rys. 2 Schemat połączenia alarmu z dekoderem
Pk1
Rys. 3 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Przerzutnik D zapamiętuje stan w jakim powinien znajdować się alarm. Dla alarmu w stanie czuwania jest to jedynka na wyjściu Q przerzutnika US2, a dla stanu wyłączenia zero na tym samym wyjściu. Układy scalone US1 i US2 zasilane są za pośrednictwem stabilizatora T3 napięciem +5 V. Ograniczenie napięcia zasilania jest niezbędne, gdyż w samochodzie napięcie może przekroczyć wartość 14,3 V, co spowodowałoby uszkodzenie układów scalonych. Dodatkowy stabilizator zapewnia także dużą niezależność od wahań napięcia zasilającego i likwiduje zakłócenia impulsowe jakie mogą pojawić się w napięciu +12 V.
W zasadzie ten fragment układu jest już wystarczający do przerobienia alarmu z kodem cyfrowym. Po konsultacjach ze znajomymi samochodziarzami i elektronikami uznałem jednak za celowe dobudowanie dodatkowego stopnia składającego się z dwóch tranzystorów, przekaźnika i diody LED. Taka konfiguracja układu pozwala na szersze wykorzystanie, o czym napiszę w dalszej części. Chcąc wykorzystać powyższy układ tylko do współpracy z alarmem z kodem cyfrowym można pominąć elementy R7, R8, T4, T5, D3, D4, Pkl.
Schemat połączenia układu ze starym alarmem pokazano na rysunku 2. W alarmie z kodem cyfrowym można wymontować klawiaturę, gdyż nie będzie już potrzebna. Należy także wymontować elementy R20, R21, D4 i Cli. Konieczne jest przecięcie ścieżki łączącej wyjście Q przerzutnika D (US5) z rezystorem R19 i ścieżki łączącej wyjście Q przerzutnika D (US5) z rezystorem R16. Dodatkowo należy zamontować diodę LED (można wykorzystać tą z wymontowanej klawiatury). Z płytki dekodera należy poprowadzić dwa połączenia z wyjść Q i Q przerzutnika D do punktów zaznaczonych na rys. 2.
Praktyczny Elektronik 9/1995
31
Kolejne dwa połączenia to doprowadzenie masy i zasilania które najlepiej jest także poprowadzić z alarmu.
Takie połączenie alarmu i dekodera pozwala, przy wykorzystaniu pilota opisanego w PE 6/95 na zdalne włączanie i wyłączanie alarmu. Zlikwidowano przy tym zwłokę czasową niezbędną na opuszczenie samochodu po włączeniu alarmu z klawiatury (za zwłokę odpowiedzialne były elementy które wymontowano z płytki). Przy sterowaniu alarmu z pilota można także wyeliminować zwłokę w zadziałaniu alarmu po otwarciu drzwi wejściowych. W tym celu wystarczy zewrzeć ze sobą wejścia A i B alarmu.
Innym sposobem połączenia odbiornika z alarmem z kodem cyfrowym jest pozostawienie układu alarmu bez zmian, a wykonanie połączenia takiego jak pokazano na schemacie ideowym (konieczne jest wtedy zamontowanie wszystkich elementów pokazanych na schemacie). Tak skonfigurowany alarm umożliwia oprócz podstawowych funkcji wyłączenie zwłoki czasowej w uruchomieniu alarmu po otwarciu drzwi w samochodzie, przy pomocy pilota. Chcąc zastosować taką opcję, na płytce drukowanej wykonuje się kroplą cyny zworę łączącą wyjście Q przerzutnika z rezystorem R7 (prostokątne pola pod układem US2 po stronie druku).
Jeszcze innym rozwiązaniem jest zdublowanie alarmu z kodem cyfrowym. Układ zamieszczony na rys.l może pracować jako dodatkowy, niezależny od alarmu immobilizer. Przy tej opcji należy połączyć wyjście Q przerzutnika D z rezystorem R7 przy pomocy kropli cyny (prostokątne pola pod układem US2 po stronie druku). Styki robocze przekaźnika włącza się w szereg z przewodem prowadzącym ze stacyjki do rozrusznika. Po włączeniu alarmu wyjście Q przyjmie stan niski wyłączając przekaźnik i przerywając obwód rozruchu silnika. Przy wyłączonym alarmie styki będą zwarte i obwód będzie zamknięty umożliwiając zapalenie silnika. Zwarcie styków sygnalizowane jest zapaleniem się diody D3.
Takie rozwiązanie jest bezpieczniejsze niż przerywanie obwodu zapłonowego. W razie awarii układu będziemy mieli najwyżej problemy z uruchomieniem silnika.
Na płytce drukowanej zastosowano nowy układ ścieżek pod przekaźniki, zawierający wiele otworów umieszczonych w rastrze 2,54 mm. Powinno to ułatwić montaż praktycznie dowolnego typu przekaźnika.
Wykaz elementów
US1 - UM 3758-120A
US2 - CD 4013
Tl, T2, T4 - BC 238B lub dowolny npn h2i > 250
T3, T4 - BC 337-25
Dl - BAVP 17-^21 (1N4148)
D2 - BZP 683 C5V6
D3 - LED kolor świecenia czerwony
D4 - BYP 401-50-4-1000 (lN4001-Hł007)
0DB1 - dioda odbiorcza podczerwieni typ
dowolny z filtrem optycznym
R8 - 1,2 kfi/0,125 W
R6 -5,1 kO/0,125 W
R2, R7 -47 kfi/0,125 W
R5 - 100 kfi/0,125 W/5%
Rl, R4 -270 kfi/0,125 W
R3 - 1 Mfi/0,125 W
C2 - 120 pF/63 V/5% KSF-020-ZM
C3 -47 nF/32 V KFP
Cl - 100 nF/63 V MKSE-022-a5
C4 - 22 /iF/16 V 04/U
Pkl -RM82P/12Y
płytka drukowana numer 218
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 1,27 zł (12.700 zł) + koszty wysyłki.
O Krzysztof Sobczak
Dokończenie tekstu ze str. 2
Tabela 2. Rodzaje pracy układu 4541
Wejścia Rodzaj pracy
Ar Mr SQ/Q MODĘ
1 0 X X Zmniejszony pobór mocy
0 0 X X Automatyczne zerowanie po włączeniu napięcia zasilania
X 1 X X Wyzerowanie licznika, zatrzymanie pracy wewnętrznego generatora
X 0 X 1 Praca astabilna, układ dzieli częstotliwość generatora przez 2n
X 0 1 0 Praca monostabilna, po zliczeniu 2n impulsów zmienia się stan wyjścia układu z 1 na 0
X 0 0 0 Praca monostabilna, po zliczeniu 2n~^ impulsów zmienia się stan wyjścia układu z 0 na 1
X połączone z wyjściem układu 0 X Praca astabilna, układ generuje krótkie impulsy dodatnie (T = 1 /is) ze współczynnikiem podziału 2n
X - stan dowolny
Ciąg dalszy w następnym numerze.
Dla krótkofalowców, użytkowników CB i UKF-owców:
POTRÓJNE TRANSCEIVERY DIGITAL 942.
Wszystkie rodzaje emisji, zakresy od 20 kHz -=- 31,7 MHz, 50 -=- 60 i 140 4- 150 MHz. Cena: 1520 zł.
STEROWNIKI MIKROPROCESOROWE
1. Kolorowych tablic świetlnych z płynącymi napisami, dźwiękiem i klawiaturą;
2. Transceivera DIGITAL 942;
3. Do transceiverów z p.cz. 9 MHz (np. SP 5 WW) - właściwości sterowania jak w DIGITAL 942 (między innymi syntezerem SAA 1057 i cyfrową skalą);
4. klucza elektronowego (Praktyczny Elektronik 5 i 6/93).
Sterowniki ze schematami aplikacyjnymi i instrukcjami obsługi. Ceny 150h-170 zł.
SUPER NOWOŚĆ DLA RADIOAMATORÓW!
Zestawy do samodzielnego montażu transceiverów DIGITAL 942. W skład zestawu wchodzą: uruchomiony sterownik mikroprocesorowy, płytki drukowane, komplet dokumentacji (razem z instrukcją uruchamiania), komplet cewek, elementy nietypowe. Cena zestawu podstawowego - 350 zł.
SUPER NOWOŚĆ!
w związku z pojawieniem się na rynku różnego rodzaju urządzeń podsłuchowych, proponujemy:
WYKRYWACZE wszelkich radiowych urządzeń podsłuchowych.
� mieszczą się w dłoni � lokalizują miejsce ukrycia podsłuchu � zakres pracy od fal krótkich, aż do kilku GHz (przetestowano do 3 GHz) � absolutna prostota obsługi - jeden przycisk � przydatne w biznesie i nie tylko... Domyśl się sam...
� cena promocyjna 85 zł! � dla sklepów radiowych, sklepów CB, sklepów z zabezpieczeniami -ceny negocjowane.
Informacje (gratis): V-Electronics ul. Sucharskiego 17, 65-001 Zielona Góra tel/fax 26-67-55 Prowadzimy także sprzedaż wysyłkową za zaliczeniem pocztowym.
Końcówki mocy m.cz., uruchomione płytki zasilaczy stabilizowanych
infnrmarjp (O-RO) Tal/Fay 39-B1-R1
Sprzedam wobuloskop do 1250 MHz tel.57-16-20 Wrocław
Sprzedam Wykrywacz Pl, rozróżniający metale, orientacyjnie określający głębokość tel. 19-88-33 Łódź
SAM WYKONASZ OBWODY DRUKOWANE
Zestaw (laminat, wytrawiacz, instrukcja) cena 3,30 zł + opłaty pocztowe.
Płatne za zaliczeniem pocztowym. Oferuję sam laminat jedno- i dwustronny.
Chlorek żelazowy i pisaki do wykonania obwodów drukowanych. Katalog bezpłatnie. Pracownia Elektroniczna skr. poczt. 344, 90-950 Łódź - 1
zawsze aktualne !
AKUSTYCY
PŁYTY, KITY, URUCHOMIONE URZĄDZENIA
Miksery, wzmacniacze, reduktory szumu, słuchawki bezprzewodowe, efekty: Lesley
echo, distorn, fuzz, wibrator, karaoke,
syntezatory gitarowe i klawiszowe, samplery,
korektory video, zdalne sterowanie zestawów
analizatory widma, testery magnetofonów itp.
Ponad 300 propozycji w nowej ofercie.
ZAWSZE AKTUALNE, OKAZYJNE CENY
NOWY KATALOG - KOPERTA + ZNACZEK 2 zl
PEP WROCŁAW 17 Skr. Poczt. 1625
Bezpośrednio do domu,
niezawodne i terminowe dostawy
Praktycznego Elektronika
zapewni prenumerata.
Warunki prenumeraty i blankiety wpłat
zamieszczane są w środku numerów
2,5,8,11 i12. Pamiętaj, pomyśl o tym już dziś.
PRAKTYCZNY
ISSN 1232-2628

[NI
cena 2,50 zł (25000 zł) J
Zbl
Ś J*
wrzesień
nr 9 '96
Ś
\_."
Ś M
N___
Ś Ś
ZN
Pomiar napięcia przebicia tranzystorów i diod
W poprzednim numerze przedstawiliśmy prosty układ do pomiaru wzmocnienia prądowego tranzystorów. Drugi także prosty układ pozwala na pomiar napięcia przebicia, oba te urządzenia umożliwiają pomiar podstawowych parametrów tranzystora, na podstawie których można sprawdzić, czy tranzystor jest w pełni sprawny. Pomiary takie mogą być przydatne gdy zetkniemy się z tranzystorem niepełnowartościowym, lub tranzystorem ze zmazanymi napisami, a takich nie brakuje w szufladach radioamatorów.
Przebicie złącza w tranzystorze ma miejsce wtedy, gdy płynący przez to złącze w kierunku zaporowym prąd rośnie do nieskończoności. Napięcie przy którym występuje to zjawisko nazywa się napięciem przebicia Ugp. Taki niekontrolowany przepływ prądu prowadzi do trwałego uszkodzenia tranzystora. Zjawiskiem ograniczającym wartości napięć maksymalnych w tranzystorach bipolarnych jest najczęściej przebicie lawinowe, lub przebicie wtórne. Ze względu na różne konfiguracje pracy tranzystorów określa się kilka napięć przebicia: ll(BR)EB0 - napięcie przebicia złącza emiter-baza dla
'C 7 0; ~~ naP'?c'e przebicia złącza kolektor-emiter
dla Ig = 0; l)(BR)CER - napięcie przebicia złącza kolektor-emiter
przy włączonej rezystancji RgE pomiędzy
bazę a emiter; U(BR)CES ~ napięcie przebicia złącza kolektor-emiter
dla UgE = 0; LJ(BR)CB0 - napięcie przebicia złącza kolektor-baza dla
lE = 0.
Napięcia przebicia przedstawiono w kolejności od najniższych do najwyższych. W większości tranzystorów napięcie przebicia złącza emiter baza wynosi ok. 5-^10 V. Pozostałe napięcia mogą zawierać się w granicach 20-^1500 V w zależności od typu tranzystora.
Na rysunku 1 zamieszczono charakterystyki wyjściowe tranzystora z zaznaczonymi napięciami przebicia. Napięcie przebicia w układzie wspólnego emitera U/gR-.(2[i0 przyjmuje najniższą wartość. Wynika
to z faktu, że prąd płynący pomiędzy kolektorem a emiterem tranzystora przy odłączonej bazie powoduje powstanie spadku napięcia na rezystancji rozproszonej bazy wewnątrz tranzystora. Na wskutek tego złącze baza-emiter zostaje spolaryzowane w kierunku przewodzenia powodując dalszy wzrost prądu w obwodzie kolektor emiter. Włączając pomiędzy bazę a emiter rezystor bocznikujący zmniejsza się polaryzację bazy, uzyskując tym samym wyższe napięcie przebicia IJ(BR)CER. Napięcie to osiąga maksimum dla rezystancji bocznikującej równej zero, czyli dla przypadku zwarcia bazy z emiterem U/gp^gg. Najwyższe napięcie przebicia osiąga się dla złącza baza-kolektor.
R,ys. 1 Charakterystyki wyjściowe tranzystora z zaznaczonymi napięciami przebicia
W katalogach najczęściej podawane jest napięcie dopuszczalne przy jakim może pracować tranzystor. Jest to napięcie przy którym wartość prądu kolektora osiąga określoną wartość. Dla tranzystorów impulsowych podaje się napięcie dopuszczalne dla pracy ciągłej i impulsowej. Napięcie dopuszczalne oznaczane jest tak samo jak napięcie przebicia z pominięciem liter (BR)
nP- UCB0> UCER
Dokończenie tekstu na str. 10.
TS 2/15
TS2/15 1N4007 22k
Rwe>10M�.
JCER UCEO
Rys. 2 Schemat ideowy układu do pomiaru napięć przebicia
WRZESIEŃ nr 9/96
SPIS TREŚCI
Pomiar napięcia przebicia tranzystorów i diod..................................................2
Miernik pojemności - przystawka do multimetru..............................................4
Metronom........................................................................................................7
Elektronika inaczej cz.8 - rezystory...............................................................11
Syrena policyjna............................................................................................17
Częstościomierz analogowy...........................................................................19
Automatyczny włącznik sterowany światłem żarówki.....................................22
Uzupełnienie do artykułu pt. "Centralka domofonu".......................................27
"Znów za rok matura...".................................................................................27
Aparatura do zdalnego sterowania - strojenie odbiornika...............................29
Wykaz cenowy elementów w sprzedaży wysyłkowej......................................30
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym w terminie do trzech tygodni. Nie przyjmujemy zamówień telefonicznych. Koszt wysyłki wynosi: 8,00 zł (80.000 zł) bez względu na kwotę pobrania. W sprzedaży wysyłkowej dostępne są archiwalne numery "Praktycznego Elektronika": 3/92; 1/94; 1-4/95; 5-12/95, 1-9/96. Cena jednego egzemplarza 2,50 zł (25.000 zł) plus koszty wysyłki. Kserokopie artykułów i całych numerów, których nakład został wyczerpany, wysyłamy w cenie 1,50 zł (15.000 zł) za pierwszą stronę, za każdą następną 0,20 zł (2.000 zł) plus koszty wysyłki. Zamówienia na płytki drukowane prosimy przesyłać na kartach pocztowych, lub kartach zamówień zamieszczonych w PE 7/95, PE 8/95, PE 2/96, PE 7/96.
Wydawca ARTKELE, Zielona Góra Ogłoszenia i reklamy
Ogłoszenia można nadsyłać listownie na adres redakcji załączając dowód wpłaty należności za ogłoszenie na konto: ARTKELE WYDAWNICTWO TECHNICZNE ul. Jaskółcza 2/5 65-001 Zielona Góra KOMUNALNY BANK SPÓŁDZIELCZY, Zielona Góra 997283-102847-2541
Ceny:
- 1 cm2 ogłoszenia ramkowego - 2,50 zł (25.000 zł) + 22% VAT (najmniejsze ogłoszenie 20 cm2)
- ogłoszenia drobne do 40 słów-1,25 zł (12.500 zł) + 22% VAT
Redakcja nie ponosi żadnej odpowiedzialności za treść reklam i ogłoszeń.
Adres redakcji:
"Praktyczny Elektronik"
ul. Jaskółcza 2/5
65-001 Zielona Góra
tel. niestety czasowo brak telefonu
Red. Naczelny mgr inż. Dariusz Cichoński
Artykułów nie zamówionych nie zwracamy. Zastrzegamy sobie prawo do skracania i adiustacji nadesłanych materiałów i artykułów.
Opisy układów elektronicznych i urządzeń zamieszczonych w "Praktycznym Elektroniku" mogą być wykorzystane wyłącznie dla własnych potrzeb. Wykorzystanie ich do celów zarobkowych i innych wymaga zgody autora artykułu. Przedruk całości lub fragmentów "Praktycznego Elektronika" możliwy jest po uzyskaniu zgody redakcji.
Skład: Małgorzata Ostafińska, Druk: Zielonogórskie Zakłady Graficzne "ATEXT" pl. Pocztowy 15, 65-958 Zielona Góra
Praktyczny Elektronik 9/1996
Miernik pojemności przystawka do multimetru
Tanie multimetry nie posiadają możliwości pomiaru pojemności. Wykonanie proponowanej przystawki pozwoli na jej pomiar. Przystawka zawiera miernik pojemności, który jako wskaźnik wykorzystuje pole odczytowe multimetru. Inaczej jest to przetwornik pojemność napięcie, który może współpracować z dowolnym woltomierzem cyfrowym 3 i 1/2 cyfry.
Dane techniczne
Zakresy pomiarowe pojemności:
200 pF, 20 nF, 2 j/F, 200 /xF, 20 mF Dokładność pomiaru:
(200 PF - 2 /zF) - 2%
(200 pF) - 5%
(20 mF) - 10% Napięcie wyjściowe: 0-^2 V
Schemat i działanie
Schemat blokowy miernika pojemności wyjaśniający jego zasadę działania pokazany jest na rys. 1.
cego, wielkości pojemności Cx i rezystancji R.
Uwy = -CxR(du/dt)
KM Cx R ^^ D T
r1 B J> -o-l ho- D >^ | Hl MULTIMETR
GENERATOR 1kHz/10H2 Ck i i P

li'
Rys. 1 Schemat blokowy miernika pojemności
Układem sterującym miernika jest generator napięcia liniowo narastającego (piłokształtnego) o małym czasie powrotu. Generator jest odseparowany od reszty układu wtórnikiem A. Wtórnik B separuje układ różniczkujący. Wtórnik odwracający C dostarcza napięcie kompensujące. Napięcie liniowo narastające podawane jest do zasadniczego członu miernika jakim jest układ różniczkujący wykorzystujący wzmacniacz operacyjny D. Mierzona pojemność Cx jest właśnie włączona do układu różniczkującego. Zgodnie z jego zasadą działania, na wyjściu układu różniczkującego otrzymamy napięcie stałe proporcjonalne do szybkości zmiany napięcia liniowo narastają-
gdzie: Uwy
Cx R
du/dt
- napięcie wyjściowe układu różniczkującego,
- mierzona pojemność,
- rezystancja układu różniczkującego,
- szybkość zmiany napięcia liniowo narastającego
Przy ustalonej szybkości zmiany napięcia wejściowego i rezystancji R, wielkość napięcia wyjściowego zależy od wartości pojemności Cx- Po odpowiednim dobraniu szybkości zmiany napięcia liniowo narastającego, rezystancji R i wzmocnienia wzmacniacza wyjściowego E wartość napięcia na wyjściu układu może dokładnie odpowiadać wartości pojemności. Wskazania dołączonego multimetru będą bezpośrednio prezentowały wielkość pojemności. Charakterystyczne przebiegi napięć występujące w układzie miernika pokazano na rys. 2.
Do układu różniczkującego podawane jest napięcie liniowo narastające w fazie odwrotnej przez pojemność C^ dla skompensowania pojemności własnej zacisków pomiarowych Cx-Wzmacniacz wyjściowy jest ogranicznikiem jednostronnym dla wyeliminowania impulsów napięcia powstających na układzie różniczkującym podczas powrotu napięcia liniowo narastającego.
R.ys. 2 Przebiegi napięć
Na rys. 3 przedstawiony jest schemat ideowy miernika.
Generator napięcia liniowo narastającego zrealizowany jest w układzie ładowania pojemności stałym prądem. Jako układ sterujący wykorzystano układ czasowy NE555 (USl). Ładowanie pojemności C3 (zakresy 200 pF - 2 fiF) lub C4 i C5 (zakresy 200 pF, 20 mF) odbywa się przez źródło prądowe na tranzystorze Tl. Rozładowanie tych pojemności odbywa się przez wewnętrzny tranzystor USl. Prąd rozładowania jest ograniczany rezystorem Rl. Na kolektorze tranzystora Tl uzyskuje się napięcie liniowo narastające o wartości mię-dzyszczytowej około 4 V. Szybkość narastania tego napięcia (częstotliwość) regulowana jest przez wielkość prądu ładowania rezystorem nastawnym Pl. Dioda Dl służy do stabilizacji termicznej prądu źródła prądowego w celu poprawy stabilności szybkości narastania, która wpływa na wynik pomiaru.
Praktyczny Elektronik 9/1996
WZ'Z MU
oI
Rys. 3 Schemat ideowy miernika pojemności
Częstotliwość generatora dla zakresów 200 pF - 2 fif wynosi 1 kHz, a dla zakresów 200 /zF i 20 mF około 10 Hz.
Napięcie liniowo narastające podawane jest do wtórnika 2A (1/2 US2) i następnie do rezystorów nastawnych regulacji amplitudy P2, P3, P4 (dokładna regulacja szybkości narastania) oraz wtórnika od-
wracającego 2B. Napięcie o wartości mię-dzyszczytowej około 2 V dla zakresów 200 pF - 200 fiF lub około 0,2 V dla zakresu 20 mF podawane jest przez wtórnik 3A (1/2 US3) do pojemności mierzonej Cx wchodzącej w skład układu różniczkującego ze wzmacniaczem operacyjnym 3B. Do wejścia układu 3B podawane jest przez kondensator C7 napięcie liniowo narastające o przeciwnej fazie regulowane potencjometrem P5. Napięcie to służy do kompensacji pojemności własnej zacisków Cx- Pojemność C8 jest przewidziana do uzyskania symetrycznej regulacji "0".
Układ różniczkujący na wzmacniaczu operacyjnym 3B (1/2 US3) wykorzystuje przełączane rezystory R11-7-R14. Dla zapobieżenia wzbudzaniu się wzmacniacza równolegle do rezystorów podłączone są pojemności C9--C13. Rezystory R12-f-R14 powinny być rezystorami precyzyjnymi (1%), ponieważ regulacja P2 przeprowadzana jest dla zakresu 200 pF, a dokładność zakresów 20 nF i 2 pF zależy od dokładności tych rezystorów. Zakresy 200 //F i 20 mF mają oddzielnąregulację odpowiednio P3 i P4.
Napięcie z wyjścia układu różniczkującego jest podawane do wzmacniacza odwracającego US4, pełniącego jednocześnie funkcję ogranicznika jednostronnego eliminującego impulsy z wyjścia układu różniczkującego odpowiadające powrotom napięcia liniowo narastającego. Wzmocnienie wzmacniacza i ostateczna wielkość napięcia wyjściowego jest regulowane rezystorem nastawnym P6. Rezystor nastawny P7 służy do ustalenia zera napięcia wyjściowego. Dzięki temu kompensuje się niesymetrię US4 i US3 (3B), który nie posiada możliwości sy-metryzacji. Z wyjścia wzmacniacza US4 przez rezystor R17 jest podawane napięcie na wyjście przystawki i dalej do wejścia woltomierza multimetru.
Można przystawkę wykonać wraz z woltomierzem np. na układzie ICL 7106 jako samodzielny miernik pojemności. Możliwe jest także zwiększenie liczby zakresów, ewentualnie zmiana ich rozkładu. Aktualnie przewidziane są w podziale 1 : 100. W tym celu należy użyć przełącznik o większej ilości sekcji i dodać odpowiednio dobrane rezystory i kondensatory w układzie różniczkującym.
Do zasilania układu niezbędny jest zasilacz napięcia stałego symetrycznego 12 V. Pobór prądu nie przekracza 15 mA.
Praktyczny Elektronik 9/1996
Montaż i uruchomienie
Rys. 4 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Do wykonania przystawki miernika pojemności wskazane jest posiadanie przełącznika obrotowego co najmniej trójsekcyjnego, pięcio-pozycyjnego. Możliwe jest zastosowanie przełącznika Isostat składającego się z pięciu segmentów, zależnych, podwójnych, zamontowanych na wspólnej listwie. Na płytce drukowanej nie przewidziano miejsca pod przełącznik. Musi być on zamontowany w obudowie oddzielnie i połączony z płytką przewodami. Przewody doprowadzone do sekcji przełącznika Z należy umieścić w oplocie ekranującym. W osobnym oplocie ekranującym należy umieścić przewody doprowadzające do gniazda CX- Oploty ekranujące jednym końcem należy połączyć do masy układu na płytce drukowanej. Widok płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów pokazano na rys. 4.
Montaż elementów na płytce powinien być wykonany zgodnie z ogólnie znanymi zasadami. Dodatkowo należy zmontować zasilacz napięcia symetrycznego ą12 V korzystając z uniwersalnej płytki za-
silaczy oferowanej przez redakcję PE. Zasilacz powinien zawierać prostownik, dwa stabilizatory monolityczne oraz pojemności filtrujące. Można skorzystać ze schematu zasilaczy jakie wielokrotnie były publikowane w PE. Wymagany będzie transformator sieciowy o napięciu wtórnym 2x15,5 V i jak najmniejszej mocy (4 W).
Po sprawdzeniu poprawności montażu płytki, podłączyć przełącznik, zasilanie i można przystąpić do uruchamiania miernika. Do tego celu niezbędny będzie mul-timetr i oscyloskop. Przed przystąpieniem do uruchamiania wszystkie rezystory nastawne ustawić w położenie środkowe.
W pierwszej kolejności należy sprawdzić napięcia zasilające na wszystkich układach scalonych. Przełącznik zakresów ustawić na 20 mF i regulując rezystorem nastawnym P7 ustawić dokładnie 0,00 V na wyjściu miernika.
Włączyć zakres 200 pF. Oscyloskopem sprawdzić występowanie napięcia pi-łokształtnego o częstotliwości zbliżonej do 1 kHz na kolektorze tranzystora Tl (okres T = 1 ms) i wartości międzyszczy-towej około 4 V. Sprawdzić występowanie napięcia piłokształtnego o wartości mię-dzyszczytowej około 2 V na nóżce 7 US3 i o wartości międzyszczytowej 4 V lecz odwrotnej fazie na nóżce 7 US2. Podłączyć sondę oscyloskopu do nóżki 1 US2 i ustalić dokładnie okres przebiegu na 1 ms za pomocą rezystora nastawnego Pl. Włączyć zakres 20 mF i sprawdzić występowanie w tym samym punkcie przebiegu o częstotliwości zbliżonej do 10 Hz.
Przełączyć ponownie na zakres 200 pF. Sondę oscyloskopu podłączyć do nóżki 7 (3A US3) i regulując rezystorem nastawnym P2 ustawić w tym punkcie przebieg
0 wartości międzyszczytowej 1,8h-2 V.
Podłączyć do wyjścia przystawki mul-timetr ustawiony na zakres 2 V. Pokręcając potencjometrem P5 uzyskać zero na wyjściu miernika. Zerowanie jest istotne
1 działa tylko na zakresie 200 pF. Polega ono na uzyskaniu 0 jako minimum. W razie potrzeby dobrać wartość pojemności C8, aby zero wypadało w pobliżu środkowego położenia suwaka potencjometru.
Do zacisków Cx podłączyć jak najdokładniejszy (1-^2%) kondensator o pojemności z zakresu 47 do 180 pF i regulując rezystorem nastawnym P6 uzyskać wskazanie multimetru odpowiadające liczbowo pojemności kondensatora.
Praktyczny Elektronik 9/1996
7
Przełączając na zakresy 20 nF i 2 /zF sprawdzić poprawność wskazań przez pomiar dowolnych pojemności odpowiadających włączonemu zakresowi. Podczas tych zabiegów sprawdzać oscyloskopem brak oscylacji przebiegu na wyjściu układu różniczkującego (nóżka 1 US3). W przypadku ich występowania niezbędne jest zwiększenie wartości pojemności C9C13 na badanym zakresie.
Przełączyć na zakres 200 /zF. Do zacisków Cx podłączyć kondensator o pojemności l-=-2 tzF zmierzony na zakresie 2 /zF. Regulując rezystorem nastawnym P3 uzyskać takie samo wskazanie w zakresie dwóch pierwszych cyfr pojemności jak poprzednio (tym razem będą to dwie ostatnie cyfry na polu odczytowym multimetru). Podobnie na zakresie 20 mF (20000 tzF) podłączyć do zacisków Cx kondensator o pojemności 100^-200 /zF zmierzony poprzednio na zakresie 200 zzF. Regulując rezystorem nastawnym P4 uzyskać takie samo wskazanie dla dwóch pierwszych cyfr jak poprzednio. Sprawdzić poprawność pomiaru przy większych pojemnościach dla obydwu zakresów (200 /zF i 20 mF).
Wykaz elementów
US1 - IME555 (ULY7855)
US2, US3 - TL082 (B082)
US4 -/zA741 (ULY7741)
Tl - BC 557B (BC 308B)
Dl - 1N4148
D2 - SD101 (Schottki)
Rl -47 fi/0,125 W
RIO, Rll -220 fi/0,125 W
Metronom
R12 - 220 ft/0,5 W 1 %
R7, R17 -1 kfi/0,125 W
R16 -8,2 kfi/0,125 W
R2, R4, R9, R15 - 10 kfi/0,125 W
R13 - 22 kfi/0,5 W 1 %
R3, R5, R6, R8, -100 kfi/0,125 W
R14 - 2,2 Mfi/0,5 W 1 %
P2, P3, P4, P7 - 10 kfi TVP1232
Pl - 22 kfi TVP1232
P6 - 100 kfi TVP1232
P5 - 10 kfi A PR-185
C8 -2,2pF/50 VKCP
C6, C7 -4,7 pF/50 V KCP
C13 - 10 pF/50 V KCP
C12 - 1 nF/50 V KCPf
C3 - 22 nF/63 V MKSE-20
Cl - 47 nF/63 V MKSE-20
C2, Cli, C14, C15 Ś - 100 nF/63 V MKSE-20
C10 - 220 nF/63 V MKSE-20
C9 - 330 nF/63 V MKSE-20
C4, C5 - 1 /zF/63 V MKSE-20
C16, C17 - 47 tzF/16 V 04/U
X, Y, Z - przełącznik obrotowy
Płytka drukowana nr 284
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 2,49 zł (24.900 zł) + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O R. K.
Prawdopodobnie poczucie rytmu posiada każdy z nas. Pierwsze jego objawy pojawiają się w kołysce, gdzie grzechotka w ręku dziecka wygrywa samby i bossanowy. Gorzej jest z osobami dorosłymi, których geny odpowiedzialne za poczucie rytmu są zablokowane. Taniec czy śpiew to dla nich udręka. Najważniejsze są chęci i wytrwała praca. W pracy tej pomoże Warn metronom. Jest to urządzenie podające tempo rytmu i akcentujące wybrany takt. Szczególnie polecam go początkującym RA-PE-ROM.
Schemat blokowy metronomu przedstawia rysunek 1. Źródłem taktu jest generator impulsu (taktu) sterujący bezpośrednio wzmacniacz końcowy. Generator taktu dostarcza także impulsy do dzielnika nastawnego. Co n-ty impuls taktu wyzwala multiwibrator mono-stabilny. Impuls z multiwibratora astabilnego bramkuje multiwibrator astabilny. Skąd paczka impulsów kierowana jest do wzmacniacza końcowego. W efekcie otrzymuje się regularne impulsy taktu wyznaczające rytm,
a także dodatkowy dźwięk występujący co kilka taktów. Zmieniając stopień podziału dzielnika można regulować jak często w stosunku do taktu ma występować dodatkowy dźwięk.

GENERATOR IMPULSU WZMACNIACZ KOŃCOWY -01-

I
- DZIELNIK 1:N - MULTIWIBRATOR MONOSTABILNY - MULTIWIBRATOR ASTABILNY

Rys. 1 Schemat blokowy metronomu
Schemat ideowy metronomu został przedstawiony na rysunku 2. Generator impulsu zbudowany został na dwóch inwerterach (bramki A i B). Zmianę tempa " ude-
Praktyczny Elektronik 9/1996
rżeń" możemy nastawić potencjometrem Pl. Oznacza to zmianę czasu przerwy między kolejnymi impulsami. Ustalamy w ten sposób ilość impulsów na 1 minutę. Wartość rezystora Rl decyduje o maksymalnej częstotliwości pracy generatora. Generator został zaprojektowany w taki sposób, aby szerokość generowanego impulsu nie zależała od częstotliwości pracy. Szerokość impulsu można regulować poprzez dobór wartości rezystora R2, wpływając w ten sposób na zmianę barwy dźwięku, którą możecie dobrać zgodnie z własnym gustem. Impulsy z wyjścia generatora doprowadzone są do wejścia wzmacniacza końcowego (tranzystory Tl i T3). Każdy dodatni impuls z generatora taktu powoduje wy-sterowanie wzmacniacza, dając w głośniku odgłos uderzenia.
Impulsy z generatora taktu doprowadzane są także do licznika CD 4029 (US2) zliczającego binarnie do tyłu. Dodatnie zbocze impulsu doprowadzone do wejścia zegarowego licznika powoduje zmniejszenie jego zawartości o jeden. W chwili gdy licznik osiągnie stan 0000 na jego wyjściu CO pojawi się na chwilę stan niski. Spowoduje to asynchroniczne wpisanie do licznika słowa czterobitowego, doprowadzonego do wejść wpisu równoległego Jl, J2, J3, J4. Wartość słowa zakodowana jest w matrycy diodowej D2-=-D13 i może być zmieniana przełącznikiem WŁ1. W wyniku tego co któryś takt zegara pojawia się ujemny impuls na wyjściu CO. Tabela
1 przedstawia liczbę taktów przypadających na jeden impuls na wyjściu CO.
Tabela 1
Pozycja włącznika Liczba taktów przypadająca
na jeden impuls na wyjściu CO
0 12
1 16
2 2
3 3
4 4
5 5
6 6
7 7
8 8
9 9
Ujemny impuls z wyjścia CO licznika US2 wyzwala multiwibrator monostabilny zbudowany z bramek H, I. Czas trwania dodatniego impulsu na wyjściu bramki I zależy od stałej czasowej C3, R9. Impuls ten pojawia się równocześnie z impulsem taktu i powoduje otwarcie bramki J. Do drugiego wejścia bramki doprowadzony jest przebieg prostokątny z generatora zbudowanego na bramkach D i E. W konsekwencji na wyjściu bramki J otrzymuje się paczkę impulsów występującą, co określoną liczbę taktów.
WL1
US1 - CD4049
US3 - CD4001
D1+D13 - 1N4148
R4 II II |||R7
imLJULJLJim
>i+i*
Rys. 2 Schemat blokowy metronomu
Praktyczny Elektronik 9/1996
987654320X
Rys. 3 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Z wyjścia bramki J przebieg za pośrednictwem potencjometru regulacji głośności doprowadzony zostaje do wzmacniacza T2, T3, w którym następuje sumowanie przebiegów z generatora taktu i generatora dodatkowego dźwięku. W efekcie w głośniku będzie słychać rytmiczne uderzenia, których częstotliwość można regulować potencjometrem Pl, przy co któreś uderzenie będzie występować z dodatkowym dźwiękiem. Czę-
stotliwość występowania dodatkowego dźwięku można ustawiać przełącznikiem WŁ1.
Montaż i uruchomienie
Przed montażem elementów elektronicznych, pamiętać należy o zamontowaniu zworek z drutu. Rysunek 3 przedstawia mozaikę ścieżek płytki drukowanej oraz rysunek montażowy.
Potencjometry regulacji "tempa" i "wzmocnienia dodatkowego dźwięku" umieszczone zostały na płytce drukowanej. Dziesięciopozycyjny przełącznik WŁ1 umieszczony został poza płytką i połączony jest przewodami. Jeden z tych przewodów (oznaczony na płytce 1) przylutowujemy w środkowej części płytki, przy układzie US3. Pozostałe połączenia znajdują się na krawędzi płytki. Jako przełącznik można zastosować dowolny przełącznik, mający dziesięć pozycji załączania, np. typu Isostat zależny lub obrotowy.
Włącznik WŁ2 włącza lub wyłącza zasilanie i umieszczamy go w obudowie metronomu. Z płytką łączymy przewody zasilania oraz przewody głośniczka. Podany w wykazie głośnik możemy zastąpić innym głośnikiem o podobnych parametrach akustycznych. Głośnik większej mocy np. 10 W, będzie emitował dźwięki z metronomu znacznie głośniej.
Tak zmontowane urządzenie jest gotowe do pracy. Oo zasilania układu możemy zastosować baterię typu 6F22 9 V lub zasilacz +9 V.
Wykaz elementów
US1 - CD4049
US2 - CD4029
US3 - CD4001
Tl. T2 - BC 547B
T3 - BD 135
D1-^D13 - 1N4148
Rll -680 n/0,125 W
R2 - 5,6 kfi/0,125 W
R12 - 47 kfi/0,125 W
Rl - 100 kfi/0,125 W
RIO -220kfi/0,125 W
R3-=-R9 -1 Mft/0,125W
Pl - 220 kfi A PR 185
P2 -4,7kn B PR 185
C4 - 2,2 nF/25 V KSF-020-ZM
C3 - 100 nF/63 V MKSE-20
Cl, C2 - 4,7 //F/63 V 04/U
C5 - 470 /i/16 V 04/U
GŁ1 - głośnik dynamiczny YD 50-2B 8fi/0,2 W
WŁ1 - dziesięciopozycyjny
WŁ2 - dowolny włącznik bistabilny
płytka drukowana numer 285
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE.
Cena: 2,58 zł (25.800 zł) + koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać
w firmie 1 LARO - patrz IV strona okładki.
O Ireneusz Konieczny
10
Praktyczny Elektronik 9/1996
Dokończenie tekstu ze strony 2.
Proponowany przez nas układ umożliwia pomiar napięcia przebicia w zakresie do 200 V. Aby nie dopuścić do uszkodzenia badanego tranzystora prąd płynący przez złącze jest ograniczany do bezpiecznej wartości nie przekraczającej 40 /zA, stąd moc tracona w badanym złączu jest niewielka ok. 2 mW, zatem nie zagraża ona tranzystorowi.
Schemat ideowy układu przedstawiono na rysunku 2. Do zasilania układu niezbędne jest napięcie rzędu 200 V. Dostarcza je transformator bezpieczeństwa zbudowany z dwóch jednakowych transformatorów małej mocy, których uzwojenia wtórne połączono ze sobą. Taki układ zapewnia na wyjściu napięcie zmienne 220 V odseparowane galwanicznie od sieci. Napięcie zmienne prostowane jest jednopołówkowo przez diodę. Następnie podlega ono wygładzeniu w filtrze RC. Rezystor o wartości 470 kQ ma za zadanie rozładowanie kondensatorów filtru po odłączeniu napięcia zasilania. Przy braku tego rezystora napięcie na kondensatorach może utrzymywać się bardzo długo i doprowadzić do nieprzyjemnego "kopnięcia" przy wymianie badanego tranzystora lub dotknięciu jednego z elementów układu.
Na kondensatorach filtru otrzymuje się napięcie stałe o wartości ok. 311 V. Za filtrem umieszczono rezystor 4,7 Mfi ograniczający prąd płynący przez badany tranzystor. Do wyjścia dołączony jest woltomierz mierzący napięcie przebicia. Rezystancja wewnętrzna woltomierza powinna wynosić co najmniej 10 Mfl. Rezystor i wraz z rezystancją wewnętrzną woltomierza tworzą dzielnik napięcia. Zatem woltomierz bez podłączonego do wyjścia tranzystora będzie wskazywał napięcie ok. 211 V.
Do zacisków wyjściowych podłącza się badany tranzystor w jednej z konfiguracji przedstawionych na rys.2. Napięcie wskazane przez woltomierz będzie napięciem przebicia. Z powodzeniem można przyjmować, maksymalne napięcie pracy badanego tranzystora o ok. IO-t-15 V niższe niż wskazane przez miernik, np. gdy zmierzone napięcie przebicia będzie wynosiło 50 V tranzystor będzie mógł pracować przy napięciu zasilania 40 V.
Rys. 3 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Podobnie można badać diody prostownicze i uniwersalne w zakresie napięć przebicia do 200 V. Natomiast przyrząd nie nadaje się do badania diod Zenera z uwagi na zbyt mały prąd zasilający diodę. Jeżeli po podłączeniu diody lub tranzystora wskazania miernika nie ulegną zmianie można uznać, że napięcie przebicia jest wyższe niż 200 V.
Wymianę badanego tranzystora należy przeprowadzać wyłącznie przy wyłączonym napięciu zasilającym, gdy napięcie
wskazywane przez woltomierz spadnie poniżej 24 V. Nie przestrzeganie tego grozi nieprzyjemnym " kopnięciem". W trakcie pomiaru nie wolno pod żadnym pozorem dotykać żadnego z elementów układu, gdyż występują na nich wysokie napięcia.
Układ zmontowano na uniwersalnej płytce drukowanej (rys. 3). Z uwagi na wysokie napięcia i możliwość powstania przebić na płytce drukowanej usunięto skalpelem cztery środkowe rzędy punktów lutowniczych pomiędzy górną i dolną częścią płytki, oraz pola pod diodą prostowniczą i rezystorem 4,7 Mfi. W przypadku kłopotów z zakupem rezystora 4,7 MQ/0,5 W można zastosować dwa szeregowo połączone rezystory 2,2 Mft/0,5 W. Należy zwrócić uwagę aby wytrzymałość napięciowa rezystorów wynosiła co najmniej 400 V.
Transformatory znajdują się poza płytką drukowaną. Typ transformatorów nie ma większego znaczenia. Można tu zastosować dwa dowolne transformatory małej mocy 2-^10 VA. Należy pamiętać, aby połączyć ze sobą dwa uzwojenia wtórne. Wtedy pierwszy transformator będzie obniżał napięcie sieci, a drugi z powrotem je podwyższy. Cały układ zapewni separację galwaniczną. Można też zastosować dwa transformatory różniące się mocą i napięciami na uzwojeniach wtórnych. W takim przypadku także łączy się ze sobą uzwojenia wtórne. Napięcie wyjściowe będzie wtedy większe niż podano powyżej. Dla zachowania bezpiecznego zakresu napięć wyjściowych nie jest wskazane stosowanie transformatorów których napięcia na uzwojeniach wtórnych różnią się między sobą o więcej niż 20%. Jako pierwszy transformator (ten podłączany do sieci) wskazane jest zastosować ten którego napięcie na uzwojeniu wtórnym jest większe.
Wykaz elementów
- 1N4007 (BYP 401-1000)
- 22 kQ/0,25 W
- 470 kfi/0,5 W (wytrzymałość napięciowa 500 V)
Dl Rl R2
R3 -
(wytrzymałość napięciowa 500 V) Cl, C2 - 470 nF/400 V MKSE-018-02 TS1, TS2 - transformator sieciowy małej mocy
np. TS 2/15 płytka drukowana numer 050
Płytki wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 4,47 zł (44.700 zł) + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O mgr inż. Maciej Bartkowiak
Praktyczny Elektronik 9/1996
11
Elektronika inaczej cz. 8 rezystory
Po rozważaniach teoretycznych dotyczących podzespołów konieczny jest "oddech" i zbliżenie do zagadnień praktycznych. W tym tekście zajmiemy się budową, właściwościami i zastosowaniem różnego rodzaju elementów rezystancyjnych. Zostaną opisane rezystory stałe i zmienne, oraz nieliniowe (termistory, warystory).
Rezystancja
Rezystancja jest podstawowym parametrem najbardziej popularnego elementu układów elektronicznych jakim jest rezystor. Popularnie nazywana bywa także opornością i odpowiednio element ją reprezentujący opornikiem. Rezystancję posiada każdy element przewodzący, nawet przewodnik. Zależy ona od właściwości materiału z jakiego wykonany jest rezystor, od powierzchni przekroju materiału rezystancyjnego i jego długości. Właściwości materiału reprezentuje parametr nazywany rezystywnością (rezystancją właściwą) i oznaczany grecką literą p. Ilustrację określenia rezystancji pokazuje rys. 1.
Rys. 1 Rezystancja
Wielkość rezystancji można obliczyć niżej podanym wzorem:
R=Q-1/S
gdzie: g - rezystywność [Q m], I - długość [m], s - przekrój [m ].
Wzór ten oczywisty jest dla tzw. rezystorów drutowych. Długość "i" oznacza wówczas długość drutu rezystancyjnego użytego do budowy rezystora, a "s" powierzchnię przekroju tego drutu. Rezystywności typowych drutów rezystancyjnych są następujące:
konstantan (Cu, Ni) nikielina (Cu, Ni, Zn) manganin (Cu, Mn, Ni) chromonikielina (Cr, Ni, Fe) kanthal (Fe, Cr, Al)
0.4810-4 fi m 0.3310-4 fi m 0.4410-4 fi m 1.06-10-4 fi m l,410-4 fi m
Rys. 2 Budowa rezystorów
Np. rezystywność miedzi wynosi 0,168-10 ' Q m.
Podane w nawiasach symbole chemiczne dotyczą materiałów użytych do wykonania materiału rezystancyjnego. Druty rezystancyjne są stopami metali i posiadają znacznie większą rezystywność od materiałów składowych. Praktycznie używa się innych jednostek rezystywności np. [fl mm^/cm]. Aby zamienić rezystywność podaną w [fi m] na [Q mm^/cm] należy tą pierwszą pomnożyć xl0 . Otrzymana w ten sposób wielkość określa inaczej rezystancję odcinka drutu o przekroju 1 mmr i długości 1 cm. Poprzednia dotyczyła niespotykanego w praktyce odcinka drutu o przekroju 1 m^ i długości 1 m.
Podany wzór jak i rezystywność odnoszą się także do innych form wykonania rezystorów (warstwowe, objętościowe). Rezystywność materiału zmienia się wraz ze zmianami temperatury powodując zmianę rezystancji wykonanego zeń rezystora. Zjawisko naskórkowości występujące przy prądach o wysokiej częstotliwości objawiające się tym, że większość prądu płynie zewnętrzną warstwą elementu przewodzącego (rezystancyjnego) powoduje wzrost rezystancji przy wysokich częstotliwościach. Inaczej można to wytłumaczyć zmniejszaniem się efektywnego przekroju elementu wraz ze wzrostem częstotliwości.
Budowa i wykonanie rezystorów stałych
Powszechność i bardzo duże ilości stosowanych rezystorów były czynnikiem wymuszającym zmniejszenie kosztów ich produkcji. W ten sposób powstały technologie wykonywania rezystorów warstwowych i objętościowych. Kolejnym krokiem są technologie rezystorów grubo i cienkowarstwowych stosowanych w układach scalonych.
Bezpośrednio z budową rezystora jest związana technologia wykonania i jego właściwości. Budowę podstawowych rodzajów rezystorów stałych pokazano na rys. 2.
Zasadniczym elementem rezystorów drutowych i warstwowych jest podłoże izolacyjne stanowiące bazę mechaniczną. Najczęściej jest to materiał ceramiczny. Jedynie rezystory objętościowe wykorzystują materiał rezystancyjny jednocześnie jako budulec utrzymujący ich strukturę mechaniczną.
Rys. 2a pokazuje budowę rezystora drutowego. Składa się on z kształtki ceramicznej (najczęściej w formie walca), na której nawinięty jest drut rezystancyjny.
12
Praktyczny Elektronik 9/1996
Na obu końcach kształtki znajdują się zaciski utrzymujące nawinięty drut i służące jako wyprowadzenia rezystora. Rezystor taki jest lakierowany dla zabezpieczenia drutu rezystancyjnego przed bezpośrednim oddziaływaniem środowiska. Spotyka się inne formy rezystorów drutowych np. z wyprowadzeniami drutowymi jednostronnymi lub dwustronnymi, osiowymi. Rezystory drutowe przewidziane do pracy z wysoką temperaturą pokrywane są lakierami odpornymi na działanie temperatury i wyposażane w podstawki dystansujące.
Rys. 2b przedstawia budowę typowego rezystora warstwowego. Na walcową kształtkę ceramiczną jest na-parowana lub nanoszona w inny sposób warstwa materiału rezystancyjnego. Jako materiał rezystancyjny powszechnie jest stosowany węgiel pyrolityczny (rezystory węglowe), metaliczny stop rezystancyjny (rezystory metalizowane), spieki metalowo ceramiczne (rezystory cer-metowe). Uzyskiwanie różnych rezystancji jest możliwe przez stosowanie warstw o różnych grubościach lub częściej spotykane nacinanie warstwy rezystancyjnej pokazane właśnie na rysunku. Po założeniu metalowych kapturków z wyprowadzeniami drutowymi rezystor jest lakierowany i nanoszone jest jego oznaczenie za pomocą napisów lub powszechnie używanego kodu pasków kolorowych. Tego rodzaju rezystory bez wyprowadzeń drutowych stosowane są do montażu powierzchniowego (tzw. obudowa MELF).
Rys. 2c pokazuje budowę rezystora objętościowego. W materiale rezystancyjnym zostają bezpośrednio zatopione wyprowadzenia. Określenie rezystancji jest realizowane przez dobór składu substancji z jakiej wykonywany jest rezystor. Zasadniczym składnikiem jest węgiel, zmieszany z tzw. lepiszczem (żywicą).
Rezystor pokazany na rys. 2d jest rezystorem warstwowym wykonanym w formie tzw. meandru naniesionego na podłożu izolacyjnym. W przypadku układów grubowarstwowych rezystory nanosi się techniką sitodruku (pasta rezystancyjna), a w układach cienkowarstwowych metodą napylania próżniowego. Na końcach meandra znajdują się powierzchnie przewodzące służące np. do podłączenia wyprowadzeń. Technika ta jest wykorzystywana przy produkcji tzw. drabinek rezy-stancyjnych tzn. kilku rezystorów połączonych najczęściej jednym wyprowadzeniem. Drabinki rezystancyjne są powszechnie stosowane w technice mikroprocesorowej.
Aktualnie powszechne zastosowanie znalazły rezystory przewidziane do montażu powierzchniowego. Są to rezystory warstwowe, płaskie o budowie podobnej do przedstawionej na rys. 2d. Metalizowane powierzchnie końcowe tych rezystorów są wykorzystywane do bezpośredniego ich lutowania do płytki drukowanej. Najczęściej wykonywane są techniką sitodruku na podłożu ceramicznym, a dokładne ustalenie wartości rezystancji realizowane jest przez nacinanie warstwy rezystancyjnej promieniem laserowym. Warstwa rezystancyjna pokrywana jest lakierem zabezpieczającym.
Parametry rezystorów stałych
Oczywiste, że podstawowym parametrem jest rezystancja R. Rezystancja znamionowa to rezystancja określona przez producenta i podana w oznaczeniu rezystora. Dokładna rezystancja jaką posiada rezystor nazywana jest rezystancją rzeczywistą. Różnica między wartościami rzeczywistą i znamionową nie przekracza wartości wynikającej z tzw. tolerancji rezystora. Tolerancja rezystorajest to wyrażony w % stosunek maksymalnej odchyłki rezystancji rzeczywistej od rezystancji znamionowej, do rezystancji znamionowej.
Wartości rezystancji znamionowej są znormalizowane i tworzą ciągi liczb określone tzw. szeregami E6, E12, E24 itd. Liczby 6, 12, 24 określają ilość wartości rezystancji zawartych w dekadzie np. od 10 do 100 Q. Z każdym szeregiem jest związana tolerancja, która umożliwia pełne pokrycie zakresu możliwych rezystancji tzn. można wybrać dowolną wartość rezystancji korzystając z większej ilości różnych rezystorów z jednego szeregu. Tolerancji 20% odpowiada szereg E6, 10% szereg E12, a 5% szereg E24. Każdy wyższy szereg zawiera wartości z szeregu niższego.
E6 (20%) 10, 15, 22, 33, 47, 68
E12 (10%) 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82
E24 (5%) 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 75, 82, 91
Szeregi wyższe od podanych to szeregi 2%, 1%, 0,5% służące do oznaczania tzw. rezystorów precyzyjnych. Należy wspomnieć, że ograniczony jest zakres możliwych rezystancji, zależny od typu rezystora i mocy znamionowej, określony przez producenta. Np. popularne rezystory węglowe RWW o mocy 0,25 W posiadają możliwe wielkości rezystancji od 9,1 L2 do 1,5 MQ, a o mocy 0,5 W od 10 fi do 4,7 Mfi.
Moc znamionowa jest to maksymalna moc jaka może być wydzielona w postaci ciepła przez rezystor. Jest ona określana przez producenta i wynika z oznaczenia lub wymiarów zewnętrznych rezystora. Wartości mocy znamionowej są także znormalizowane. Odpowiedni szereg posiada następujące wartości: 0,125; 0,25; 0,5; 1; 2 W itd. Moc znamionowa powszechnie stosowanych rezystorów do montażu powierzchniowego w obudowie 1206 (3,2x1,6 mm) wynosi 0,1 W. Moc znamionową określa się po ustaleniu dopuszczalnej temperatury pracy rezystora. Temperatura ta zależy od budowy rezystora i materiału warstwy rezystancyjnej. Wzrost temperatury środowiska w jakim pracuje rezystor powoduje konieczność zmniejszenia dopuszczalnej mocy wydzielanej w rezystorze poniżej mocy znamionowej. Moc wydzieloną w rezystorze można obliczyć po zmierzeniu napięcia na jego zaciskach korzystając z przytoczonego niżej wzoru.
Praktyczny Elektronik 9/1996
13
P = U2/R
Przekroczenie mocy znamionowej może spowodować uszkodzenie rezystora.
Napięcie graniczne jest to największa wartość napięcia jakie może być podłączone do wyprowadzeń rezystora nie powodując przebicia między nimi. Wartość napięcia granicznego określana przez producenta zależy od budowy, a głównie od odległości między wyprowadzeniami i właściwości lakieru izolacyjnego. Przykładowo dla większości rezystorów o mocy znamionowej 0,125 W napięcie graniczne wynosi 150 V, a dla rezystorów o mocy 1 W wynosi 500 V.
Rezystancja krytyczna wynika z napięcia granicznego i mocy znamionowej:
Rkr = Ugr/P
Rezystory o rezystancji znamionowej większej od rezystancji krytycznej nie mogą być obciążone mocą znamionową lecz jedynie mocą wynikającą z wartości napięcia granicznego:
P < Ugr/R
Tak więc po przekroczeniu rezystancji krytycznej ze wzrostem rezystancji maleje dopuszczalna moc wydzielana w rezystorze.
Kolejny parametr dotyczy wpływu temperatury na rezystancję rezystora i nazywany jest termicznym współczynnikiem rezystancji, w skrócie TWR.
TWR =AR/(RAT)[10-6/�C] Współczynnik ten dla przeciętnych rezystorów węglowych jest rzędu - 10~^/�C, a dla rezystorów precyzyjnych mniejszy od 50 � 10~�/�C. TWR ujemny posiadają rezystory, których rezystancja maleje ze wzrostem temperatury. TWR dodatni oznacza wzrost rezystancji rezystora ze wzrostem temperatury.
Szumy rezystora określane są współczynnikiem przedstawiającym stosunek wartości skutecznej napięcia szumów do przyłożonego napięcia stałego, wyrażanym w [fA//V\. Dla rezystorów warstwowych węglowych są mniejsze od 6 /iV/V. Najmniejsze szumy osiągają rezystory drutowe i precyzyjne metalizowane (poniżej 0,05 /iV/V). Należy nadmienić, że dotyczy to dodatkowych szumów wynikających z właściwości materiałów rezystancyjnych i niedoskonałości wykonania rezystorów, które jednak w niektórych przypadkach mogą przekroczyć przypisane rezystorom szumy termiczne. Szumy te można znacznie zredukować po wyeliminowaniu przepływu prądu stałego przez rezystor.
Z fizycznej budowy rezystora wynikają jego parametry szczątkowe tzn. indukcyjność i pojemność. Największą indukcyjność posiadają rezystory drutowe, a najmniejszą rezystory objętościowe i warstwowe bez nacinanej warstwy rezystancyjnej. Po uwzględnieniu parametrów szczątkowych można sporządzić zastępczy schemat rezystora pokazany na rys. 3.
Rys. 3 Schemat zastępczy rezystora
Pojemność rezystora wynika z obecności wyprowadzeń i kapturków służących do mocowania wyprowadzeń.
Budowa rezystorów zmiennych
Rezystory zmienne, a także rezystory nastawne wykonywane są jako rezystory warstwowe płaskie. Powszechnie stosowaną techniką przy ich wykonywaniu jest technika sitodruku. Oczywiście wykonywane są także drutowe rezystory zmienne, jednak aktualnie stanowią one margines. Uproszczoną budowę rezystorów zmiennych przedstawiono na rys. 4.
Rys. 4 Budowa rezystorów zmiennych
Stosowane są dwa rozwiązania: z rys. 4a obrotowy i z rys. 4b liniowy nazywany popularnie suwakowym. Element rezystancyjny rezystora obrotowego wykonany jest w formie podkowy, na której końcach zamontowane są wyprowadzenia. Trzecie wyprowadzenie umożliwiające zmianę rezystancji przez zmianę położenia to tzw. suwak poruszany obrotowo przez oś rezystora i posiadający kontakt z elementem rezystancyjnym. Z uwagi na często stosowane podłączenie potencjometryczne rezystory zmienne powszechnie nazywane są potencjometrami.
Rezystor liniowy (suwakowy) posiada element rezystancyjny prosty. Równolegle do niego umieszczony jest tzw. ślizgacz służący do połączenia z poruszającym się prostoliniowo suwakiem. Rezystory zmienne są obudowane dla zmniejszenia oddziaływania środowiska, w wykonaniach specjalnych nawet są umieszczane w obudowach hermetycznych.
Rezystory nastawne mają zazwyczaj budowę uproszczoną i nie są obudowane. O ile poprzednie przewidywane są dla bardzo dużej liczby zmian położenia suwaka, to te przewidziane są dla bardzo małej liczby.
14
Praktyczny Elektronik 9/1996
Jako materiał izolacyjny rezystorów zmiennych używany jest najczęściej papier bakelizowany lub laminat szklano-epo-ksydowy, stosowane także do produkcji płytek drukowanych. Jedynie dla rezystorów precyzyjnych i stabilnych stosuje się podłoża ceramiczne.
Często dwa potencjometry montowane są w jednej obudowie a ich suwaki poruszają się współbieżnie napędzane jedną osią. Potencjometry takie nazywane są sprzężonymi lub stereofonicznymi i stosowane w sprzęcie stereofonicznym do jednoczesnych regulacji w obu kanałach. Do zastosowań specjalnych sprzęga się większe ilości potencjometrów.
Właściwości i parametry rezystorów zmiennych
Podstawowym parametrem jest rezystancja znamionowa. Tolerancje rezystancji znamionowych są duże i wynoszą przeciętnie 20-=-30%. Tolerancja 20% dotyczy najczęściej np. potencjometrów o wartościach rezystancji do 220-r470 kL2 (zależnie od typu), a tolerancja 30% potencjometrów o rezystancjach powyżej podanej granicy. W związku z tym produkowane są potencjometry o rezystancjach znamionowych w/g szeregu E6 - 20%. Ograniczony jest zakres możliwych do uzyskania wartości rezystancji. Dla popularnych potencjometrów typu PR-185 o charakterystyce rezystancji A (liniowej) wynosi od 100 fi do 2 Mfi. Stosowane powszechnie rezystory nastawne TVP są wykonywane o rezystancjach od 100 Q do 1 Mil.
R R
Rn Rn

/ | /
0,5 7 0,5 l N/
/ / i / l /
[/
0 50 100* 0 50 1002
Rys. 5 Charakterystyki rezystancji potencjometrów
W związku ze specyficznymi potrzebami użytkowników są wykonywane potencjometry o różnych charakterystykach zmian rezystancji w funkcji zmian położenia suwaka. Najbardziej popularne są potencjometry o charakterystyce liniowej oznaczanej literą A. Wartość rezystancji między suwakiem a wyprowadzeniem początkowym zmienia się proporcjonalnie do położenia suwaka oznczanego jako a. Powszechnie do regulacji siły głosu używane są potencjometry o charakterystyce wykładniczej B. Wartość rezystancji między suwakiem a wyprowadzeniem początkowym zmienia się przy małych a nieznacznie (małe nachylenie wykresu), natomiast przy dużych a zmiany rezystancji znacznie wzrastają (duże nachylenie). W sprzęcie produkcji japońskiej oznaczenia te są akurat odwrotne. Stosowane są potencjometry o charakterystyce logarytmicznej C (odwrotna do wykładniczej) i tzw. diodowej U. Te ostatnie używane są do przestrajania obwodów z warika-pami (diodami pojemnościowymi). Do regulacji równoważenia kanałów (balansu) w sprzęcie stereofonicznym używane są spe-
cjalne potencjometry sprzężone (o wspólnej osi) o charakterystykach M IM. W części potencjometru o charakterystyce M rezystancja zmienia się liniowo w zakresie odpowiadającym połowie obrotu, powyżej połowy środek potencjometru jest połączony ścieżką przewodzącą z wyprowadzeniem końcowym. Część potencjometru N ma charakterystykę odwrotną. Zastosowanie takiego potencjometru do regulacji równoważenia kanałów zamiast potencjometru o charakterystyce A daje zmniejszenie tłumienia sygnału w położeniu środkowym o 6 dB i poprawia charakterystykę zmian sygnału. Wszystkie te charakterystyki pokazane są na rys. 5.
Dla potencjometrów stereofonicznych określa się stopień rozbieżności charakterystyk obu potencjometrów składowych. Zawiera się on w granicach 3 dB dla bardzo dobrych potencjometrów i jest rzędu 6^10 dB dla potencjometrów przeciętnej jakości. Potencjometry nastawne wykonywane są jedynie z charakterystykami liniowymi.
Kolejnym parametrem jest moc znamionowa określona tak samo jak dla rezystorów stałych. Dla potencjometrów PR-185 o charakterystyce A wynosi 0,2 W, a o charakterystyce B 0,1 W. Moc znamionowa potencjometrów nastawnych (TVP) wynosi 0,1 W.
Napięcie graniczne potencjometrów jest także określone tak samo jak dla rezystorów stałych. Zależy głównie od wymiarów potencjometru. Dla potencjometrów PR-185 o charakterystyce A wynosi 250 V, a o charakterystyce B 200 V. Dla rezystorów nastawnych TVP wynosi 150 V. Przy pracy potencjometrów w układach wysokonapięciowych istotne jest także napięcie przebicia między warstwą rezystancyjną, suwakiem, a obudową potencjometru, która najczęściej jest łączona do masy układu. Korzystnymi właściwościami w tej sytuacji odznaczają się potencjometry w obudowach z tworzyw sztucznych wyposażone także w oś z tworzywa sztucznego.
Szumy potencjometrów nie są precyzowane jako oddzielny parametr. Wskutek niedoskonałości kontaktu suwaka z warstwą rezystancyjną są większe jak dla rezystorów stałych. Aby zmniejszyć wpływ tego kontaktu należy unikać przepływu prądu stałego w obwodzie suwaka potencjometru. We wzmacniaczu m.cz. można to uzyskać przez włączenie szeregowo z suwakiem kondensatora.
Termistory
Termistory zaliczane do grupy elementów re-zystancyjnych są właściwie elementami półprzewodnikowymi. Charakteryzują się dużymi zmianami rezystancji w funkcji temperatury. W zależności od przebiegu charakterystyki zmian rezystancji można podzielić je na trzy grupy:
Praktyczny Elektronik 9/1996
15
NTC (Negative Temperaturę Coefficient) o ujemnym temperaturowym współczynniku rezystancji, który typowo wynosi - (2-r8)%/�C. Charakterystyka przykładowego termistora NTC pokazana jest na rys. 6. Oś rezystancji R przedstawiona jest na wykresie w skali logarytmicznej ze względu na szeroki zakres zmian rezystancji.
R[B] 105 10" 103 102




-60 -20 0 20 60 Tfc]
Rys. 6 Charakterystyka rezystancyjno-temperaturowa termistora NTC
- PTC (Positive Temperaturę Coefficient) o dodatnim temperaturowym współczynniku rezystancji, który zawiera się w przedziale (5-^70)%/�C. Charakterystyka przykładowego termistora PTC przedstawiona jest na rys. 7.
0 20 40 60 80 100 T fC]
Rys. 7 Charakterystyka rezystancyjno-temperaturowa termistora PTC
- CTR (Critical Temperaturę Resistor) o skokowej zmianie rezystancji w wąskim przedziale zmian temperatury.
Termistory wykonywane są ze sproszkowanych tlenków różnych materiałów, które miesza się razem w odpowiednich proporcjach, prasuje w formie tabletki lub wałka i następnie spieka w wysokiej temperaturze. Na końcach termistora nanosi się lakier przewodzący do którego następnie lutuje się doprowadzenia. Ostateczna postać termistora zależy od przewidywanego zastosowania. Obszar zastosowań można podzielić na dwie grupy: pierwsza dotyczy termistorów reagujących na ciepło otoczenia i druga to termistory samonagrzewa-
jące się płynącym przez nie prądem. Podstawowe zastosowania to: czujnik przy pomiarze temperatury, element stabilizujący termicznie punkt pracy, element obwodu regulujący płynący w nim prąd przez samonagrzewanie, bezpiecznik termiczny.
Odrębną grupę stanowią termistory podgrzewane pośrednio. Zawierają one w jednej obudowie grzejnik i termistor. Płynący przez grzejnik prąd powoduje zmianę temperatury i w efekcie rezystancji termistora. Wykorzystywane są przy dokładnych pomiarach mocy prądu wielkiej częstotliwości.
Podstawowym parametrem termistora jest rezystancja znamionowa podawana dla temperatury 25�C. Kolejnym jest współczynnik temperaturowy rezystancji oznaczany literami c*p i wyrażany w [%/�C]. Dla termistorów samonagrzewających się podawana jest maksymalna moc luydzielana Pmax i współczynnik strat cieplnych K, określający zależność przyrostu temperatury termistora od wydzielanej w nim mocy. Przy zmianach warunków pracy termistora wykazuje się on pewną bezwładnością określaną cieplną stałą czasu r. Wartość jej zależy od objętości i powierzchni termistora oraz kontaktu termicznego z otoczeniem. Podaje się także maksymalną temperaturę pracy termistora Tmax i maksymalne napięcie odpowiadające napięciu granicznemu rezystorów. Dla termistorów CTR podawana jest temperatura krytyczna i wielkość skoku rezystancji.
Warystory
Są elementami półprzewodnikowymi, których rezystancja silnie zależy od przyłożonego napięcia. Wzrost przykładanego napięcia powoduje malenie rezystancji warystora, początkowo niewielkie, wzrastające po przekroczeniu tzw. napięcia charakterystycznego. Charakterystykę zmian rezystancji przykładowego warystora pokazano na rys. 8.
R[fi] 103 102 10
-,
\
\
1 10 100 U [V]
Rys. 8 Charakterystyka rezystancyjno-napięciowa warystora
Wytwarzane są podobnie jak termistory w formie spieku sprasowanej mieszaniny tlenków odpowiednich substancji. Przyjmują najczęściej postać wałka zbliżoną do rezystorów warstwowych lub postać pastylki z wyprowadzeniami przylutowanymi do bocznych powierzchni płaskich.
16
Praktyczny Elektronik 9/1996
Interesujący przebieg ma charakterystyka napięciowo - prądowa warystora. Jest ona nieliniowa lecz symetryczna. Pokazana jest na rys. 9.
u

Rys. 9 Charakterystyka napięciowo-prądowa warystora
Z przebiegu tej charakterystyki narzuca się zastosowanie warystora do stabilizacji lub ograniczania napięć stałych, czy zmiennych.
Podstawowymi parametrami są napięcie charakterystyczne i współczynnik nieliniowości. Napięcie charakterystyczne określane jest jako napięcie warystora przy określonym prądzie (najczęściej 1 lub 10 mA) podawane w postaci pary liczb np. 150/1 oznacza napięcie charakterystyczne 150 V przy prądzie 1 mA. Spotyka się napięcia charakterystyczne w przedziale od kilku V do kilku kV. Podawana jest także tolerancja napięcia charakterystycznego, która najczęściej wynosi 20%.
Współczynnik nieliniowości służy do opisania charakterystyki napięciowo - prądowej warystora w formie wzoru i wynosi od 0,1 do 0,5. W katalogach często podaje się zakres możliwych dla danego typu warystora współczynników nieliniowości. Kolejnym parametrem jest moc znamionowa, która nie przekracza kilku W.
Oznaczenie warystora zawiera najczęściej wszystkie te trzy parametry np. WD-150/1-0,18-0,5 to oznaczenie warystora o napięciu charakterystycznym 150 V, współczynniku nieliniowości 0,18 i mocy znamionowej 0,5 W.
Stosowanie rezystorów w układzie elektronicznym
Zaczniemy od symboli elementów rezystancyjnych jakimi są one prezentowane na schematach ideowych. Oznaczenia schematowe tych elementów przedstawiono na rys. 10.
Pod symbolem a) narysowano oznaczenia rezystorów stałych. Prostokąt jest używany na schematach europejskich natomiast zygzak na schematach amerykańskich i daleko-wschodnich. Symbole b) i c) to symbole rezystorów nieliniowych. Litera oznacza przyczynę nieliniowości i tak t - temperatura dotyczy termistora, a U - napięcie dotyczy warystora. Symbol d) to rezystor nastawny, a symbol e) potencjometr.
Nie będziemy zajmowali się określeniem wartości znamionowej rezystancji gdyż zależy to bezpośrednio od realizowanego układu. Niemniej możemy spotkać
się z sytuacją braku rezystora o wymaganej wartości. W pierwszej kolejności można wtedy rozważyć możliwość zastąpienia rezystorem o wartości zbliżonej do wymaganej bez szkody dla działania układu. Jeśli to nie wchodzi w grę można łączyć rezystory szeregowo lub równolegle dla uzyskania wymaganej wartości.
Rys. 10 Oznaczenia schematowe elementów rezystancyjnych
Tolerancja rezystancji znamionowej jest bardzo istotna w przypadku obwodów pomiarowych, symetrii układów, ale w większości przypadków zwłaszcza ustalania punktów pracy nie ma tak istotnego znaczenia z uwagi na i tak bardzo duże rozrzuty parametrów elementów półprzewodnikowych. Jeśli nie posiadamy rezystorów o wymaganej tolerancji można zastosować rezystory o większej tolerancji o wartości mniejszej od wymaganej i dołączyć do nich rezystory szeregowe o wartości dobranej dla uzyskania wymaganej tolerancji. Oczywiście przy tych zabiegach niezbędne jest posiadanie omomierza np. multimetru. Zawsze można zastosować rezystory o mniejszej tolerancji (dokładniejsze) w miejsce rezystorów o większej tolerancji.
Wymaganą moc znamionową rezystora najprościej określić w/g ogólnie znanego wzoru korzystając z wartości przewidywanego napięcia na rezystorze i wartości rezystancji. Przy braku rezystorów o wymaganej mocy można łączyć rezystory o dwa razy większej rezystancji równolegle lub o dwa razy mniejszej szeregowo. Uzyskuje się wtedy dwukrotny wzrost mocy znamionowej tak uzyskanego rezystora składanego. Oczywiście w razie potrzeby można łączyć większe ilości rezystorów. Szeregowe łączenie rezystorów ma dodatkową zaletę w postaci zwiększenia napięcia granicznego zestawu w stosunku do pojedynczego rezystora.
Rodzaj rezystora zazwyczaj nie ma większego znaczenia. Jednak w obwodach wstępnych czułych wzmacniaczy należy stosować rezystory warstwowe najlepiej metalizowane ze względu na niski poziom szumów własnych. Najgorsze właściwości w zakresie szumów własnych posiadają rezystory objętościowe. Rezystory drutowe i metalizowane są najbardziej odporne na chwilowe przekroczenia mocy znamionowej. Przy wielkich częstotliwościach należy używać rezystorów o małej indukcyj-ności własnej. Dotyczy to obwodów sygnałowych, w obwodach zasilania wymaganie to nie musi być spełnione. Najmniejszą indukcyjność mają rezystory objętościowe, ale w nich najbardziej zaznacza się efekt naskórkowo-
Praktyczny Elektronik 9/1996
17
ści. Najlepsze są specjalne rezystory w. cz. warstwowe, wykonane bez nacinania warstwy rezystancyjnej. Korzystnymi właściwościami przy w.cz. charakteryzują się także rezystory do montażu powierzchniowego. Zmniejszenie indukcyjności rezystorów można uzyskać przez
zmniejszenie do minimum długości wyprowadzeń i równoległe łączenie rezystorów (zmniejsza się indukcyjność wypadkowa).
Ciąg dalszy w następnym numerze.
Syrena policyjna
Wakacje dobiegają końca, lecz młodzież będzie dalej korzystała z rowerów, lub łyżwo-rolek. Wszystkim amatorom którzy mają młodsze rodzeństwo, lub dzieci polecamy małą zabawkę, jaką jest syrena policyjna. Ten prosty układ zasilany z baterii może służyć jako sygnał ostrzegawczy podczas jazdy. Wykonanie syreny jest proste, a koszt niewielki, natomiast zabawa będzie fajna.
Syrena policyjna umożliwia uzyskanie dwóch efektów dźwiękowych wybieranych przełącznikiem. Ponadto eksperymentalnie dobierając wartości elementów można z niej wydobyć całą gamę dźwięków.
Schemat ideowy syreny policyjnej zamieszczono na rysunku 1. W układzie wykorzystano dwa tajmery 555, tworzące połączony układ generatorów. Pierwszy taj-mer (US1) pracuje jako generator sterujący. Częstotliwość jego pracy określona jest wartościami elementów Rl, R2, Cl. Czas trwania stanu wysokiego na wyjściu US1 wynosi tl = 0,685 � Rl � Cl = 320 ms. Natomiast czas trwania stanu niskiego w czasie którego rozładowywany jest kondensator t2 = 0,685 � R2 � Cl = 1 sek. Taki rozkład czasów osiągnięto dzięki zastosowaniu diody Dl skracającej czas ładowania kondensatora Cl przez zbocznikowanie rezystora R2. Czas powtarzania przebiegów przez generator sterujący USl wynosi ok. 1,3 sek.
Wolnozmienne napięcie piłokształtne o amplitudzie zawierającej się w przedziale od 1/3 do 2/3 napięcia zasilania doprowadzone zostało do wtórnika emiterowego Tl i dalej do wejścia modulującego drugiego generatora (nóżka 5 US2).
9V-
WŁĄCZNIK WŁ1 ROZWARTY
NÓŻKA 3 **]
NÓŻKA 3 9V" US1
Śnnri nnnnnnnmiiinn
EMTER Tl
WŁĄCZNIK Wk1 ZWARTY
-O+9V
Rys. 1 Schemat ideowy syreny policyjnej
Rys. 2 Przebiegi w punktach układu
Częstotliwość pracy drugiego generatora wynosi ok. 700 Hz f = 1,46/(R6 + 2 � R7) � C4 = 660 Hz.
Jednakże zmienne napięcie piłokształtne doprowadzone do wejścia modulującego sprawia, że częstotliwość generacji jest przez cały czas płynnie zmieniana. Im napięcie na nóżce 5 układu US2 jest niższe tym częstotliwość generacji będzie wyższa. Częstotliwość wyjściowa generatora US2 maleje przez czas tl - 320 ms, a potem wzrasta przez czas t2 - 1 sek. W efekcie daje to na wyjściu sygnał wyjącej syreny o zmieniającej się częstotliwości.
D1+D4 - 1N4148
18
Praktyczny Elektronik 9/1996
Drugi efekt dźwiękowy można uzyskać zwierając styki włącznika WŁ1 Spowoduje to połączenie kolektora tranzystora T2 z kondensatorem C4. W czasie kiedy na wyjściu USl (nóżka 3) występuje stan wysoki tranzystor T2 jest włączony zwierając kondensator C4. Powoduje to zablokowanie generatora US2. Efektem tego będzie inna praca generatora US2. W czasie tl - 320 ms generator jest zablokowany (cisza w głośniku), a później przez czas t2 1 sek częstotliwość generowanego sygnału wzrasta.
Rys. 3 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Tabela 1
Element Dopuszczalny zakres wartości
Rl 4,7 kfi-^47 kfi
R2 4,7 kfi-^100 kfi
Cl 10 a�F-=-220 nF
R6 1 kfi-^47 kfi
R7 ok. 10xR6
C4 1 nF-^-47 nF
R4 2,2 kfi-^10 kfi
R5 1 kfi-=-6,8 kfi
Stopień wyjściowy zrealizowano w układzie wtórnika emiterowego Darlingtona składającego się z tranzystorów T3 i T4. Bezpośrednim obciążeniem wtórnika jest głośnik dynamiczny o impedancji 8 fi. Dioda D2 separuje zasilanie generatorów od zasilania stopnia końcowego. Natomiast diody D3 i D4 eliminują pasożytnicze oscylacje mogące pojawiać się na wyjściu wzmacniacza, zabezpieczając tranzystory T3 i T4 przed uszkodzeniem.
Montaż i uruchomienie
Układ mieści się na niewielkiej płytce drukowanej. Przed montażem układów scalonych należy zamontować zworki z drutu. Przełącznik WŁ1 montowany jest bezpośrednio na płytce drukowanej, lecz można go umieścić w innym miejscu łącząc z płytką dwoma przewodami.
Układ może być zasilany napięciem w zakresie 4,5-^-15 V. Można więc zastosować baterię płaską 4,5 V, lub 6F22 +9 V. Wraz ze wzrostem napięcia zasilania będzie wzrastała moc sygnału wyjściowego. W syrenie policyjnej zastosowano głośnik dynamiczny o impedancji
8 fi/2 W. Przy niższym napięciu zasilania moc głośnika może być mniejsza. Można też zastosować głośnik o impedancji większej np. 16 fi.
Układ pozwala na generowanie różnych dźwięków w tym celu można przeprowadzać eksperymenty dobierając wartości elementów. Dla ułatwienia pracy w tabeli 1 zamieszczono zakres zmian jakie można wprowadzić w układzie.
Zmiany wartości elementów Rl, R2, Cl wpływają na częstotliwość powtarzania sygnału dźwiękowego. Przy eksperymentach można też pominąć diodę Dl, co spowoduje, że czas tl będzie dłuższy niż czas t2. Elementy R6, R7, C4 mają wpływ na częstotliwość wyjściową sygnału. Wskazane jest aby wartość rezystora R7 była ok. 10 razy większa od wartości R6, tak aby współczynnik wypełnienia przebiegu wyjściowego był bliski 1/2.
Elementy R4, R5 wywierają wpływ na głębokość modulacji częstotliwości przebiegu wyjściowego.
Tak proste urządzenie posiada naprawdę wiele możliwości. Życzymy przyjemnej zabawy.
Wykaz elementów
USl, US2 - IME 555
Tl - BC 557B
T2, T3 - BC 547B
T4 - BDP 281
D1-HD4 - 1N4148
R8 - 2,2 kfi/0,125 W
R5 -2,7kfi/0,125W
R4 - 4,7 kfi/0,125 W
Rl - 10 kfi/0,125 W
R3 - 22 kfi/0,125 W
R2 - 33 kfi/0,125 W
C4 - 10 nF/50 V ceramiczny
C2 - 47 nF/50 V ceramiczny
Cl - 47 /łF/16 V 04/U
C3 - 470 pF/16 V 04/U
WŁ1 - suwakowy miniaturowy
GŁ1 - 8 fi/2 W
(patrz opis w tekście)
płytka drukowana numer 288
Płytki drukowane wysyłane są
za zaliczeniem pocztowym. Płytki
można zamawiać w redakcji PE.
Cena: 1,00 zł (10.000 zł) + koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać
w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O Ryszard Niedzielski
Praktyczny Elektronik 9/1996
19
Częstościomierz analogowy
Częstościomierz jest urządzeniem bardzo przydatnym w pracowni radioamatora. Wykonanie często-ściomierza cyfrowego lub mikroprocesorowego łączy się jednak z dużym kosztem zakupu elementów. Można jednak wykonać prosty i tani częstościomierz analogowy, który będzie spełniał swoje zadanie w większości wypadków. Konstrukcję takiego urządzenia zaprezentowano w poniższym artykule.
Zasada działania częstościomierzy analogowych jest nieco inna niż cyfrowych. Częstościomierze analogowe tworzą grupę przetworników f na U. Czyli zamieniają częstotliwość, która może być uznawana za wielkość cyfrową na napięcie traktowane jako wielkość analogowa. Pomiar wykonuje się wtedy woltomierzem analogowym lub cyfrowym. Najprostszym sposobem zamiany częstotliwości na napięcie jest zamiana przebiegów wejściowych na impulsy o stałej amplitudzie i szerokości, których częstotliwość jest identyczna z częstotliwością przebiegów wejściowych. Zatem na wyjściu otrzymuje się ciąg przebiegów o zmiennej częstotliwości i zmien-
nym współczynniku wypełnienia. Doprowadzając taki przebieg do filtru dolnoprzepustowego otrzymuje się na jego wyjściu napięcie wprost proporcjonalne do współczynnika wypełnienia, czyli do częstotliwości. Teraz pozostaje już tylko pomiar tego napięcia. W oparciu o taką zasadę przemiany częstotliwości na napięcie działa opisany układ.
Opis układu
Impulsy wejściowe doprowadzane są do układu różniczkującego Cl, Rl, R2 i podlegają wzmocnieniu przez tranzystor Tl na którego kolektorze otrzymuje się ujemne szpilki o szerokości ok. 2 fis. Dioda Dl zabezpiecza złącze baza-emiter tranzystora przed przebiciem przy większych amplitudach przebiegu. Do wejścia można doprowadzać przebiegi prostokątne o amplitudzie 2-^10 Vpp.
Opadające zbocze szpilki na kolektorze tranzystora Tl powoduje wyzwolenie tajmera 555 wykonanego w technologii CMOS. który generuje dodatni impuls o czasie trwania zależnym od włączonego zakresu. Szerokość impulsu dla różnych zakresów podano w tabeli 1.
PR1 .MG 1,5A/50V
US3
+ 15V R*20mA P1 220k
R15 Ik
C9 cą3-L-C10 C11 -1- cą3C12
220mF~T T~47n 47n ~T "T47MF _LJ_ _L -L_L R11 750k
WL1 - 10Hz-i-100Hz
WL2 - 100Hz-i-1kHz
WL3 - 1kHz-7-10kHz
Wt4 - 10kHz-i-100kHz
Uwe 2+10vPP
C8 -L cS C7 10nT "T"47mF
R9 lOOk
Uwy 1-M0V
PRZEKROCZENIE ZAKRESU
D6
Rys. 1 Schemat ideowy częstościomierza analogowego
20
Praktyczny Elektronik 9/1996
fwe = 100kHz fwe = 10kHz
WE n n n
KOLEKTOR T1
- m------ |
NÓŻKA 3 ^-------^
US1 10V Uwy ~~|
10(is" WYPEŁNIENI
E 90Z 10V 100(js WYPEŁNIENIE 9X


Rys. 2 Przebiegi czasowe w układzie pomiarowym
Tabela 1
Szerokość impulsu wyjściowego w zależności od wybranego zakresu
Zakres pomiarowy Szerokość impulsu
10 Hz - 100 Hz 100 Hz - 1 kHz 1 kHz - 10 kHz 10 kHz - 100 kHz 9 ms 900 fis 90 /is 9 fis
Ola zakresu 10-^100 kHz szerokość impulsu wyjściowego wynosi 9 fis. Jeżeli do wejścia doprowadzimy przebieg o częstotliwości 10 kHz, czyli okresie 100 fis, to na wyjściu USl otrzymamy ciąg impulsów o szerokości 9 fis powtarzających się co 100 fis (rys. 2). Wypełnienie tego przebiegu będzie zatem wynosiło 9%. Natomiast przy doprowadzeniu do wejścia przebiegu 100 kHz (okres 10 fis) na wyjściu USl otrzyma się ciąg impulsów o szerokości 9 fis powtarzających się co 10 fis. Wypełnienie takiego przebiegu wynosi 90%. Widać więc, że dziesięciokrotnemu wzrostowi częstotliwości na wejściu układu odpowiada dziesięciokrotny wzrost współczynnika wypełnienia. Zatem współczynnik wypełnienia jest wprost proporcjonalny do częstotliwości wejściowej. Podobnie jest na pozostałych zakresach.
Przebieg na wyjściu układu USl będzie miał stałą amplitudę wynikającą z napięcia zasilającego układ które powinno być stabilizowane. Przebieg ten doprowadzony jest do filtru dolnoprzepustowego R9, C6. Stała czasowa tego filtru jest duża i wynosi 1 sek. Oznacza to, że po 1 sekundzie od zmiany częstotliwości napięcie na kondensatorze C6 ustali się. Tak duża stała czasowa podyktowana jest koniecznością prawidłowego filtrowania impulsów na najniższym zakresie 10-^100 Hz. Re-
zystor RIO i potencjometr P4 tworzą wraz z rezystorem R9 dzielnik napięcia umożliwiający dokładną kalibrację przyrządu. Napięcie wyjściowe doprowadzane do miernika będzie wynosiło 10 V przy częstotliwości 100 kHz i 1 V przy częstotliwości 10 kHz.
l=120kH2 WE KOLEKTOR T1 NÓŻKA 3 US3 NÓŻKA 2 US2 NÓŻKA 3 US2 r
r


B.3|


9Ms
1 2h



Rys. 3 Przebiegi czasowe w układzie sygnalizacji przekroczenia zakresu
Zakresy przełączane są przy pomocy czterosekcyj-nego przełącznika typu Isostat. Zmianie zakresu odpowiada dołączenie układu rezystora i potencjometru do
Praktyczny Elektronik 9/1996
21
stałej czasowej tajmera 555 USl. Dodatkowo przełącznik włącza jedną z diod świecących D2-^D5 informującą o zakresie pomiarowym przyrządu.
Tak zbudowany układ nie jest jeszcze kompletny, gdyż wymaga on sygnalizatora przekroczenia zakresu pomiarowego, bez którego może dochodzić do pomyłek przy pomiarach. Załóżmy, że przy włączonym zakresie pomiarowym 10-^100 kHz częstotliwość przebiegu doprowadzonego do wejścia wynosi 120 kHz, a okres 8,3 fis (rys.3). Zatem okres przebiegu jest krótszy od impulsu generowanego przez tajmer USl i w czasie trwania tego impulsu pojawi się następny impuls wyzwalający na kolektorze Tl. Jednakże tajmer w czasie trwania generacji impulsu jest niewrażliwy na sygnały wyzwalające. Tak więc impuls ten zostanie zignorowany. Dopiero trzeci z kolei impuls wejściowy ponownie wyzwoli tajmer. Na jego wyjściu pojawi się zatem przebieg o częstotliwości dwukrotnie mniejszej od częstotliwości przebiegu wejściowego i współczynniku wypełnienia zbliżonym do 1/2. Woltomierz podłączony do przyrządu będzie zatem wskazywał fałszywą częstotliwość ok. 50 kHz.
Aby zapobiec takiej sytuacji układ wyposażono w obwód przekroczenia zakresu wykrywający takie sytuacje. Rolę tego układu spełnia drugi tajmer US2 i tranzystor T2. W chwili gdy generacja impulsu przez taj-
mer USl zakończy się zostanie włączony tranzystor T2 zwierający wejście wyzwalające tajmera US2 do plusa napięcia zasilania. Pojawienie się impulsu wyzwalającego na kolektorze Tl nie spowoduje wyzwolenia tajmera US2. Natomiast jeżeli tajmer USl nie zakończył generacji impulsu tranzystor T2 jest zablokowany i pojawienie się kolejnego impulsu wyzwalającego na kolektorze T2 spowoduje, że zostanie on doprowadzony za pośrednictwem rezystora R4 do wejścia wyzwalającego tajmera US2. Zapali się wtedy dioda D6 informując o przekroczeniu zakresu.
Dokładność wskazań częstościomierza nie jest gorsza niż 1%. Do pomiarów należy stosować woltomierz o zakresie 0-=-10 V, lub 0-=-20 V o rezystancji wewnętrznej 10 MQ. Prąd pobierany przez układ wynosi ok. 20 mA w czasie normalnej pracy i wzrasta do 35 mA podczas sygnalizacji przekroczenia zakresu.
Montaż i uruchomienie
Układ wraz z zasilaczem zamontowano na płytce drukowanej. Dla uzyskania dokładności wskazań 1% należy korzystać z zasilacza stabilizowanego na płytce, a nie dołączać napięcie z zasilacza zewnętrznego, gdyż nie uzyska się wtedy powtarzalności regulacji, które zależą od napięcia zasilania.
o[po[oo|oo
Rys. 4 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Przełącznik czterosek-cyjny, zależny typu Iso-stat należy zamontować na niewielkiej wysokości nad płytką drukowaną, podkładając na czas montażu zapałki. Po sprawdzeniu poprawności montażu można przystąpić do kalibracji przyrządu.
Do wyjścia podłącza się woltomierz o rezystancji wewnętrznej 10 Mfi. Przy włączonym zakresie 10-=-100 kHz do wejścia doprowadza się przebieg prostokątny o częstotliwości 100 kHz i amplitudzie 5 Vpp np. z generatora kwarcowego (wypełnienie przebiegu nie jest istotne). Potencjometrem P4 ustala się wskazania woltomierza na 10,0 V. Następnie zmienia się częstotliwość na 10 kHz, równocześnie przełączając zakres na 1--10 kHz. Potencjometrem P3 ustawia się wskazania woltomierza na 10,0 V. Podobnie postępuje się dla pozostałych zakresów:
22
Praktyczny Elektronik 9/1996
zakres 0,1-f-l kHz fWe = 1 kHz, regulacja P2, zakres 10-^100 Hz fwe = 100 Hz, regulacja Pl. W przypadku gdyby na którymś zakresie nie udało się ustawić napięcia wyjściowego 10 V można zmienić wartość rezystora szeregowo połączonego odpowiadającym temu zakresowi potencjometrem.
Teraz można sprawdzić działanie sygnalizatora przekroczenia zakresu. Doprowadzając do wejścia przebieg prostokątny z generatora funkcyjnego. Zwiększając płynnie częstotliwość sprawdzić czy dioda D6 zapala się po przekroczeniu zakresu.
Jeżeli nie posiadamy miernika cyfrowego lub analogowego o rezystancji wewnętrznej 10 Mfi można go zastąpić uniwersalnym miernikiem analogowym o rezystancji wewnętrznej 20 kft/V. Nie montuje się wtedy rezystora RIO i potencjometru P4. Natomiast w miejsce rezystora R9 należy wlutować potencjometr montażowy 100 kfż połączony szeregowo z rezystorem 47 kfi/0,125 W. Kalibrację przeprowadza się identycznie jak w przypadku woltomierza cyfrowego. Przy pomiarze miernikiem analogowym nie wolno zmieniać zakresów, gdyż ulega wtedy zmianie jego rezystancja wewnętrzna i pomiar będzie błędny.
Wykaz elementów
US1, US2 - CMOS 555
US3 - LM 7815
Tl - BC 547B
T2 - BC 557B
Dl - 1N4148
D2-f-D5 - LED zielona
D6 - LED czerwona
PR1 - MG 1,5 A/50 V
R14 -820 L2/0,125 W 5%
Rl, R3 - 1 kfl/0,125 W
R8, R15 - 1 kQ/0,25 W
R4 - 1,5 kfi/0,125 W
R5 -4,7kfi/0,125 W
R13 -7,5kf2/0,125 W 5%
R2, R6 - 10 kfi/0,125 W
R12 - 75 kfi/0,125 W 5%
R9 - 100 kft/0,125 W
RIO - 200 kfi/0,125 W
R7 -470 kfi/0,125 W
Rll -750 kft/0,125 W 5%
P3 - 2,2 kn TVP 1232
P2 - 22 kfi TVP 1232
Pl, P4 - 220 kfi TVP 1232
Cl - 82 pF/50 V ceramiczny
C8 - 10 nF/50 V ceramiczny
C2 - 10 nF/25 V 5% KSF-020-ZM
C4 - 22 nF/50 V ceramiczny
C3, C5, C10, Cli - 47 nF/50 V ceramiczny
C6 - 10 aiF/40 V 04/U
C7, C12 - 47 pF/25 V 04/U
C9 - 220 //F/25 V 04/U
WŁ1H-WŁ4 - lostat zależny
płytka drukowana numer 287
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE.
Cena: 2,45 zł (24. 500 zł) -I- koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać
w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O Artur Kostrzewski
Automatyczny włącznik sterowany światłem żarówki
W domu często zachodzi potrzeba zamontowania dodatkowej lampy, kinkietu. W łazience przydatny jest wentylator włączany przy wejściu. Wszystkie te modyfikacje wymagają najczęściej kłopotliwego przerabiania instalacji elektrycznej, montowania dodatkowych włączników. Prezentowane urządzenie pozwala ominąć te problemy. Sterowane jest ono światłem żarówki, przy czym nie reaguje na światło naturalne.
Światło naturalne (słoneczne) charakteryzuje się temperaturą barwową, czyli określoną zawartością różnych składowych widma. Światło wczesnym rankiem i późnym popołudniem jest inne niż w samo południe. Odpowiedzialna jest za to atmosfera ziemska, która silniej tłumi fale krótkie z obszaru błękitu i fioletu. Dlatego też rankiem i wieczorem słońce jest bardziej czerwone niż w południe, kiedy to promienie słoneczne przechodzą najkrótszą drogą przez atmosferę. Drugim istotnym czynnikiem światła słonecznego jest stałe natęże-
nie, które może podlegać wolnym zmianom, jeżeli niebo jest zachmurzone (rys. 1). Inaczej wygląda sytuacja w przypadku światła sztucznego pochodzącego z żarówki zasilanej prądem przemiennym. Strumień świetlny jest w tym przypadku zmienny.
A A A A A
\J \J \J \J \J
Rys. 1 Natężenie światła słonecznego i żarowego w funkcji czasu
Praktyczny Elektronik 9/1996
23
Dokładniej mówiąc średnie natężenie światła żarowego jest stałe, lecz na nie nałożona jest składowa zmienna o częstotliwości 100 Hz (rys. 1). Przyczyną tego jest prąd zmienny zasilający żarówkę. Rozgrzewa on włókno do wysokiej temperatury. Jednakże temperatura ta ulega zmianom w takt zmian napięcia sieci energetycznej. Duża bezwładność termiczna włókna żarówki powoduje, że podczas przejścia napięcia sieci przez zero temperatura włókna spada niewiele. Wystarczy to jednak do modulowania strumienia świetlnego częstotliwością 100 Hz. Częstotliwość 100 Hz pochodzi stąd, że w jednym okresie napięcia sieci 50 Hz włókno żarówki rozgrzewa się tak samo dla dodatniej jak i ujemnej połówki napięcia. Różne rodzaje żarówek będą charakteryzowały się różną głębokością modulacji, czyli amplitudą zmian natężenia światła. Najmniejszą modulację wykazują żarówki halogenowe, o masywnym włóknie charakteryzującym się dużą bezwładnością cieplną.
o)
O-------1-
Ri
r
ŚMJ
L [h] X R1 [k2] Ś R2[kfl] � Ci [Mf]
f[Hz]---=J
Rys. 2 Schemat: a) indukcyjnojci aktywnej, b) obwodu rezonansowego
Rys. 3 Schemat i charakterystyka wąskopasmowego wzmacniacza 100 Hz
Wykorzystując modulację strumienia świetlnego promieniowanego przez żarówkę można zatem zbudować urządzenie reagujące tylko na światło żarowe. Niezbędny w tym celu jest wąskopasmowy wzmacniacz, pozwalający na wydzielenie tylko jednej częstotliwości 100 Hz charakterystycznej dla strumienia świetlnego pochodzącego z żarówki. Zbudowanie wzmacniacza o wąskim paśmie przepustowym wymaga zastosowania obwodu rezonansowego.
Klasyczny obwód rezonansowy składający się z kondensatora i cewki nie wchodzi w rachubę, gdyż wykonanie cewki o dużej indukcyjności jest bardzo kłopotliwe. Problem można rozwiązać stosując układ wzmacniacza operacyjnego i elementów RC symulujących indukcyjność. Schemat obwodu indukcyjności aktywnej przedstawiono na rysunku 2a.
Jak widać rozwiązanie to jest bardzo proste. Aby uzyskać dużą dobroć indukcyjności wymagany jest duży stosunek wartości rezystorów R2/R1,
co wynika ze wzorów zamieszczonych pod schematem. Szeregowe połączenie indukcyjności aktywnej z kondensatorem C tworzy odpowiednik szeregowego obwodu rezonansowego (rys. 2b). Częstotliwość rezonansowa takiego obwodu może być obliczona na podstawie wzoru Thomsona. Należy jeszcze przypomnieć, że impedancja rezonansowego obwodu szeregowego maleje do bardzo małej wartości w rezonansie. Do obliczeń wartości poszczególnych elementów wygodnie jest zastosować komputerowy program matematyczny, co pozwoli uniknąć błędów i uprościć proces " rachowania".
Mając już gotowy obwód rezonansowy można przystąpić do zbudowania wzmacniacza pasmowego. Schemat takiego wzmacniacza przedstawiono na rysunku 3. Obwód rezonansowy umieszczono w gałęzi sprzężenia zwrotnego wzmacniacza operacyjnego. Wzmocnienie wzmacniacza wynika ze stosunku rezystancji P+R do impedancji obwodu rezonansowego. Zatem dla częstotliwości rezonansowej, dla której impedancja obwodu szeregowego staje się bardzo mała wzmocnienie wzmacniacza będzie rosło.
Charakterystyka częstotliwościowa będzie miała kształt taki jak przedstawiono na rysunku 3. Przy okazji omawiania wzmacniacza pasmowego można przypomnieć, że pasmo wzmacniane Bjjg jest zdefiniowane zakresem częstotliwości dla których wzmocnienie zmniejsza się nie więcej niż o 3 dB w stosunku do wzmocnienia przy częstotliwości środkowej frj. Podobnie definiuje się pasmo wzmacniane B2o,JB- Stosunek częstotliwości rezonansowej obwodu frj do pasma B-^g nosi nazwę dobroci obwodu Q. Im większa jest dobroć obwodu tym jest on bardziej selektywny. Stromość zboczy charakterystyki częstotliwościowej określa współczynnik prostokątności p, będący stosunkiem pasma do pasma
24
Praktyczny Elektronik 9/1996
O
O
Rys. 4 Schemat ideowy włącznika
Po tym wstępie można już przystąpić do omówienia układu włącznika.
Opis układu
Światło promieniowane przez żarówkę odbierane jest przez diodę odbiorczą podczerwieni Dl. W praktyce przeprowadzono próby z kilkoma typami diod i wszystkie wykazywały dostateczną czułość w zakresie światła widzialnego. Dioda zasilana jest napięciem stałym za pośrednictwem filtru Rl, Cl eliminującego zakłócenia i przydźwięk sieci. Sygnał z diody odbiorczej doprowadzony zostaje do wtórnika emite-rowego Tl, który zapewnia separację pomiędzy diodą a wzmacniaczem pasmowym eliminując możliwość powstawania pasożytniczych oscylacji. Składowa zmienna sygnału z emitera Tl podawana jest na wejście nieodwracające wzmacniacza pasmowego US1A. W obwodzie sprzężenia zwrotnego wzmacniacza umieszczony został obwód rezonansowy dostrojony do częstotliwości 100 Hz. Obwód tworzą kondensator C4 i indu kcyjność aktywna składająca się ze wzmacniacza operacyjnego Bl, kondensatora C5 i rezystorów R6, R7. Potencjometr Pl umożliwia regulację wzmocnienia wzmacniacza US1A. Na rysunku 5 przedstawiono charakterystykę częstotliwościową wzmacniacza pasmowego.
Wejścia obu wzmacniaczy US1A i US1B polaryzowane są pomocniczym napięciem +6 V dostarczanym przez aktywny dzielnik napięcia w którym wykorzystano wzmacniacz US3B. Pracuje on w układzie wtórnika napięciowego polaryzowanego przez napięcie pochodzące z dzielnika R16, R17.
Napięcie zmienne z wyjścia wzmacniacza pasmowego kierowane jest do układu jednopołów-kowego prostownika idealnego US2A (nóżka 6). Prostownik pełni równocześnie funkcję wzmacniacza dodatnich połówek napięcia^ jego wzmocnienie wynosi 5 V/V. Wyprostowane połówki przebiegu doprowadzane są do komparatora US2B (nóżka 3) za pośrednictwem dzielnika R12, R14. Przy braku sygnału napięcie na wyjściu prostownika ma wartość 4-6 V, a za dzielnikiem (czyli na wejściu komparatora) +5,5 V. Jako napięcie referencyjne wykorzystano pomocnicze napięcie +6 V. Tak więc wyjście komparatora będzie znajdowało się w stanie niskim.
Jeżeli na odbiornik podczerwieni padnie światło z żarówki sygnał o częstotliwości 100 Hz zostanie wzmocniony i na wyjściu prostownika idealnego US2A pojawią się dodatnie połówki przebiegu. Spowoduje to naładowanie się kondensatora C7 do napięcia wyższego niż +6 V i zmianę stanu na wyjściu komparatora US2B. Kondensator C7 wraz z rezystorem R12 tworzą układ całkujący opóźniający włączenie się komparatora.
Praktyczny Elektronik 9/1996
25
Ku [dB]
40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 4- r - |

r
p
I__
.TT

yi
I /
---------
l_ ŚJ
/

/
i ) \
l / \

i ^s jj , r , -i
.-- \\ 1 ^-
10 00 1k "H f [HzJ 10k
Rys. 5 Charakterystyka wzmacniacza pasmowego z układu włącznika
R.ys. 6 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Stanowi to dodatkowe zabezpieczenie przed przypadkowym, sygnałem zakłócającym, mogącym zmienić stan komparatora. Zmiana stanu komparatora US2B powoduje naładowanie się kondensatora CIO i w efekcie zmianę stanu na wysoki na wyjściu drugiego komparatora US3A. Po zaniku sygnału komparator ten utrzymywany jest w stanie wysokim przez czas określony stałą czasową CIO, R19, R20. Dioda D4 zapobiega szybkiemu rozładowaniu się kondensatora CIO. Uzyskano w ten sposób dwie niezależne stałe czasowe odpowiedzialne za opóźnienie włączenia i wyłączenia urządzenia sterowanego przez układ.
Oba komparatory pracują, z pętlą histerezy wprowa-' dzaną przez rezystory R15 i R22.
Elementem wykonawczym może być triak VI włączany w zerze napięcia sieci przez optotriak Ql, lub przekaźnik Pkl sterowany przez tranzystor T2.
Układ zasilany jest napięciem + 12 V dostarczanym przez stabilizator US4. Jako prostownik wykorzystano diodę D6. Zastosowanie prostownika jednopołówkowego miało na celu wyeliminowanie możliwości przedostawania się przydźwięku sieci 100 Hz jaki powstaje w prostowniku dwupołówko-wym. Prąd pobierany w stanie czuwania jest niewielki ok. 15 mA i wzrasta do 22 mA przy włączonym układzie wykonawczym.
Montaż
i uruchomienie
Urządzenie ma zwartą konstrukcję. Na płytce drukowanej umieszczono wszystkie elementy łącznie z transformatorem sieciowym i bezpiecznikami. Przed montażem należy zdecydować się na rodzaj elementu wykonawczego.
26
Praktyczny Elektronik 9/1996
Jeżeli będzie to przekaźnik nie montuje się elementów Ql, VI, R25, R26. Natomiast przy zastosowaniu triaka pomija się elementy T2, D5, R24, Pkl.
Płytkę drukowaną zaprojektowano pod stabilizator LM 7812, lecz z powodzeniem można go zastąpić miniaturowym stabilizatorem LM 78L12, montując go w pozycji takiej jak pokazano na rysunku montażowym.
Jako odbiornik podczerwieni Dl można zastosować w zasadzie dowolny typ diody odbiorczej. Jeżeli jednak podczas uruchamiania urządzenie nie będzie działało prawidłowo należy spróbować zmienić diodę na inną. W prototypie zastosowano diodę BPW 84, która posiadała wystarczającą czułość dla światła widzialnego.
Elementy obwodu rezonansowego C4, C5, R6, R7 powinny posiadać tolerancję wykonania 5%. Gorsza tolerancja elementów może doprowadzić w niekorzystnym przypadku do zmiany częstotliwości środkowej obwodu rezonansowego i znacznego pogorszenia czułości.
Po zamontowaniu wszystkich elementów i sprawdzeniu poprawności montażu można włączyć zasilanie. W pierwszej kolejności należy sprawdzić napięcie zasilające +12 V na wyjściu stabilizatora US4 i pomocnicze napięcie +6 V na wyjściu wzmacniacza operacyjnego US3B (nóżka 1). Potencjometr Pl ustawić w środkowym położeniu. Do wyjścia komparatora US3A (nóżka 7) dołączyć woltomierz. W pomieszczeniu ze zgaszonym światłem żarowym (próby najlepiej wykonywać w dzień) napięcie na wyjściu komparatora US3A powinno być niski ok. 1,3 V. Po włączeniu światła woltomierz z niewielkim opóźnieniem ok. 1 sek. powinien wskazać napięcie +11 V. Jeżeli to nie nastąpiło należy regulować potencjometrem Pl.
Sprawdzony układ można zamontować w miejscu przeznaczenia. Jeżeli będzie on służył do zapalania dodatkowego światła (żarówki) należy wyregulować czułość i dobrać takie położenie odbiornika podczerwieni Dl, aby układ nie reagował na włączaną przez siebie żarówkę, która także wysyła światło zmodulowane przebiegiem 100 Hz. Objawia się to tym, że układ po zapaleniu żarówki na którą ma reagować zapala dodatkowe światło, które będzie się świecić mimo zgaszenia żarówki "sterującej".
W przypadku gdy mimo regulacji czułości i położenia odbiornika Dl okaże się to niemożliwe pozostaje włączenie szeregowo z żarówką "sterowaną" diody prostowniczej 400 V/2 A. Dioda ta spowoduje, że strumień świetlny wysyłany przez żarówkę "sterowaną" będzie modulowany częstotliwością 50 Hz. Włączenie diody spowoduje także spadek jasności świecenia, który można zrekompensować zastosowaniem żarówki o większej mocy.
Problemów tych nie ma w przypadku sterowania innego urządzenia np. wentylatora w łazience. Opóźnienie włączenia się wentylatora po zapaleniu światła można regulować dobierając wartość kondensatora C7. Natomiast czas pracy wentylatora po zgaszeniu świa-
tła można dobrać zmieniając wartość kondensatora C10 i rezystorów R20, R19. Przy zmianie wartości rezystora R20 należy także zmienić wartość rezystora R22, która powinna być ok. 10 razy większa od wartości rezystora R20.
Wykaz elementów
US1-^US3 -TL072
US4 - LM 7812 (78L12)
Tl, T2 - BC 547B
Dl - BPW 84
(lub inna odbiorcza podczerwieni)
D1-^D5 - 1N4148
D6 - BYP 401-50^-1000 (1N4001-M007)
Ql - MOC 3043
VI - BT 136 triak
R6 - 120 fi/0,125 W 5%
R25, R26 -220 fi/0,125 W
R5, R24 -lkfi/0,125W
R23 - 3,3 kft/0,25 W
R3 -4,7 kf2/0,125 W
R18 - 10 kfł/0,125 W R8, R9,
R16, R17 -22kfi/0,125W
Rl -33kfi/0,125W R13, R14,
R20, R21 -47 kQ/0,125 W
RIO, Rll - 100 kfi/0,125 W
R7 -200 kfi/0,125 W 5%
R19 -220 kfi/0,125 W
R2 -240 kfi/0,125 W
R4 -470 kft/0,125 W
R15, R22 - 1 Mfi/0,125 W
C12, C13 - 47 nF/50 V ceramiczny
C5 - 220 nF/63 V 5% MKSE-20
C4 - 470 nF/63 V 5% MKSE-20
C2 -470 nF/63 V MKSE-20
Cl, C9 -l^F/50V
C3, C6, C8 - 10 //F/25 V
C7* - 22 /iF/25 V
C10ł, Cli -47/iF/25 V
C14 - 100 /iF/25 V
PK1 - przekaźnik 12V/5A P4088
Bl - WTAT 2 A/250 V
B2 - WTAT 63 mA/250 V
Trl - TS 2/15 płytka drukowana numer 286
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 3,76 zł (37.600 zł) + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O mgr inż. Dariusz Cichoński
Praktyczny Elektronik 9/1996
27
Uzupełnienie do artykułu pt. "Centralka domofonu"
22k M+i
MC
C4 47pF
M-
MIKROFON
ElEKTRETOWY
CM-18
o-.
i
C1 C2 2,2pF 100n
C3-L
Rys. 1 Schemat podłączenia mikrofonu ME-61 i CM-18 do centralki domofonu
Do redakcji napłynęła duża fala listów od Czytelników budujących centralkę domofonu. Problem najczęściej poruszany dotyczy mikrofonu elektretowego. W centralce domofonu zastosowano mikrofon elektretowy ME-61, posiadający trzy wyprowadzenia. Może on z powodzeniem zostać zastąpiony mikrofonem CM-18 z dwoma wyprowadzeniami (rys. 1). Układ podłączenia mikrofonu był kilkakrotnie poruszany na łamach PE, co zresztą zaznaczono w artykule. Zaprojektowanie płytki pod mikrofon z trzema wyprowadzeniami umożliwia zastosowanie mikrofonu z dwoma wyprowadzeniami. Na odwrót jest to znacznie bardziej kłopotliwe.
Redakcja
"Znów za rok matura..."
Wrzesień to miesiąc powrotów, do szkoły. Niektórzy z Was zakończą swą edukację w szkole średniej, inni w zasadniczych szkołach zawodowych. Już dziś warto pomyśleć o pracy dyplomowej lub końcowej. Bardziej zapobiegliwi uczynili to przed wakacjami.
Zamieszczony poniżej wykaz niektórych urządzeń, prezentowanych na łamach naszego miesięcznika, który pozwoli Warn łatwiej wybrać temat pracy. W wykazie tym podany jest tytuł artykułu, numer i rocznik oraz występująca w tym artykule płytka drukowana. Osoby nie posiadające wszystkich miesięczników, mogą zamawiać kserokopie poszczególnych artykułów. Niestety redakcja nie posiada wszystkich egzemplarzy archiwalnych. Przy zamawianiu płytek drukowanych należy podać numer płytki i ilość sztuk. Inne informacje są zbędne. Zasady zamawiania podawane są w każdym numerze na stronie 3 pod spisem treści.
Wykaz ułożony został w taki sposób, aby komplety artykułów i płytek drukowanych były umieszczone obok siebie. Pełny wykaz płytek drukowanych, oraz ich cennik był publikowany w numerze 7/96 PE.
Bardzo często pytacie w swoich listach o dodatkowe informacje dotyczące publikowanych urządzeń. Niestety, artykuły publikowane na łamach naszego miesięcznika są artykułami pełnymi i nie posiadają informacji uzupełniających. Dodatkowe dane dotyczące zastosowanych podzespołów elektronicznych, musicie znaleźć w katalogach firm produkujących te podzespoły. Redakcja nie wysyła kserokopii katalogów. Podzespoły występujące w poszczególnych artykułach można zamawiać w firmie wysyłkowej " LARO" której adres można znaleźć na IV str. okładki PE.
Tytuł artykułu
Generator PAL
Generator PAL - rozbudowa
Analizator widma
Analizator widma -
pole odczytowe
Alarm samochodowy
z kodem cyfrowym
Korektor graficzny mono
Korektor - sterowanie
potencjometrami
Korektor - potencjometr
elektroniczny
Korektor - wyświetlanie nastaw
Korektor - pamięć charakterystyk
Woltomierz na C 520D
(LCD lub LED)
Zegar MC 1204
Pozytywka do zegara MC 1204
Wyświetlacz do zegara MC 1204
Zegar MC 1206, wyświetlacze,
wzmacniacze
Zegar MC 1206 -
sekundy cyfrowe
Zegar MC 1206 (MC 1204) -
sekundy analogowe
Betametr
Betametr - układ parowania
Miliwoltomierz ICL 7107
Wzmacniacz z regulacją
barwy dźwięku
Zasilacz do wzm. z regulacją
barwy dźwięku
Nr/Rok 1/92 5/92 3/92 Nr Płytk 00A 032 001
1/93 034
4/92 2/92 004 001
4/92 021
4/92 5/92 7/93 022 023 070
4/92 5/92 5/92 5/92 010-015 024 028 029
2/93 040-043
3/93 048
3/93 1/93 2/93 2/93 049 036 044 045-046
5/93 058
5/93 057
Praktyczny Elektronik 9/1996
Tranzystorowy korektor graficzny 6/93 064-065 Obrotomierz cyfrowy - mnożnik 10/94 165
Generator sygnałowy Generator funkcyjny ICL 8038 12/94 174
65.5H-74 MHz 5/93 073 Generator funkcyjny -
Sonda logiczna CMOS-TTL - płyta główna 1/95 186
diody LED 6/93 074 Korektor graficzny mono x 7 12/94 175
Sonda logiczna CMOS-TTL - Analizator widma
wyświetlacz 6/93 075 wyśw. ciekłokrystal. 1/95 176
Sonda - generator lkHz 7/93 076 Słuchawki bezprzewodowe
Sonda - woltomierz C 520D 7/93 077 nadajnik 1/95 183
Częstościomierz generator 9/93 088 Słuchawki bezprzewodowe -
Częstościomierz - licznik 9/93 089 odbiornik 1/95 184
Częstościomierz - wyświetlacz 9/93 090 Charakterograf 2/95 188
Częstościomierz - sterowanie 10/93 091 Mikser audio 2/95 189
Częstościomierz - układ wej. 11/93 092 Sterownik świateł - sterownik 3/95 190
Częstościomierz - układ wej. 11/93 093 Sterownik świateł - nadajnik 3/95 191
Częstościomierz - Zasilacz laboratoryjny 0-h30V/3A 3/95 195
preskaler 150 MHz 12/93 094 Wstępny stabilizator tyrystorowy 4/95 196
Częstościomierz - Zabezpieczenie przed zanikiem
wyświet. WA, wzm. segm. 1/94 117-118 fazy 4/95 201
Przetwornik U/f 10/93 098 Zdalne sterowanie oświetleniem 5/95 203
Przetwornik f/U 10/93 099 Elektroniczny przełącznik wejść 5/95 204
Miernik wysterowania z pamięcią 11/93 100 Woltomierz 4 i 1/2 cyfry
Zasilacz laboratoryjny 12/93 107 (ICL 7135) 5/95 205
Wzmacniacz mocy 150 W 12/93 108 Mikrofon bezprzewodowy 6/95 208
Wzmacniacz mocy - zabezpiecz. 1/94 115 Mikrofon bezprzewodowy -
Stół mikserski - odbiornik 7/95 216
wzmacniacz kanałowy 3/94 113 Mikroprocesorowy zegar sterownik 6/95 210
Stół mikserski wzmacniacz sumy 4/94 131 Alarm samochodowy pilot 6/95 212
Stół mikserski - zasilacz 5/94 134 Alarm samochodowy - centralka 6/95 213
Stół mikserski - układ komutacji 11/94 168 Alarm samochodowy -
Stół mikserski - radiopowiadomienie 7/95 214
wskaźnik przesterowania 11/94 169 Generator sygnałowy AM 8/95 217
Ośmiokanałowa przystawka " Oscyloskop" cyfrowy 8/95 219
do oscyloskopu 2/94 121 " Oscyloskop" cyfrowy -
Przystawka wobulacyjna 3/94 125 klawiatura 8/95 220
Generator znaczników 4/94 132 Przetwornik "True RMS" 9/95 223
Zdalne sterowanie - pilot 5/94 135 Generator wobulowany 9/95 224
Zdalne sterowanie - Zdalnie ster poten. obrotowy -
wzmacniacz wstępny 5/94 136 nadajnik 9/95 225
Zdalne sterowanie - odbiornik 5/94 137 Zdalnie ster. poten. obrotowy -
Zdalne sterowanie - odbiornik 9/95 226
dekoder rozk. analog. 7/94 140 Automatyczna blokada telefon. 9/95 227
Zdalne sterowanie - Uniwersalna ładowarka
sterowanie potenjom. 6/94 141 akumul. Ni-Cd 10/95 231-232
Zdalne sterowanie - Mikroprocesorowy miernik
potencjometry elektr. 9/94 157 częstotliwości 10/95 233
Zdalne sterowanie - Mikropr. miernik częstot.
potencjometry analog. 10/94 166 -mikroprocesor 10/95 234
Licznik do magnetofonu 6/94 143 Mikropr miernik częstot.
Aktywna sonda do oscyloskopu 6/94 144 -płyta przednia 11/95 235
Ładowarka akumulatorów Ni-Cd 7/94 148 Mikropr. miernik częstot.
Oscyloskop - zasilacz 7/94 150 -wzm. wejściowy 11/95 236
Oscyloskop generator Preskaler 1,3 GHz 12/95 237
i synchronizacja 8/94 151 Generator akustyczny 11/95 238
Oscyloskop - wzmacniacz X i Z 8/94 152 Dzwonek-"ZŁY PIES",
Oscyloskop - wzmacniacz Y 9/94 153 "WYBUCH", "KRZYK" 11/95 239
Oscyloskop dzielnik wejściowy 9/94 154 Miernik zniekształceń nieliniowych 12/95 243
Wzmacniacz 100 W 8/94 158 Zasilacz z woltomierzem
Obrotomierz cyfrowy - licznik 10/94 164 i amperomierzem 12/95 245
Praktyczny Elektronik 9/1996
29
Termostatyzowany generator
kwarcowy
Aparatura zdalnego ster.
- szyfrator Aparatura zdalnego ster.
- odbiornik Aparatura zdalnego ster.
- wykonawcze Aparatura zdalnego ster.
- serwo
Cyfrowy odczyt częstot. UKF Echo i pogłos elektroniczny Regulator żarówek halogenowych Wachlarzowy miernik wysterowania Generator szumów
12/95 246
2/96 247
8/96 248
2/96 249
4/96 1/96 1/96 3/96 265 250 252 258
3/96 3/96 260 261
Rejestrator sygnałów cyfrowych 6/96 268
Zamek szyfrowy
na kartę optyczną 5/96 269
Zasilacz napięcia zmiennego 5/96 270
Automat perkusyjny - generator 5/96 271
Automat perkusyjny - matryca 5/96 272
Automat perkusyjny -
instrumenty 6/96 273
Miniaturowy odbiornik
stereofoniczny 7/96 275
Ultradźwiękowy miernik
odległości 7/96 278
Centralka domofonu 8/96 279-280
Wzmacniacz mocy DMOS-150 W 8/96 282
Detektor gazu z sygnalizacją
akustyczną 8/96 283
Redakcja
Aparatura do zdalnego sterowania - strojenie odbiornika
Filtry Fl i F3 zostały wykonane na rdzeniach cewek 7x7 serii 100. Fabryczny filtr delikatnie rozbieramy i odwijamy nawinięte tam uzwojenia. Jeżeli w obudowie filtru znajduje się wewnętrzny kondensator także należy go wylutować. Oba filtry nawija się drutem w emalii DNE <^0,l mm.
W filtrze F3 nawija się 90 zwojów. Końce uzwojenia lutuje się do dwóch skrajnych nóżek w rzędzie z trzema nóżkami. Dodatkowo w obudowie należy zamontować miniaturowy kondensator styrofleksowy 1 nF/25 V 5% KSF 020-ZM. Jeżeli zamontowanie kondensatora nie będzie możliwe można go przylutować do nóżek cewki po stronie druku.
Więcej pracy wymaga nawinięcie filtru Fl. Początek drutu nawojowego lutujemy do środkowej nóżki filtru w rzędzie z trzema nóżkami. Następnie nawijamy 64 zwoje i wyprowadzenie lutujemy górnej nóżki (patrząc od góry filtru), także w rzędzie z trzema nóżkami. Dalej nawijamy w tym samym kierunku 26 zwojów, a zakończenie cewki lutujemy do dolnej nóżki w rzędzie z trzema nóżkami. Uzwojenie wtórne nawijamy tym samym drutem, 26 zwojów. Wyprowadzenia lutujemy do dwóch wolnych nóżek. Także w tym filtrze należy zamontować kondensator styrofleksowy 1 nF/25 V 5% KSF 020-ZM. Łączy się go do nóżki środkowej i dolnej w rzędzie z trzema nóżkami. Po nawinięciu obu filtrów zakłada się na nie metalowe obudowy ekranujące.
Do wejścia płytki przylutowuje się antenę wykonaną z odcinka przewodu o długości ok. 1 m. Po wykonaniu tych czynności można przystąpić do uruchamiania odbiornika. Po doprowadzeniu napięcia zasilania 4,8 V mierzymy pobór prądu powinien on wynosić ok. 15 mA. W pobliżu (do 1 m) umieszczamy włączony nadajnik z wysuniętą na pełna długość anteną. Do kolektora T2
podłączamy oscyloskop. Kręcąc rdzeniem cewki L2 staramy się uzyskać jak największą amplitudę przebiegu na wyjściu odbiornika. Następnie stroimy filtry F3 i Fl także starając się uzyskać jak największą amplitudę przebiegów. Na sam koniec przeprowadzamy strojenie cewką LI. Po wstępnym dostrojeniu rdzenie cewek powinny znajdować się wewnątrz karkasów, a nie wystawać z góry lub dołu. Jeżeli w cewce lub filtrze rdzeń będzie wystawał, lub zakres regulacji okaże się niewystarczający należy dobrać wartość kondensatora połączonego równolegle z cewką.
Obraz obserwowany na oscyloskopie powinien być zbliżony do górnego przebiegu na rysunku 2 (PE 8/96). Przy bliskim umieszczeniu nadajnika przebieg może być nieco zniekształcony.
Teraz zwijamy antenę odbiornika i składamy antenę nadajnika. Odchodzimy z włączonym nadajnikiem na taką odległość aby na ekranie oscyloskopu następowały zaniki przebiegu. Ponownie przystępujemy do strojenia cewek i filtrów w kolejności podanej powyżej starając się uzyskać maksymalną amplitudę przebiegu na ekranie oscyloskopu. Po zakończeniu strojenia rdzenie cewek LI i L2 i filtrów Fl i F3 zabezpieczamy poprzez zalanie ich gorącą parafiną.
Do uruchomionego odbiornika dołączamy deszyfra-tor i sprawdzamyjego działanie na poszczególnych wyjściach. Prawidłowo zmontowany deszyfrator nie wymaga uruchamiania. Pozostajejeszcze sprawdzić zasięg działania aparatury w terenie. Powinien on wynosić ok. 600 m. Antenę nadajnika ustawia się pod kątem 45�. Odbiornik umieszcza się na wysokości ok. 1,5 m nad ziemią z dala od przedmiotów metalowych. Także antenę odbiornika rozciąga się pod kątem 45�.
O Marek Grześkowiak
Wysyłkowa sprzedaż elementów elektronicznych
Oteru|emy wyłącznie części objęte poniższa ofertą. Istniało możliwość zamawiania pojedynczych części lub całych kompletów do układów opublikowanych w PRAKTYCZNYM
ELEKTRONIKU. Przy zamawianiu pełnego zestawu części należy podać numer płytki drukowanej (zgodnie z numeracją przyjętą w PE) I Dość kompletów, z zaznaczeniem, że chodzi o części elektroniczne .W zamówieniach prosimy podawać informacje, czy w przypadku braku którejś z pozycji zamówienie można zrealizować częściowo.
W związku z trudnościami w nabyciu części używanych w archiwalnych numerach PE oferowane komplety części zawierają pozycje ujęte w ofercie .
Niektóre części ujęte w wykazach elementów do poszczególnych płytek mogą zostać zastąpione zamiennikami ścisłe odpowiadającymi ich parametrom.. Zamówienia prosimy kierować na adres:
LARO S.C. 65-958 ZIELONA GÓRA 8
skr. poczt, nr 149
Realizacja zamówień za zaliczeniem pocztowym w terminie do trzech tygodni od dnia wpłynięcia zamówienia. Koszt wysyłki wynosi 6,00 zł (60.000 zł) bez względu na kwotę pobrania. Ceny podane w cenniku wyrażone są w nowych złotych według cen brutto. Firma zastrzega sobie możliwość zmian cen w stosunku do cen drukowanych w poniższe} ofercie.
I Płytki drukowane i zaprogramowane EPROMY można zamawiać wyłącznie w redakcji PE |
W zamówieniach prosimy podać informację , czy w przypadku braku którejś pozycji zamówienie można zrealizować częściowo
Układy scalam (analogowa)
A 2410 3,10 zt
A277D 5,00 zt
C520 7,00 Zt
ICL 7107 9,50 Zł
ICL 7135 24,05 zł
ICL 8038 17,16 zł
LM319 1,80 zł
IM 324 1,50 zł
LM358 1,50 zł
LM386 2,30 zł
IM 393 1,30 zt
LM3915 7,03 zt
LM85S0 5,00 Zt
MC 1024 1,50 zt
MC 1025 4,50 zł
MC 1204 6,50 zł
MC 1206 11,70 zł
MC 1210 2,00 zł
MN3207 12,20 zt
TCA730 7,95 zl
TCA740 18,18 zt
TDA1002 12,00 zt
TDA1029 16,62 zł
TDA2003 3,30 zł
TDA2004 5,70 zł
TDA2030 5,10 zt
TDA2822 4,80 zt
TDA7240A 7,00 zt
TEA0665 13,90 zt
TL071 3,00 zł
TL072 2,97 zł
11074 3,50 zł
TL082 2,70 zt
TL084 3,50 zł
U2OO8B 6,30 zt
U2400B 12,00 zt
U893BSE 7,10 zł
UL1042N 2,00 zł
UL1111N 0,70 zł
UL 1219N 1,10 zł
UL1242N 0,80 zł
UL1244N 1.00 zl
UL1322N 0,95 zl
UL1520L 4,50 zl
UL16O9N 5,00 zl
UL1970N 3.50 zt
UL7523N 0,50 zt
ULN2803A 5,95 zl
ULY7741N 1,20 zt
ULY 7855N 1,50zt
UM3758-120A 4,50 zt
UM66T 2,00 zl
XR4151 22,50 zł
MA733 1,90 zł
Stabilizatory
L200 5,94 zl
LM350 20,50 zł
LM7805 1,70 zł
LM78L05 1,20 zl
LM 78S05 4,10 zt
LM78O6 1,70 zt
LM7808 1,70 zt
LM7809 1,70 zł
LM 7812 1,70 zl
LM 78L12 1,20 zł
LM7815 1,70 zt
LM7818 1,70 zl
LM 7824 1,70 zl
LM7905 1,70 zt
LM79L05 1,44 zł
LM 7912 1,70 zl
LM 7915 1,70 zł
Układy scalone (cytrowa)
CD 4000 0,75 zt
CD 4001 1,10zt
CD 4010 1,65 zl
CD 4011 1,00 zł
CD 4013 1,26 zł
CD 4015 1,70 zł
CD 4017 1,50 zł
CD 4020 1,70 zł
CD 4022 1,60 zt
CD 4023 0,65 zl
CD 4026 2,27 zt
CD 4029 1.95 zł
CD 4040 1,95 zł
CD 4046 2,20 zł
CD 4047 2,30 zł
CD 4049 1,35 zł
CD 4050 1,30 zt
CD 4051 1,60 zl
CD 4053 1,90 zł
CD40M CD 4060 CD 4066 CD 4069 CD 4071 CD 4073 CD 4075 CD 4081 CD 4093 CD 4094 CO 4098 CD 40102 CD 40103 CD 40106 CD 4511 CD 4518 CD 4520 CD 4538 CD 4541 UCY7400 UCY 7404 UCY 7407 UCY 7410 UCY 7447 UCY 7474 UCY 7475 UCY 7490 UCY 7493 UCY 74123 UCY 74121 UCY 74164 UCY 74192 UCY 74193 UCY 74549 LS38 LS74 LS76 LS244 LS374 LS573 74S132 74HC123 74HC573 74HCT00 74HCT245 74HCT573 74HCT574 ADC0S04 80CS1 80C52
Pamięci
6116
Tranzystory
2SC2314
BC237A
BC237B
BC238A
BC238B
BC236C
BC239B
BC239C
BC307B
BC308A
BC3O8B
BC 327-16
BC 337-16 BC 337-25 BC 338-16 BC394 BC413B
2.60 Zl 1,90 zl 1,20 Zł 1,30 zł 1,60 zl 0.85 zl 0,60 Zł 1,10 zł 1,30 zł 2.10 zl 1,90 zt 4.68 zl 4.50 zt 1.60ZI 2,50 zt 2,88 zt 1,60 zt 2,60 zl 1.95 zł 0,40 zł 0,40 zł 0,90 zl 0,40 zl 1.80ZI 0,85 zl 0,60 zt 0,90 zl 0,60 zl 0,65 zł 0,55 zł 0,95 zl 1,30 zl 1,30 zl 5,90 zl 0.60 zt 1,20 zt 1,00 zt 2.00 zł 2,30 zl 5,95 zl 1,20 zl 2,00 zt 2,75 zt 1.20 zt 2,10 zl 2.00 zł 2,35 zł
14,44 zl 7,20 zl
14,50 zt
7,20 zl
4,50 zl 0,20 zl 0.20 zt 0,20 zl 0,20 zł 0,20 zl 0.20 zl 0.20 zl 0,20 zt 0,20 zt 0,20 zl 0,20 zł 0,20 zł 0,20 zt 0.20 zl 0.20 zt 0,20 zl 0,20 zł
BC414B 0.20 zł
BC547B 0,20zt
BC557B 0,20 zl
BD127 2,10 zl
BD129 2,63 zl
BD135 0,65 zł
BD 135-16 0,65 zł
BD136 0,65 zl
BD 136-16 0,65 zl
BD137 0,65 zl
BD 137-16 0,65 zl
BD 138-16 0,70 zt
BD139 0,70 zl
BD140 0,70 zt
BD281 2,50 zt
BD282 2,50 zł
BD285 3,00 zł
BD391 3,00 zl
BD392 3,00 zł
BD396 3,00 zl
BD681 1,50 zt
BD682 1,50 zt
BF194 0,40 zt
BF195 0,40 zt
BF240 0,55 zł
BF241 0,40 zł
BF245A 0,35 zł
BF 245B 0,90 zł
BF314 0,55 zł
BF440 1,50 zt
BF457 1.35 zt
BF966 2.20 zt
BFR 91A 1,20 zt
BUZ11 6,60 zł
TIP 142 6,00 zł
TIP 147 6,00 zł
Tyrystory
BT 151-650 4,44 zt
BTP 128-400 8,10 zt
BTP 129-750 6,60 zl
Triakl
BT136-500 2,30 zł
Diody uniwersalne
AAP120 0,10 zt
1N4148 0,05 zl
BA 159 0,20 zł
BA 182 0,20 zl
BA 794 0,10 zt
Diody prostownicze
1N5402 0,30 zl
1N4007 0,11 zl
BYP350-8K 0,30 zł
BYP 401-50 0,09 zl
BYP 401-100 0,09 zt
BYP 401-200 0,09 zt
BYP 401-400 0,10 zt
BYP 401-500 0,10 zl
BYP 401-600 0,10 zł
BYP671-350R 1,90 zl
Mostki prostownicze
B125C1000 0,40 zt
KBL06 3,00 zl
KBU4D 1,90 zł
KBU60 4,00 zł
BR104 3,30 zł
Diody Zeneia
ICL 8069 3,70 zl
LM336Z-5V 3,50 zł
BAP811 0,20 zl
BA 812 0,36 zł
BZPS83C3V3 0,20 Zl
BZP683C3V8 0,20 zl to
BZP683C3V9 0,20 zł
BZP683C4OT 0,20 zt
BZP683C5V1 0,20 Zt
BZP683C5V6 0,20 zl
BZP683C6V2 0,20 zt
BZP 683 C6V8 0,20 Zl
BZP 683 C7V5 0,20 zł
BZP 683 C8V2 0,20 zł
BZP 683 C9V1 0,20 zl
BZP 683 CIO 0,20 zl
BZP683C11 0,20 zt
BZP683C12 0,20 zt
BZP683C15 0,20 zt
BZP 683 C16 0,20 zl
BZP683C18 0,20 zł
BZP 683 C20 0,20 zl
Diody pojemnościowe (warikapy)
BB104G 0,20 zl
BB105S 0,20 zt
Tranaoptory
CNY17 1,60 zł
MOC3020 3.60 zl
MOC3O40 4,20 zl
MOC3043 4,90 zt
TCST5123 4,70 zl
Diody podczerwieni
BPV22F 2,05 zl
BPW84 1,80 zt
LD271 0,80 zl
RPP130 2,30 zl
TFMS5360 5,95 zt
Diody LED
L10R 1,20 zł
L53SRC/D 1,50 zł
L5R 0,20 zl
L5G 0,20 zl
L5Y 0,20 zt
L5R/G 0,50 zł
L2x5R 0,20 zł
L2x5G 0,20 zl
L2x5Y 0,20 zl
L2x5R/G 0,90 zt
L5x5R 0,35 zł
Wyświetlacze LCD
LM060L 52,00 zl
Wyświetlacze siedmiosegmentowo LED
CQV31 2,50 zt
CQV35 2,50 zt
CQV 32 2,50 zł
CQV36 2,50 zt
MAN6710 4,00 zt
MAN6410 4,00 zl
MAN6740 4,00 zl
MAN 6440 4,00 zl
TDSY1150 3,50 zł
Rezonatory kwarcowe
0-32.768 kHz 0,82 zt
0-3.2768 MHz 2,27 zt
O-4.000 MHz 1,50 zl
0-4,194304 MHz 2,64 zł
0-4,433619 MHz 2,15 zł
0-5,12 Mhz 2,70 zł
O-8.867230MHZ 2,30 zl
0-10,000 MHz 1,50 zl
0-12,000 MHz 1,60 zt
0-20,000 MHz 2,26 zt

.5�

O-27.14SMHZ 1,91 zt
Rezystory 0,25 W
Wszystkie rezystory z szsrftgu O.OSzl
E24 5% od wartości
1 a do 4,7Mn
drabinka razystorowa 8x 0,49 zl
10KQ SPIN
Rezystory 0,5 W
111/0,5 W 0,13 zł
2,20/0,5 W 0,13 zt
4,7 a/0,5 W 0,13 zt
22 a/0,5 W 0,13 zl
47 a/0,5 W 0,13 zl
100 n/0,5 w 0,13 zl
150O/0.5W 0,13 zl
220 0/0,5 W 0,13 zl
27onra,sw 0,13 zl
330a/0,5W 0,13 zl
2,2 ka/0,5 W 0,13 zt
2,7 kn/0.5 W 0.13 zt
3,3 ka/0,5 w 0,13 zl
4,7kO/0.5W 0,13 zt
6.8 ka/0,5 W 0,13 zt
10 ka/o,5 w 0,13 zt
47 ka/0,5 W 0,13 zt
120 ka/0,5 W 0,13 zl
240 kO/0,5 W 0,13 zl
330 ka/0,5 W 0.13 zl
Rezystory 1 W
isa/i w 0,35 zt
33 0/1 W 0,35 zl
470 a /1 W 0.35 zt
620 a/1 W 0.35 zt
680 a/1 W 0,35 zt
82kO/1 W 0,35 zt
820 kO/1 W 0,35 Zl
Rezystory 2 W
0,5 O/2 W 0,45 zl
ia/2W 0,45 zl
100 a/2 w 0,45 Zl
120 a/2 w 0,45 zl
220 0/2 W 0,45 zl
470 a/2 W 0,45 zl
i,5ka/2W 0,45 zl
3kU/2W 0,45 zl
3.9ka/2W 0,45 zl
i0ka/2W 0,45 zl
22 Ul/2 W 0,45 zl
Rezystory 5 W
0,1U/5WRDO 1,00 zl
0,22a/SWRDO 1,00 zl
0.33O/5WRDO 1,00 zl
0,5ia/5WRDO 1,00 zl
10/5 W RDO 1,00 zl
2,2a/5WRDCO 1,00 zl
4,70/5 W R0CO 1,00 zl
8,2a/5WRDCO 1,00 zl
10O/5WRDCO 1,00 zl
15O/5WRDC0 1,00 zl
22O/5WRDC0 1,00 zl
27O/5WRDC0 1,00 zl
Potencjometry montażowe
TVP1232-100Q 0,40 zl
TVP 1232-220 O 0,40 zt
TVP 1232-470 O 0,40 zl
TVP 1232-1 Ul 0,40 zt
TVP 1232-2.2 Ml 0,40 zl
TVP 1232-4,7 Ul 0,40 zt
TVP 1232-10 kil 0,40 zt
TVP 1232-15 kO 0,40 zt
TVP 1232-22 kO 0,40 zt
TVP 1232-47 ka 0,40 zl
TVP 1232-100 Ul 0,40 zl
TVP 1232-220 Ul 0,40 zl
TVP 1232-470 Ul 0,80 zl
TVP1232-1MO 0,80 zl
Potencjometry wieloobrotowo
CT 32-470 a 2,50 zt
CT 32-1 Ul 2,50 zl
CT 32-2,2 Ul 2,50 zl
CT 32-5 Ul 2,50 zl
CT 32-10 Ul 2.50 zl
CT 32-22 Ul 2.50 zl
CT 32-47 Ul 2,50 zl
CT 32-100 Ul 2,50 zl
DM 102-10 Ul 25,00 zt
WTA 2601-100 Ul-A 1,00 zt
Potencjometry obrotowe
1 Ul-A 1,70 zt
2,2 Ul-A 1,70 zt
4,7 Ul-A 2,30 zl
10 Ul-A 1,70 zl
10U1-B 1,70zl
22 kil-A 1,70 zl
22 kil-B 1,70 zl
47 Ul-A 1,70 zt
47U1-B 1,70 zl
100 Ul-A 1,70 zl
100 Ul -B 1,70 zt
220 Ul-A 1,70 zt
470 Ul-A 3,60 zl
1 MO-A 1,70 zl
2x47 Ul-A 3,70 Zl
2x47 Ul -B 3,70 zt
2x47 kil-M+N 3,70 zl
2x100Ul-A 3,70 zl
Potencjometry suwakowe
22U1-BSVP 3,50 zl
100 Ul-A SVP 1.90 Zl
Kondensatory ceramiczne
na napięcie 50V_______________cena: 0,06 zł
1pF 2,2pF 3,3pF 4,7pF 5,6pF S,2pF 10pF
12pF 15pF 18pF 22pF 27pF 33pF 39pF 47pF
56pF 68pF 100pF 120pF 150pF 160pF 220pF 270pF
330pF 470pF 560pF 680pF 1nF 1,5nF 2,2nF 3,3nF
4,7nF 10nF 15nF 22nF 47nF
na napięcie 50V |68nF jiO0nF|6,6pF I
na napięcie 250V
cena: 0,15 zł cena :0,23 zł
liOOpFl
5,6pF
J22PFJ
1nF
Kondensatory *tyrofleksowe
1SpF/630VKSF 0,24 zl
18pF/630VKSF 0,24 zt
47 pF/630 V KSF
56pF/630VKSF
82pF/160VKSF
100pF/160VKSF
120pF/160VKSF
150pF/160VKSF
160pF/160VKSF
180pF/180VKSF
200pF/160VKSF
220pF/160VKSF
240pF/160VKSF
270 pF/25 V KSF
330 pF/63 V KSF
390pF/160VKSF
430pF/160VKSF
470pF/160VKSF
620 pF/25 V KSF
750pF/63VKSF
820pF/160VKSF
1 nF/160VKSF 1,2nF/25VKSF 1,5nF/63VKSF 1,6nF/25VKSF 1,8nF/63VKSF
2 nF/25 V KSF 2,4nF/160VKSF
3 nF/63 V KSF 3,3 nF/25 V KSF 3,9nF/160VKSF 4,7nF/160VKSF 5,1 nF/63 V KSF 5,6 nF/63 V KSF 6,8nF/160VKSF 10 nF/63 V KSF 22nF/160VKSF
0,30 zt 0,30 zt 0,20 zt 0,10 zl 0,20 zt 0,22 zl 0,22 zt 0,22 zl 0,11 zl 0.25 zl 0,25 zl 0,10 zt 0,10 zt 0,14 zt 0,27 zt 0,16 zl 0,10 zl 0,11 zt 0,29 zl 0,36 zl 0,12 zl 0,16 zl 0,16 zl 0,12 zt 0,12 zt 0,36 zl 0,30 zl 0,12 zt 0,35 zl 0,36 zl 0,20 zl 0,20 zl 0.40 zl 0,36 zl 0,47 zl
Kondensatory z folii metalizowanej
3,3nF/100VMKSE 0,20 zt
4,7nF/100VMKSE 0,20 zt
6,8 nF/400 V MKSE 0,20 zt
10nF/100VMKSE 0,20zt
10 nF/400 V MKSE 0,20 zt
15 nF/400 V MKSE 0,20 zt
22nF/250VMKSE 0,20 zt
22 nF/400 V MKSE 0,20 zt
33nF/100VMKSE 0,20 zt
33 nF/250 V MKSE 0,23 zt
47nF/100VMKSE 0,20 zt
47 nF/630 V MKSE 0,35 zt
68nF/100VMKSE 0,20 zl
100 nF/100 V MKSE 0,25 zt
100 nF/630 V MKSE 0,35 zt
150 nF/63 V MKSE 0,20 zt
220 nF/100 V MKSE 0,31 zl
220 nF/630 V MKSE 0,60 zt
330 nF/100 V MKSE 0,34 zl
470 nF/100 V MKSE 0,36 zt
680 nF/100 V MKSE 0,48 zl
1HF/1OOVMKSE 0,60 zl
1 mF/250 V MKSE 0,80 zl
2,2 jiF/100 V MKSE 1,40 zl
Kondensatory polipropylenowe
1nF/1500VKFMP 1,08zl
10nF/1500VKFMP 1,26 zl
Kondensatory elektrolityczne
0,47(iF/50V 0,20 zl
1 iiF/63 V 0,30 zl
2,2mF/63V 0,20 zt
4,7|4F/50V 0,20 zt
4,7|lF/250V 0,95 zl
10|lF/25V 0,20 zl
1O(|F/5OV 0,20 Zl
10pF/63V 0,20 zl
22|lF/25V 0,20 zl
22|lF/50V 0,20 zl
47|lF/16V 0,20 zt
47(lF/25V 0,20 zt
47(iF/50V 0,25 zl
47pF/63V 0,30 zl
47łlF/250V 2,25 zl
100|lF/10V 0,20 zt
100jiF/25V 0,20 zl
100mF/40V 0,50 zt
100mF/63V 0,50 zl
220(iF/25V 0,30 zt
220mF/50V 0,60 zl
470pF/16V 0,50 zl
470|4F/25V 0.55 zl
470|4F/50V 0,65 zł
1.000jiF/16V 0,50 zł
1.000|4F/25V 0,80 zł
2.200mF/16V 0,90 zl
2.200 mF/35V 1,60 zt
2.200 jiF/50V 2,00 zt
2.200 (iF/63V 6,10 zt
4.700 (jF/40 V 3,30 zt
4.700 pF/50 V 9,33 zl
4.700 mF/63 V 8,82 zt
Kondensatory tantalowe
1HF/25V196D 0,50 zl
2,2||F/16V196D 0,40 zl
4,7(iF/16V196D 0,60 zl
10(iF/25V196D 1,20 zł
47yF/16V196D 3,80 zl
Trymery
3-10pF/160V 0,95 zł
3,5-12 pF/160 V 0,95 zł
5-20pF/160V 0,95 zt
7-30pF/160V 0,95 zł
Dławiki
1(iH 0,25 zl
4,7 mH 0,25 zl
10(iH 0,25 zt
22 mH 0,25 zt
33 mH 0,25 zl
56 (iH 0,28 zt
100 jiH 0,25 zt
120(iH 0,25 zt
330 mH 0,25 zt
1 mH 0,25 zl
Filtry
FCM-5,5 0,90 Zt
FCM-6,5 0,90 zl
FCM-10,7 0,40 zl
Przetworniki piezoelektryczne
PIEZ-20 0,40 zt
PIEZ-27 0,50 zt
PIEZ-30 0,60 zl
BUZZER 2,80 zl
Mikrofony
CM-18 1.10 zl
Przełączniki
B100R 2,50 zt
CS312-ON 0,50 zt
MTS-102 1,00 zl
MTS-202 1,20 Zt
MTS-203 1,30 zt
P2P 0,50 zt
P3P 0,50 zl
Pl 0,50 zt
ZM-109 0,40 zl
Przekaźniki
RM82P/6V 9,64 zl
RM 81 P/12 V 7,93 zl
RM82P/12V 9,64 zl
RM 82P/24 V 9,64 zl
P4088 2,20 zl
Gniazda
BL009.1 0,18 zl
BL010.1 0,20 zł
BL013.1 0,28 zł
BL021.1 0,42 zł
PFL004.1 1,00 zl
JUMPER 0,06 zł
BNC-50-G 4,20 zt
GC-1 0,50 zt
GC-3 1,00 zl
GDB-9 0,90 zt
GMJM 0,40 zl
GMJS 0,60 zl
GP910 1,20 zl
GPA-250V/6.3A 2,50 zl
RA-16 2,50 zl
Wtyki
ASL004.1 0,11 zl
ASL016.2 0,40 zł
ASLK004.1 0,13 zł
ASLK009.1 0,28 zł
ASLK010.1 0,31 zł
ASLK013.1 0,41 zt
ASLK021.1 0,65 zl
WDB-9 0,90 zł
WDB-25 1,80 zł
Bezpieczniki
Wkładki topikowe 200 mm 0,25zł
WTA/250V csty szereg od
wartości 63mA do 10A
Podstawki
P8 0,15 zł
P14 0,20 zł
P16 0,25 zł
P18 0,30 zt
P20 0,35 zł
P24 0,40 zt
P28 0,45 zt
P40 0,50 zt
LŚ
Oferta będzie uzupełniana o elementy wykorzystywane w płytkach opracowywanych w nowych artykułach PE.
"LARO-8.C.
POTRÓJNE TRANSCEIVERY DIGITAL 942 (KF + CB + UKF)
Emisje: CW, SSB, FM, AM, RTTY, SSTV, FAX, Packet-Radio. Zakresy: 20 kHz -f 31,7 MHz, 50-^ 60 MHz, 140 4- 150 MHz w jednym urządzeniu. Moc 4 W, czułość 0,2 ^V. Cena 1670 zł.
TRANSCEIVERY DIGITAL 96
Emisje: CW, SSB, RTTY, SSTV, FAX, Packet-Radio. Pełne pokrycie 50 kHz + 31 MHz. Mikroprocesorowe sterowanie, syntezer częstotliwości, cyfrowa skala, przestrajanie cyfrową gałką, pamięci, wbudowany klucz elektronowy, moc 4 W, czułość 0,2 jaV, duża odporność na skrośną modulację, BK, XIT, RIT, itd. Cena 820 zł
LINIOWE WZMACNIACZE 1,5 -s- 30 MHz 50 WAT MOCY WYJŚCIOWEJ
Wszystkie rodzaje emisji, moc sterująca 4 W.
Odporne na zwarcia i brak obciążenia. Układ przeciwsobny na zachodnich tranzystorach
WYKRYWACZE WSZELKICH RADIOWYCH PODSŁUCHÓW
Mieszczą się w dłoni, lokalizują miejsce ukrycia podsłuchu, zakres pracy od fal krótkich, aż do kilku GHz (przetestowano do 3 GHz). Absolutna prostota obsługi -jeden przycisk. Przydatne w biznesie i nie tylko ... Cena 130 zł.
V-MOS
MS 1307
Cena
160
zł
Zestawy do samodzielnego montażu transceiverów DIGITAL 942, oraz DIGITAL 96. W skład zestawu wchodzą: uruchomiony sterownik mikroprocesorowy, płytki drukowane, komplet dokumentacji (razem z instrukcją uruchamiania), komplet cewek, elementy nietypowe. Cena zestawów: DIGITAL 942 - 380 zł, DIGITAL 96 - 330 zł.
Informacje (gratis): V-Electronics, ul. Sucharskiego 17, 65-001 Zielona Góra tel/fax 26-67-55 Prowadzimy także sprzedaż wysyłkową za zaliczeniem pocztowym. Dla sklepów upusty.
ELEKTRONICY
PŁYTY, KITY, URUCHOMIONE URZĄDZENIA
Oscyloskop 20 MHz , generator AM/FM - PLL z wobulatorem 200 MHz, dip-meter 200 MHz, miernik cyfrowy I, U, R. C, zasilacz impulsowy 12 V/20 A, radiotelefon CB, transciver KF SSB/CW sterowanie
proporcjonalne KF, wzmacniacz UKF 100 W,
telewizja amatorska 430 MHz, wykrywacz metali
VLF z PLL, echosonda 50 m, wzmacniacz m.cz.
Hex Fet 100 W, oraz ponad 300 innych urządzeń.
OBNIŻKA CEN, ZAWSZE AKTUALNE
NOWY KATALOG - KOPERTA + ZNACZEK 2 zl
PEP WROCŁAW 17 Skr. Poczt. 1625
ELDRUK
Produkcja obwodów drukowanych
ul. Kożuch o wska 63
65-364 Zielona Góra, tel. 20-43-55_________
Nie wykonujemy pojedynczych egzemplarzy płytek drukowanych.
A-Z Elektronik
oferuje w sprzedaży wysyłkowej
Uniwersalny Mikroprocesorowy
Miernik Częstitliwości
do samodzielnego montażu. Zestaw składa się z dwóch uruchomionych płytek, wymaga wykonania połączeń pomiędzy płytkami oraz preskalera z obwodem wejściowym Pomiar częstotliwości w zakresie 0,1 -30 MHz, 30- 1500 MHz Pomiar z poprawką na poszczególne częstotliwości (4 różne poprawki: 9,000; 10,700; 10,695; 21,400 MHz) Poprawka dotycząca rodzaju emisji (AM, FM, USB, LSB) Dowolny wybór dokładności pomiaru 1 Hz- 1 kHz Zamówienia oraz prośby o bliższe informacje prosimy kierować pod adres A-Z Elektronik ul. Elektronowa 2 65-730 ZIELONA GÓRA Tel. [phone] w 113 Tel. [phone] w 113
SAM WYKONASZ OBWODY DRUKOWANE
Zestaw (laminat, wyłrawiacz, instrukcja) cena 4,50 zł + opłaty pocztowe.
Płatne za zaliczeniem pocztowym. Oferuję sam laminat jedno- i dwustronny.
Chlorek żelazowy i pisaki do wykonania obwodów drukowanych. Katalog bezpłatnie. Pracownia Elektroniczna skr. poczt. 344, 90-950 Łódź - 1
zawsze aktualne I
Cena 115 zł brutto
A7
CLCKTAONIK
Sprzedam wobuloskop, analizator widma do1 GHz tel. [phone]
Kupię Lampy 6I145C do Rubina 714 tel.[phone]
SPRZEDAŻ WYSYŁKOWA ELEMENTÓW
Sprzedaż wysyłkowa prowadzona jest w ścisłej współpracy z redakcją Praktycznego Elektronika przez firmę LARO S.C. Asortyment elementów obejmuje wszystkie urządzenia publikowane na łamach Praktycznego Elektronika. Szczegółowy wykaz elementów, wraz z cenami można znaleźć w numerze 4/96 PE na stronach WV.
LARO S.C.
65-958 ZIELONA GÓRA skr. poczt, nr 149
IiVFOIKompleksowe zaopatrzenie serwisów w podzespoły elektroniczne
-trafopowielacze
- piloty VISA, GBS, HQ, KÓNIG
- półprzewodniki
- pełny program KÓNIG - ELECTRONIC
Infoelektronika tel. (0-68)
św. Cyryla i Metodego 3 24-36-00, 65-533 Zielona Góra 26-71 -03
TRANSET
zestawy do samodzielnego montażu, oraz zmontowane i zestrojone płytki:
a profesjonalnych wykrywaczy metali z dyskryminacją oraz Pj,
Q przystwaki zmieniającej OTV w wielokanałowy oscyloskop,
ż generator funkcji 0,01 Hz-M MHz, radiotelefony CB, i wiele innych zestawów. Informator - koperta + znaczki na list polecony. ul. Szkolna 2 - 58-550 KARPACZ
Sprzedam super wykrywacz do złota -srebra zasięg 1 km i do 40 m w głąb ziemi. Informacje: koperta + 3 znaczki. Kazimierz Tukałło ul. Katowicka 36/1, 41-710 Ruda Śląska
PRAKTYCZNY
ISSN 1232-2628

cena 2,70 zł
SJ ~
wrzesień
nr 9 '97

Parametry techniczne drutów nawojowych
W poprzednich numerach PE nieco uwagi poświęciliśmy zasilaniu urządzeń elektronicznych. Opisaliśmy także sposoby obliczania napięć niezbędnych do zasilania różnych układów i przedstawiliśmy wzory w oparciu o które można obliczyć liczbę zwojów przy przewijaniu transformatora. Niejako kontynuacją tego tematu jest garść uwag dotycząca budowy transformatora sieciowego i drutów stosowanych przy jego nawijaniu.
Transformator sieciowy składa się z kilku podstawowych elementów, do których można zaliczyć blaszki rdzenia, karkas, i elementy mocujące. W zależności od typu transformatora kształt blaszek z których wykonany jest rdzeń może być różny. Na rysunku 1 przedstawiono różne kształty blaszek. Najczęściej spotyka się rdzenie wykonane z blaszek El (rys. la) i LL (rys. lb). Pozostałe rozwiązania spotykane są sporadycznie. Kształty blaszek podyktowane są trzema czynnikami, z których pierwszy to maksymalne zmniejszwenie odpadu przy wycinaniu blaszki, drugi to jak najmniejsza ilość przecięć w obwodzie magnetycznym, a trzeci to łatwość składania rdzenia.
Rys. 1 Typy najczęściej spotykanych blaszek
transformatorowych: a) El, b) LL, c) M,
d) Ul, e) EE, f) El ze szczeliną
W czasach lampowych odbiorników radiowych w filtrach zasilaczy stosowano dławiki zmniejszające tętnienia napięcia. Dławik taki wyglądał jak zwykły transformator. Zasadniczą jednak różnicą był rdzeń wykonany z blaszek transformatorowych ze szczeliną (rys. lf). Blaszka taka, która może mieć jeden z kształtów pokazanych na rysunku 1 nie nadaje się do wykonania rdzenia transformatora sieciowego
Podczas rozbierania rdzenia możemy zauważyć, że blaszki poukładane są na przemian. Jest to bardzo
ważne, dlatego też na rysunku 2 przedstawiono prawidłowe układanie blaszek w rdzeniu.
Przy układaniu blaszek należy zwracać uwagę, aby nie dopuścić do powstania najmniejszej nawet szczeliny w obwodzie magnetycznym rdzenia. Powstanie szczeliny zwiększy bowiem prąd jałowy transformatora, i zwiększy rozproszenie pola magnetycznego mogącego wpływać na poziom zakłóceń wnoszonych do układów elektronicznych przez niewielkie nawet sprzężenie magnetyczne transformatora z czułymi obwodami wejściowymi.
Rys. 2 Prawidłowe, na przemian składanie blaszek
transformatorowych
a)
r JTO 1UIBIJ-11


"=ilfrf iirrairriirniir �*
rrrip ni jjmi mm on 11111 I Uli urn nil
3 4 5| 1 2 3 4 5

Ik 6 " j 8 9 10
� II 0 III I II III urn iii
Rys. 3 Kształty karkasów i dodatkowych kształtek
nakładanych na karkas dla: a) karkasu pojedynczego, b) karkasu dzielonego
Ciąg dalszy na str. 30
Wrzesień nr 9/97
SPIS TREŚCI
Parametry techniczne drutów nawojowych.......................................................2
Gra bitwa morska i nie tylko............................................................................4
Prostownik do ładowania akumulatorów samochodowych................................8
Elektronika inaczej cz. 20 - obwody polaryzacji tranzystorów........................12
Zasady prenumeraty.......................................................................................17
Tester pojemności ogniw - dokończenie.........................................................18
Sterownik - regulator temperatury do urządzeń grzejnych..............................19
Karta zamówień.............................................................................................24
Sterownik bipolarnych silników krokowych...................................................25
Silniki krokowe.............................................................................................29
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym w terminie do trzech tygodni. Nie przyjmujemy zamówień telefonicznych. Koszt wysyłki wynosi: 8,00 zł bez względu na kwotę pobrania. W sprzedaży wysyłkowej dostępne są archiwalne numery "Praktycznego Elektronika": 3/92; 1/94; 8-12/95; 1-12/96; 1-9/97. Cena jednego egzemplarza 2,70 zł plus koszty wysyłki. Kserokopie artykułów i całych numerów, których nakład został wyczerpany, wysyłamy w cenie 1,75 zł za pierwszą stronę, za każdą następną 0,25 zł plus koszty wysyłki.
Zamówienia na płytki drukowane prosimy przesyłać na kartach pocztowych, lub kartach zamówień zamieszczonych w PE 9/97.
Wydawca ARTKELE, Zielona Góra Ogłoszenia i reklamy
Ogłoszenia można nadsyłać listownie na adres redakcji załączając dowód wpłaty należności za ogłoszenie na konto: ARTKELE WYDAWNICTWO TECHNICZNE ul. Jaskółcza 2/5 65-001 Zielona Góra KOMUNALNY BANK SPÓŁDZIELCZY, Zielona Góra 96680009-102847-27003-1
Ceny:
- 1 cm2 ogłoszenia ramkowego - 2,70 zł + 22% VAT
(najmniejsze ogłoszenie 20 cm2) -ogłoszenia drobne do 40 słów- 1,35 zł + 22% VAT
Redakcja nie ponosi żadnej odpowiedzialności za treść reklam i ogłoszeń.
Adres redakcji:
"Praktyczny Elektronik"
ul. Jaskółcza 2/5
65-001 Zielona Góra
tel. niestety czasowo brak telefonu
Red. Naczelny mgr inż. Dariusz Cichoński
Artykułów nie zamówionych nie zwracamy. Zastrzegamy sobie prawo do skracania i adiustacji nadesłanych materiałów i artykułów.
Opisy układów elektronicznych i urządzeń zamieszczonych w "Praktycznym Elektroniku" mogą być wykorzystane wyłącznie dla własnych potrzeb. Wykorzystanie ich do celów zarobkowych i innych wymaga zgody autora artykułu. Przedruk całości lub fragmentów "Praktycznego Elektronika" możliwy jest po uzyskaniu zgody redakcji.
Skład: Małgorzata Ostafińska, Druk: ZZG "ATEXT" sp. z o.o. pl. Pocztowy 15, 65-958 Zielona Góra
Praktyczny Elektronik 9/1997
Gra bitwa morska i nie tylko
Tym razem proponujemy wykonanie prostego urządzenia służącego do zabawy. Stanowić ono może idealny materiał na prezent dla młodszego rodzeństwa. Do świąt Bożego Narodzenia co prawda daleko, ale warto już teraz pomyśleć o prezentach pod choinkę. Urządzenie może być zasilane z baterii, wówczas
o
\-o
03 O-
o
o-
o-
"D
i-O O-
W NJ -" O
- �

o cn
1 o
cn
M
O
-n H CTi
i__ 00 r-
i O Z
oo cn
o
r
NJ Dr-
o
o on
< c
. OJ K)
ó
Rys. 1 Schemat ideowy gry
można je zabrać w podróż, pod namiot lub na wyjazd "do rodziny" gdzie może okazać się zbawienną pomocą w walce z nudą.
Do dyspozycji mamy cztery różne gry: BITWA MORSKA, BIERKI, KOSTKA oraz REFLEKS.
Zastosowanie nowoczesnego mikrokon-trolera jednoukładowego pozwoliło na znaczne uproszczenie konstrukcji i zwiększenie możliwości urządzenia wyłącznie kosztem wzrostu złożoności programu.
Dodatkowo przy zasilaniu bateryjnym, program może przejść w tryb ograniczonego poboru mocy w którym pobiera mniej niż 100 /iA prądu.
Opis układu
Na rysunku 1 przedstawiony został schemat ideowy gry. Podstawą całej konstrukcji jest układ US1 - mikrokontroler jednoukła-dowy w obudowie 20 nóżkowej, posiadający 2 kB pamięci FLASH EPROM oraz 128 bajtów pamięci RAM. Jest on taktowany zegarem o częstotliwości 4 MHz. Algorytm gry nie jest czasochłonny, a zastosowanie rezonatora kwarcowego o mniejszej częstotliwości pozwoliło na ograniczenie mocy pobieranej przez mikrokontroler. Do komunikacji z graczem służy 6 klawiszy, 4 diody świecące oraz 2 wyświetlacze siedmiosegmentowe.
Za sterowanie wyświetlaczy od strony anod odpowiedzialny jest szeregowy rejestr przesuwny US2 (74164). Informacja o stanie poszczególnych segmentów przekazywana jest przez mikrokontroler w postaci szeregowej. Wspólne katody wyświetlaczy są multipleksowane za pośrednictwem tranzystorów Tl i T2. Wszystkie klawisze zostały dołączone do portu P3 mikrokontrolera, a diody świecące do czterech linii portu Pl. l\la płytce automatu grającego znajduje się również prostownik oraz stabilizator napięcia US3, pozwalający na dołączenie układu do sieci za pośrednictwem transformatora.
Opis montażu i uruchomienia
Urządzenie jest proste i nie wymaga uruchamiania. Po zmontowaniu ze sprawnych elementów, powinno działać zaraz po włączeniu zasilania.
Zabawkę można wykonać w wersji przenośnej wykorzystując do jej zasilania baterie. Zakres napięć zasilających waha się od 3 do 6 V. Można więc użyć od 2 do 4 ogniw R6, R14 lub pojedynczą baterię 3R12.
Praktyczny Elektronik 9/1997
D1 D3
a O I . aCH
D4
D2fe
a u i' Airi
-DEJ-
O
US2
US1
UD
�* r^
WL6 CÓRA WL2
LEWO
O
PRAWO
WL3
O
89C2051
O
DÓŁ
WŁ4
WL1
Hlh )12MHZQO
o o
START
o
Rys. 2 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Przy zasilaniu bateryjnym układ US2 musi być w wersji HCMOS (74HC164). Nie montujemy też prostownika PR1 oraz stabilizatora napięcia US3. Zwieramy na płytce pola lutownicze pod wyprowadzenia 1 i 3 układu US3, a zasilanie doprowadzamy do wyprowadzeń "+" i "masa" mostka prostowniczego PR1.
Do przełączania zabawki w tryb ograniczonego poboru mocy konieczne będzie zamontowanie dodatkowego klawisza RWRDN oznaczonego na schemacie linią przerywaną. Jednokrotne jego wciśnięcie spowoduje uśpienie mikrokontrolera pobór prądu spadnie poniżej 100 /iA. Tryb ograniczonego poboru mocy można rozpoznać po tym, że wyświetlacze oraz diody świecące pozostają wygaszone. Ponowne wciśnięcie klawisza PWRDN spowoduje powrót do normalnej pracy.
Jako GŁ1 można wykorzystać głośnik dynamiczny małej mocy lub przetwornik piezoelektryczny. W tym drugim przypadku rezystor R2 należy zastąpić zworą.
Aby możliwe było wykonanie zwartej i małej obudowy, wszystkie mikrołączniki muszą mieć przedłużone wyprowadzenia, rezonator kwarcowy Ql zamontowany poziomo nad kondensatorami C2 i C3, a kondensator C8 i układ US3 zamontowane w pozycji leżącej. Pod układ USl należy obowiązkowo zastosować podstawkę.
Opis programu
Do dyspozycji mamy cztery gry. Po uruchomieniu urządzenia na wyświetlaczach pojawia się wskaza-
nie [- -]. Przy pomocy mikrołączników LEWO, GÓRA, PRAWO, DÓŁ dokonujemy wyboru gry. Przyporządkowanie gier do klawiszy jest następujące:
LEWO - BITWA MORSKA
GÓRA - BIERKI
PRAWO - KOSTKA
DÓŁ -REFLEKS
Po wybraniu gry jednym z w/w klawiszy, na wyświetlaczu pojawia się symbol gry. I tak dla gry BITWA MORSKA jest to symbol Pl, BIERKI - P2, KOSTKA - P3, REFLEKS - P4. Wybór akceptujemy klawiszem START, po wciśnięciu którego następuje rozpoczęcie gry. Poniżej podajemy opis poszczególnych gier.
BITWA MORSKA
Gra w bitwę morską jest bardzo popularna, dlatego pewnie każdy zna jej zasady. Dla przypomnienia podajemy je poniżej. "Bitwa morska" w wersji klasycznej wymaga dwóch graczy. Celem gry jest zatopienie wszystkich okrętów przeciwnika. Okręty rozmieszczone są na planszy podzielonej na kwadraty. Najczęściej spotykane są plansze o wymiarach 10x10 oznaczone w pionie kolejnymi literami alfabetu, a w poziomie cyframi. Każdy z graczy posiada dwie plansze: na jednej rozmieszcza swoje okręty, a na drugiej zaznacza swoje strzały oddane w "obszar zajmowany przez okręty przeciwnika". Trafienie któregoś z okrętów upoważnia do powtórzenia
Praktyczny Elektronik 9/1997
strzału. Wygrywa ten z graczy, który pierwszy zatopi wszystkie okręty przeciwnika.
Do gry w bitwę morską z wykorzystaniem opisywanej tutaj " maszyny grającej" nie potrzebujemy drugiej osoby, będą jednak konieczne dodatkowe rekwizyty w postaci dwóch plansz o wymiarach 10x10. Na pierwszej z nich (A) zaznaczać będziemy rozmieszczenie własnych okrętów oraz strzały "przeciwnika" (czyli komputera), a na drugiej (B) własne strzały. Na rysunku 3 przedstawiony został przykładowy wygląd plansz. Poszczególne kolumny ponumerowane zostały cyframi od 0 do 9, natomiast wierszom przyporządkowano litery alfabetu od A do J.
Zasady gry są następujące. Na planszy A rozmieszczamy losowo wszystkie nasze okręty tak, żeby nie stykały się ze sobą żadnym polem tzn. żadne z pól zajmowanych przez jeden z naszych okrętów nie może stykać się z polem zajmowanym przez drugi okręt -schematycznie zasadę rozmieszczania okrętów przedstawiono na rysunku 4. Do naszej dyspozycji jest 10 okrętów:
- 1 czteromasztowiec,
- 2 trzymasztowce,
- 3 dwumasztowce
- 4 jednomasztowce.
Po rozpoczęciu gry oddaje się na przemian po jednym strzale. Jeżeli przeciwnik trafił okręt, to ma prawo do ponownego strzału.
Grę rozpoczyna komputer. Po wybraniu rodzaju gry, rozpoczynamy ją przyciskiem START. Wówczas automat rozmieści w sposób losowy swoje okręty i na wyświetlaczu poda swój pierwszy strzał np. C5. Jeżeli żaden z naszych okrętów nie został trafiony, to zaznaczamy na pierwszej planszy strzał komputera, przyciskamy klawisz START i typujemy nasz strzał. Do wyboru celu służą klawisze GÓRA, DÓŁ oraz LEWO, PRAWO. Klawiszami GÓRA, DÓŁ przesuwamy się po wierszach od A do J, a klawiszami LEWO, PRAWO po kolumnach 0 do 9. Na wyświetlaczu pokazuje się nasz wybór, który akceptujemy ("odpalamy działo") klawiszem START (strzałowi towarzyszy krótki sygnał dźwiękowy).
0 1 2 3 4 5 6 / 8 9
A
B
C
D
E
F
G
H
1
J
0123456789
i i i i
Ś^ m mm urw\
f



di



Rys. 3 Wygląd plansz do gry BITWA MORSKA I przykładowym rozmieszczeniem statków
Rys. 4 Zasady umieszczania statków w grze Bitwa morska
Praktyczny Elektronik 9/1997
Jeżeli któryś z okrętów został trafiony wówczas zapali się dioda żółta Dl. Zatopienie okrętu sygnalizowane jest świeceniem diody czerwonej D4. W obu przypadkach mamy prawo do powtórzenia strzału. Oczywiście na planszy B zaznaczamy nasz strzał, żeby go później nie powtórzyć. Kolejne strzały akceptujemy klawiszem START.
Jeżeli komputer trafił w nasz statek, wówczas musimy go o tym powiadomić, zaraz po jego strzale zapalając klawiszem WYBÓR diodę żółtą D3, jeżeli został trafiony lub diodę D2 jeżeli został zatopiony. (Zapalanie odbywa się sekwencyjnie tzn. w kolejności: D3, D2 wygaszone; D3 zapalona, D2 wygaszona; D3 wygaszona, D2 zapalona.) Następnie wciskamy klawisz START. Ponieważ automat trafił w nasz statek więc ma prawo do ponownego strzału. Dlatego też zaraz po wciśnięciu klawisza START na wyświetlaczu pojawi się następny strzał maszyny. Jeżeli maszyna zatopi wszystkie nasze okręty to odpowiedni sygnał dźwiękowy oznajmi nam jej zwycięstwo. Przegrana "elektronowego mózgu" zostanie przyjęta z powagą i milczeniem.
BIERKI
Jest to zmodyfikowana nieco, znana od dziesiątków lat liczbowa gra strategiczna. Rzecz polega na tym, że z kupki określonej liczby przedmiotów (kamieni, monet, zapałek itp.) dwóch grających bierze po kolei dowolną ich liczbę od jednego do trzech włącznie. Nie wolno przy tym opuszczać kolejnego ruchu. Przegrywa ten, kto w ostatnim ruchu musi zabrać wszystkie pozostałe przedmioty w liczbie od jednego do trzech.
W wersji elektronicznej początkowa liczba przedmiotów, które dalej będziemy nazywać punktami, jest równa 17. Taka właśnie liczba ukazuje się na wyświetlaczu po rozpoczęciu gry. Pierwszeństwo ruchu ma człowiek, odejmując kolejno punkty (w liczbie od jednego do trzech) klawiszem DÓŁ lub dodając (korygując) klawiszem GÓRA. Zakres zmian mieści się oczywiście w liczbie 3 np. W pierwszym ruchu ustawić możemy tylko wartości 16, 15 lub 14. Akceptacji ruchu dokonuje się klawiszem START. W następnej kolejności automat pokazuje przez 1 sekundę liczbę punktów odejmowanych przez niego (każdemu odejmowanemu punktowi towarzyszy sygnał dźwiękowy) po czym wyświetla stan po ich odjęciu. Przegrywa ten, kto doprowadzi do wskazania 0. Koniec gry sygnalizowany jest charakterystyczną sekwencją dźwięków.
KOSTKA
W zasadzie nie jest to gra, może jednak okazać się pomocna przy wielu grach planszowych. Jest to symulowanie rzutu dwiema kostkami. Po przyciśnięciu klawisza START na wyświetlaczu pojawi się wskazanie imitujące wirowanie bębna, a głośnik wyda z siebie dźwięk, który przy odrobinie dobrej woli można uznać za odgłos wydawany przez kostki w drewnianym kubku. Po 1 sekundzie na lewym wyświetlaczu pojawi się liczba oczek, która wypadła na pierwszej kostce (od 1 do 6), a na prawym liczba oczek na drugiej kostce.
Wytrwali mogą spróbować szczęścia i sprawdzić za którym razem wypadną im dwie szóstki. Można też rzut kością wykorzystać do gry w oczko. Jeszcze jednym ciekawym zastosowaniem tej gry może być obliczenie prawdopodobieństwa wypadania oczek, lub sekwencji oczek na dwóch kostkach. Przy obliczaniu prawdopodobieństwa należy pamiętać, że w układzie zastosowano generator pseudolosowy, tak więc wyniki mogą nieco odbiegać od wartości obliczonych teoretycznie.
REFLEKS
Ostatnia z gier podobnie jak KOSTKA nie jest typową grą, a testem refleksu gracza. Pojej rozpoczęciu, na wyświetlaczach będą ukazywać się w losowej kolejności cztery znaki specjalne, oznaczone w tekście literami A, B, C, D pokazane na rysunku 5.
WSKAZANIE A
WSKAZANIE B
WSKAZANIE C
WSKAZANIE D
Rys. 5 Znaki specjalne pojawiające się na wyświetlaczach w czasie gry REFLEKS
Jeżeli ukaże się znak "A", to należy jak najszybciej wcisnąć klawisz LEWO, klawisz PRAWO wciskamy po zobaczeniu znaku " D" , po wyświetleniu znaku " B" wciska się klawisz GÓRA, a po ujrzeniu na wyświetlaczach znaku " C" klawisz DÓŁ. Podczas testu liczony jest czas reakcji, dlatego musimy wciskać klawisze jak najszybciej. Po wyświetleniu czterdziestu losowych wskazań otrzymujemy wynik w postaci średniej wartości czasu reakcji w milisekundach. Oczywiście im mniej ich będzie tym lepiej. Przekroczenie zakresu średniego czasu reakcji powyżej 99 ms sygnalizowane jest sygnałem dźwiękowym, a na wyświetlaczach wskazywane są setki i dziesiątki milisekund. Na przykład wskazanie 15 któremu towarzyszy sygnał dźwiękowy oznacza czas reakcji 150 ms.
W czasie trwania każdej z gier można przejść do menu wyboru gry klawiszem WYBÓR, przytrzymując go na około 2 sekundy.
Autor życzy wszystkim Czytelnikom, którzy zdecydują się na wykonanie grającej maszyny, wiele radości i satysfakcji z jej użytkowania, mając jednocześnie na-
Praktyczny Elektronik 9/1997
dzieję, że dorówna ona swoim poziomem nawet najbardziej wyrafinowanym graczom.
Wykaz elementów
US1 - AT89C2051 z programem GRA
US2 - 74164, 74HC164
US3 - LM 7805
Tł, T2 - BC 557B
Dl, D3 LED kolor świecenia żółty
D2, D4 - LED kolor świecenia czerwony
Wl - MAN 6710 wyśw. siedmiosegmentowy wspólna anoda, kolor świecenia zielony
PR1 - mostek prostowniczy GB008
Ql - rezonator kwarcowy 4 MHz
R2 - 47 fi/0,25 W patrz opis w tekście
R9H-R15 - 200 fi/0,25 W
R3-^R6 - 390 fi/0,25 W
R7, R8 - 1 kfi/0,125W
Rl - 10 kfi/0,125 W
C2, C3 - 33 pF/50 V ceramiczny
C4, C5 - 47 nF/50 V ceramiczny
C7 - 100 nF/100V MKSE 018-02
Cl - 10 /iF/16 V 04/U
C6 - 47 /iF/16 V 04/U
C8 - 220 /iF/16 V 04/U
GL1 - głośnik dynamiczny lub piezo,
patrz opis w tekście WŁl-^-WŁ6 - mikrołączniki płytka drukowana numer 345
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki i zaprogramowany mikrokontroler z dopiskiem GRA można zamawiać w redakcji PE. Cena: płytka 345 - 4,27 zł
Mikrokontroler GRA - 35,00 zł + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O Tomasz Kwiatkowski
Prostownik do ładowania akumulatorów samochodowych
Wprawdzie jeszcze do zimy daleko, ale lepiej dmuchać na zimne, póki gorąco i zrobić sobie prostownik do ładowania akumulatora. Proponujemy prostownik z automatycznym wyłączaniem po naładowaniu i z możliwością cyklicznego doładowywa-nia lub ładowania odsiarczającego. Zwłaszcza to ostatnie pozwala przy odrobinie szczęścia na reanimację zaniedbanego akumulatora znajdującego się w końcowym okresie eksploatacji.
Dane techniczne:
Napięcie zasilania - 220 V/50 Hz
Maksymalna moc pobierana - 80 VA
Nominalne napięcie ładowania - 12 V
Nominalny prąd ładowania - 4 A
Maksymalne napięcie ładowania - 16 V
(wyłączenie automatyczne)
Minimalne napięcie ładowania - 11 V
(włączenie zabezpieczenia)
Doładowanie cykliczne
czas ładowania
- czas przerwy
45 s 15 s
Opis prostownika i schemat blokowy
Prostownik przewidziany jest do ładowania akumulatorów samochodów osobowych i motocykli. Możliwe jest ładowanie akumulatorów o dowolnej pojemności, przy czym czas ładowania będzie proporcjonalny do pojemności i stopnia rozładowania akumulatora. Po naładowaniu akumulatora prostownik wyłącza się automatycznie. Stan ten jest sygnalizowany miganiem diody LED. Dioda nie świeci się przy ładowaniu automatycznym - aktualny prąd ładowania wskazuje amperomierz.
Dioda świeci się ciągle po włączeniu doładowania cyklicznego. Do włączania ładowania automatycznego lub doładowania cyklicznego służą dwa przyciski chwilowe.
Akumulator eksploatowany niewłaściwie a zwłaszcza znajdujący się długo w stanie rozładowania ulega zasiarczeniu. Objawia się ono zmniejszeniem pojemności i zwiększeniem rezystancji wewnętrznej akumulatora. Podczas ładowania akumulatora zasiarczonego napięcie na jego zaciskach szybko wzrasta, a prąd ładowania jest dużo mniejszy niż w przypadku akumulatora prawidłowo eksploatowanego. Odsiarczenie akumulatora (przynajmniej częściowe) można uzyskać po kilkakrotnym ładowaniu i rozładowaniu małym prądem.
Można do tego celu wykorzystać doładowanie cykliczne przy jednoczesnym zapewnieniu prądu rozładowania rzędu 0,5-^1 A. Uzyskuje się to przez dołączenie równolegle do zacisków akumulatora odpowiedniej rezystancji lub żarówki samochodowej o mocy 6-^12 W. Cyklicznie przez 45 s akumulator jest ładowany a przez 15 s rozładowywany. Przy znacznym zasiarczeniu operacja ta może trwać 3-^5 dób.
Przy przeciążeniu prostownika, jeśli napięcie na zaciskach będzie mniejsze od 11 V zadziała zabezpieczenie. Jego praca objawia się okresowymi (co 0,5 s) próbami ładowania akumulatora widocznymi na amperomierzu. Jeśli chwilowy prąd ładowania jest wtedy duży, należy wyłączyć prostownik i sprawdzić akumulator (najczęściej zwarta tzw. cela).
Ładowanie akumulatora motocyklowego przeprowadza się przez szeregowo dołączoną żarówkę samochodową o mocy 12 W. Należy zwrócić uwagę na to, że prostownik nie działa bez dołączonego akumulatora.
Praktyczny Elektronik 9/1997
ah:
S 0 ,
RS
R 5
r J
KOMPARATOR �
16V 0
,
KOMPARATOR
1 IV
GENERATOR IMPULSÓW
GENERATOR 15/45s
WYTWARZANIE
IMPULSÓW STERUJĄCYCH
PROSTOWNIK TYRYSTOROWY
-220V
Rys. 1 Schemat blokowy prostownika
Nie może być wykorzystany do innych celów, np. oświetlenia żarówką samochodową lub zasilania odbiornika samochodowego.
Schemat blokowy prostownika pokazuje rys. 1.
Przerzutnik RS służy do zapamiętania włączonego stanu przyciskami A (ładowanie automatyczne) i C (doładowanie cykliczne). Wyjścia przerzutnika sterują działaniem układu sygnalizacji, włączają układ wytwarzania impulsów sterujących i blokują komparator 16 V.
Generator impulsów wytwarza przebiegi o okresie około 0,5 s, 30 s i 60 s. Pierwszy z nich jest wykorzystywany do sygnalizacji naładowania akumulatora po zadziałaniu komparatora 16 V lub do próbkowanego ładowania przy przeciążeniu. Przebiegi o okresach 30 i 60 s sterują generator 15/45 s, który wytwarza przebieg okresowy (15 s poziom niski i 45 s poziom wysoki). Przebieg ten steruje dołado-waniem cyklicznym.
Komparator 16 V wykorzystywany jest przy ładowaniu automatycznym do wyłączenia impulsów sterujących prostownik tyrystorowy po przekroczeniu maksymalnej wartości napięcia akumulatora (16 V). Włącza on wtedy miganie diody LED dołączonej do układu sygnalizacji. Komparator ten jest blokowany po wyborze do-ładowania cyklicznego.
Komparator 11 V podobnie jak poprzedni kontroluje napięcie na zaciskach akumulatora. Jeśli napięcie to jest mniejsze od 11 V rozpoczyna się ładowanie próbkowane. Około 0,25 s ładowania i następnie 0,25 s przerwy.
Układ wytwarzania impulsów sterujących jest prostym układem logicznym wytwarzającym impulsy sterujące prostownikiem tyrystorowym w zależności od stanu wejść sterujących. Impulsy sterujące podawane są do bramek tyrystorów prostownika tyrystorowego. Prostownik zasilany jest z obniżającego napięcie transformatora sieciowego. Do wyjścia prostownika dołącza się ładowany akumulator AK przez amperomierz A.
Działanie układu prostownika
Do zasilania części sterującej prostownika wykorzystywane jest napięcie ładowanego akumulatora. Napięcie to jest stabilizowane za pomocą diody zenera Dl do wartości około 9 V.
Jako przerzutnik RS wykorzystywanyjest przerzutnik typu D z układu US1 (CD 4013). Do wejścia zerującego R przerzutnika dołączony jest przycisk chwilowy "A" , włączający ładowanie automatyczne. Do wejścia ustawiającego S dołączony jest przycisk " C" (doładowanie cykliczne). Wyjście Q jest wykorzystywane jedynie do blokowania komparatora 16 V zrealizowanego na drugiej części US1. Stan wysoki na tym wyjściu pojawia się po wciśnięciu przycisku " C" . Powoduje wyzerowanie przerzutnika US1B.
Wciśnięcie przycisku "A" wywołuje stan niski na wyjściu Q i wysoki na wyjściu zanegowanym. Stan wysoki przez diodę D7 otwiera bramkę B US3
z układu wytwarzania impulsów sterujących. Otwiera także bramkę A US4 (układ sygnalizacji). Ponieważ na drugie wejście tej bramki jest podawany także poziom wysoki, na jej wyjściu jest poziom niski. Tranzystor Tl nie przewodzi i dioda LED D8 nie świeci.
Drugi przerzutnik z USl pełni rolę komparatora 16 V. Napięcie akumulatora podawane jest przez dzielnik R4 i równolegle połączone Pl, R6 do wejścia D przerzutnika. Do wejścia zegarowego podawane są zróżniczkowane impulsy sterujące z wyjścia bramki B US3. Jeśli napięcie na wejściu Djest mniejsze od około 1/2 napięcia zasilania USl (4,5 V), na wyjście Q przepisywany jest stan niski (0 V). Po przekroczeniu 1/2 napięcia zasilania na wyjście Q przepisany zostanie poziom wysoki włączający bramkę B US4, która podaje impulsy 0,5 s do bramki A US4 sterującej tranzystor Tl włączający diodę D8 (sygnalizacja przerywana). Poziom niski z wyjścia zanegowanego przerzutnika przez diodę D2 blokuje bramkę C US3 (układ wytwarzania impulsów sterujących). Jest to równoznaczne z wyłączeniem prostownika tyrystorowego i zakończeniem ładowania. Rezystor R5 zapewnia histerezę działania komparatora co zapobiega oscylacjom przy wyłączaniu ładowania.
Zależności czasowe są uzyskiwane dzięki układowi US2 (4060). Jest to układ CMOS zawierający w swoim wnętrzu generator oraz dzielnik częstotliwości. Generator w zasadzie przystosowany jest do współpracy z rezonatorem kwarcowym. W tym rozwiązaniu nie jest wymagana duża stabilność częstotliwości i dlatego pracuje jako generator RC, którego częstotliwość ustala się przez dobór elementów R8 i C3. Generowany przebieg powinien mieć okres około 3,7 ms, aby uzyskać na najwyższym stopniu
10
Praktyczny Elektronik 9/1997
Rys. 2 Schemat ideowy prostownika
podziału (214) okres 60 s. Z wyjścia QG (podział przez 27) uzyskuje się przebieg o okresie około 0,5 s. Przebiegi z wyjść QM (2^) i QN (2^) podawane są do wejść bramki D US4 pełniącej rolę generatora 15/45 s. Iloczyn logiczny przebiegów o okresie 30 s i 60 s po zanegowaniu daje na wyjściu bramki D przebieg okresowy o 15 s poziomu niskiego i 45 s poziomu wysokiego. Przebieg ten przez rezystor R23 podawany jest do wejścia bramki B US3 i służy do włączania (45 s) i wyłączania (15 s) ładowania po wybraniu doładowania cyklicznego. Na bramce A US3 zrealizowano komparator reagujący na przeciążenie prostownika. Napięcie akumulatora podawane jest przez dzielnik napięcia składający się z rezystora
R9 i równolegle połączonych P2 i RIO do połączonych wejść bramki. W normalnych warunkach napięcie na wejściach bramki przekracza 1/2 napięcia zasilającego co wymusza stan niski na jej wyjściu. Stan ten podawany jest do wejścia bramki C US4. Bramka zostaje zablokowana, a na jej wyjściu będzie poziom wysoki, podawany następnie przez rezystor R15 na wejście bramki C US3 w układzie wytwarzania impulsów sterujących. Impulsy sterujące są wytwarzane i następuje ładowanie lub do-ładowanie akumulatora (ładowanie do zadziałania komparatora 16 V).
Jeśli napięcie akumulatora będzie mniejsze od 11 V na wyjściu komparatora powstanie wysoki poziom napięcia, otwierający bramkę C US4. Do drugiego wejścia tej bramki cały czas jest podawany przebieg 0,5 s. Przebieg ten pojawi się na wyjściu bramki i przez rezystor R 15, bramkę C US3 będzie włączał i wyłączał impulsy sterujące na okresy 0,25 s. Powstanie tzw. próbkowanie ładowania.
Układ wytwarzający impulsy sterujące składa się z bramek B, C, D US4 i tranzystorów T2, T3. Współpracuje ściśle z zasilaniem tyrystorów Tyl i Ty2 wymuszającym częstotliwość impulsów sterujących równą 100 Hz. Impulsy uzyskiwane w punkcie połączenia diod D5, D6 podawane są przez rezystor R12 do bramki B US3. Jeśli bramka ta jest otwarta (wysoki po-
Praktyczny Elektronik 9/1997
11
ziom na jej drugim wejściu) na wyjściu pojawią się impulsy dodatnie, które następnie są różniczkowane w układzie kondensator C2 i rezystor Rll. Po zróżniczkowaniu podawane są do wejścia bramki C US3 i wejścia zegarowego CLK przerzutnika US1B. Różniczkowanie pozwala na zmniejszenie i jednocześnie ustalenie czasu trwania impulsów ujemnych na wyjściu bramki C (jeśli nie jest zablokowana drugim wejściem). Razem bramki B i C połączone dodatkowo diodą D3 tworzą monowi-brator synchronizowany impulsami podawanymi przez R12.
Bramka D US3 pełni rolę inwertera zamieniającego ciąg impulsów ujemnych na dodatnie. Przez rezystor R13 podawane są do bazy tranzystora T2 powodując otwieranie tranzystorów T2 i T3. Dodatnie impulsy przez diody D5, D6 podawane są do bramek tyrystorów. Włączany jest tyrystor, którego obszar anoda -katoda jest polaryzowany w kierunku przewodzenia. Tyrystory są polaryzowane sumą napięcia stałego ładowanego akumulatora i napięcia zmiennego z transformatora TRI. Składowe zmienne podawane na tyrystory mają przeciwne fazy. Takie rozwiązanie daje prostowanie dwupołówkowe, a jego poważną zaletą jest możliwość bezpośredniego montowania tyrystorów na uziemionym radiatorze.
Amperomierz 10 A włączony szeregowo z ładowanym akumulatorem zapewnia kontrolę prądu ładowania. Kondensator C5 w obwodzie pierwotnym transformatora sieciowego zmniejsza zakłócenia wprowadzane przez prostownik do sieci energetycznej.
Montaż i uruchomienie
Transformator sieciowy przewidziany do zasilania prostownika powinien zapewniać napięcie symetryczne 2x13,5 V przy biegu jałowym (bez obciążenia). Ma-
ksymalny prąd pobierany nie powinien być mniejszy od 3 A. Powinien być to transformator o mocy 70-f-90 VA, np. TS 80/26.
Proponujemy takie rozwiązanie konstrukcyjne, aby płytka prostownika znalazła się przy płycie czołowej. Wymaga to montażu przycisków WŁ1, WŁ2 i diody LED D7 od strony folii na płytce drukowanej. Tyrystory Tyl, Ty2 można zamontować bezpośrednio do płytki drukowanej, ale korzystniej chyba jest je przykręcić do radiatora i połączyć z płytką przewodami. Radiator z blachy aluminiowej o grubości 2 mm powinien mieć po-wierzchnie co najmniej 50 cm . Wszystkie ścieżki na płytce drukowanej o szerokości 2 mm dodatkowo pocy-nować grubą warstwą spoiwa (cyny).
Do uruchomienia wstępnego zmontować płytkę bez tyrystorów i nie podłączać transformatora. Sprawdzić poprawność montażu. Do uruchomienia wstępnego niezbędny będzie zasilacz napięcia 12 V, a wskazany regulowany 10-^20 V i multimetr. Zasilacz powinien umożliwiać pobór prądu do 100 mA.
Rezystory nastawne Pl i P2 ustawić w środkowe położenia. Włączyć zasilanie 12 V. Sprawdzić multime-trem napięcia zasilania układów scalonych - powinny wynosić około 9 V.
Działanie układu czasowego US2 sprawdzić przez pomiar multimetrem napięć na wyprowadzeniach 6, 2, 3. Napięcie na wyprowadzeniu 6 powinno zmieniać się z częstotliwością około 2 Hz (2 razy w ciągu 1 s). Na wyprowadzeniu 2 powinno zmieniać się co 15 s, a na wyprowadzeniu 3 co 30 s (z poziomu wysokiego na niski i odwrotnie).
Wcisnąć przycisk " C" - powinna zaświecić ciągle dioda D8. Wcisnąć przycisk "A" - dioda powinna zgasnąć. Zwiększyć napięcie zasilające do 16 V.
Ty2
ARTKELE 346
Rys. 3 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
12
Praktyczny Elektronik 9/1997
Regulując rezystorem nastawnym Pl uzyskać błyskanie diody D8. Sprawdzić czy zanika po zmniejszeniu napięcia i przy jakim napięciu zaczyna błyskać. Napięcie to powinno wynosić 16 V z tolerancją - 0,2 V.
Podłączyć multimetr do wyprowadzenia 3 US3. Powinien być poziom niski (0 V). Zmniejszyć napięcie zasilania do 11 V i regulując rezystorem nastawnym P2 uzyskać poziom wysoki. Zmieniając napięcie zasilania sprawdzić ponownie przy jakim następuje zmiana stanu na wysoki. Napięcie to powinno wynosić 11 V z tolerancją - 0,5 V.
Po wstępnym uruchomieniu montujemy pozostałe elementy prostownika. Podłączamy akumulator, zasilanie sieciowe i sprawdzamy działanie prostownika. Po włączeniu ładowania automatycznego sprawdzić działanie prostownika mierząc napięcie na zaciskach akumulatora i obserwując wskazania amperomierza. Napięcie na zaciskach akumulatora powinno powoli wzrastać, a prąd ładowania maleć. Włączyć doładowanie cykliczne i sprawdzić czas ładowania 45 s oraz przerwy 15 s, obserwując wskazania amperomierza.
Jeśli nie dysponujemy zasilaczem regulowanym dopiero teraz możemy ustawić progi działania komparatorów 16 V (Pl) i 11 V (P2).
Ładowanie akumulatora
Podłączyć prostownik do akumulatora zwracając szczególną uwagę na polaryzację zacisków akumulatora. Sprawdzić podłączenie akumulatora przez wciśnięcie przycisku " C" - powinna zaświecić dioda lumine-scencyjna. Wybrać żądany tryb ładowania i włączyć wtyczkę prostownika do gniazdka sieciowego. Przy ładowaniu automatycznym po naładowaniu do napięcia 16 V prostownik wyłączy się, a stan ten jest sygnalizowany miganiem diody. Włączyć doładowanie cykliczne. Stan pełnego naładowania uzyskuje się, jeśli pomiary gęstości elektrolitu (areometrem) nie wykazują zmian w ciągu 2 godzin.
Ładowanie odsiarczające realizowane jest w trybie doładowania cyklicznego przy jednoczesnym obciążeniu akumulatora prądem 0,5-^1 A. Można to uzyskać za pomocą żarówki samochodowej (12 V) o mocy 10 W lub dwóch 5 W połączonych równolegle.
Typowe usterki
1) Brak prądu ładowania i świecenia diody LED. Przyczynami mogą być: zwarcie zacisków prostownika, zwarcie lub przerwa w akumulatorze, odwrócona polaryzacja akumulatora, brak kontaktu z akumulatorem.
2) Brak prądu ładowania, świeci dioda LED po wciśnięciu przycisku " C" . Zasadniczą przyczyną może być brak napięcia zasilania wskutek przepalenia bezpiecznika lub uszkodzenia przewodu sieciowego.
3) Prostownik wyłącza się, ale akumulator jest niedoła-
dowany. Brak odpowiedniej pojemności najczęściej oznacza zasiarczenie akumulatora lub zbyt małą gęstość elektrolitu.
4) Przeciążenie objawiające się "próbkowaniem" ładowania. Najczęściej świadczy o uszkodzeniu akumulatora polegającym na zwarciu tzw. celi.
Wykaz elementów:
US1 CD 4013
US2 CD 4060
US3, US4 CD 4011
Tl, T2 BC 548B
T3 BC 558B
Tyl, Ty2 BT151/500R(KU202G)
Dl BZP683 C9V1
D2-D7 1N4148
D8 LED
R18, R21, R22 120 fi/0,125 W
Rl, R17, R20 1 kfi/0,125 W
R16 10 kfi/0,125 W
R9 18 kfi/0,125 W
R4, R6, R7, R8,
RIO, R12, R13, R14,
R15, R19, R23 33 kfi/0,125 W
R2, R3, R5, Rll 120 kfi/0,125 W
C4 750 pF/50 V KCPf
C5 10 nF/630 V MKSE-20
C2 22 nF/25 V KFPf
Cl 47 nF/25 V KFPf
C3 68 nF/63 V MKSE-20
TRI TS 80/26
Bl WTA-T 1 A/250 V
A amperomierz 10 A
WŁ1, WŁ2 mikrołącznik chwilowy
płytka drukowana nr 346
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 3,39 zł 4- koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O R. K.
Elektronika inaczej cz. 20 - obwody polaryzacji tranzystorów
Parametry małosygnałowe tranzystora zależą od położenia punktu pracy. Każdy element czynny, którego podstawowym zadaniem jest przetwarzanie sy-
gnału zmiennego np. wzmacnianie, wymaga prawidłowej polaryzacji (zasilania odpowiednimi napięciami stałymi). Obwody służące do tego nazywamy obwodami
Praktyczny Elektronik 9/1997
13
polaryzacji. Rozważymy zadania stawiane obwodom polaryzacji oraz ich przykłady.
Zadania stawiane obwodom polaryzacji
Najistotniejsze są cztery:
1) nie dopuszczenie do przekroczenia dopuszczalnych wartości prądów i napięć,
2) uniezależnienie od rozrzutów parametrów poszczególnych egzemplarzy oraz od ich zmian przy zmianach temperatury,
3) uzyskanie wymaganej amplitudy sygnału wyjściowego,
4) uzyskanie wymaganych parametrów małosygnało-wych.
Spełnienie tych zadań często wymaga sprzecznych rozwiązań i zmusza do kompromisów lub znacznie komplikuje obwody polaryzacji.
Ograniczenia wynikające z dopuszczalnych wartości prądów i napięć omawialiśmy już wcześniej przy okazji parametrów elementów półprzewodnikowych. Nie stanowią one istotnego problemu w układach małosygna-łowych - zawsze można dobrać tranzystor z dostatecznym zapasem mocy. Stają się jednak bardzo ważne, kiedy prądy i napięcia posiadają duże wartości, z czym mamy do czynienia we wzmacniaczach mocy. Dobór elementu pod względem dopuszczalnej mocy strat jak i odprowadzenie ciepła są wtedy najważniejsze.
Wzmocnienie prądowe statyczne (dla prądu stałego) poszczególnych egzemplarzy tranzystorów może znacznie się różnić (nawet do 4 razy). Podobnie przy zmianach temperatury wzmocnienie prądowe statyczne zmienia się nawet do 2 razy. Wzrost temperatury powoduje malenie napięcia Ugjz niezbędnego dla uzyskania tego samego prądu bazy i kolektora. Napięcie to także zależy od egzemplarza tranzystora, a jego rozrzut mieści się w zakresie 0,1 V. Widać więc, jakie trudne zadanie musi spełnić obwód polaryzacji, aby poradzić sobie z tymi czynnikami.
Dla rozpatrzenia uzyskania niezbędnej wartości amplitudy sygnału wyjściowego posłużymy się charakterystykami pokazanymi na rys. 1.
Dopuszczalne położenia punktu pracy powinny zapewnić uzyskanie niezniekształconej amplitudy sygnału wyjściowego. Wyjściem do analizy jest tutaj charakterystyka przejściowa (rys. la). Dopuszczalne wartości składowej stałej napięcia wyjściowego U^^o , inaczej punktu pracy, ograniczone są od dołu i góry przez wymaganą amplitudę sygnału wyjściowego U(^^m. Po przeniesieniu zakresu dopuszczalnych wartości U[^^o na charakterystykę wyjściową (rys. lb) otrzymamy zakres dopuszczalnych dla punktu pracy prądów kolektora I[^Q. Jak łatwo zauważyć wzrost wymaganej amplitudy sygnału wyjściowego zawęża obszar możliwych punktów pracy. Maksymalna amplituda musi być mniejsza od 1/2 napięcia zasilania.
Zmiana prądu kolektora w zdecydowany sposób wpływa na parametry małosygnałowe, a zwłaszcza wzmocnienie prądowe /?o (dla prądu zmiennego), czy nachylenie gm. Zazwyczaj wartości ich wzrastają ze
wzrostem prądu kolektora, osiągają maksimum, a następnie maleją przy bardzo dużych prądach. Także od prądu kolektora zależy współczynnik szumów tranzystora. Prawidłowością jest zmniejszanie poziomu szumów wraz ze zmniejszaniem prądu kolektora.
UKE
UKEm
OBSZAR DOPUSZCZALNYCH UKEo
UKEm \ NASYCENIE
0 'K

OBSZAR V__
dopuszczał Iko NYCH P
t \
o ---------1---------------1--------1---------Ś- UKE OBSZAR DOPUSZCZALNYCH UKEO
Rys. 1 Dopuszczalne położenia punktu pracy wzmacniacza WE
Obwody polaryzacji tranzystorów bipolarnych
Najprostszy obwód polaryzacji poznaliśmy w poprzednim odcinku cyklu. Pokazany jest on na rysunku 2a.
Rys. 2 Najprostsze obwody polaryzacji
Do ustalania punktu pracy tranzystora wykorzystywany jest rezystor Rg. Prąd kolektora tranzystora będzie wynosił:
lKo=/?(Uz-UBE)/RB
Zależy on bezpośrednio od wzmocnienia prądowego P i jego zmian oraz od zmian napięcia Ug|i. Dla uzyskania określonego prądu kolektora niezbędny jest indywidualny dobór rezystora Rg dla każdego egzemplarza tranzystora i należy się liczyć ze znacznymi zmianami prądu przy zmianach temperatury.
14
Praktyczny Elektronik 9/1997
Rezystor Rg i tranzystor decydują o prądzie bazy tranzystora. Dzięki dużej wartości rezystora następuje częściowa stabilizacja prądu bazy.
Obwód z rys. 2b zawiera dzielnik napięciowy Rj, R2, którego prąd zwykle jest co najmniej 10 razy większy od prądu bazy. Dzielnik ten ustala napięcie Ugjr. Niestety w dalszym ciągu należy dobierać jego elementy dla każdego egzemplarza tranzystora, jak też nie jest zmniejszany wpływ temperatury.
Zmniejszenie wpływu temperatury jak i zmian parametrów poszczególnych egzemplarzy tranzystora uzyskuje się w prosty sposób przez załączenie rezystora emiterowego Rg pokazane na rys. 3a.
oHHś^ cH
-O+uz
Rys. 3 Zastosowanie rezystora emiterowego do stabilizacji punktu pracy
O ile poprzednio dzielnik napięciowy R-^, R2 wyznaczał bezpośrednio napięcie Ugji teraz określa on sumę napięć Ugjr i spadek napięcia na Rjz. Wzrost prądu kolektora (niezależnie od przyczyny) powoduje jednocześnie wzrost prądu emitera. Rośnie spadek napięcia na rezystorze emiterowym powodując zmniejszenie napięcia UgL przeciwdziałające zwiększaniu prądu kolektora. Zmniejszenie prądu kolektora powoduje zmniejszenie spadku napięcia na rezystorze emiterowym, wzrost UgL i w konsekwencji jedynie niewielkie zmniejszenie wartości prądu kolektora.
Zastosowanie rezystora emiterowego wprowadza tzw. ujemne sprzężenie zwrotne, które mieliśmy okazję poznać przy omawianiu wzmacniacza operacyjnego. Wartość rezystancji Re powinna wynosić 0,1-^0,2 R^-Dzięki niemu uzyskujemy temperaturową stabilizację punktu pracy jak i jego uniezależnienie od zmiany egzemplarza tranzystora. Wadą rozwiązania jest ograniczenie wzmocnienia dla prądu zmiennego, które wyniesie:
ku =-Rk/RE
Można dopatrzyć się w tym zalety, ponieważ wzmocnienie wzmacniacza zostaje uniezależnione od parametrów tranzystora. Zwiększenie wzmocnienia dla prądu zmiennego wymaga zablokowania rezystora R[i kondensatorem pokazane na rys. 3b. Kondensator Cc zwany często blokującym powinien posiadać pojemność zapewniającą reaktancję (1/211-f � C) równą 0,1-Rjr dla najniższej wzmacnianej częstotliwości. Równoległe połączenie Rr: i Cg zmniejsza sprzężenie zwrotne dla składowej zmiennej, a więc zwiększa wzmocnienie. Sprzę-
żenie zwrotne dla składowej stałej (stabilizujące punkt pracy) pozostaje niezmienione.
Często rezystor R[i jest dzielony i blokowana jedynie jego część. Daje to dobrą stabilizację punktu pracy i stabilizację wzmocnienia - uniezależnienie od parametrów tranzystora.
Inny rodzaj sprzężenia zwrotnego wykorzystywany do stabilizacji punktu pracy to tzw. sprzężenie równoległe pokazane na rys. 4.
a) b) --------O + Uz
pO+Uz
^ Ą
R, URk
o-
0
^
oHh
o-
R.ys. 4 Polaryzacja ze sprzężeniem zwrotnym
równoległym
Jest to układ oszczędny w stosunku do poprzedniego - do polaryzacji wymagany jest tylko rezystor Rg (rys. 4a).
Wzrost prądu kolektora powoduje większy spadek napięcia na R^ i zmniejszenie napięcia U^g. Mniejsze napięcie zasila układ polaryzacji (Rg i przestrzeń baza - emiter tranzystora). Powoduje to zmniejszenie prądu bazy i w konsekwencji ograniczenie wzrostu prądu kolektora. Zmniejszenie prądu kolektora powoduje wzrost napięcia U^ji, wzrost prądu bazy i w efekcie jedynie nieznaczny spadek prądu kolektora. Stabilizacja punktu pracy tranzystora w tym układzie jest gorsza w stosunku do poprzedniego.
Sprzężenie zwrotne występuje także dla składowej zmiennej, ograniczając wzmocnienie. Sposób eliminacji sprzężenia zwrotnego dla składowej zmiennej pokazano na rys. 4b. Rezystor Rg dzielony jest na dwie części, a dołączony kondensator blokujący Cg zwiera składową zmienną do masy.
Obwody polaryzacji bazy tranzystora zawsze dołączają się równolegle do toru sygnałowego powodując zmniejszenie rezystancji wejściowej wzmacniacza. Nie ma to większego znaczenia dla wzmacniaczy WE, których rezystancja wejściowa jest mała. Istotne jest natomiast w przypadku wtórnika emiterowego WK. Bardzo duża rezystancja wejściowa tranzystora jest redukowana przez rezystory polaryzujące. Sposobem na jej zmniejszenie jest zastosowanie tzw. zasilania Bootstrap.
Dodatkowe elementy w tym układzie to rezystor R3 i kondensator C. Przez rezystor R3 napięcie polaryzacji wyznaczone dzielnikiem R^, R2 doprowadzane jest do bazy tranzystora. Kondensator C powoduje, że dla składowej zmiennej wszystkie elementy obwodu polaryzacji są dołączone między bazę i emiter tranzystora, a nie jak poprzednio równolegle do wejścia. Bocznikowana teraz
Praktyczny Elektronik 9/1997
15
jest jedynie rezystancja r^- Wskutek jej małej wartości bocznikowanie jest nieznaczne. Nie zmienia się natomiast rezystancja wejściowa układu.
Rys. 5 Zasilanie typu Bootstrap (WK)
Nie rozważamy tu polaryzacji tranzystorów wzmacniacza mocy. Jak łatwo zauważyć odpada stabilizacja punktu pracy za pomocą Rp, ponieważ powoduje ograniczenie napięcia i mocy wyjściowej, a już całkiem nie nadaje się w klasie B. Do polaryzacji i stabilizacji punktu pracy stosuje się elementy nieliniowe (diody, termistory) sprzężone termicznie z tranzystorami mocy. Elementy te włącza się równolegle do obwodu baza -emiter.
Polaryzacja tranzystorów polowych
Polaryzacja tranzystorów polowych jest znacznie prostsza niż polaryzacja tranzystorów bipolarnych. Parametry ich są mniej zależne od temperatury, a prąd bramki równy praktycznie 0. Przy określaniu warunków polaryzacji posłużymy się metodą graficzną. Ograniczymy się do dwóch najczęściej spotykanych przypadków: tranzystora MOS z kanałem wzbogacanym i tranzystora JFET z kanałem zubożanym.
0BS2AR
DOPUSZC2ALNYCH UDSo
Rys. 6 Polaryzacja tranzystora polowego z kanałem wzbogacanym (MOS)
Przy pracy tranzystora w obszarze liniowym (wzmacnianie) napięcia na bramce i drenie powinny mieć tą samą polaryzację względem źródła. Oznacza to, że można je uzyskać korzystając z jednego źródła napięcia zasilającego. Na rys. 6a pokazana jest wersja zasilania bramki tranzystora z dzielnika napięcia Rj, R2- Rys. 6b pokazuje z koleii rodzinę charakterystyk wyjściowych tranzystora MOS z zaznaczonym zakresem
dopuszczalnych położeń punktu pracy. Możliwe wartości napięć i prądów tranzystora dla pracy liniowej powinny się mieścić w tzw. obszarze pentodowym. Podobnie jak w przypadku tranzystora bipolarnego zakres położeń punktów pracy Uqco wynika z maksymalnej amplitudy sygnału wyjściowego Ungpp- Dobór rezystorów Rj i R2 powinien zapewnić uzyskanie napięcia bramki umożliwiającego znalezienie się w wyznaczonym obszarze. Niestety zmniejszają one możliwą do uzyskania rezystancję wejściową.
Tutaj chcę zwrócić uwagę, że cały czas nie uwzględniamy zmiany rezystancji obciążenia jaka wynika z równoległego połączenia rezystancji Rq (poprzednio R^) z rezystancją obciążenia. Punkt pracy dla prądu stałego nie ulegnie zmianie, natomiast wzrośnie nachylenie prostej obciążenia (aktualnie 1/Rq). Spowoduje to oczywiście konieczność zawężenia zakresu dopuszczalnych położeń punktu pracy dla uzyskania wymaganej amplitudy sygnału wyjściowego.
Tranzystor JFET pracujący z kanałem zubożanym wymaga polaryzacji bramki w kierunku przeciwnym polaryzacji drenu względem źródła. Pokazany na rys. 7a tranzystor z kanałem typu n zasilany jest napięciem dodatnim +U7. Napięcie polaryzacji bramki uzyskuje się ze spadku napięcia na rezystorze Rg włączonym w obwód źródła. Przez rezystor Rc napięcie to podawane jest na bramkę tranzystora.
o)
+ Uz .
-1/Rd
Ugs=ov
0BSZAR
DOPUSZCZALNYCH UDSo
Rys. 7 Polaryzacja tranzystora polowego z kanałem zubożanym (JFET)
Także i w tym przypadku wskazana jest praca w obszarze pentodowym. Ograniczeniem zakresu możliwych punktów pracy jest wymagana amplituda sygnału wyjściowego, co jest pokazane na rys. 7b. Z charakterystyki wyjściowej należy określić wymaganą wartość napięcia bramki Uggo i odpowiadający jej prąd drenu Iqo. Wartość Rg obliczymy korzystając z prawa Ohma.
^ = UGSo/'Do
Rezystancja Rc określa rezystancję wejściową wzmacniacza. Rezystancja Rg wprowadza jak już na pewno zauważyli uważni czytelnicy ujemne sprzężenie zwrotne dla sygnału i dlatego niezbędne jest jej zablokowanie kondensatorem Cg. Wielkość pojemności kondensatora powinna spełniać te same wymagania co
16
Praktyczny Elektronik 9/1997
w przypadku Cg. Jeśli rezystancja Rg będzie większa od 0,2Rq, należy uwzględnić ją na charakterystyce wyjściowej przez narysowanie nowej linii obciążenia o zmniejszonym nachyleniu wskutek szeregowego połączenia jej z Rq.
Przy bardzo małych sygnałach często wykorzystuje się polaryzację napięciem Urco = 0 V. Nie wymaga to stosowania Rg, ale istnieje możliwość wejścia w stan przewodzenia bramki i zniekształceń sygnału.
Dokładne modele tranzystorów
W poprzednim odcinku cyklu zajmowaliśmy się modelami liniowymi tranzystorów z wyraźnym podkreśleniem, że są to modele adekwatne dla średnich częstotliwości. Fizycznie tranzystor wykonany jest w formie warstw półprzewodników o różnych właściwościach i różnie polaryzowanych względem siebie. Wzajemne ułożenie tych warstw przypomina budowę kondensatora. Elementami jakich do tej pory nie uwzględnialiśmy w modelu tranzystora są właśnie pojemności nazywane często pasożytniczymi z uwagi na ich niepożądany charakter. Wpływ tych pojemności zaznacza się dopiero przy pracy tranzystora z sygnałami o dużych częstotliwościach (większych od 20 kHz).
Rys. 8 Model typu n tranzystora bipolarnego uwzględniający elementy pasożytnicze
Pokazany na rys. 8 model tranzystora bipolarnego zawiera trzy elementy pasożytnicze. Dwa z nich to pojemności Cl i Cz. Pojemność Cl reprezentuje pojemność złącza baza - emiter, a pojemność Cz złącza baza - kolektor. Pojemność Cz wprowadza najczęściej szkodliwe sprzężenie zwrotne (WE) z wyjścia na wejście. Pojemność Cl ogranicza pasmo od strony wysokich częstotliwości, chociaż przy małej wartości r^ wcześniej ograniczają je inne czynniki (pojemności montażu od strony obwodu kolektorowego).
Rezystancja rs reprezentuje fizyczną rezystancję półprzewodnika z jakiego wykonana jest baza i wynosi od kilku do 100 ii. Uwzględniamy ją dopiero teraz ponieważ za jej pośrednictwem zachodzi ładowanie pojemności pasożytniczych. Przy sygnałach impulsowych charakteryzujących się szybkim narastaniem napięcia, wraz z pojemnością C^ wprowadza opóźnienie sygnału wyjściowego względem wejściowego.
Wartości pojemności C^ zawierają się w przedziale kilkudziesięciu do kilkuset pF. Wartości pojemności Cz
dla tranzystorów m.cz. wynoszą kilka do kilkudziesięciu pF. Dla tranzystorów w.cz. są rzędu ułamków pF. Pojemności te zależą od punktu pracy, natomiast nie zależą od częstotliwości sygnału.
Uzyskany model jest w dalszym ciągu uproszczony, ale nie będziemy już bardziej komplikować sobie życia. Np. przy bardzo wielkich częstotliwościach zaznacza się także wpływ indukcyjności doprowadzeń, które istnieją cały czas, ale wpływ ich przy mniejszych częstotliwościach jest do pominięcia.
W modelu tranzystora polowego największe znaczenie mają pojemności między bramką a źródłem i między bramką a drenem pokazane na rys. 9.

G Ot- 11_ o D
UGS 1 T Cgs (0))grrvuGS
i S
R.ys. 9 Model tranzystora polowego dla wielkich częstotliwości
Często modele tranzystorów zastępuje się ich parametrami czwórnikowymi. Czwórnik jest układem liniowym posiadającym dwa zaciski wejściowe i dwa zaciski wyjściowe. Tranzystor jako element trójkońcówkowy umożliwia zastąpienie go czwórnikiem, którego dwa wyprowadzenia są połączone razem (wspólne dla wejścia i wyjścia np. WE). Rozwinięta teoria czwórników pozwala na schematyczne obliczenia wzmocnienia, rezystancji wejściowej i wyjściowej wzmacniacza itd.
R.ys. 10 Czwórnik jako model tranzystora
Parametry czwórnika określają zależności między napięciami i prądami wejściowymi, wyjściowymi, jak i wzajemnie między nimi. Najbardziej popularny dla tranzystorów m.cz. jest czwórnik z parametrami h (mieszanymi). Dla tranzystorów w.cz. i przy obliczeniach komputerowych duże znaczenie ma czwórnik z parametrami y (admitancyjnymi). W odróżnieniu od parametrów układu zastępczego typu n parametry czwórni-kowe zależą od częstotliwości sygnału.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
Praktyczny Elektronik 9/1997
17
Zasady prenumeraty
Prenumeratę przyjmujemy począwszy od dziesiątego numeru za rok 1997 - po otrzymaniu przez Wydawnictwo ARTKELE kuponu wpłaty. Aby mieć gwarancję, że prenumerata rozpocznie się od dziesiątego numeru prosimy dokonać wpłaty odpowiednio wcześniej, tak aby wypełniony kupon dotarł do Wydawnictwa w terminie do 20 września 1997.
Wypełniając kupon należy wpisać:
- kwotę (cyframi i słownie) równą wartości zamawianych numerów czasopisma.
- imię i nazwisko oraz adres (koniecznie z kodem pocztowym) prenumeratora. Prosimy o czytelne wypełnienie kuponu, gdyż pozwoli to uniknąć pomyłek.
- odcinek przekazu "Pokwitowanie dla wpłacającego" prosimy zachować.
- zaprenumerowane egzemplarze czasopisma będą wysyłane na adres wskazany przez zamawiającego na odcinku przekazu "Odcinek dla posiadacza rachunku" w rubryce "Adres wysyłki".
- Wydawnictwo ARTKELE nie ponosi odpowiedzialności za problemy wynikłe z błędnego wypełnienia przekazu.
Cena dla prenumeratorów wynosi 2,70 zł wraz z kosztami wysyłki za jeden egzemplarz pisma Praktyczny Elektronik do końca 1997 roku.
Na sam koniec ponownie gorąca prośba: piszcie czytelnie i pamiętajcie o umieszczaniu swojego adresu, otrzymaliśmy kilka odcinków bez adresu wpłacającego i bez adresu na który mamy wysyłać zaprenumerowane egzemplarze.
O Redakcja
o
I
'c o
V)
a-
8
COCO
o
CO
o.
Ś3
Ś
CO O
ŚL � � co <5
C Ul N C
će J* r: (8 L
ta fl*
10 c *
00
CM
O>
O
00
co <�
O)
o. O
73 E
je:
o
c
CO
>
o
_ N
2 "o
co co �
3ś
CO
9
Q
H cvi a 15
5
L00
.2 V
>. N O)
(O
i
O
o
�� CO
co
O)
CO
I
O
11
Ui
N _O
V _ -N
2 2 �o 5
a>
Wo|
H 2
I N
L
5
co
o o
CM
, O)
O
(O O)
CO
nś o. O
i Ł
(8
tu
2 a
... *L
I 1 uiSS w �
co 3 jł O ^ __.
>� o ** ~ ""
CO
CO
c
CC
4'
m
(O
fl I fl) >, N
co 5
L
c 5
CO
O
o
co
CM
1
O) O O
�
* (o
�>
O)
co
t O
8.
18
Praktyczny Elektronik 9/1997
Tester pojemności ogniw dokończenie
0>
o o
i-
o-
i
o
i
8
3 3
I
o
13
Z3 Ś
o o

O
O. Śo 1
O ti
?


TT n
a. Śo 1
)CZtC
n



CL T> 1
JCZtC
4 ?


TT n
o. "O 1
)CZtO
S

S* N
>
D1 05'
3
CO,
|s
Ci m
bT -^
?r o)
I N
ro
o 5
N N
00 h-1 CO
o CO
N rtal
i-
�' CD
�D
CD d
3 �
�<
(I)
>
ii
CO'
CO i
p-' !
m.
CO'
<;
co.
5? -1 3 ">
2. (Q
w 3
�<. "O I N -vi <
o s
N N
00
CO
o CD
I"1 rtal
0)
5
5T ^
N
CD
13
3
CD
-ćd
mi
CO'
i i
-COi
n
0) N
00
to
o co
�-i
N "O
S' 3 3 5 55-
N
CO
3
CO Ćo'
Ćo
c 3
CD S
Klawiszem START/RESET uruchamiamy pomiar pojemności. Woltomierz dołączamy do emitera T5, po czym potencjometrem Pl ustawiamy napięcie równe 0,02 V (odpowiadające przepływowi prądu 10 mA). Aby ustawić drugi zakres prądowy musimy doprowadzić do zaświecenia diody D5 (DUŻE OBCIĄŻENIE) wciskając klawisz DUŻE OBCIĄŻENIE. Tym razem potencjometrem P2 ustawiamy na emiterze T5 napięcie 0,2 V (odpowiadające prądowi 100 mA). Jeżeli teraz w trybie pomiaru prądu na wyświetlaczach pojawia się wartość 100, to proces uruchamiania możemy uznać za zakończony. W przeciwnym wypadku, musimy dobrać rezystory wzmacniacza pomiarowego prądu (R17 lub R18).
Opis programu
Do obsługi programu przewidziano klawisze: WYBÓR, START/RESET, DUŻE OBCIĄŻENIE. Przeznaczenie
ich jest następujące:
WYBÓR - przełączanie pomiędzy pomiarami następujących wielkości: napięcia na zaciskach akumulatora, prądu oddawanego do obciążenia, czasu trwania rozładowywania oraz zmierzonej pojemności baterii. Stan diod Dl-^-D4 informuje nas, który z pomiarów jest aktualnie wyświetlany na wskaźnikach.
START/RESET - służy do uruchamiania procesu rozładowywania ogniwa. Jeżeli urządzenie znajdowało się w stanie spoczynkowym, to wciśnięcie klawisza START/RESET spowoduje wyzerowanie i uruchomienie licznika czasu, pojemności oraz włączenie obciążenia.
DUŻE OBCIĄŻENIE - pozwala na zdefiniowanie wartości prądu obciążającego w dwóch zakresach (10 mA i 100 mA). Zakres prądu obciążenia sygnalizowany jest stanem diody D5 (DUŻE OBCIĄŻENIE). Wciśnięcie klawisza START/RESET w trakcie pomiaru pojemności ogniwa spowoduje zatrzymanie licznika czasu i przejście w tryb spoczynkowy.
Praktyczny Elektronik 9/1997
19
W stanie spoczynkowym można dokonać pomiaru rezystancji wewnętrznej ogniwa. W tym celu przyciskamy jednocześnie klawisze START/RESET i DUŻE OBCIĄŻENIE; dioda D6 zaświeci się sygnalizując pomiar rezystancji wewnętrznej, a na wyświetlaczach pojawi się wartość szeregowej rezystancji wewnętrznej. Pomiar będzie trwał tak długo dopóki nie zostaną puszczone klawisze.
Po uruchomieniu testu klawiszem START/RESET pomiar będzie trwał tak długo dopóki napięcie na ogniwie nie spadnie do wartości 0,9 V lub nie zostanie wciśnięty ponownie klawisz START/RESET. Po zakończeniu testu wartość pojemności jest pamiętana do momentu ponownego uruchomienia procesu rozładowania.
Wykaz elementów
US1 - AT 89C2051 z programem TESTER
US2 - CD 4052
US3 - LM 358
US4 - 74HC139, 74AC139,74139
US5 - LM 7805
T1H-T4 - BC 327-16
T5 - BC 337-25
D1-^D6 - LED, kolor świecenia dowolny
D7^D9 - 1N4148
PR1 - mostek prostowniczy GB 008
W1-^W3 - CQV 31 wspólna anoda, pojedynczy
Ql - rezonator kwarcowy 12 MHz
R25 - 2 fi/0,5 W 2%
R12 R26 RIO
- 180 n/0,25 W -470 n/0,125 W
- 820 n/0,125 W
- 1,5 kn/0,125 W
- 2,2 kn/0,125 W -4,7 kn/0,125 W
- 10 kn/0,125 W
- 10 kn/0,125 W 1%
- 120 kn/0,125 W 1% -267 kn/0,125 W 1%
- 220 n TVP 1232 -33 pF KCP
- 2 nF/63 V 2% KSF-020 -47 nF/63 V KFP
- 10 //F/16 V 04/U
- 47 //F/16 V 04/U
- 220 /(F/16 V 04/U
- WŁ3 mikrołączniki płytka drukowana nr 341
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym. Płytki i zaprogramowany mikrokontroler
z dopiskiem TESTER można zamawiać w redakcji PE.
Cena: płytka 341 - 4,93 zł
Mikrokontroler TESTER - 35,00 zł + koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać
w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O Tomasz Kwiatkowski
R16
Rl, R13-I-R15
R17, R19, R20
R18
Rll
Pl, P2
C2, C3
C4
C5, C6, C8
Cl
C7
C9
Sterownik - regulator temperatury do urządzeń grzejnych
Elektryczne urządzenia grzejne takie jak np.: ogrzewacze pomieszczeń zamkniętych, bojlery czy też piece do procesów technologicznych są z reguły odbiornikami o dość dużym poborze mocy. Optymalne sterowanie mocą pobieraną przez tę grupę odbiorników energii elektrycznej może wpłynąć w znaczący sposób na obniżenie ich kosztów eksploatacyjnych. Proponując układy: sterownika mocy i regulatora temperatury zbudowane w oparciu o specjalizowany sterownik typu U 217B firmy TELEFUIMKEN sądzimy, że choć w minimalny sposób przyczynimy się do racjonalnego gospodarowania energią elektryczną.
Zasady sterowania mocą czynną odbiorników energii elektrycznej prądu przemiennego
Najczęściej wykorzystuje się tu dwie metody: fazową lub grupową. Sterowanie fazowe (patrz rys. la) polega na tym, że poprzez zmianę czasu opóźnienia załączenia łącznika mocy zmienia się czas przepływu prądu przez odbiornik. W czasie trwania jednego okresu napięcia czas opóźnienia pokazanego na rysunku la wynosi To, a czas przepływu Tp. Im większe opóźnienie załączenia przepływu prądu od chwili przejścia napięcia przez zero,
tym mniejsza jest moc dostarczana do odbiornika. Średnia moc dostarczana do odbiornika jest proporcjonalna do powierzchni zakreskowanej na rysunku la. Sterowanie takie jest dość proste w realizacji praktycznej i wykorzystywane powszechnie w ściemniaczach instalacyjnych, odkurzaczach z regulacją siły ciągu czy elektronarzędziach. Sterownik fazowy przeznaczony do regulacji mocy lutownicy transformatorowej opisany był także w nr 10/1995 PE.
Sterowanie fazowe ma jednak dość poważną wadę. Prąd płynący przez obciążenie, który jest zarazem prądem obciążającym sieć energetyczną jest silnie odkształcony w stosunku do sinusoidalnego kształtu napięcia zasilającego. Gwałtowny wzrost prądu w chwili załączania łącznika mocy niesie ze sobą generowanie harmonicznych wyższego rzędu, które powodują powstawanie zakłóceń radioelektrycznych, szczególnie w zakresie fal długich i średnich. Harmoniczne wyższego rzędu prądu powodują także powstawanie dodatkowych strat energii czynnej w elementach systemu energetycznego, szczególnie dużych w transformatorach.
Odkształcony przebieg prądu wpływa poważnie na pogorszenie sinusoidalnego kształtu przebiegu napię-
20
Praktyczny Elektronik 9/1997
cia sieciowego, przez co zwiększa się zasięg niekorzystnego oddziaływania sterownika fazowego na sieć energetyczną. Ponadto sterowniki fazowe charakteryzuje niski współczynnik mocy cos . Z powyższych powodów fazowe sterowniki mocy wyposaża się zazwyczaj w sieciowe filtry przeciwzakłóceniowe, dość rozbudowane przy większych mocach, obecnie coraz częściej są to filtry aktywne.
u i
._ t
A
A
A
W W 17
N okresów
okresów
Rys. 1 Zasada sterowania: a) fazowego, b) grupowego
Zasadę sterowania grupowego przedstawia rys. lb. Idea polega na tym, że prąd obciążenia odbiornika płynie przez n okresów, po czym jest wyłączany na czas trwania N okresów napięcia sieciowego. W przypadku
z rys. lb. mamy: n = 1, N = 3. Stąd współczynnik wypełnienia prądu płynącego przez odbiornik wyniesie:
_ - i - 25% + 3 ~ 4 S/�
Oznacza to, że odbiornik pobiera z sieci 25% swojej mocy znamionowej. Zmieniając wzajemnie relację n/N można sterować mocą odbiornika praktycznie w zakresie od 0 do 100% jego mocy znamionowej. Należy zauważyć, że przepływ prądu obciążenia rozpoczyna się w momencie przejścia napięcia przez zero i prąd ten jest nieodkształcony. Stąd też sterownik grupowy nie posiada opisanych powyżej wad sterownika fazowego. Ze względu na zasadę działania sterownika grupowego, w istocie polegającą na "wycinaniu" zbędnych, całych okresów przepływu prądu przez obciążenie, sterowniki takie nadają się wyłącznie do urządzeń grzejnych. Urządzenia te charakteryzują się stosunkowo dużą termiczną stałą czasową (bezwładność cieplna). Są one w stanie uśrednić moc grzejną przy stosunkowo długich okresach włączenia i wyłączenia prądu. Natomiast żarówka przyłączona do sterownika grupowego będzie migać ze względu na małą bezwładność cieplną żarnika.
Opis układu U 217B
Układ U 217B jest monolitycznym układem scalonym przeznaczonym do grupowego sterowania mocą urządzeń grzejnych prądu przemiennego. Wymaga stosunkowo niewielu elementów zewnętrznych. Wielką zaletą tego układu jest bezpośrednie zasilanie z sieci energetycznej 220 V/50 Hz za pośrednictwem rezystora szeregowego o mocy 2 W. Zbędnym jest więc stosowanie stosunkowo kosztownego i dużego transformatora sieciowego do zasilania części logicznej układu. Wyjście układu przystosowane jest do bezpośredniego sterowania bramką triaka, będącego wykonawczym elementem mocy.
Rs
SYNCHRONIZACJI
ZASILANIE
UKŁADÓW
WEWNĘTRZNYCH ,
UKŁAD LOGIKI
POTENCJAŁ ODNIESIENIA U = 0V
----OO
Rys. 2 Schemat blokowy i podstawowa aplikacja układu U 217B
Rysunek 2 przedstawia schemat blokowy oraz podstawową aplikację układu U 217B. Funkcje poszczególnych bloków są następujące:
1. Generator napięcia piłokształtnego (generator piły) wytwarza na wyprowadzeniu 1 napięcie o przebiegu podanym na rys 3. Częstotliwość generatora ustalana jest kondensatorem CT dołączonym do wyprowadzenia 2 (może to być kondensator elektrolityczny). Dla CT = 2,2 fiF okres generowanego przebiegu wynosi około 1,7 s.
2. Komparator napięcia może on pracować w dwóch trybach:
- standardowy komparator o wejściach nieodwracającym "+" (wyprowadzenie 3) oraz odwracającym " " (wyprowadzenie 4).
Praktyczny Elektronik 9/1991
21
- komparator z napięciem odniesienia. Po dołączeniu wejścia nieodwracającego "+" komparatora (wyprowadzenie 3) do masy układu (wyprowadzenie 7) uaktywnione zostaje drugie, nieodwracające "+" wejście komparatora z przyłączonym wewnętrznym źródłem napięcia referencyjnego o wartości Uref = 1,25 V. Wejście to oraz napięcie referencyjne nie jest dostępne na zewnątrz układu. Funkcje wejścia odwracającego " " komparatora (wyprowadzenie 4) pozostają bez zmian.
3. Układ logiki wytwarza impulsy bramkowe wyzwalające triak w momentach przejścia napięcia sieciowego przez zero.
4. Układ synchronizacji synchronizuje generator piły i układ logiki z częstotliwością sieci energetycznej. Wartość rezystancji rezystora RS dołączonego do wyprowadzenia 8 układu wpływa na czas trwania impulsu wyzwalającego triak. Dla RS = 220 kQ Timp = 260 /is, dla Rs = 470 kfi Timp = 460 //,s.
5. Wzmacniacz bramkowy wzmacnia impulsy bramkowe
wytwarzane przez układ logiki. Maksymalne obciążenie wyjścia wzmacniacza bramkowego (wyprowadzenie 6) wynosi 100 mA.
6. Układ zasilania składa się z wewnętrznej diody zenera
Dz o napięciu 8,69,9 V (typowo 9,25 V). Zasilanie układu odbywa się za pomocą jednopołówkowego prostownika (dioda D), szeregowego rezystora ograniczającego prąd Rz, oraz kondensatora filtrującego CF.
ov
____________^ t
Rys. 3 Przebieg napięcia wyjściowego generatora piły
Działanie układu U 217B można opisać w następujący sposób: impulsy bramkowe wyzwalania triaka wystąpią na wyprowadzeniu 6 układu wtedy, gdy napięcie na wejściu nieodwracającym "+" komparatora napięcia będzie wyższe od napięcia na wejściu nieodwracającym " " , lub przy dołączeniu wejścia nieodwracającego "+" do masy układu, napięcie na wejściu odwracającym "" będzie niższe od 1,25 V. Impulsy bramkowe wyzwalające triak generowane są w momencie przejścia napięcia sieciowego przez zero. Rozpoczęcie cyklu przewodzenia triaka rozpoczyna się zawsze od dodatniej połówki napięcia sieciowego. Jeżeli w tym czasie zmienią się relacje napięciowe na wejściach komparatora napięcia i będzie spełniony warunek do wyłączenia triaka, to układ mimo wszystko wygeneruje impuls wyzwalający
triak dla ujemnej połówki napięcia sieciowego tak, że generowany jest zawsze pełny okres prądu.
Opis układów, montaż i uruchomienie
Układ sterownika został zaprojektowany w trzech wariantach: sterownika mocy, dwustanowego regulatora temperatury i proporcjonalnego regulatora temperatury. Wszystkie układy montowane są na tej samej płytce drukowanej. Dla każdej wersji podano numer schematu ideowego, oraz numer rysunku rozmieszczenia elementów.
Sterownik mocy
Schemat ideowy rys. 4a, płytka drukowana rys. 5, rozmieszczenie elementów rys. 6a.
W układzie tym wejście nieodwracające "+" komparatora napięcia układu US1 (nóżka 3) połączone jest z wyjściem generatora piły (nóżka 1). Do wejścia odwracającego " " komparatora podane jest napięcie z suwaka potencjometru P2. Regulując to napięcie uzyskujemy żądaną wartość współczynnika wypełnienia impulsów D generowanego przez układ US1. Zależność ta jest podana na rys. 3. Potencjometry montażowe Pl i P3 służą do ustalenia zakresu regulacji mocy.
Sterownik możemy dodatkowo uzupełnić o układ zewnętrznego włączania za pomocą niskiego napięcia sterującego (elementy dołączone do układu sterownika w punktach: A, B i C). Wartość rezystora R6 dobieramy w zależności od wartości napięcia Uster tak, aby prąd płynący przez diodę transoptora VI wynosił 15-^20 mA. Na płytce drukowanej w miejsce potencjometru P4 montujemy rezystor R3. Nóżkę 1 układu US1 łączymy z nóżką 3 kroplą cyny. Nie montujemy kondensatora C3 i potencjometru P5.
Dwustanowy regulator temperatury
Schemat ideowy rys. 4b, płytka drukowana rys. 5, rozmieszczenie elementów rys. 6b.
W tym układzie komparator napięcia układu US1 pracuje w trybie z wewnętrznym napięciem odniesienia (nóżka 3 zwarta do masy). Na wejście odwracające " " komparatora podawane jest napięcie z dzielnika utworzonego potencjometru Pl oraz termistora TE1. Uruchomienie układu polega na takim ustawieniu suwaka potencjometru Pl, aby występowało wyłączenie triaka Trl przy zadanej temperaturze zmierzonej przez termistor TE1.
Na płytce nie montujemy elementów: P2, P3, P4, P5 i C2. Zwieramy ze sobą nóżki: 1 i 2 oraz 3 i 7 układu USl. W miejsce potencjometru P3 montujemy termistor TE1. Wszystkie punkty lutownicze potencjometru P2 łączymy ze sobą.
Proporcjonalny regulator temperatury
Schemat ideowy rys. 4c, płytka drukowana rys. 5, rozmieszczenie elementów rys. 6c.
W tym układzie moc dostarczana do urządzenia grzejnego jest proporcjonalna do odchyłki temperatury, tzn. do różnicy pomiędzy zadaną wartością tempera-
22
Pra.ktyr.zny Elektronik 9/1997
R3 lOOkl
US1 U217B
1 2 3 4
C2
VI CNY17
-o
-O
220V/50Hz
A iB ÓC
Uster
O 0
Tl BC557B
b)
390k
US1 U217B
-O
220V/50Hz
R4 YlK Tr1 * 1502 y/\ ln
TE1
O 0
-O F
220V/50Hz
C2 ^
O 0
Rys. 4 Schemat ideowy: a) sterownika mocy, b) dwustanowego regulatora temperatury, c) proporcjonalnego regulatora temperatury
tury, a wartością rzeczywistą zmierzoną przez termistor TE1. Z tego powodu można liczyć na lepszą jakość regulacji w porównaniu z układem opisanym poprzednio. Na płytce montażowej nie montujemy potencjometrów: P2 i P3. W miejsce potencjometru P3 montujemy kondensator C4, w miejsce P3 termistor TE1. Nóżkę 4 układu US1 łączymy z potencjometrem Pl łącząc odpowiednie punkty lutownicze potencjometru P2.
Uruchomienie układu należy przeprowadzić w następujący sposób:
- umieścić termistor TE1 w otoczeniu o zadanej temperaturze,
- ustawić rezystancję potencjometru Pl na wartość równą rezystancji termistora TE1 dla zadanej temperatury,
- suwak potencjometru P4 skręcić w kierunku nóżki 1 układu US1,
- suwak potencjometru P5 ustawić w taki położeniu, aby nastąpił zanik prądu płynącego przez triak Trl.
Potencjometr P4 określa współczynnik proporcjonalności regulatora, tzn. określa o ile zmieni się moc dostarczona do urządzenia grzejnego przy zmianie wartości odchyłki temperatury. Współczynnik ten należy dobrać doświadczalnie, oceniając praktycznie jakość regulacji. Należy dodać że, jest to dość pracochłonny proces ze względu na wzajemny wpływ nastaw potencjometrów P4i P5jak i bezwład-
Praktyczny Elektronik 9/1997
23
ność cieplną urządzenia grzejnego i obiektu ogrzewanego.
Warto jednak poświęcić czas na dobranie współczynnika proporcjonalności regulatora, gdyż pozwoli to na minimalne zużycie energii elektrycznej przy zachowaniu dużej stałości temperatury w ogrzewanym obiekcie.
Rys. 5 Płytka drukowana
0
MKSE-018-0 100n/250V"
470k
LUB
ó
r
i
^LED
Rys. 7 Przykłady realizacji lampki sygnalizacyjnej
Elementy oznaczone na schematach ideowych jako Lsl-rLS3 są sygnalizatorami świetlnymi. Można je wykonać w dwóch wariantach (rys. 7) z neonówką lub diodą LED, przy czym powinna to być dioda o niskim poborze prądu. Lsl jest wskaźnikiem napięcia zasilania, Ls2 wskaźnikiem napięcia na odbiorniku, a Ls3 sygnalizatorem przepalenia bezpiecznika. Stosowanie tych wskaźników nie jest konieczne, jednak dla celów kontrolnych dobrze jest zamontować wskaźnik Ls2.
Podczas uruchamiania i eksploatacji urządzeń należy pamiętać, że wszystkie elementy znajdują się pod napięciem sieci. Potencjometr P2 powinien posiadać plastikową ośkę, aby zapewnić bezpieczeństwo użytkowania. Triak nie wymaga stosowania radiatora przy obciążeniach do 500 W. Sposób doboru radiatorów i zabezpieczeń tyrystorów i triaków przedstawimy w osobnym artykule w jednym z najbliższych numerów PE.
b)
2W
Lsl,
R2
C1 D1,
R2
P -0
C1 D1,
R2
2W
P4_i_JU217B
C2OO C4
Rys. 6 Rozmieszczenie elementów: a) sterownika mocy,
b) dwustanowego regulatora temperatury, c) proporcjonalnego regulatora temperatury
Wykaz elementów
USl - U 217B
Tl - BC 557B
Trl - BT 136-500
Dl - 1N4007
D2 - 1N4148
VI - CNY 17-2
TE1 - termistor IMTC 15 kfi
R4 - 150 n/0,125 W
R5 - lOkfi/0,125 W
24
Praktyczny Elektronik 9/1997
R2 - 20 kfi/2 W
R3 - 100 kf2/0,125 W
Rl -390 kft/0,125 W
R6* - patrz opis w tekście
Pl - TVP 1232
10 kfi dla sterownika mocy
100 kfi - dla regulatora dwustanowego
47 kQ - dla regulatora proporcjonalnego
P2 - potencjometr 10 kf2/A
P3 - 10 kfi TVP 1232
P4 - 100 kQ TVP 1232
C2 - 2,2 //F/40 V 04/U
C3, C4 - 10 //F/25 V 04/U
Cl - 100 ^F/16 V 04/U
Lsl, Ls2, Ls3 - patrz opis w tekście
Bl - WTAT 2 A/250 V
płytka drukowana numer 348
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 2,15 zł + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
OJ. D. T.
Karta zamówień
W sierpniu 1997 roku minęło pięć lat od ukazania się pierwszego numeru Praktycznego Elektronika. W tym okresie redaktorzy i nasi współpracownicy opracowali blisko 350 urządzeń elektronicznych. Dotychczas do wszystkich urządzeń prowadziliśmy sprzedaż płytek drukowanych. Bardzo duży asortyment płytek zmusił nas do wyeliminowania ze sprzedaży niektórych mniej popularnych pozycji. Szczegółowy wykaz płytek które będą sukcesywnie wycofywane ze sprzedaży zamieszczono w numerach 4 i 5/97 PE. Płytki wycofywane będą sprzedawane do czasu wyczerpania się zapasów magazynowych.
Pragniemy także poinformować Czytelników, że nie wysyłamy potwierdzenia otrzymania zamówienia na płytki drukowane, kserokopie, EPROMY itp. Jeżeli nastąpiło opóźnienie prosimy o cierpliwość. Praktycznie wszystkie prawidłowo zaadresowane listy docierają do Redakcji.
Często zdarza się, że po wysłaniu zamówienia, ktoś przypomina sobie o płytce, którą chciałby jeszcze dodatkowo zamówić. Istnieje taka możliwość realizacji zamówienia, lecz należy się liczyć z tym, że czas oczekiwania na takie "dopisywane" płytki ulegnie wydłużeniu.
O Redakcja
???nnnannn
Imię
d] DmDDDDDDDDDI
ul./os. Ulica (miejscowość, wieś)
nn-nnn nnnnnnnnnnnnnm
Kod pocztowy Poczta (miejscowość)
rum
o ^ ul./os.
co _.
CD CD
Numer domu / posesji
Wszystkie dane personalne wpisać literami drukowanymi
Czasopisma
Numer/rocznik Ilość
DD/DD sz.. DD DD/DD szt. DD DD/DD szt. DD DD/DD szt. DD DD/DD szt. DD DD/DD szt. DD
Uwagi:......................
Kserokopie
Numer płytki
DDD
DDD DDD DDD DDD
W przypadku zamawiania kserokopii artykułów prosimy o podanie numeru płytki drukowanej zamieszczonej w tym artykule. Jeżeli w artykule występują dwie płytki należy podać tylko numer jednej z nich).
W przypadku artykułów w których nie występuje płytka drukowana należy podać tytuł artykułu i numer PE w rubryce UWAGI.
Praktyczny Elektronik 9/1997
25
Sterownik bipolarnych silników krokowych
Silniki krokowe dzięki swoim zaletom stają się coraz popularniejsze. Niestety wymagają one specjalnych sterowników. W artykule zamieszczono opis sterownika do bipolarnego silnika krokowego średniej mocy o prądzie znamionowym 2 A. na pasmo. Wszystkich Czytelników pragnących zapoznać się bliżej z silnikami krokowymi odsyłamy do artykułu pt. Silniki krokowe.
Silniki krokowe stosowane są w różnego rodzaju serwomechanizmach. Można zastosować je do pozycjone-rów satelitarnych, obrotnic zwykłych anten telewizyjnych, bram wjazdowych, bram garażowych, elektrycznie przesuwanych rygli zamków, elektrycznie opuszczanych żaluzji i markiz słonecznych, czyli wszędzie tam, gdzie zależy nam na wykonaniu zadanej ilości obrotów silnika. Przewagą przemawiającą za stosowaniem silników krokowych w tych urządzeniach jest możliwość uzyskania niewielkiej prędkości obrotowej przy zachowaniu dużego momentu obrotowego, czyli siły.
Silniki te nie wymagają zatem stosowania skomplikowanych i kosztownych przekładni mechanicznych zmniejszających prędkość obrotową, jak ma to miejsce w przypadku stosowania klasycznych silników prądu stałego lub przemiennego. Inną zaletą jest zasilanie ich napięciem 10-^40 V, co wymusza stosowanie transformatora. Uzyskuje się dzięki temu separacje galwaniczną od sieci energetycznej i podnosi bezpieczeństwo użytkowania. Jeszcze jedną istotną zaletą stosowania silników krokowych jest wyeliminowanie tarczy kodowej niezbędnej do określenia położenia wału silnika. Samo sterowanie silnika jest także bardzo proste i sprowadza się do wystawienia logicznego sygnału kierunku obrotów, oraz zadanej liczby impulsów adekwatnej do liczby kroków które ma wykonać silnik. Prędkość obrotową silnika można zmieniać poprzez zmianę częstotliwości impulsów sterujących.
Opis układu
Do zbudowania sterownika silnika krokowego wykorzystano dwa specjalizowane układy scalone L297 i L298N. Pierwszy z nich przeznaczony jest do generowania sygnałów sterujących stopniem mocy. Ponadto możliwa jest zmiana kierunków obrotów, i regulacja prądu płynącego przez uzwojenie silnika. Schemat blokowy układu L297 przedstawiono na rysunku 1. Układ L297 przeznaczony jest do współpracy z podwójnym mostkiem bipolarnym, do wyjść którego dołączone są uzwojenia bipolarnego silnika krokowego. Układ zasilany jest napięciem +5 V, a wszystkie sygnały sterujące i wyjściowe zgodne są ze standardem TTL.
Zasadniczym blokiem jest translator, który generuje wszystkie niezbędne przebiegi sterujące stopniem mocy, za pośrednictwem wyjść logicznych A, B, C, D INH1 i INH2. Translator generuje trzy sekwencje przebiegów które pozwalają na pracę półkrokową, dwufazową i jednofazową silnika.
Wejście COIMTROL przeznaczone jest do wyboru sposobu regulacji prądu w uzwojeniach silnika. Jeżeli stan tego wejścia jest niski kontrola prądu dokonywana jest na liniach INH1 i INH2. Natomiast w przypadku stanu wysokiego na regulacja prądu przebiega za pośrednictwem linii sterujących A, B, C, D.
Wejście ENABLE po podaniu na nie sygnału zera logicznego ustawia wszystkie wyjścia sterujące A, B, C, D, INH1, INH2 w stan niski blokując tym samym prąd płynący przez silnik krokowy.
Do sterowania kierunkiem obrotów służy wejście DIRECTION. Zmiana stanu logicznego na tym wejściu powoduje zmianę kierunków obrotów na przeciwny. Zmiana stanu wejścia DIRECTION może zostać dokonana asynchronicznie w stosunku do zegara dzięki wewnętrznemu układowi synchronizującemu z przerzutni-kiem D.
HALF/FULL I 19 STEP
RESET
DIRECTION (CW/CCW)
A INH1 B C INH2 D I6T/T8T9
CLOCK C
HOME Q
TRANSLATOR
GND
)ENABLE
-----O CONTROL
-OSYNCH
SENS1 Vref SENS2 OSC
Rys. 1 Schemat blokowy układu L 297
Specjalnie nie określa się poziomów logicznych sygnału dla kierunku w lewo lub w prawo, gdyż zależny on jest także od kolejności podłączenia wyprowadzeń silnika do wyjść stopnia mocy.
Wejście zegara CLOCK przeznaczone jest do sterowania kolejnymi krokami silnika. Silnik wykonuje krok w chwili pojawienia się narastającego zbocza sygnału zegara.
Drugim blokiem jest układ podwójnego czopera mającego za zadanie regulację prądu silnika. W skład czopera wchodzą dwa komparatory i zatrzaski, oraz generator. Prąd obu uzwojeń silnika mierzony jest za pośrednictwem spadku napięcia na rezystorach po-
Praktyczny Elektronik 9/1997
,-____ h.......".....
SYNCH SYNCH
L297 L297
Vs OSC OSC
5V O 12 R r------1 16 16

r
R-ys. 2 Schemat połączenia kilku układów L297 w pracy synchronicznej
miarowych R3 i R4 (patrz schemat ideowy). Napięcie z rezystorów R3 i R4 doprowadzane jest do wejścia SENS1 i SENS2 układu L297.
Przebieg wytwarzany w generatorze ustawia prze-rzutniki FF1 i FF2 w stan wysoki. Kiedy prąd płynący przez uzwojenia silnika osiągnie zadaną wartość komparator zmieni swój stan na przeciwny zerując przerzutnik. Efektem tego jest ustawienie odpowiednich sygnałów sterujących stopniem mocy w stan niski i przerwanie przepływu prądu przez silnik. Za chwilę generator ponownie ustawi przerzutniki w stan wysoki i prąd zostanie ponownie włączony. Próg przy którym wyłączany jest
2 3
CLOCK
nrrinnnnrTirrnfT
1001 1000
0001
0101
1010
0010
HOME 0100 0110
t>3
1000
0001
0010
0100
c)
0001
6 0010

INH1
1NH2
13 5 7
TTTFinnrTTTTTT
INH1

INH2
4 5 8 2 4 6
nrTTTTTTTTTTTT
INH2
Rys. 3 Harmonogramy czasowe przebiegów na wyjściach układu Ł2B7 dla pracy: a) półkrokowej, b) dwufazowej, c) jednofazowej
przepływ prądu zależny jest od napięcia referencyjnego przyłożonego do wejścia Vref. Zatem regulacja prądu silnika przeprowadzana jest w sposób napięciowy.
Jeżeli w jednym urządzeniu pracuje kilka silników niezbędna jest synchroniczna praca czoperów we wszystkich układach. Podyktowane to jest eliminacją zakłóceń wprowadzanych pracą czopera przez gwałtowne włączanie i wyłączanie prądu w uzwojeniach silnika. Układ L297 posiada wyjście synchronizacji. Schemat połączenia ze sobą kilku układów pracujących synchronicznie przedstawiono na rys. 2. Należy tu podkreślić, że praca synchroniczna odnosi się tylko do synchronizacji czoperów, a nie ma nic wspólnego z częstotliwością zegara sterującego prędkością obrotową silników krokowych.
Jak już wcześniej wspomniano układ translatora może generować trzy sekwencje sygnałów sterujących i związane z nimi trzy rodzaje pracy silnika krokowego. Praca półkrokowa umożliwia ustawienie wału silnika w pośredniej pozycji pomiędzy poszczególnymi krokami (rys. 3a). Zatem w tym trybie dysponujemy dwukrotnie większą rozdzielczością kroków niż posiada ich silnik. Włączenie tego rodzaju pracy odbywa się z chwilą doprowadzenia stanu wysokiego do wejścia HALF/FULL układu L297. W diagramie kołowym opisano binarnie stany wyjść A, B, C, D w jakich znajduje układ translatora w każdym kolejnym kroku. Układ przechodzi do pracy dwufazowej (rys. 3b) z chwilą doprowadzenia do wejścia HALF/FULL stanu niskiego, w czasie kiedy translator jest w jednym ze stanów nieparzys-
Praktyczny Elektronik 9/1997
27
WY3
WY4
ENA
D-ioi-a
WE4
Rys. 4 Schemat blokowy układu L298N
D1^D8-1N4935
+ 5VQ-
lO,
c/cc>-
CLÓ-
R O-EN 6-Vref6-
P1 2,2kv
CONTO SYNCO-
HOME O-
SYNCM.
HOME
30VI
36V
+ 5V \
C6
X
"T-
"~T47
C7 pcei cS
+7n 47nT~ ~r2
Rys. 5 Schemat ideowy sterownika silników krokowych
tych (na diagramie 1, 3, 5, 7). W trakcie pracy dwufazowej wyjścia INHl i INH2 są cały czas w stanie wysokim.
Natomiast przejście do pracy jednofazowej (rys. 3c) możliwe jest gdy sygnał HALF/FULL zmienia się na niski w chwili kiedy translator jest w jednym ze stanów parzystych (na diagramie 2, 4, 6, 8).
Stan oznaczony jedynką (HOME) odpowiada zapisowi binarnemu 0101 (A = 0, B = 1, C = 0, D = 1) i wyróżniony jest włączeniem tranzystora, którego kolektor podłączony jest do wyjścia HOME. Dodatkowo translator można ustawić w dowolnej chwili w stan jedynki doprowadzając do wejścia RESET ujemny impuls.
Należy zwrócić uwagę, że przy pracy półkrokowej niezbędne jest doprowadzenie do wejścia zegarowego dwukrotnie większej liczby impulsów, niż ma to miejsce przy pracy dwufazowej i jednofazowej, aby wał silnika wykonał jeden pełny obrót. Inaczej mówiąc zmiana trybu pracy silnika na półkrokową powoduje dwukrotne zmniejszenie prędkości obrotowej przy zachowaniu tej samej częstotliwości zegara.
Sygnały logiczne z wyjść A, B, C, D, INHl i INH2 doprowadzone są do stopnia mocy zbudowanego na układzie L298N. Układ ten składa się z dwóch mostków tranzystorowych, mogących przewodzić prądy w impulsie do 2,5 A każdy. Mostki tranzystorowe wyposażone są w konwertery poziomów sterowane sygnałami o poziomach logicznych w standardzie TTL. Układ zasilany jest napięciem +5 V. Natomiast kolektory górnych tranzystorów mostków wyprowadzone są oddzielnie i mogą być zasilane napięciem do +45 V. Z kolei emitery dolnych tranzystorów mostków połączone są ze sobą i wyprowadzone dla każdego mostka osobno na zewnątrz. Pomiędzy emitery a masę włącza się rezystory pomiaru prądu w obu uzwojeniach silnika krokowego.
Dodatkowo układ wyposażony jest w zabezpieczenie przed przekroczeniem temperatury maksymalnej złącza. Uzwojenia silnika charakteryzują się pewną, zależną od typu i mocy, indukcyjnością. Włączanie i wyłączanie prądu w czasie wykonywania kroku, lub w trakcie pracy czopera powoduje powstawanie przepięć mogących uszkodzić tranzystory mostków w układzie L298N.
28
Praktyczny Elektronik 9/1997
V
C9
2�3h +5VOLJ^1 P1
� � � �dD � �
1 +36V S1 S2
S3 S4
C0
R
H/F CL
'ci
R.ys. 6 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Dlatego też do jego wyjść konieczne jest dołączenie diod zwrotnych. Z uwagi na to, że czasy włączania i wyłączania tranzystorów mostka są krótkie (najkrótszy czas wynosi typowo 200 ns), konieczne jest stosowanie szybkich diod o czasie przełączania trr <200 ns i prądzie przewodzenia 2A, przy spadku napięcia na diodzie <1,2 V. Majlepsze efekty można uzyskać stosując szybkie diody Schottki'ego. W żadnym wypadku nie wolno stosować popularnych diod prostowniczych, gdyż grozi to natychmiastowym uszkodzeniem układu L298N. Z uwagi na szybkie przełączenia prądu rezystory kontroli prądowej powinny charakteryzować się jak najmniejszą indukcyjnością. Najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie kilku rezystorów węglowych o mniejszej mocy połączonych
równolegle (np. 4x2 Q/l W), tak aby ich wypadkowa rezystancja wynosiła ok. 0,5 Q.
Na rysunku 5 przedstawiono schemat ideowy kompletnego sterownika silników krokowych. Sterownik posiada wyprowadzone na zewnątrz wszystkie wejścia sterujące. Dodatkowo układ posiada dwa zasilacze. Jeden do zasilania silnika, dostarczający napięcie nie-stabilizowane, a drugi do zasilania logiki dostarczający napięcie stabilizowane +5 V. Potencjometr Pl pozwala na regulację napięcia referencyjnego Vref doprowadzanego do wejść komparatorów czo-pera. Umożliwia on zatem regulację prądu płynącego przez uzwojenia silnika.
Montaż i uruchomienie
Jeżeli układ sterownika będzie zasilany napięciami z zewnątrz można pominąć elementy jednego lub obu zasilaczy. W takim przypadku napięcia zasilające doprowadza się do punktów na płytce drukowanej oznaczonych jako +36 V i " masa", oraz +5 V i "masa". Z uwagi na duży poziom zakłóceń wprowadzanych przez kluczowanie prądu w uzwojeniach silnika masy zasilania +36 V i +5 V powinny być prowadzone odrębnie i podłączone do płytki oddzielnie przy wejściach zasilania +36 V i +5 V.
Jeżeli natomiast zostaną wykorzystane zasilacze na płytce drukowanej, konieczne jest poprowadzenie dwu przewodów z zasilacza +36 V (wyjścia +36 V i "masa" umieszczone obok mostka prostowniczego PR2) do punktów wejścia zasilania +36 V w lewym dolnym rogu płytki. Zasilacz +5 V nie wymaga prowadzenia dodatkowych przewodów.
Z tyłu za układem L298N znajduje się zwora zaznaczona na rysunku montażowym linią przerywaną. Należy uważać, aby zwora ta nie zwarła się z jedną z nóżek układu lub z radiatorem w jaki należy wyposażyć układ L298N. Po zamontowaniu wszystkich elementów do wejść sterujących podłącza
Praktyczny Elektronik 9/1997
29
się przełączniki bistabilne tak, aby na każde wejście niezależnie można było podać zero (0 V), lub jedynkę logiczną (+5 V). Do wejścia CL doprowadza się sygnał prostokątny TTL (wypełnienie nieistotne) o regulowanej częstotliwości w zakresie 0,1 Hz do 10 kHz. Po włączeniu zasilania należy sprawdzić przy pomocy oscyloskopu, czy przebiegi napięć na wyjściach A, B, C, D, INH1 i INH2 układu L297 są zgodne z przebiegami przedstawionymi na rysunku 3.
Jeżeli tak jest można przystąpić do podłączenia silnika. Najczęściej bipolarne silniki krokowe posiadają cztery wyprowadzenia. Przy pomocy omomierza ustala się które przewody tworzą parę i podłączone są do jednego uzwojenia. Jedną parę podłącza się do wyjść Sl i S2, a drugą do S3 i S4 (na razie kolejność podłączenia nie gra roli).
W danych silników krokowych podane są najczęściej: indukcyjność jednego uzwojenia (nazywanego często pasmem), rezystancja, prąd znamionowy i napięcie znamionowe wynikające z rezystancji i prądu znamionowego. Określona jest także ilość kroków na jeden pełny obrót wału, lub kąt obrotu na jeden krok. Specyfika silników krokowych wymaga stosowania napięcia zasilania znacznie wyższego niż napięcie znamionowe, lub napięcie wynikające z iloczynu rezystancji i prądu. Zwykle napięcie zasilania jest 3-^10 razy większe od znamionowego. Cechą charakterystyczną jest to, że im wyższym napięciem będzie zasilany silnik tym wyższą prędkość obrotową można uzyskać. Natomiast nie należy przekraczać prądu znamionowego, gdyż silnik może ulec przegrzaniu przy pracy ciągłej.
W obwód zasilania +36 V włącza się amperomierz, a potencjometr Pl ustawia się w środkowe położenie. Częstotliwość zegara ustawia się na ok. 2 Hz. Po włączeniu zasilania potencjometrem Pl ustawia się prąd podany w danych silnika. Sprawdzamy czy silnik obraca się. Jeżeli słyszymy tylko stuki o częstotliwości 2 Hz, a silnik nie kręci się konieczne jest zamienienie kolejności dołączenia dwóch przewodów jednego z uzwojeń. Możemy teraz sprawdzić pozostałe funkcje sterownika.
Pozostaje jeszcze sprawdzenie maksymalnej prędkości obrotowej, która w silnikach większej mocy, o małej indukcyjności uzwojeń może wynosić 5000 kroków na
minutę. W małych silnikach będzie ona jednak znacznie niższa ok. 500 kroków na minutę. Moment obrotowy silników krokowych w zakresie małych prędkości obrotowych jest stały. Natomiast powyżej pewnej prędkości zaczyna maleć.
Silnik krokowy nie może ruszyć z miejsca z pełną prędkością. Dlatego też zawsze należy stosować płynne zwiększanie prędkości obrotowej. W czasie pracy silnika przy małych prędkościach obrotowych będzie słychać charakterystyczne stuki o częstotliwości wykonywanych kroków i lekkie "bzyczenie" związane z pracą czopera.
Wykaz elementów
US1 - L297
US2 - L298N
US3 - LM 7805 (LM 78L05)
Dl^-D8 - 1N4935, lub inna szybka dioda
trr<200 ns/2 A, Vrrm>50 V,
można stosować diody Schottky'ego
PR1 -GB008 1 A/50 V
PR2 - KBL 06 4 A/100 V
R3, R4 - 0,5 0,/b W rezystor
bezindukcyjny, patrz opis w tekście
Rl -2 kft/0,125 W
R2 -22 kfi/0,125 W
Pl -2,2 kfi TVP 1232
Cl 3,3 nF/50 V ceramiczny
C2.C7.C8 -47 nF/50 V ceramiczny
Cli - 100 nF/100 V MKSE-018-02
C3, C5 -220 nF/100 V MKSE-018-02
C6 - 47 //F/25 V 04/U
C9 - 220 //F/16 V 04/U
C10 - 1000 //F/40 V 04/U
C4 - 2200 //F/40 V 04/U płytka drukowana numer 349
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 4,95 zł + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O mgr inż. Dariusz Cichoński
Silniki krokowe
Silniki krokowe spotkać możemy w coraz większej liczbie urządzeń z którymi spotykamy się codziennie. Opanowały one napędy dysków i dyskietek w komputerach, napędy głowic i wałków w drukarkach i maszynach do pisania, przesuwanie głowic laserowych w odtwarzaczach kompaktowych, spotkać je można w robotach przemysłowych i w wielu innych miejscach. Z tego też względu warto zapoznać się z silnikami, które różnią się od klasycznych silników szczotkowych i indukcyjnych.
Silniki krokowe w jednym takcie pracy wykonują część obrotu wału wokół osi. Obrót taki nazywa się krokiem. Dla danego silnika podawana jest liczba kroków na jeden pełny obrót wału, lub kąt o jaki obróci się wał po wykonaniu jednego kroku. Liczba kroków na jeden obrót może zawierać się w szerokich granicach od kilkunastu do ponad dwustu. Cechą charakterystyczną silników krokowych jest brak komutatora, czyli mechanicznego przełącznika rozpływów prądu w silniku.
30
Praktyczny Elektronik 9/1997
W dużym uproszczeniu można powiedzieć, że silnik krokowy składa się ze stałego magnesu zamocowanego na osi, tworzącego rotor i dwóch uzwojeń nazywanych pasmami tworzącymi stojan. Przepływ prądu przez pasma powoduje powstanie pola magnetycznego i przyciąganie magnesu w ten sposób wykonuje się obrót o pewien kąt. W zależności od konstrukcji silnika magnes na osi może mieć wiele biegunów, a dwa uzwojenia mogą być połączone w szereg sekcji. W ten sposób uzyskuje się żądaną liczbę kroków na jeden obrót.
Wśród silników krokowych można wyróżnić dwa podstawowe typy: unipolarne i bipolarne, które wymagają odmiennych układów sterowania. Silniki unipolarne (rys. la) posiadają dwie pary podwójnych uzwojeń (na rysunku pokazano tylko jedną parę). Koniec pierwszego uzwojenia połączony jest z początkiem drugiego i wyprowadzony na zewnątrz. Zatem silnik bipolarny posiada sześć wyprowadzeń. W niektórych rozwiązaniach uzwojenia wyprowadzone są oddzielnie wtedy silnik posiada osiem wyprowadzeń.
Ciąg dalszy w następnym numerze,
o)
SILNIK UNIPOLARNY
SILNIK BIPOLARNY
+vs
T
6
+Vb
c N
_J s

(((((((((

i ^-o A U
Rys. 1 Silnik krokowy: a) unipolarny, b) bipolarny
Ciąg dalszy ze str. 2
Uzwojenia transformatora nawijane są na korpusach o przekroju prostokątnym, które najczęściej nazywane są karkasami. Najczęściej spotyka się dwa typy karkasów pojedyncze i dzielone. Pierwszy z nich stosowany jest we wszystkich typach rdzeni, a drugi tylko w rdzeniach El, M i EE. W karkasach pojedynczych uzwojenie pierwotne nawijane jest jako pierwsze (na spodzie karkasu), a uzwojenie wtórne jako drugie. W transformatorach małych mocy można spotkać się z odwrotną kolejnością nawijania uzwojeń. Można też spotkać spe-
Tabela 1 Parametry techniczne drutów nawojowych
cjalne kształtki nakładane na karkas, których celem jest zwiększenie wytrzymałości napięciowej transformatora. Parametrem najbardziej nas interesującym w karkasie jest powierzchnia przekroju wolnego miejsca, ponieważ chodzi tu o rozmieszczenie uzwojeń. W tabeli 1 zamieszczono parametry techniczne drutów nawojowych. Jednym z parametrów jest liczba zwojów jaka zmieści się w jednym centymetrze kwadratowym wolnego przekroju karkasu. Wartość ta obliczona jest dla równego ułożenia kolejnych zwojów. Z tego też względu przy obliczeniach liczby zwojów które zmieszczą się na karkasie wskazane jest obniżenie tej wartości o ok. 10%.
Średnica Średnica Przekrój Ciężar Rezystancja Liczba zwojów Prąd przy
z emalią na metr na metr na cnrn j=2,55 A/mm2
[mm] [mm] [mm2] [g/m] [12/m] [zw/cm2] [mA]
0,05 0,062 0,0020 0,019 9,10 20.000 5
0,08 0,095 0,0050 0,048 3,55 9.000 13
0,10 0,115 0,0079 0,074 2,22 6.000 20
0,15 0,17 0,0177 0,164 0,99 2.800 45
0,20 0,22 0,0314 0,289 0,557 1.650 80
Praktyczny Elektronik 9/199?
31
Średnica Średnica Przekrój Ciężar Rezystancja Liczba zwojów Prąd przy
z emalią na metr na metr 0 na cm j=2,55 A/mm2
[mm] [mm] [mm2] [g/m] [n/m] [zw/cm ] [mA]
0,25 0,27 0,049 0,460 0,357 1.100 125
0,26 0,285 0,053 0,495 0,330 1.000 135
0,27 0,295 0,057 0,533 0,306 950 145
0,28 0,305 0,062 0,571 0,285 870 157
0,29 0,315 0,066 0,612 0,266 800 168
0,30 0,33 0,071 0,645 0,248 770 180
0,31 0,34 0,075 0,696 0,232 720 192
0,32 0,35 0,080 0,740 0,218 690 205
0,33 0,36 0,086 0,786 0,2051 650 218
0,34 0,37 0,091 0,835 0,1932 600 231
0,35 0,38 0,096 0,890 0,1824 580 245
0,36 0,39 0,102 0,940 0,1724 540 259
0,37 0,40 0,108 0,994 0,1632 520 274
0,38 0,41 0,113 1,046 0,1547 500 289
0,39 0,42 0,120 1,102 0,1469 475 304
0,40 0,43 0,126 1,160 0,1396 450 320
0,41 0,44 0,132 1,220 0,1329 430 336
0,42 0,45 0,139 1,276 0,1266 420 353
0,43 0,46 0,145 1,342 0,1209 390 370
0,44 0,47 0,152 1,405 0,1154 380 387
0,45 0,48 0,159 1,480 0,1103 370 405
0,46 0,49 0,166 1,540 0,1054 350 423
0,47 0,50 0,173 1,610 0,1012 330 442
0,48 0,51 0,181 1,680 0,0979 320 461
0,49 0,52 0,189 1,750 0,0931 310 480
0,50 0,535 0,196 1,830 0,0894 300 500
0,51 0,545 0,204 1,900 0,0859 290 520
0,52 0,555 0,212 1,970 0,0826 280 541
0,53 0,565 0,221 2,043 0,0796 265 562
0,54 0,575 0,229 2,118 0,0766 255 583
0,55 0,59 0,238 2,200 0,0738 250 605
0,56 0,60 0,246 2,275 0,0713 240 627
0,57 0,61 0,255 2,355 0,0688 230 650
0,58 0,62 0,264 2,455 0,0664 225 673
0,59 0,63 0,273 2,53 0,0642 220 696
0,60 0,64 0,283 2,62 0,0621 210 720
0,65 0,69 0,334 2,97 0,0526 180 845
0,70 0,74 0,385 3,43 0,0455 160 980
0,75 0,79 0,444 3,95 0,0395 140 1125
0,80 0,84 0,504 4,48 0,0348 120 1280
0,85 0,90 0,570 5,07 0,0308 110 1445
0,90 0,95 0,636 5,66 0,0275 100 1620
0,95 1,00 0,711 6,34 0,0246 90 1805
1,00 1,05 0,786 7,00 0,0223 83 2000
1,10 1,16 0,951 8,49 0,0184 67 2420
1,20 1,26 1,131 10,09 0,0155 55 2880
1,30 1,36 1,329 11,81 0,0132 45 3380
1.40 1,46 1,540 13,70 0,0114 40 3920
1,50 1,56 1,770 15,75 0,0099 33 4500
1,60 1,66 2,015 17,91 0,0087 28 5120
1,70 1,76 2,275 20,20 0,0077 24 5780
1,75 1,81 2,365 21,50 0,0073 20 6125
1.80 1,86 2,545 22,65 0,0069 17 6480
1,90 1,96 2,840 25,15 0,0062 14 7220
2,00 0,07 3,142 28,00 0,0056 12 8000
WYCZYNOWY TRANSCEIVER
DIGITAL 1OOO
>
*
Skrócone dane:
Wymiary -19,5 x 8,0 x 22,5 cm, ciężar ok. 2 kg. Zasilanie - 13,8 V, RX - 0,5 A, TX - 9A max. Moc wyjściowa na wszystkich pasmach - 50 W, czułość - 0,2 nV. Emisje - CW, SSB, RTTY, SSTV, FAX, Packet Radio. Zakresy pracy - 50 kHz -r 31 MHz. W urządzeniu między innymi: mikroprocesorowe sterowanie, syntezer częstotliwości, cyfrowe: skala, S-mtr, wskaźnik mocy, gałka przestraja-nia, pamięci częstotliwości, szybka pamięć typu stos, drugie VFO, XIT, RIT, klucz elektronowy z pamięciami. Automatycznie przełączane filtry RX i TX, filtr CW, szybki kompresor dynamiki itd.
Cena PROMOCYJNA - 1380 zł.
DIGITAL 942-20kHz-r31,7MHz, 50-60, 140-M50MHZ, 4W/0,2 ^V, CW,SSB,FM,AM, em.cyfr.- Cena 1900 zł. DIGITAL 96 - 50 kHz - 31 MHz, 4W/0.2 nV, CW, SSB, emisje cyfrowe - Cena 850 zł.
Wzmacniacze mocy 50W KF, 4W 50 MHz i 144 MHz- Cena 180 zł. Automat, filtr ant.- Cena 210 zł. Wykrywacze wszelkich radiowych podsłuchów - Cena 130 zł.
,^Wr\vvvv^^^^^^\rWWSrVww
Zestawy do samodzielnego montażu transceiverów DIGITAL 942, oraz DIGITAL 96. W skład zestawu wchodzą: uruchomiony sterownik mikroprocesorowy, płytki drukowane, komplet dokumentacji (razem z instrukcją uruchamiania), komplet cewek, elementy nietypowe. Cena zestawów: DIGITAL 942 - 410 zł, DIGITAL 96 - 350 zł. Również zestawy do samodzielnego montażu wzmacniaczy i filtrów.
Informacje (gratis): V-Electronics, ul. Sucharskiego 17, 65-001 Zielona Góra tel/fax 26-67-55 Prowadzimy także sprzedaż wysyłkową za zaliczeniem pocztowym. Dla sklepów upusty.
ELEKTRONICY
PŁYTY, KITY, URUCHOMIONE URZĄDZENIA
Oscyloskop 20 MHz, generator AM/FM 200 MHz z PLL + wobulator, dip-meter 200 MHz miernik cyfrowy RCL, zasilacz impulsowy 12 V/20A adiotelefon CB,transciver UKF SSB/CW, sterowanie proporcjonalne KF, wzmacniacz UKF 100W, telewizja amatorska 430 MHz, wykrywacz metali VLF
z PLL, echosonda 50 m, wzmacniacz m.cz. Hex Fet 100 W, oraz ponad 300 innych urządzeń.
OBNIŻKA CEN, ZAWSZE AKTUALNE
NOWY KATALOG - KOPERTA + ZNACZEK 2 zł
PEP WROCŁAW 17 Skr. Poczt. 1625
LARCL
tel.
(0-68) 244-984
LARO s.c. ul. Jedności 19 65-018 Zielona Góra
SPRZEDAŻ:
detaliczna
hurtowa
wysyłkowa
Sprzedaż wysyłkowa obejmuje między innymi elementy elektroniczne używane w urządzeniach projektowanych przez PE.
Zainteresowanym wysyłamy ofertę.
VOLUMEN
Księgarnia Elektroniki i Informatyki ul. Siemiradzkiego 3
Charakterystyka: 60-763 POZNAŃ
Literatura, katalogi, tel. 66-51-12 w 14
instrukcje serwisowe, schematy, programy shareware, kify. Sprzedaż stacjonarna i wysyłkowa.
UNIWERSALNE PŁYTKI DRUKOWANE
Wysyłkowa sprzedaż detaliczna
części elektronicznych.
Wszystkim zainteresowanym
wysyłamy katalog.
Zakład Elektroniki "CYFRONIKA" 30-385 Kraków, ul.Sqsiedzka 43 tel. 66-54-99 tel./fax 67-29-60
Multimetr (7107) z generatorem B-49 zl, C-89 zl
U -1-0. ..750 V ; I -/=0...2A R 0.20 Mn f IOHz.IOMHz C 2pF...2uF; G 3 Hz .SOOkHz (4V) Pomiar diod i p tranzystorów (wyniknąć i 1 /2 LED) Samochodowy wsk. z zegarkiem B-30 zl
obrotomierz oraz termometr 30. . 120"C 16LED wskaźnik napięcia akumulatora 10... 1 6V czujnik 2 temp. i zegarek 6 mm Automat Akwariowy B-33zl
automatyczny włącznik oświetlenia oraz filtra dwa termostaty; możliwe ręczne sterowanie Licznik impulsów telefonicznych B-34 zl
licz. sumy imp. do 700; oraz pojedyn. rozmowy Ceny; B - płytka, części, obudowa, przełączn.
C - zmontowana płytka
D. F. Elektronik ul. Duża Góra 37/53 30-857 KRAKÓW tel. 58-90-24, 55-13-35
zestawy do samo-
#%NwC I dzielnego montażu, oraz zmontowane i zestrojone płytki. 0 profesjonalnych wykrywaczy metali
z dyskryminacją oraz Pl. Q przystwaki zmieniającej OTV w wielokanałowy oscyloskop, radiotelefony CB. echosondy generatory
mininadajniki UKF-FM o dużym zasięgu wiele innych zestawów elektronicznych. Informator - koperta + znaczki na list polecony. ul. Szkolna 2 - 58-550 KARPACZ
TERMOMETR CYFROWY 2 KANAŁOWY
- wyświetlacz LED zielony, czujnik z przewodem 8m i 1,5 m
- TERMOMETR 43 zł -ZASILACZ 12V/0,3A 12 zł OBROTOMIERZ SAMOCHODOWY - 18 zł
- linijka LED
(w zamówieniu podać ilość cylindrów)
Do powyższych cen należy doliczyć podatek VAT Sprzedaż wysyłkowa za zaliczeniem pocztowym
ELPES, 87-100 Toruń, ul. Szanka2 tel. [phone]
PRAKTYCZNY
PT
ISSN 1232-2628
cena 3,00 zł
u
wrzesień
nr 9 '98
Radiopowiadomienie - strojenie i anteny
Opóźnienie w zamieszczeniu trzeciej części artykułu o radiopowiadomieniu spowodowane było zamieszaniem z rezonatorami kwarcowymi. Okazało się, że fabryczna para rezonatorów, których częstotliwości różnią się o ok. 455 kHz jest bardzo droga. Natomiast jak już napisano w części drugiej (PE 7/98) nie wszystkie rezonatory wzbudzają się na overtonie. Koniec końców firma wysyłkowa LARO wyszukała rezonatory
0 częstotliwościach podstawowych 1 2,508.333 MHz
1 12.352.000 MHz, które nie dość, że nie są drogie, to jeszcze bez problemu wzbudzają się w układzie generatora zastosowanego w odbiorniku i nadajniku. Z tymi rezonatorami generator nadajnika pracuje na częstotliwości 37,524.999 MHz, a odbiornika 37,056.000 MHz. Dzięki temu otrzymuje się częstotliwość pośrednią 468,999 kHz.
Zarówno w nadajniku jak i odbiorniku trymery w generatorze i heterodynie służą głównie do zapewnienia stabilnej generacji, a nie do dostrajania częstotliwości pracy. Do wyjścia generatora (emiter T6 w nadajniku, emiter T1 w odbiorniku) dołącza się sondę w.cz. rys. 1. Kręcąc trymerem ustawia się maksymalne wskazania miernika. Potem bardzo delikatnie kręci się trymerem, aby wskazania miernika minimalnie uległy zmniejszeniu. Układ powinien wzbudzać się po każdorazowym włączeniu zasilania, jeżeli nie da się tego uzyskać należy znaleźć takie ustawienie trymera (bez względu na wskazania sondy, która będzie służyła tylko do wykrycia generacji) w którym układ zawsze wzbudza się. Jeżeli i to nie da rezultatu, to należy zmienić wartość trymera, lub dolufować równolegle do niego kondensator ceramiczny ok. 10 pF.
o WE c * I 100pr Dl � DC MIERNIKA ANALOGOWEGO
22nF P Ri U iok
i O -o i

Dl-GERMANOWA NP. C1, C2 -CERAMICZNE AAP 120
Rys. 1 Schemat sondy w.cz.
Czytelnicy posiadający oscyloskop mogą posłużyć się nim do regulacji generatora. Oscyloskop dołącza się do emitera tranzystora wyjściowego tak jak sondę w.cz., a trymerem ustawia się kształt generowanego przebiegu na jak najbliższy sinusoidalnemu.
Koniecznie należy pamiętać, że w nadajniku podczas regulacji wyjście powinno być zamknięte rezystorem 50 fl/5 W. Przy braku obciążenia może uszkodzić się tranzystor T4, lub dławik DŁ1, DŁ2. Podczas regulacji generatora można wyłączyć modulację nadajnika zwierając kolektor T2 do masy.
Uruchamianie części odbiorczej radiopowiadomie-nia należy przeprowadzić w dwóch etapach. Pierwszy etap obejmuje sprawdzenie poprawności działania deszyfratora. W tym celu na płytce drukowanej przecina się zworkę łączącą nóżkę 10 US4 z kolektorem T4.
Masy nadajnika i odbiornika łączy się ze sobą, i tak samo zasilania +12V. Następnie odcinkiem przewodu łączy się ze sobą nóżki 17 układu UM 3758-120A. Nóżki w kodujące układu powinny być zaprogramowane tak samo w odbiorniku jak i nadajniku, dotyczy to także nóżek połączonych z kolektorem T1 w nadajniku i z kolektorem T3 w odbiorniku.
Po włączeniu zasilania można sprawdzić poprawność działania układu, symulując alarm zwieraniem wejścia wyzwalania alarmowego do masy, a przerwę w łączności rozłączeniem przewodu łączącego ze sobą nóżki 17 UM 3758-120A. Jeżeli ten etap przeszliśmy pomyślnie i mamy uruchomiony i zestrojony nadajnik możemy przystąpić do strojenia części odbiorczej.
W nadajniku zwieramy katody diod D3 i D4 z plusem zasilania, tak aby fala nośna była modulowana cały czas bez żadnych przerw. Do wyjścia w.cz. nadajnika dołączamy rezystor 50 L2/5 W, włączamy zasilanie i pracujący nadajnik umieszczamy w odległości ok. 3-=-5 m od miejsca w którym będziemy stroić odbiornik.
Przed przystąpieniem do strojenia odbiornika należy uruchomić heterodynę (generator kwarcowy) w taki sposób jak opisano to wcześniej).
W odbiorniku do wejścia przylutowujemy antenę (wystarczy odcinek pionowo umieszczonego drutu o długości ok. 0,5 m). Do wyjścia m.cz. układu US1 (nóżka 9) podłączamy oscyloskop. Strojąc cewkami L2 i L3 dążymy do uzyskania jak największej amplitudy przebiegu, którego kształt powinien być zbliżony do przebiegu prostokątnego o nierównomiernym wypełnieniu. )est to zdemodulowanv przebieg z wyjścia kodera w nadajniku. Mogą wystąpić pewne trudności z synchronizacją oscyloskopu. Nie należy sit,1 tym zrażać, można stroić układ tylko na maksimum amplitudy. Następnie stroi się cewkę wejściową L1 przez rozciąganie lub ściskanie, także starając się uzyskać maksimum amplitudy na nóżce 9 US1. Cewka LI wykonana jest jako powietrzna, nawinięta drutem DNE o średnicy 0,5 mm na trzpieniu $3 mm. Pomiędzy masą a odczepem nawija się dwa zwoje, a pomiędzy odczepem a kondensatorem Cl 8 zwojów.
Gdy na wyjściu US1 nie zaobserwujemy żadnych przebiegów, lub ich amplituda będzie bardzo mała można zmniejszyć odległość od nadajnika. Warto tez spróbować stroić odbiornik na wyczucie, próbując uzyskać przebieg dla różnych położeń rdzeni w cewkach L2 i L3. Cewkę L1 można zostawić w spokoju, gdyż wejściowy obwód rezonansowy ma małą dobroć i zasadniczo nie wpływa na charakterystykę toru p.cz. Natomiast cewki L2 i L3 mogą zostać ustawione tak niefortunnie, że układ nie odbierze żadnego sygnału.
Jeżeli nie posiada się oscyloskopu można posłużyć się detektorem szczytowym o schemacie takim jak sonda w.cz. zmienia się tylko wartości kondensatorów C1 na 1 u.F/63 V, a C2 na 22 uF/25 V.
Następnie należy odsunąć nadajnik na jeszcze większą odległość, tak aby amplituda przebiegów na
Ciąg dalszy na stronie 31.
Wrzesień nr 9/98
SPIS TREŚCI
Radiopowiadomienie - strojenie i anteny..........................................................2
Regulator temperatury do lodówki i zamrażarki................................................4
Laboratoryjny woltomierz ze skalą logarytmiczną............................................9
Elektronika inaczej cz. 32 - demodulatory......................................................15
Ładowanie akumulatorów kwasowych z układem UC 3906.............................19
Modulator - nadajnik telewizyjny małej mocy................................................23
Obliczenia transformatorów - ciąg dalszy.......................................................27
Peak Hołd Level Meter...................................................................................29
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym w terminie do trzech tygodni. Nie przyjmujemy zamówień telefonicznych. Koszt wysyłki wynosi: 8,00 zł bez względu na kwotę pobrania. W sprzedaży wysyłkowej dostępne są archiwalne numery "Praktycznego Elektronika": 3/92; 1/94; 8-12/95; 3-12/96; 1-12/97; 1-9/98. Cena jednego egzemplarza 3,00 zł plus koszty wysyłki. Kserokopie artykułów i całych numerów, których nakład został wyczerpany, wysyłamy w cenie 1,75 zł za pierwszą stronę, za każdą następną 0,25 zł plus koszty wysyłki.
Zamówienia na płytki drukowane prosimy przesyłać na kartach pocztowych, lub kartach zamówień zamieszczonych w PE 5/98.
Wydawca ARTKELE, Zielona Góra Ogłoszenia i reklamy
Ogłoszenia można nadsyłać listownie na adres redakcji załączając dowód wpłaty należności za ogłoszenie na konto: ARTKELE WYDAWNICTWO TECHNICZNE ul. Jaskółcza 2/5 65-001 Zielona Góra WBK S.A. II O/Zielona Góra 10901636-102847-128-00-0
Ceny:
- 1 cm2 ogłoszenia ramkowego- 3,00 zł + 22% VAT (najmniejsze ogłoszenie 20 cm2)
- ogłoszenia drobne do 40 słów - 1,50 zł + 22% VAT za słowo
Redakcja nie ponosi żadnej odpowiedzialności za treść reklam i ogłoszeń.
Adres redakcji:
"Praktyczny Elektronik"
ul. Jaskółcza 2/5
65-001 Zielona Góra
tel./fax [phone] w godzinach 8��-1000
Red. Naczelny mgr inż. Dariusz Cichoński
Artykułów nie zamówionych nie zwracamy. Zastrzegamy sobie prawo do skracania i adiustacji nadesłanych materiałów i artykułów.
Opisy układów elektronicznych i urządzeń zamieszczonych w "Praktycznym Elektroniku" mogą być wykorzystane wyłącznie dla własnych potrzeb. Wykorzystanie ich do celów zarobkowych i innych wymaga zgody autora artykułu. Przedruk całości lub fragmentów "Praktycznego Elektronika" możliwy jest po uzyskaniu zgody redakcji.
Druk: Zielonogórskie Zakłady Graficzne "ATEXT" sp. z o.o. pl. Pocztowy 15, 65-958 Zielona Góra
Praktyczny Elektronik 9/1998
Regulator temperatury do lodówki i zamrażarki
Regulator temperatury opisany w tym artykule przeznaczony jest do regulacji i pomiaru temperatury, oraz sygnalizacji stanów pracy chłodziarko-zamrażarki (C-Z), zarówno jedno jak i dwusprężarkowej lub oddzielnie chłodziarki i zamrażarki. Dzięki niemu możemy poprawić parametry użytkowe każdej chłodziarki nawet starej i wysłużonej po prostu zastępując termostat elektromechaniczny opisany w tym artykule regulatorem. Jego parametry i mnogość funkcji w niczym nie odbiegają od elektronicznych regulatorów stosowanych przez czołowych producentów C-Z.
Pod względem funkcjonalności regulatory elektromechaniczne nie mogą się z nim równać. Bo jak ustawić i utrzymać temperaturę np. +4�C lubianego przeze mnie napoju (zakaz reklamy) zalecaną przez jego producenta gdy ma się do dyspozycji tylko pokrętło (o niewiadomej skali) i regulator z histerezą >5 �C?
Funkcja automatycznego odszraniania realizowana co 8 godzin zapobiega osadzaniu się lodu w chłodziarce i pozwala na zaoszczędzenie energii, gdyż parownik nigdy nie jest oblodzony i lepiej przebiega proces chłodzenia. Ponadto regulator zapamiętuje najwyższą temperaturę występującą w C-Z co może nas uchronić przed spożyciem zepsutych produktów np. gdy podczas naszej nieobecności zabrakło prądu na dłuższy czas. Konstrukcja jego oparta jest na procesorze jednoukła-dowym ST 62T65, dzięki któremu regulator ma bardzo prostą budowę, gdyż procesor ten zawiera w swoim wnętrzu wszystkie niezbędne układy (przetwornik A/D, tajmery, EEPROM, wysokoprądowe wyjścia do sterowania LED) do realizacji wymienionych poniżej funkcji. Dodatkowo w celu zwiększenia odporności układu na zakłócenia zastosowałem układ kontroli napięcia zasilającego TL 7705 (niezbędny).
Opis funkcji regulatora
- regulacja i pomiar temperatury w komorze chłodziarki, regulacja w zakresie od 0 do +8 C, pomiar od 0 do +9 �C(od 0 do +30 �C pomiar dla alarmu);
- regulacja i pomiar temperatury w komorze zamrażarki, regulacja w zakresie od -16 do -27 �C, pomiar od +30 do -30 �C
-automatyczne odszranianie komory chłodziarki co 8 godzin (zapobiega osadzaniu się lodu), można wyłączyć tą funkcje;
-funkcja super-zamrażania, wychłodzenie komory zamrażarki od -26 �C, przydatne przed włożeniem większej ilości produktów, wyłącza się automatycznie;
- pamięć nastaw i stanów pracy C-Z w pamięci EEPROM;
-wykrywanie i sygnalizacja uszkodzenia czujników temperatury, migający symbol "E" na odpowiednim wyświetlaczu;
- sygnalizacja otwartych drzwi, migający symbol "d" na wyświetlaczach, po 30 s włącza się sygnał dźwiękowy
(może uratować życie! he he), naciśnięcie dowolnego przycisku wyłącza sygnał dźwiękowy;
- oddzielne wyłączanie każdej komory, na wyświetlaczu pojawia się symbol "o", przydatne gdy nie używamy którejś z komór lub podczas rozmrażania;
-zapamiętywanie i odczyt maksymalnych temperatur gdy wystąpi stan alarmowy w którejś z komór, co może być przydatne do stwierdzenia przydatności produktów do spożycia,"
-sygnalizacja przekroczenia temperatur alarmowych (czerwona LED dla każdej komory), temperatury alarmowe dla chłodziarki >+9 C, a dla zamrażarki
>-10�C;
-funkcja EKO, przywrócenie nastaw -18 C dla komory zamrażarki, +4 C dla komory chłodziarki;
- autotest, funkcja pomocna przy uruchamianiu i usuwaniu usterek regulatora;
-zabezpieczenie przed jednoczesnym startem sprężarek (opóźnienie ok. 8 s)
- minimalny czas postoju sprężarki (ok. 5 min), który jest odliczany również po załączeniu zasilania, co zapobiega załączaniu się sprężarek podczas krótkotrwałych włączeń napięcia zasilającego (zwiększa żywotność sprężarek).
Opis układu
Regulator działa w zasadzie jak termostat z histerezą <2 �C, jednak dodatkowo oprócz temperatury na pracę sprężarek ma wpływ również czas tzn. regulator nie włączy sprężarki przed upływem 5 minut od czasu jej wyłączenia a także nie załączy w jednej chwili obydwu sprężarek (odstęp 8 s) Dokładność pomiaru temperatury wynosi ok. 1 �C. Jako czujniki temperatury zastosowano termistory NTC z tak dobranymi rezystorami R3 i R5 aby uzyskać największą rozdzielczość. Sygnały z czujników doprowadzone są przez filtry R4, C4 i R6, C5 do wejść procesora zaprogramowanych jako wejścia analogowe. Procesor odczytuje wartość sygnału na wejściach i porównuje z ustawioną przez nas temperaturą. Jeżeli temperatura odczytana jest 1 �C wyższa od ustawionej, procesor włącza odpowiednią sprężarkę (o ile upłynął odpowiedni czas od jej wyłączenia i startu drugiej) poprzez odpowiednio T5, Pk1 lub T6, Pk2. Jeśli zaś temperatura odczytana jest o 1 �C niższa od ustawionej to procesor wyłącza odpowiednią sprężarkę.
Zmierzone temperatury wyświetlane są na wyświetlaczach, a stany C-Z na diodach LED. Równocześnie z multipleksowym sterowaniem wyświetlaczy i LED odczytywany jest stan przycisków WŁ1+WŁ4 i jeśli któryś jest wciśnięty procesor odpowiednio reaguje. Ponadto procesor odczytuje stan czujnika otwartych drzwi i jeśli są otwarte to sygnalizuje to symbolem "d" na wyświetlaczach, a po 40 s włącza sygnał dźwiękowy na ok. 60 s lub do czasu wciśnięcia dowolnego klawisza.
Praktyczny Elektronik 9/1998
o o
LJ.
/z
awz HavTv
'wfl a3dns
Na płytce procesora znajdują się dwa jumpery: X - zwarty przy włączaniu powoduje przejście do procedury autotestu, Y -zwarty powoduje blokadę klawiszy. Każde przyciśnięcie klawisza sygnalizowane jest sygnałem dźwiękowym. Każdą komorę można wyłączyć niezależnie od drugiej. W razie awarii czujnika temperatury na wyświetlaczu (W2 dla chłodziarki i W3 dla zamrażarki) pojawia się migający symbol "E" i procesor jako że nie jest w stanie stwierdzić temperatury w komorze przechodzi do cyklu awaryjnego sterowania sprężarką tzn. dla zamrażarki 30 minut włączenie, 30 minut wyłączenie, natomiast dla chłodziarki odpowiednio 15 min./30 min.
Włączenie sprężarki sygnalizowane jest świeceniem kropki na odpowiednim wyświetlaczu, natomiast cykl odszraniania w chłodziarce sygnalizowany jest miganiem kropki na wyświetlaczu W3.
Na panelu sterującym znajdują się następujące elementy: D7 -żółta dioda LED sygnalizująca załączenie super-zamrażania;
D8 -zielona dioda LED sygnalizująca ustawienie temperatur EKO;
D9 - czerwona dioda LED sygnalizująca przekroczenie temperatury alarmowej w chłodziarce; D10 - "-" minus; D11 -jak D9 tylko dla zamrażarki;
W1, - odpowiednio dziesiątki i W2 jedności wyświetlanej temperatury w komorze zamrażarki; W3 - Wyświetlanie temperatury
w komorze chłodziarki; W2, - kropki na wyświetlaczach W3 gdy się świecą świadczą
o włączeniu sprężarki; WŁ1 - krótkie przyciśnięcie, gdy przekroczony został stan alarmowy którejś z komór, powoduje wyświetlanie maksymalnej zmie-
Rys. 1 Schemat ideowy regulatora temperatury
Praktyczny Elektronik 9/1998
rzonej temperatury na wyświetlaczach W1, W2, po 5 s dla każdej komory, natomiast na wyświetlaczu W3 symbol "" (na dolnym segmencie) oznacza, że temperatura wyświetlana dotyczy zamrażarki, a symbol "-" (na górnym segmencie) dotyczy chłodziarki;
WŁ1 - przyciśnięcie dłużej niż 5 s, ustawienie temperatur EKO tzn. -18�C dla zamrażarki i +4 �C dla chłodziarki;
WŁ2 - zmiana nastaw temperatur dla komory chłodziarki, wciśnięcie powoduje miganie nastawionej temperatury na wyświetlaczu W3, kolejne wciśnięcia zmieniają nastawy o 1 �C, zakres nastaw 0 do +8 �C. Po około 5 s od ostatniego naciśnięcia klawisza, nastawiona temperatura zostaje zapamiętana;
WŁ3 - zmiana nastaw temperatur dla komory zamrażarki, wciśnięcie powoduje miganie nastawionej temperatury na wyświetlaczu WŁ1-^WŁ2, kolejne wciśnięcia zmieniają nastawy o 1 �C, zakres nastaw -16 do -27 �C. Po około 5 s od
ostatniego naciśnięcia klawisza, nastawiona temperatura zostaje zapamiętana;
WŁ4 - włączenie/wyłączenie super-zamrażania;
WŁ1+WŁ2 -wciśnięte razem, włączenie/wyłączenie komory chłodziarki np. w celu odmrożenia lub wyłączenia jej z użytkowania. Wyłączenie komory sygnalizowane jest symbolem "o" na wyświetlaczu W3;
WŁ3+WŁ4 -jak WŁ1+WŁ2 tylko dla komory zamrażarki. Wyłączenie komory sygnalizowane jest symbolem "o" na wyświetlaczu W2;
WŁ1+WL4 -włączenie/wyłączenie funkcji automatycznego odszraniania, napis na "On" na wyświetlaczach świadczy o włączeniu tej funkcji, natomiast "OFF" o wyłączeniu.
Montaż i uruchomienie
Przed przystąpieniem do montażu należy odciąć płytkę z wyświetlaczami. W zależności od obudowy jaką posiadamy moie nie być konieczne rozdzielenie płytki zasilacza od płytki procesora. Po zamontowaniu
MM
O O
oj
Rys. 2 Płytka drukowana
Praktyczny Elektronik 9/1998
elementów dobrze jest sprawdzić ścieżki drukowane czy nie ma na nich przetrawień i dla pewności pocy-nować je wszystkie. Stabilizator US3 należy wyposażyć w niewielki radiator.
Wskazane jest najpierw uruchomić zasilacz i sprawdzić napięcia +5 V i +12V (uwaga napięcie to może wynosić nawet +18V przy nie obciążonym zasilaczu). Następnie należy sprawdzić działanie przekaźników dołączając punkty Pk1 i Pk2 do masy. Układy US1 i US2 należy wmontować na podstawkach, a przed włożeniem w podstawki należy sprawdzić napięcia na ich zaciskach zasilających, kolejnym krokiem jest połączenie płytek ze sobą przewodami zgodnie ze schematem ideowym. Do uruchomienia urządzenia polecam zwarcie jumpera "X" co spowoduje przejście regulatora do procedury autotestu.
Funkcje przycisków w autoteście są następujące: Wt1 - włączenie świecenia wszystkich wyświetlaczy
i LED; WŁ1+WŁ2 -wciśnięte razem, włączenie/wyłączenie
komory chłodziarki, wyłączenie sygnalizowane jest symbolem "o" na wyświetlaczu W3 a włączenie symbolem "I";
WŁ3+WŁ4 - wciśnięte razem, włączenie/wyłączenie komory zamrażarki, wyłączenie sygnalizowane jest symbolem "o" na wyświetlaczu W2 a włączenie symbolem "I";
WŁ2 - odczyt z toru czujnika chłodziarki, wartość z przetwornika wyświetlana jest na wyświetlaczu W1 i W2 jako "hex";
WŁ3 - odczyt z toru czujnika zamrażarki, wartość z przetwornika wyświetlana jest na wyświetlaczu W1 i W2 jako "hex";
WŁ4 - odczyt z toru czujnika otwartych drzwi, symbol "C" drzwi zamknięte, "O" drzwi otwarte na wyświetlaczu W3.
Korzystając z powyższego opisu możemy sprawdzić poprawność połączeń i działanie poszczególnych torów wejściowych i wyjściowych. Przewody od termistorów podłączamy do płytki procesora, punkt "A" i masa dla

Ś TS 8/10/676


,",";"".
220V
QCQ �ZQ-Q
D5 -Kr- HO- 06
-0
HSD-
ARTKELE 421
C3C9
1Y
US2
aaaa w
G2O G3O
G4|
ALARM TEMP.
ZAMRAŻ. ZAMRAŻ.
D7 D11
ST62T65B "LODÓWKA"
W1
W2
WL4
X
D10 Ml 1
WL3


0

Ml

TEMP. Fk.n CHŁODŹ. crs
09 D8
WŁ 2
O*
T X
WL1
-W-
G2O G3O
G4C
D2
D1
Rys. 3 Rozmieszczenie elementów
Praktyczny Elektronik 9/1998
termistora znajdującego się w chłodziarce, punkt "B" i masa dla termistora umieszczonego w zamrażarce.
Termistory należy podłączyć do odpowiednio długich przewodów i przed zlutowaniem przewodu z końcówką termistora należy założyć koszulkę termokurczliwą i nawinąć kilka zwojów przewodu na końcówce. Zapewni to dobre połączenie przy dużych zmianach i niskiej temperaturze pracy.
Termistory najlepiej jest włożyć do aluminiowego kubeczka np. po kondensatorze elektrolitycznym i zalać żywicą lub klejem samoutwardzalnym. Należy je umieścić wewnątrz lodówki, na tylnej lub bocznej ściance co najmniej 5 cm od parownika (to miejsce gdzie paruje ciecz robocza obniżając temperaturę), co jest bardzo ważne. Niektóre lodówki mają parownik zalany plastykiem i nie jest on widoczny. Na ogół jest umieszczony na tylnej ściance lub też ukształtowany jako zamrażalnik. Umieszczenie termistora zbyt blisko parownika spowoduje, że regulator nie będzie pracował poprawnie, gdyż zbyt często będzie włączał sprężarki, co nie wpłynie na ich żywotność. Przewody od termi-storów można przeprowadzić tak jak przewody od regulatora elektromechanicznego.
Podłączając wyjścia regulatora do sterowania sprężarek najlepiej wykorzystać istniejące przewody zakończone konektorami typu męskiego. Następnie odłączyć wsuwki ze starego regulatora. Do wyjść zasilacza oznaczonych "C" (dla sprężarki chłodziarki) i "Z" (dla sprężarki zamrażarki) należy podłączyć przewody zakończone konektorami typu męskiego. Następnie odłączyć wsuwki ze starego regulatora i podłączyć je do zakończonych konektorami przewodów.
Równolegle do styków przekaźnika koniecznie trzeba dołączyć kondensator przeciwzakłóceniowy 100 nF/250 V AC, do kupienia w sklepie z częściami zamiennymi AGD. Ze względu na to, że mamy tu do czynienia z napięciem sieci połączenia należy wykonać bardzo starannie i zabezpieczyć je dodatkową izolacją (koszulka + taśma).
Jeżeli chcemy sterować tylko lodówką jednosprę-żarkową to należy wykorzystać tylko jedno podłączenie (C lub Z) w zależności od tego gdzie umieściliśmy czujnik (osobiście polecam wykorzystanie toru chłodziarki C).
Jeżeli chcemy aby regulator informował nas o otwartych drzwiach trzeba podłączyć albo mikro-włącznik współpracujący z istniejącym w lodówce przełącznikiem lub też podłączyć fotorezystor i umieścić go blisko żarówki oświetlenia wnętrza komory lodówki.
Przewody od czujnika otwartych drzwi podłączyć do punktu "D" i masy na płytce procesora (uwaga na polaryzację fototranzystora). Podłączając do jumpera "Y" (na płytce procesora) przełącznik, który można umieścić z tyłu obudowy regulatora zabezpieczymy się przed zmianą ustawień przez osoby niepowołane. Transformator możemy dobrać z zakresu mocy od 2 do 8 VA o napięciu wyjściowym 12 V.
Z uwagi na to, że tabela R (T) termistora zawierająca informacje o rezystancji termistora w funkcji temperatury jest zapisana na stałe w programie, procesor jest wysyłany wraz z termistorami i rezystorami R3 i R5.
Ze względu na bezpieczeństwo użytkownika jeszcze raz pragnę zwrócić uwagę na odpowiednie zabezpieczenie wszystkich połączeń wewnątrz lodówki, gdyż są one narażone na kontakt z powietrzem o bardzo dużej wilgotności i wodą.
Wykaz elementów
US1 - TL 7705A
US2 - ST 62T65B z wpisanym
programem LODÓWKA
US3 - LM 7805
T1-TT4 - BC 557B
T5, T6 - BC 547B
DUD6 -1N4148
D7 - LED kolor żółty
D8 - LED kolor zielony
D9, D11 - LED kolor czerwony
D10 - LED kolor w jakim świecą
wyświetlacze
W1-7-W3 - wyświetlacz wspólna anoda
PR1 - GB 08 1 A/50 V
R9+R16 - 220 Lł/0,25 W
R4, R6, R8,
R17*RR22 -2,2 kfi/0,125 W
R1, R2, R7 -10ka/0,125 W
R3*, R5* - wysyłane w komplecie z
termistorami i procesorem
C7,C8 - 33 pF/50 V ceramiczny
C3-rC6, C9,
C10, C12, C13 -100nF/100VMKSE
C1 -22OnF/1OOVMKSE
C11 -100u.F/16V04/U
C14 - 470 u.F/25 V 04/U
Q1 - rezonator kwarcowy 8 MHz
WŁUWŁ4 - mikrowłączniki
G1 - buzer miniaturowy 5 V
Pk1, Pk2 - RX-81P
TR1 - TS 8/10 lub inny o mocy
2-5-8 VA U 12 V/150 mA
B1 -WTAT100mA/250V
płytka drukowana numer 421
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki i zaprogramowane mikrokontrolery ST 62T65B z dopiskiem LODÓWKA wraz z termistorami i rezystorami R3 i R5 można zamawiać w redakcji PE.
Cena: płytka numer 421 - 14,26 zł
ST 62T65B LODÓWKA - 45,00 zł + koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
ŚŚŚ Grzegorz Perka
Praktyczny Elektronik 9/1998
Laboratoryjny woltomierz ze skalą logarytmiczną
Napięcie jest jedną z najczęściej mierzonych wielkości elektrycznych. Stwierdzenie to jest prawdziwe w wielu dziedzinach elektroniki między innymi w elektronice amatorskiej. Zdecydowana większość sensorów przetwarza mierzoną wielkość na napięcie. Proponujemy wykonanie urządzenia, które może znacznie przyspieszyć i ułatwić proces pomiaru różnych napięć w układzie. Woltomierz szczególnie przydatny jest do pomiaru wzmocnienia, oraz do wyznaczania charakterystyk częstotl i wościowy ch.
Unikalną własność woltomierza stanowi możliwość wyświetlania wyników pomiaru w decybelach. Elektronicy posługujący się na co dzień miarą dB z pewnością docenią tą funkcję. W elektroakustyce oraz technice w.cz. posługiwanie się decybelami przy określaniu poziomów napięć oraz wzmocnień bądź tłumień jest normą. Wyposażenie miernika w moduł przetwornika True RMS pozwoli na pomiar wartości skutecznej dowolnie odkształconych sygnałów do częstotliwości 1 MHz. Opisywany woltomierz posiada funkcję automatycznego przełączania zakresów, dzięki której możemy bez stresu dokonywać pomiaru napięć stałych oraz zmiennych do 200 V.
Skąd wzięła się miara dB i do czego służy? Jednym z najbardziej podstawowych parametrów sygnału jest jego amplituda. W praktyce posługujemy się kilkoma rodzajami amplitud (wartość skuteczna, międzyszczy-towa, średnia, itp.). Oprócz amplitudy istnieje kilka innych parametrów spełniających jej funkcję. Jednym z nich jest właśnie miara dB. W elektronice bardzo często zachodzi konieczność porównania wartości dwóch napięć (na przykład przy określaniu wzmocnienia wzmacniacza). W jaki sposób można porównać amplitudy dwóch sygnałów? Można na przykład powiedzieć, że sygnał wyjściowy jest dwa razy większy od wejściowego (2 V/V). Lecz ponieważ częściej mamy do czynienia ze znacznie większymi stosunkami napięć, łatwiej używać miary logarytmicznej. W tym celu wprowadzono pojęcie decybela (jest to jedna dziesiąta bela, którego się praktycznie nie używa). Z definicji, stosunek amplitud dwóch sygnałów wyraża się w decybelach następująco:
kA=[dB} = 20 logl0^-
gdzie Ai to amplituda sygnału wejściowego a A2 to amplituda sygnału wyjściowego. Stąd, na przykład, wzmocnienie wzmacniacza, którego sygnał wyjściowy ma dwukrotnie większą amplitudę niż sygnał wejściowy jest równe 6 dB. W Tabeli 1 umieszczono przykładowe wartości stosunków napięć wyrażone w dB. Ujem-
nym wartością dB odpowiada tłumienie sygnału wejściowego, a dodatnim jego wzmacnianie. Miara logarytmiczna jest także wygodna ze względu na wygodny zapis wielkości różniących się miedzy sobą o kilka rzędów wielkości. Na przykład wzmocnienie 10000 V/V w skali logarytmicznej przyjmuje znacznie bardziej czytelną postać 80 dB.
Tabela 1
Wartości stosunków napięć wyrażone w dB
wartość dB Aj/A, wartość dB Aa/A,
0 1 _1 0,89
3 1,41 -3 0,71
6 2,0 -6 0,50
10 3,16 -10 0,316
12 4,0 -12 0,25
16 6,3 -16 0,16
20 10 -20 0,1
30 31,6 -30 0,0316
40 100 -40 0,01
50 316 -50 0,00316
60 1000 -60 0,001
70 3162 -70 0,000316
80 10000 -80 0,0001
Chociaż decybeli używa się zazwyczaj do określania stosunku amplitud dwóch sygnałów, czasami stosuje się je jako bezwzględną miarę amplitudy. Jest to możliwe ponieważ zakłada się pewną amplitudę sygnału wzorcowego i względem niej określa się w decybelach dowolną amplitudę innych sygnałów. Używa się w tym celu kilku standardowych wartości amplitud. Najbardziej popularne z nich to:
- 1 V wartości skutecznej - miarę oznacza się dBV
- napięcie odpowiadające mocy 1 mW wydzielanej na obciążeniu o ustalonej wartości rezystancji - miarę oznacza się dBm. Dla zakresu częstotliwości radiowych
US5
PRZETWORNIK
WARTOŚCI SKUTECZNEJ NA NAPIĘCIE (RMS-to-DC) STEROWANIE KATOD = nnni i UUUU
\ � US2
WE DZIELNIK WEJŚCIOWY v_ PRZETWORNIK A/C STEROWANIE ANOD
1/2 US4 US3 1/2 US4
MULTIPLEKSER MIKROKONTROLER I MULTIPLEKSER



Rys. 1 Schemat blokowy miernika
10
Praktyczny Elektronik 9/1998
standardowe obciążenie ma wartość 50 L2, a dla zakresu częstotliwości akustycznych 600 ii. Wartości skuteczne napięć odpowiadające poziomowi 0 dBm wynoszą odpowiednio 0,2236 V i 0,7746 V.
Woltomierz pozwala na pomiar napięć w woltach oraz decybelach. Zarówno w pierwszym jak i drugim przypadku możliwe jest zdefiniowanie napięcia odniesienia względem, którego będą prezentowane pomiary. Dla pomiaru decybeli wartością domyślną jest OdBm czyli 0,775 V. Dla pomiaru woltów wartością domyślną jest 0 V. Użytkownik może zmienić obie wartości poprzez doprowadzenie napięcia odniesienia na wejście woltomierza i przyciśnięcie odpowiedniego klawisza lub ustawienie żądanej wartości.
Poniżej prezentujemy podstawowe parametry woltomierza:
- pomiar napięć w czterech zakresach pomiarowych: 0,000-^199,9 mV 0,200-1,999 V 2,000-h19,99 V
20,00*1 99,9 V;
- rezystancja wejściowa 10 L2;
- automatyczne przełączanie zakresów;
- dokładność pomiaru napięcia 0,1%;
- pomiar wartości względnej dB w zakresie 80-T+80 dB;
- pomiar wartości dBm w zakresie -32-M-48 dBm;
- dokładność wskazań dB 0,1 dB;
- możliwość indywidualnego ustawienia napięcia odniesienia;
- tłumienie sygnałów zakłócających 50 Hz (100 Hz);
- pomiar wartości skutecznej napięć sinusoidalnych*;
- pomiar wartości skutecznej przebiegów odkształconych**;
ó
-wn

*0l----1
? ? 2
CD
1
(/>

< m to
Rys. 2 Schemat ideowy miernika - część wyświetlaczy i zasilacza
* - po zastosowaniu modułu prostego przetwornik
AC/DC. ** - po zastosowaniu modułu przetwornika TRUE RMS.
Praktyczny Elektronik 9/1998
11
o o
Rys. 3 Schemat ideowy miernika - część pomiarowa
Konstrukcja
Schemat blokowy miernika przedstawiony został na rysunku 1. Trzon konstrukcji stanowi mikrokontroler
AT89C51 z wewnętrzną pamięcią programu.
Spełnia on funkcję sterownika pola odczytowego, układu nadzorującego automatyczne przełączanie zakresów, układu przekodowania wskazań oraz obliczania wartości logarytmicznej stosunku dwóch napięć.
Funkcję przetwornika A/C spełnia układ ICL7107, odpowiedzialny za przetwarzanie napięcia mierzonego w jego dyskretny odpowiednik. Wybór przetwornika został podyktowany jego funkcjonalnością, dostępnością oraz niską ceną. Układ ICL7107 jest przystosowany do bezpośredniego sterowania czterech wyświetlaczy LED. Służą do tego celu wyprowadzenia A1, B1,...,G3, AB4, POL. Wartość wskazywana przez układ ICL7107 nie kwalifikuje się do wyświetlenia na wyświetlaczach LED ze względu na konieczność przetworzenia jej przez mikrokontroler. Dlatego wszystkie 23 sygnały sterujące wyświetlaczami zostały doprowadzone do portów mikrokontrole-ra. Mikrokontroler prze-kodowuje stan tych sygnałów na binarną wartość napięcia, którą następnie wykorzystuje w przekształceniach i obliczeniach. Do wyświetlenia wyniku obliczeń służą dwa podwójne wyświetlacze sied-miosegmentowe W1 i W2: Sterowane są one od strony anod przez szeregowy rejestr przesuwny US5 (74HC164), a od
strony katod przez tranzystory T5h-T8. Tranzystory te są włączane sekwencyjnie przez układ multipleksera US4A (1/2 74HC139). Takie rozwiązanie sterowania
12
Praktyczny Elektronik 9/1998
powoduje redukcję sygnałów niezbędnych do sterowania polem odczytowych do czterech linii.
Za przełączanie zakresów odpowiedzialne są przekaźniki Pk1+Pk4 sterowane tranzystorami T1-=-T4. Wdanej chwili może być włączony tylko jeden z przekaźników, więc do sterowania wystarczą dwie linie sterujące. Sterowanie tranzystorami T1h-T4 odbywa się przez mikrokontroler za pośrednictwem multipleksera US4B (1/2 74HC139).
Za dostarczanie ujemnego napięcia -5 V niezbędnego do poprawnej pracy przetwornika A/C i przetwornika AC/DC odpowiedzialny jest układ US7 (ICL7660). Jest to prosty i tani konwerter napięcia wymagający zaledwie dwóch zewnętrznych elementów (kondensatory C18 i C19).
Układ ICL7107 przetwarza napięcie metodą całkowania. Podstawową zaletą tej metody jest wysoka dokładność przetwarzania, która w tym przypadku wynosi 3 i 1/2 cyfry (11 bitów). Drugą ciekawą właściwością przetwarzania metodą całkowania jest możliwość całkowania napięcia w czasie konwersji. Oznacza to, że sygnały zakłócające o stałej częstotliwości mogą być wyeliminowane, jeżeli okres przetwarzania jest wielokrotnością okresu sygnału zakłócającego. W większości przypadków głównym sygnałem zakłócającym jest sygnał o częstotliwości 50 Hz (przydźwięk sieci). Aby więc możliwe było jego wyeliminowanie okres przetwarzania układu ICL7107 powinien być wielokrotnością 20 ms (1/50 Hz). Wybrana została częstotliwość zegara równa 40 kHz. Przy takiej częstotliwości pracy przetwornika następuje eliminacja sygnału zakłócającego 50 Hz, a pomiar dokonywany jest z częstotliwością 2,5 Hz (2,5raza na sekundę). Aby zapewnić dużą stałość częstotliwości taktującej, której nie gwarantuje użycie generatora RC, zdecydowano się na doprowadzenie sygnału zegara z zewnątrz. Funkcje generatora spełnia mikrokontroler wykorzystując w tym celu jeden z wewnętrznych tajmerów i układ przerwań.
Tabela 2
Opis funkcji klawiszy
Takie rozwiązanie ma jeszcze jedną zaletę - redukuje liczbę elementów zewnętrznych.
Opis Programu
Do obsługi woltomierza służą dwa klawisze - ZERO i dB/V. Opis funkcji przez nie spełnianych został umieszczony w tabeli 2. Klawisz ZERO służy do autoze-rowania woltomierza, przy czym możliwych jest kilka trybów zerowania:
- zerowanie wskazań woltomierza przy aktualnie mierzonej wartości napięcia. Przykładowo na wejście woltomierza zostało doprowadzone napięcie 1,521 V. Przyciśnięcie klawisza ZERO spowoduje wyświetlenie wartości 000,0 V. Teraz doprowadzenie napięcia o wartości np. 2,232 V spowoduje wyświetlenie wartości względnej równej 2,232 V - 1,521 V czyli 0,711 V.
- ustawienie wartości napięcia odniesienia przy pomiarze decybeli. Przykładowo na wejście woltomierza zostało doprowadzone napięcie 1,000 V. Przyciśnięcie klawisza ZERO spowoduje wyświetlenie 00,0 dB. Teraz doprowadzenie napięcia o wartości np. 3,000 V spowoduje wyświetlenie wartości stosunku tych dwóch sygnałów wyrażonego w dB równej 20log(3,000 [V]/1,000 [V]) czyli 9,5 dB.
- ustawienie wartości napięcia odniesienia przy pomiarze napięcia. Za pomocą tej funkcji można ustawić dowolną wartość napięcia odniesienia bez konieczności podawania jej na wejście woltomierza. Wartość domyślnie ustawiona na 0 V (po włączeniu zasilania).
- ustawienie wartości napięcia odniesienia przy pomiarze decybeli. Za pomocą tej funkcji można ustawić dowolną wartość napięcia odniesienia przy której miernik będzie wskazywał 0 dB. Wartość bez konieczności podawania jej na wejście woltomierza. Wartość domyślnie ustawiona na 0,7746 V - 0 dBm (po włączeniu zasilania).
Ponieważ do sygnalizacji poszczególnych trybów nie przewidziane zostały dodatkowe diody świecące, jedynym wyróżnikiem zakresu oraz trybu jest format
KLAWISZ ZERO KLAWISZ dB/V
wciśnięty krótko (<2s) wciśnięty długo (>2s) wciśnięty krótko (<2s) wciśnięty długo (>2s)
TRYB POMIARU NAPIĘCIA ustawienie wartości napięcia odniesienia na wartość aktualnie zmierzoną przejście do trybu ustawiania napięcia odniesienia przełączenie na tryb pomiaru decybeli
TRYB POMIARU DECYBELI ustawienie wartości napięcia odniesienia na wartość aktualnie zmierzoną przejście do trybu ustawiania napięcia odniesienia przełączenie na tryb pomiaru napięcia
TRYB USTAWIANIA NAPIĘCIA ODNIESIENIA ustawianie napięcia odniesienia - zmniejszanie / zwiększanie nastawy przyspieszenie zmniejszania / zwiększania nastawy na-pięcia odniesienia przełączenie kierunku ustawiania nastawy klawiszem ZERO (zmniejszanie lub zwiększanie) przejście do trybu pomiaru napięcia
Praktyczny Elektronik 9/1998
13
Tabela 3
Opis sygnalizacji poszczególnych zakresów pomiarowych
SYGNALIZACJA ZAKRES
000.0. + 199.9. 200 mV
0.000 -r 1.999 2 V wartości
00.00-s-19.99 20 V dodatnie
TRYB POMIARU 000.0-=-199.9 200 V
NAPIĘCIA -00.0. --199.9. 200 mV
-.000 -=- -1.999 2 V wartości
-0.00-r-19.99 20 V ujemne
-00.0-=--199.9 200 V
TRYB POMIARU 00.0. -99.9. 0dB-=-99dB wartości dodatnie
DECYBELI wartości
-99.9. -=- -00.1. -99dB-=-0dB
u|emne
TRYB 000.0. -r 199.9. 200 mV
USTAWIANIA 0.000-5-1.999 2 V wartości
NAPIĘCIA 00.00-19.99 20 V dodatnie
ODNIESIENIA 000.0 -=- 199.9 200 V
(wyświetlana -00.0.-r-199.9. 200 mV
wartość miga -.000^-1.999 2 V wartości
z częstotliwością -0.00-r-19.99 20 V ujemne
2 Hz) -00.0-r-199.9 200V
wyświetlania danych pomiarowych. Przedstawiony on został w Tabeli 3. Jest to spójny system sygnalizacji pozwalający na jednoznaczne zidentyfikowanie każdego z trybów i zakresów pomiarowych. Nie jest on do końca intuicyjny dlatego na początku może sprawiać nieco kłopotu.
Informacje zawarte w tabelach 2 i 3 stanowią wyczerpujący opis obsługi programu woltomierza.
Montaż i uruchomienie
Po zmontowaniu układu można przystąpić do jego uruchamiania. Po włączeniu zasilania, na wyświetlaczach powinno pojawić się jakiekolwiek wskazanie, w przeciwnym przypadku musimy sprawdzić czy napięcia zasilające +5V i -5V mają poprawne wartości. Po wstępnym uruchomieniu woltomierza musimy przeprowadzić jego kalibrację. W tym celu dołączamy woltomierz wzorcowy (o dokładności min. 0,1% i Rw>1 ML2) pomiędzy nóżkę 36 układu US2 a masę. Kręcąc potencjometrem P1 doprowadzamy do wskazania 100,0 mV.
Rys. 4 Płytka drukowana
14
Praktyczny Elektronik 9/1998
Rys. 5 Rozmieszczenie elementów
Po wykonaniu powyższych czynności układ jest gotowy do pracy. Możemy jeszcze skontrolować dokładność wskazań woltomierza na poszczególnych zakresach pomiarowych dołączając kolejno napięcia wzorcowe o wartościach np. 100 mV, 1 V, 10 V i 100 V i porównując wskazania z woltomierzem wzorcowym.
Opis modułów przetworników AC/DC oraz True RMS zamieścimy w następnym numerze.
Wykaz elementów
US1 US2 US3
US4
US5
US6
US7
T1-T-T8
D1-D6
PR1
W1/W2
-LM 385-1,2 -ICL7107
- AT89C51 z programem WOLTOMIERZ
-74HC139 -74HC164
- LM 7805
- ICL 7660 -BC557B -1N4148 -GB008(1 A/100 V)
- MAN 6710 podwójny, wspólna anoda
Q1 - rezonator kwarcowy 12 MHz
R19-HR26 - 220 il/0,25 W
R15-=-R18 -2,2 kił/0,125 W
D o P1H'D11 l\O, ix 1 UtI\ 1 j -4,7 kił/0,125 W
R14 -10 kił/0,125 W
R4 -11,1 kil/0,125 W 0,1%
R9 -20 kil/0,125 W
R5, R7 -47 kil/0,125 W
R3 -100 kił/0,125 W 0,1%
R2 -1 Mil/0,125 W 0,1%
R6 -1Mił/0,125 W
R1 -10 Mil/0,125 W 0,1%
P1 - 10 kil wieloobrotowy
C9, C10 - 33 pF/63 V KCP
C5 -10nF/100VMKSE
CUC3, C11,C17 - 47 nF/50 V ceramiczny
C4 -100nF/100VMKSE
C14, C15 - 100 nF/50 V ceramiczny
C7 -220nF/100VMKSE
C6 - 470 nF/63 V MKSE
C8, C18, C19 - 10 nF/16 V 04/U
C12 -47nF/16V04/U
C16 - 100 nF/16 V 04/U
C13 - 220 nF/16V 04/U
Praktyczny Elektronik 9/1998
15
Pk1-=-Pk4 -przekaźniki kontaktronowe
typu K-8 401 5 V
WŁ1, WŁ2 - mikrołączniki
WŁ3 - miniaturowy przełącznik
bistabilny płytka drukowana numer 422
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki i zaprogramowane mikrokontrolery
AT89C51 z dopiskiem WOLTOMIERZ można zamawiać w redakcji PE.
Cena: płytka numer 422 - 14,26 zł
AT89C51 WOLTOMIERZ-40,00 zł + koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
<* mgr inż. Tomasz Kwiatkowski
Elektronika inaczej cz. 32 - demodulatory
Demodulatory zwane także detektorami to układy
0 działaniu przeciwnym do modulatorów. Zadaniem ich jest wydzielenie sygnału modulującego z sygnału zmodulowanego. Inaczej demodulator realizuje przejście sygnału z pasma przesuniętego do właściwego mu pasma podstawowego. Każdy rodzaj modulacji wymaga odpowiedniego demodulatora. Dlatego rozróżnia się demodulatory amplitudy, demodulatory częstotliwości
1 fazy. Najczęściej stosowanymi są demodulatory amplitudy i częstotliwości.
Demodulatory amplitudy
Są jednymi z najstarszych układów radiotechniki. Były w zasadzie jedynym blokiem tzw. odbiorników kryształkowych. Kryształ chemiczny wraz z metalowym ostrzem pełniły rolę elementu prostowniczego. Aktualnie rolę tą pełni dioda półprzewodnikowa. Prostownik wykorzystywany w demodulatorze to tzw. prostownik szczytowy.
Rys. 1 Prostownik szczytowy jako demodulator amplitudy
Jego zasadniczym elementem jest dioda D współpracująca z tzw. mostkiem detekcyjnym składającym się z kondensatora C i rezystora R. Zmodulowany sygnał wielkiej częstotliwości uwcz. uzyskiwany jest z transformatora dopasowującego. Dioda przewodzi jedynie dodatnie połówki napięcia wejściowego powodując ładowanie kondensatora C. Podczas ujemnych połówek napięcia wejściowego kondensator rozładowuje się przez rezystor R i ewentualnie inne dołączone równolegle do niego rezystancje (np. rezystancja obciążenia). Przy odpowiednio dobranej stałej czasu mostka prostowniczego (x = RC), napięcie wyjściowe ud będzie się zmieniało zgodnie z kształtem obwiedni sygnału zmodulowanego. Przebiegi napięć w demodulatorze amplitudy z prostownikiem szczytowym pokazuje rys. 2.
Napięcie Ud odpowiada wartościom szczytowym poszczególnych połówek wyprostowanego przebiegu. Ładowanie i rozładowanie kondensatora C powoduje, że kształt napięcia jest daleki od ideału, jak łatwo się domyśleć w wyprostowanym przebiegu będzie dość wysoki poziom napięcia fali nośnej (w.cz.).
Rys. 2 Przebiegi w demodulatorze amplitudy
Najprostszym sposobem jego redukcji jest zwiększenie stałej czasu mostka detekcyjnego przez zwiększenie pojemności i rezystancji. Jednak stała czasu mostka detekcyjnego nie może być zbyt duża, ponieważ nastąpią zniekształcenia dolnej połówki obwiedni wskutek nienadążania rozładowania kondensatora za
16
Praktyczny Elektronik 9/1998
zmianami obwiedni. Zjawisko to wystąpi zwłaszcza przy wysokich częstotliwościach sygnału modulującego. Stała czasowa mostka detekcyjnego t powinna spełniać podany niżej warunek:
2-n-F
- � X < -
2-n-fm
gdzie:
F - częstotliwość nośna (w.cz.)
fm - częstotliwość modulująca (m.cz.)
Zmniejszenie zawartości składowej w.cz. w napięciu wyjściowym można uzyskać dzięki dodatkowemu obwodowi filtrującemu składającemu się z rezystora Rf i kondensatora Cf. Jest to oczywiście filtr dolnoprzepu-stowy. Jego częstotliwość graniczna powinna leżeć nieco powyżej najwyższej częstotliwości sygnału m.cz.
Na wyjściu prostownika wystąpi także składowa stała us proporcjonalna do poziomu fali nośnej bez modulacji. Aby oddzielić ją od sygnału m.cz. zastosowano kondensator sprzęgający Cs. Napięcie umxz to napięcie zmienne po oddzieleniu składowej stałej. Składowa stała zawiera informację o poziomie fali nośnej, a więc o wielkości odbieranego sygnału i jest wykorzystywana w odbiornikach radiowych do tzw. automatycznej regulacji wzmocnienia.
Przedstawiony detektor wykorzystuje tzw. prostownik szeregowy (szeregowe połączenie diody i mostka detekcyjnego). Możliwe jest wykorzystanie prostownika równoległego (dioda równolegle do mostka detekcyjnego w efekcie zamiany miejscami diody i kondensatora). Rozważania dotyczyły także tzw. detekcji liniowej jaka zachodzi przy odpowiednio dużym poziomie sygnału wejściowego. Dioda wtedy traktowana jest jako klucz (przewodzi - nieprzewodzi). Przy małych sygnałach trzeba pamiętać o nieliniowej charakterystyce diody i wprowadzanych przez nią zniekształceniach sygnału m.cz.
O +
Rys. 3 Demodulatory tranzystorowe
Pewną popularność znalazły demodulatory amplitudy tranzystorowe wykorzystujące zamiast diody tranzystor. Spotyka się tutaj dwa rozwiązania: detektor bazowy i detektor kolektorowy. Układowo różnią się one właściwie doborem elementów.
Detektor bazowy pokazany na rys. 3a wykorzystuje do demodulacji diodę baza - emiter tranzystora. Mostek prostowniczy stanowią pojemność C i rezystancja R. Jest to przykład prostownika równoległego. Tranzystor dodatkowo wzmacnia sygnał m.cz. uzyskany w wyniku detekcji w obwodzie bazy. Dotyczy to zarówno składowej stałej jak i składowej zmiennej. Składowa zmienna wydzielana jest przez kondensator sprzęgający Cs.
W detektorze kolektorowym pokazanym na rys. 3b tranzystor powinien pracować w klasie B. Połówki napięcia na kolektorze będą filtrowane przez mostek detekcyjny składający się z rezystora R i kondensatora C. Kondensator Cw jest kondensatorem sprzęgającym sygnału w.cz. zmodulowanego amplitudowo. Tranzystor wzmacnia sygnał w.cz. a demodulacja zachodzi w obwodzie kolektora. Kondensator Cs wydziela składową zmienną.
Tego rodzaju demodulatory można było zrealizować na układzie scalonym UL 1211 stosowanym kiedyś w odbiornikach radiowych produkcji krajowej. Zmianę rodzaju modulacji uzyskiwano tam przez zmianę wartości pojemności dołączanej do bazy tranzystora. Dla detektora bazowego miała ona dużą wartość (10 nF) a dla detektora kolektorowego małą (100 pF).
Detektor kolektorowy daje mniejsze zniekształcenia nieliniowe, ale i mniejszy sygnał m.cz. Detektor bazowy charakteryzuje się większym sygnałem wyjściowym i większym poziomem zniekształceń nieliniowych.
Przedstawione rodzaje demodulatorów wymagają doprowadzenia pełnego sygnału zmodulowanego tzn. fali nośnej z oboma wstęgami bocznymi. W sytuacji sygnału z wytłumioną falą nośną kształt obwiedni odbiega od pokazanego na rys. 2. Detektor szczytowy odwzorowuje obwiednię i tym razem otrzymamy sygnał m.cz. o dużych zniekształceniach nieliniowych. Dla uzyskania prawidłowego przebiegu demodulacji niezbędne staje się tzw. zregenerowanie fali nośnej, czyli zwiększenie jej poziomu.
Rys. 4 Demodulator iloczynowy
Praktyczny Elektronik 9/1998
17
Układem, który wymaga wydzielenia fali nośnej i jej ewentualnej regeneracji jest demodulator iloczynowy stosowany powszechnie jako detektor wizji odbiorników telewizyjnych. Zaletą demodulatora iloczynowego jest możliwość demodulacji sygnałów jednowstęgo-wych.
Głównym blokiem demodulatora iloczynowego jest analogowy układ mnożący M. Do wejść układu mnożącego doprowadzane są sygnał zmodulowany i fala nośna z układu regeneracji nazywanego także układem odniesienia O. Układ odniesienia jest wzmacniaczem ograniczającym (o bardzo dużym wzmocnieniu). Częstotliwość fali nośnej wydzielana jest za pomocą zewnętrznego obwodu rezonansowego LC. Wynik iloczynu dwóch funkcji sinusoidalnych można przedstawić w formie sumy i różnicy argumentów (kątów albo pulsacji). Efektem jest uzyskanie składowej o częstotliwości modulującej fm co zapewnia podana niżej różni-
ca;
{Fn+fm)-F"=fm
Układy mnożące są trudne do realizacji w technologii dyskretnej ponieważ wymagają szeregu elementów (tranzystorów) o identycznych parametrach. Nie stanowi to natomiast większego problemu przy produkcji układów scalonych. Wzmacniacze pośredniej częstotliwości wizji odbiorników telewizyjnych posiadają w swoim wnętrzu właśnie demodulator iloczynowy amplitudy. Ale także zawierają i demodulator częstotliwości wykorzystywany do automatycznej regulacji częstotliwości.
Demodulatory częstotliwości
Znacznie bardziej skomplikowane jest odzyskanie informacji wkomponowanej w falę nośną za pomocą modulacji częstotliwości. Tradycyjna metoda demodulacji częstotliwości polegała na zamianie sygnału zmodulowanego częstotliwościowo na sygnał zmodulowany amplitudowo, który następnie poddawany był demodulacji za pomocą znanego już detektora z prostownikiem szczytowym. Układ zamieniający sygnał zmodulowany częstotliwościowo na sygnał zmodulowany amplitudowo nazywany jest dyskryminatorem częstotliwości. Oczywiście sygnał doprowadzany do dyskry-minatora powinien być pozbawiony wszelkiej szkodliwej modulacji amplitudy np. pochodzącej od zakłóceń elektrycznych. Zadanie to realizuje obowiązkowo poprzedzający dyskryminator tzw. ogranicznik.
O-
OGRAN1CZNIK
Uw.CZ.
DYSKRYMINATOR CZĘSTOTLIWOŚCI
UO
DEMODULATOR
-o
Ud
um.cz.
Ogranicznik jest wzmacniaczem o bardzo dużym wzmocnieniu. Poziom jego sygnału wyjściowego praktycznie nie zależy od wielkości sygnału wejściowego. Dawniej rolę tą pełnił specjalny stopień przed dyskryminatorem. Aktualnie cały wzmacniacz pośredniej częstotliwości odbiornika jednocześnie pełni rolę ogranicznika. Na rys. 6 przedstawione są przebiegi napięć w poszczególnych miejscach demodulatora częstotliwości.
Rys. 5 Schemat blokowy tradycyjnego detektora częstotliwości
Rys. 6 Przebiegi w demodulatorze częstotliwości
Na sygnale wejściowym uw.c2. widać przypadkowe zmiany amplitudy sygnału wejściowego. Sygnał wyjściowy ogranicznika uo posiada stałą amplitudę. Sygnał na wyjściu dyskryminatora częstotliwości Ud ma amplitudę zależną od częstotliwości sygnału wejściowego. Przebieg sygnału wyjściowego um.cz. odpowiada ob-wiedni sygnału uzyskiwanego z dyskryminatora.
Żeby nie popsuć dobrych parametrów sygnału FM demodulatorem amplitudy stosuje się połączenie prze-ciwsobne dwóch demodulatorów, zmniejszające znie-
18
Praktyczny Elektronik 9/1998
kształcenia nieliniowe. Jednym z popularnych rozwiązań byt tzw. detektor stosunkowy, którego schemat przedstawia rys. 7.
Rys. 7 Detektor stosunkowy
Odpowiednio połączone uzwojenia transformatora wejściowego stanowią dyskryminator częstotliwości. Cewki L1 i L2 sprzężone są magnetycznie, tworząc dwuobwodowy filtr pasmowy. Cewka L3 przenosi bezpośredni sygnał z obwodu L1. W wyniku sumowania sygnałów z połówek uzwojenia L2 z sygnałem z L3 uzyskuje się dwa napięcia zależne od częstotliwości. Napięcia te prostowane są przez dwa przeciwnie spolaryzowane prostowniki szczytowe. Charakterystyczną cechą takiego ich połączenia jest stałość sumy napięć wyjściowych prostowników. Zmienia się natomiast ich proporcja (na kondensatorach C) i dlatego układ nazywany jest detektorem stosunkowym. Napięcie stałe między wyjściami prostowników jest dodatkowo podtrzymywane za pomocą kondensatora elektrolitycznego Ce.
Napięcie wyjściowe umcz jest pobierane z punktu połączenia rezystorów R względem masy. Filtr dolno-przepustowy Rd i Cd to układ deemfazy niezbędny do usunięcia skutków działania preemfazy stosowanej w modulatorze. Zmiana częstotliwości nośnej spowoduje pojawienie się składowej stałej na wyjściu demodulatora. Jest ona wykorzystywana do tzw. automatycznej regulacji częstotliwości (ARCz).
Demodulator ten posiada właściwości samoograni-czające dzięki zastosowaniu kondensatora elektrolitycznego Ce. Wzrost sygnału wejściowego powoduje większe tłumienie obwodu rezonansowego L2, a jego zmniejszenie zmniejsza tłumienie utrzymując stały poziom sygnału wyjściowego.
Rozwój układów scalonych wyparł te rozwiązania jako nie nadające się do scalania. Powszechnie w

r PRZESUWNIK UKŁAD
FAZY MNOŻĄCY T
Uw.cz. Um.cz.

Rys. 8 Iloczynowy detektor FM
układach scalonych stosowany jest iloczynowy detektor FM zwany czasami koincydencyjnym. Jego zasadniczym blokiem jest układ mnożący, który nie musi być układem analogowym.
Sygnał wejściowy uwcz. po ograniczeniu to właściwie impulsy o różnej częstotliwości. Impulsy te są doprowadzane bezpośrednio do jednego wejścia układu mnożącego. Do drugiego wejścia impulsy te doprowadzane są przez przesuwnik fazy, którego przesunięcie zależy od częstotliwości. Najczęściej rolę przesuwnika fazy pełni równoległy obwód rezonansowy. W wyniku przemnożenia na wyjściu uzyskuje się impulsy o różnej szerokości, których wartość średnia to poszukiwany sygnał modulujący um.cz,. Niezbędne oczywiście jest zastosowanie układu deemfazy w postaci filtru dolnoprzepustowego RC.
Zaletą tego rozwiązania jest znaczne uproszczenie strojenia odbiornika. Obwód demodulatora zawiera teraz tylko jedną indukcyjność. Tory fonii odbiorników telewizyjnych i odbiorniki radiowe FM wykorzystują układy scalone zawierające wzmacniacz ograniczający p.cz. i demodulator iloczynowy.
Na uwagę zasługuje jeszcze jedno rozwiązanie demodulatora FM. Jest to układ wykorzystujący pętlę
r
DETEKTOR FAZY FDP -\

Uw.cz. Um.cz.
VCO


Rys. 9 Detektor FM z pętlą synchronizacji fazowej
synchronizacji fazowej tzw. PLL.
Właściwym zadaniem pętli synchronizacji fazowej jest wytworzenie w generatorze przestrajanym napięciowo VCO przebiegu o częstotliwości i fazie zgodnej z sygnałem wejściowym uwcz.. Układ ten bardzo dobrze nadaje się do regeneracji fali nośnej przy modulacji AM z wytłumioną nośną.
Detektor fazy porównuje fazę sygnału wejściowego z sygnałem VCO. Uzyskane na jego wyjściu napięcie po przejściu przez filtr dolnoprzepustowy FDP prze-straja generator VCO w kierunku uzyskania zgodności faz, a tym samym częstotliwości obu przebiegów.
W przypadku sygnału wejściowego zmodulowanego częstotiiwościowo napięcie wyjściowe detektora fazy odpowiada zmianom częstotliwości a więc jest poszukiwanym sygnałem modulującym um.cz.. Rozwiązanie to nie wymaga stosowania układu ograniczającego. Nie trzeba stosować indukcyjności. Jest ono wykorzystywane w układach scalonych miniaturowych odbiorników FM.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
Praktyczny Elektronik 9/1998
19
Ładowanie akumulatorów kwasowych z układem UC 3906
Przedstawiamy układ scalony UC3906 przewidziany do ładowania akumulatorów kwasowych, które przeżywają swój renesans w odniesieniu do urządzeń miniaturowych. Ostateczny układ jak i płytka drukowana w prezentowanym artykule przeznaczone są do ładowania akumulatorów samochodowych.
Układ scalony UC 3906
Zawiera w swoim wnętrzu wszystkie obwody niezbędne do optymalnego ładowania i podtrzymania naładowania zamkniętych akumulatorów kwasowych. Układ kontroluje jednocześnie napięcie i prąd w trzech oddzielnych stanach procesu ładowania. Są to stany: ładowania zasadniczego, kontrolowanego przeładowania i precyzyjnego doładowywania lub podtrzymywania stanu naładowania (stand by).
Akumulatory kwasowe stosowane są coraz częściej w urządzeniach miniaturowych ze względu na dłuższy czas pracy niż akumulatory niklowo - kadmowe (6-=-10 lat), dużą pojemność i małą rezystancję wewnętrzną umożliwiającą uzyskiwanie dużych prądów impulsowych. Są to akumulatory zamknięte w odróżnieniu od tradycyjnych, znanych powszechnie akumulatorów samochodowych. Do uzyskiwania pełnych parametrów wymagają jednak zachowania specjalnego reżimu procesu ładowania. Pomocnym w tym jest opisywany układ scalony.
AKUMULATOR -------7O +
(vB)

SYGNALIZACJA ZASILANIA
f8
WYŁĄCZENIE PRZEŁADOWANIA
Rys. 1 Schemat blokowy UC 3906
Zawiera on dwa oddzielne układy, pętlę napięciową ze wzmacniaczem VA i wzmacniacz ograniczania prądu CL, które współpracują z tranzystorem sterującym (driverem). Tranzystor sterujący może być obciążony prądem do 25 mA. Prąd ten dostarczany jest najczęściej do zewnętrznego elementu regulującego. Komparatory, napięciowy SC i prądowy CS kontrolują stan naładowania baterii i współpracują z układem logiki ładowania.
Układ logiki steruje sekwencją procesu ładowania. Stan wyjścia układu logiki jest wyprowadzany za pomocą otwartego kolektora tranzystora STAN. Układ posiada wejście stanu przeładowania jak i umożliwia sygnalizację tego stanu za pomocą dodatkowego tranzystora.
Komparator włączający EC zabezpiecza układ ładowania w przypadku odwrotnego podłączenia lub uszkodzenia baterii powodując wyłączenie sterowania (drivera), służy również do sterowania ładowaniem początkowym. Sterowanie drivera jest także odłączane przy zaniku napięcia zasilającego V|n-
Ważną cechą układu UC 3906 jest precyzyjne,, wewnętrzne źródło napięcia odniesienia Vref- Napięcie to jest zależne od temperatury zgodnie z charakterystyką termiczną zmian napięcia ogniwa kwasowego. Układ pracuje z niewielkim prądem zasilania (rzędu 1,7 mA) i dzięki temu jego temperatura zależy od temperatury otoczenia. Tym samym napięcie odniesienia może
zmieniać się proporcjonalnie do temperatury otoczenia. Przy temperaturze otoczenia 25 C wartość napięcia odniesienia wynosi 2,3 V. Współczynnik temperaturowy napięcia wynosi -3,9mV/�C.
Czujnik napięcia wejściowego VS służy do inicjaiizacji cyklu ładowania po włączeniu zasilania. Steruje on także tranzystorem sygnalizacji zasilania.
Aplikacja układu wymaga niewielkiej ilości elementów zewnętrznych. Dla łatwiejszego przyswojenia jego właściwości na schemacie blokowym narysowano połączenia zewnętrzne odpowiadające układowi ładowania ciągłego,
dwupoziomowego (dokładne śledzenie napięć w stanie przeładowania).
SYGNALIZACJA '------f* | PRZEŁADOWANIA
20
Praktyczny Elektronik 9/1998
Wybrane parametry graniczne:
Napięcie zasilania 40 V
Prąd wyjściowy wzmacniacza CS 80 mA
Prąd wyjściowy drivera 80 mA
Prądy pozostałych tranzystorów 20 mA
Moc strat 1000 mW
Temperatura otoczenia dla:
(UC 2906) -40-=-+70'
(UC 3906) O-r+70 �C
Sposoby ładowania akumulatorów kwasowych
Pojemność i czas eksploatacji akumulatora ściśle zależą od metody ładowania. Pojemność oznaczana literą C odpowiada ilości Ah (ampero-godzin) jakie naładowany akumulator może oddać do obciążenia. Pojemność jest używana do określania prądów ładowania i rozładowania. Przykładowo ładowanie akumulatora o pojemności 2,5 Ah prądem 0,5 A jest określane jako ładowanie prądem C/5. Czas eksploatacji akumulatora może być wyznaczony dwoma sposobami: jako ilość cykli lub czas stanu gotowości (stand-by). Ilość cykli jest definiowana jako liczba cykli ładowania i rozładowania po której pojemność akumulatora spada do minimalnej niezbędnej wielkości. Czas stanu gotowości określa jak długo bateria utrzymuje stan naładowania i nadaje się do użytku.
Podczas ładowania akumulatora kwasowo - ołowiowego (kwasowego), siarczan ołowiu PbSC>4 jest zamieniany na ołów na płycie ujemnej oraz na tlenek ołowiu na płycie dodatniej. Po zakończeniu rozkładu siarczanu ołowiu rozpoczyna się reakcja przeładowania. Jej efektem jest wytwarzanie tlenu i wodoru -znane jako gazowanie akumulatora. W akumulatorach otwartych powoduje to ubytek wody. W akumulatorach zamkniętych wodór i tlen ponownie zamieniane są na wodę. W obu sytuacjach przedłużone ładowanie prądem powyżej C/500 przyspiesza korozję siatki płyt akumulatora i skraca czas eksploatacji.
Wielkość prądu ładowania wpływa na ponowne odtworzenie nominalnej pojemności akumulatora. Przy ładowaniu prądem C/5 uzyskuje się mniej niż 80% pojemności w momencie rozpoczęcia przeładowania. Dla uzyskania 100% pojemności zalecane jest ładowanie prądem C/100. W popularnie stosowanym dla akumulatorów samochodowych ładowaniu C/10 uzyskuje się 85% pojemności przy wystąpieniu przeładowania. Kontynuowanie przeładowania powoduje wzrost napięcia ogniwa proporcjonalny do wielkości prądu. Przy prądzie C/5 napięcie ogniwa dochodzi do 2,75 V co odpowiada jednocześnie 100% pojemności. Przy prądzie C/100 napięcie odpowiadające 100% pojemności wynosi 2,4 V.
Po pełnym naładowaniu baterii, dla utrzymania naładowania najlepszym sposobem jest doprowadzenie do akumulatora stałego napięcia. Występujące wtedy doładowanie powinno kompensować samorozładowa-nie akumulatora. Nie może być zbyt duże, gdyż spo-
woduje skrócenie czasu eksploatacji. Błąd rzędu 5% powoduje skrócenie o połowę czasu eksploatacji akumulatora. Istotne jest także uwzględnienie wpływu temperatury na napięcie baterii i odpowiednie dostosowanie napięcia doładowania. Spełnienie tych precyzyjnych warunków umożliwia opisywany układ scalony.
Praktycznie wykorzystywane są dwa sposoby ładowania:
1) ładowaniem ciągłe, dwupoziomowe (stałe napięcie),
2) ładowanie dwustopniowe stałym prądem.
Pierwszy sposób jest szczególnie korzystny dla pojedynczych ogniw lub baterii składających się maksymalnie z 3 ogniw (6 V). Drugi sposób natomiast jest korzystniejszy przy większej liczbie ogniw w baterii, ponieważ zapewnia równomierny rozkład napięć na poszczególne ogniwa. Dotyczy to akumulatorów samochodowych (12V) i ewentualnie ich szeregowego połączenia (24 V).
V|N
NAPIĘCIE ZASILANIA
NAPIĘCIE
Voc
PRĄD tADOWANIA
WYJŚCIE I
STANU l_
WL
WYŁ
SYGNALIZACJA I
PRZEŁADOWANIA______________________I
WL
WYŁĄCZANIE PRZEŁADOWANIA____I
(WYJŚCIE CS)
STAN 1 STAN 2
Rys. 2 Ładowanie ciągłe, dwupoziomowe
Opiszę teraz kolejne fazy przebiegu ładowania ciągłego, dwupoziomowego:
A. Włączenie zasilania, bateria ładowana jest niewielkim prądem początkowym z wyprowadzenia 11.
B. Napięcie baterii osiąga wartość Vt i komparator EC włącza driver. Bateria ładowana jest prądem maksymalnym IMax-
C. Osiągnięcie napięcia przejściowego Vi2 sygnalizowane jest jako rozpoczęcie stanu przeładowania -stan 2.
D. Napięcie baterii osiąga górne napięcie przeładowania Voc i następuje zmniejszanie prądu ładowania (osiąganie pełnej pojemności).
E. Prąd ładowania spada do wartości Ioct- Na wyprowadzeniu 1 pojawia się poziom wysoki powodując
Praktyczny Elektronik 9/1998
21
przejście do stanu 3. jest to stan doładowania, w którym utrzymywane jest stałe napięcie Vp.
F. Dołączenie obciążenia do baterii - rozładowanie.
C. Po rozładowaniu baterii do napięcia V3i następuje przejście do stanu 1 i ponowne ładowanie baterii.
Ten sposób ładowania charakteryzuje się trzema stanami:
- ładowanie stałym prądem,
- przeładowanie,
- doładowanie.
Dzięki temu że ładowanie rozpoczyna się niewielkim prądem, driver i regulator zabezpieczone są przed ewentualnymi usterkami baterii. Po zadziałaniu komparatora EC rozpoczyna się ładowanie stałym prądem, którego wartość wynika z wewnętrznego napięcia odniesienia ogranicznika prądu CL (250 mV) i rezystancji Rs. Napięcie ładowanej baterii wzrasta i kiedy osiągnie poziom Vi 2 (0,95 Voc) rozpoczyna się stan przeładowania.
W tym stanie stabilizowane jest napięcie baterii na poziomie VOc i maleje prąd ładowania. Kiedy prąd ładowania spadnie do 0,1 wartości maksymalnej zadziała komparator CS. Jego wyjście dołączone jest do wejścia układu logiki. W efekcie wyłączony zostanie prąd ładowania i układ przechodzi do stabilizacji napięcia Vp z minimalnym prądem doładowania. Napięcia Voc i Vp ustala się za pomocą rezystorów zewnętrznych zgodnie z zaleceniami producenta baterii. Ewentualne włączenie obciążenia spowoduje zmniejszanie napięcia akumulatora. Kiedy osiągnie ono poziom V3i (0,9 Vp) rozpocznie się ponownie ładowanie stałym prądem. Część tego prądu będzie podawana do obciążenia, jeśli nie przewidziano jego odłączania. Dużo prostszy jest algorytm ładowania dwustopniowego stałym prądem.
V|K
NAPIĘCIE ZASILANIA NAPIĘCIE AKUMULATORA _L AT Vl2_ "Tl cl dH~ eI
PRĄD LĄDOWANIA


WYJŚCIE STANU WYŁ "1

WL STAN 1 STAN 2 STAN 1

Rys. 3 Ładowanie dwustopniowe stałym prądem
W kolejnych fazach realizowane są następujące operacje:
A. Włączenie zasilania, akumulator ładowany jest maksymalnym prądem będącym sumą prądu regulatora zewnętrznego Imax i prądu doładowania Ih (stan 1).
B. Po osiągnięciu napięcia Vi2 (przeładowanie) następuje wyłączenie prądu ładowania. Utrzymywany jest prąd doładowania Ih- Rozpoczyna się stan 2.
C. Początek rozładowania akumulatora zewnętrznym obciążeniem.
D. Spadek napięcia do wartości Vp wywołuje włączenie pełnego prądu ładowania.
E. Dalszy spadek napięcia do wartości V2i powoduje ponowne przełączenie do stanu 1.
Układ realizujący ten proces uwidoczniony jest na rys. 4.
3,3k BC547B
Rys. 4 Układ ładowania akumulatora samochodowego
22
Praktyczny Elektronik 9/1998
Schemat i działanie układu ładowania
Po wprowadzeniu dotyczącym układu scalonego UC 3906 i jego możliwości przejdziemy do układu ładowania akumulatora samochodowego 1 2 V. Jest to układ ładowania dwustopniowego stałym prądem.
Napięcie z transformatora sieciowego podawane jest do prostownika mostkowego PR1. Wyprostowane napięcie stałe filtrowane jest w stanie jałowym kondensatorem C1. Napięcie to doprowadzane jest do wyprowadzenia 5 US1. Przez rezystor R1 napięcie doprowadzane jest do zewnętrznego elementu regulującego. Rolę tą pełni tranzystor T1 (darlington). Jest on sterowany z wyjścia drivera (16 USD. Diody D3 i D4 zabezpieczają przed rozładowaniem akumulatora bez włączonego napięcia zasilającego. R1, T1, D3, D4 wyznaczają jednocześnie drogę przepływu prądu ładowania. Zastosowanie dwóch równolegle połączonych diod D3 i D4 umożliwia przepływ maksymalnego prądu ładowania rzędu 6 A.
Spadek napięcia na rezystorze R1 za pośrednictwem regulowanego dzielnika napięcia P1, R2 podawany jest do wyprowadzenia 4 US1. Jest to wejście układu ograniczania prądu ładowania. Regulacja rezystorem nastawnym P1 ustala prąd ładowania akumulatora.
Przez rezystor R3 podawany jest prąd doładowania. Prąd ten jest stabilizowany za pomocą układu regulacji prądu CS. Sygnałem błędu jest spadek napięcia na rezystorze R4. Prąd doładowania przepływa przez ten rezystor i dalej przez diody D3, D4 do "+" akumulatora.
Włączenie zasilania sygnalizowane jest świeceniem diody luminescencyjnej D1 dołączonej do wyprowadzenia 7 US1. Jednocześnie rozpoczyna się proces ładowania. Napięcie przeładowania akumulatora reguluje się za pomocą rezystora nastawnego P2. Po jego przekroczeniu następuje wyłączenie pełnego prądu ładowania i przejście do fazy doładowywania prądem około 25 mA. Zwiększenie prądu doładowania można uzyskać przez zmniejszenie rezystancji R4.
Tranzystor wyjścia stanu (10 USD blokuje wejście komparatora włączającego w stanie 2 powodując podtrzymanie wyłączenia prądu ładowania. Jednocześnie świecenie diody D2 włączanej tranzystorem T2 sygnalizuje przeładowanie świadcząc o naładowaniu akumulatora.
Montaż i uruchomienie
Montaż elementów na płytce drukowanej nie przewiduje specjalnych wymagań. Jedynie rezystory R1, R4 i diody D3, D4 powinny być zamontowane na wysokości 5 mm nad powierzchnią płytki drukowanej. Pocy-nować ścieżki prądowe grubą warstwą spoiwa.
W przypadku posiadania transformatora z uzwojeniem symetrycznym (odczepem) zamiast prostownika PR1 można zastosować dwie diody 1 N5402 w układzie prostownika dwu połówkowego. Cała nadwyżka mocy w trakcie ładowania jest tracona na tranzystorze T1.
Dlatego musi być on zamontowany na radiatorze i połączony jak najkrótszymi przewodami o przekroju około 1 mm z płytką.
Transformator sieciowy powinien charakteryzować się mocą znamionową rzędu 100 W i posiadać znak bezpieczeństwa B. Dopuszczalny prąd uzwojenia wtórnego powinien wynosić co najmniej 3 A.
Na schemacie układu ładowania nie zaznaczono podłączenia obwodów sieciowych 220 V. Wymagane jest zastosowanie wyłącznika sieciowego i bezpiecznika 0,5-f-1 A. Wszystkie punkty połączeń 220 V należy zaizolować dla uniknięcia ewentualnego porażenia prądem. Same połączenia prowadzić przewodem o przekroju 0,5 mm w podwójnej izolacji.
Do dołączenia akumulatora przygotować odcinki przewodów o przekroju co najmniej 1 mm , które należy zakończyć specjalnymi zaciskami tzw. żabkami. Zwrócić uwagę na wyraźne zaznaczenie przewodów
"+" i "-"�
Po sprawdzeniu poprawności połączeń można przystąpić do uruchamiania. Niezbędny do tego będzie miernik uniwersalny (multimetr) i akumulator. Przed włączeniem zasilania suwak rezystora nastawnego P1
PR1
o+
1
i
Śf
cc
Cl
ZAS NAfc.
Rys. 5 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Praktyczny Elektronik 9/1998
23
ustawić w górnym położeniu odpowiadającym najmniejszej wartości prądu ładowania 2,5 A. Suwak P2 ustawić w środkowym położeniu.
Po włączeniu zasilania sprawdzić napięcia na wyjściu prostownika, emiterze T1, kolektorze T1 i zaciskach akumulatora. Napięcie na emiterze T1 powinno być mniejsze o 0,25 V od napięcia na kondensatorze C1 (20-^30 V). Napięcie na bazie T1 powinno być większe o około 1,2 V od napięcia na emiterze, napięcie na kolektorze T1 powinno być większe o 0,6^1 V od napięcia na zaciskach akumulatora.
Wyłączyć zasilanie i włączyć multimetr jako amperomierz szeregowo z akumulatorem. Po włączeniu zasilania ustawić żądaną wartość prądu ładowania regulując rezystorem nastawnym P1. Wartość prądu ładowania powinna wynosić C/10. Dla popularnego akumulatora 45 Ah należy więc ustawić 4,5 A. Nie jest to cyfra idealna, ale zmniejszenie prądu ładowania wydłuży proces ładowania. Jeśli przewidujemy ładowanie akumulatorów o różnych pojemnościach można zamontować zamiast rezystora nastawnego P1 potencjometr liniowy i jego pokrętło wyskalować w wartościach prądu ładowania.
Rezystorem nastawnym P2 ustawiamy dokładną wartość napięcia przeładowania. Dla pojedynczego ogniwa przy ładowaniu prądem C/10 wynosi ono 2,66 V przy uzyskaniu 100% pojemności. Dla akumulatora 12 V daje to wartość 16 V. Regulację tą przeprowadzać w temperaturze pokojowej (20-=-25 �C). Wymaga to obserwacji napięcia ładowanego akumulatora. Kiedy osiągnie ono 16 V ustawić P2, aby zaświeciła się dioda D2.
Można teraz sprawdzić wartość prądu doładowania, która powinna wynosić 25 mA. Zmiana wartości R4 na 0,5 n zmienia wartość prądu doładowania na 50 mA. Zwracam uwagę, że wartość prądu doładowania jest
ograniczona rezystorem R3 i może okazać się konieczne skorygowanie jego wartości.
Zamontowanie układu scalonego UC 3906 ogranicza wykorzystywanie układu ładowania do dodatnich temperatur otoczenia. Jeżeli przewidujemy jego użytkowanie także przy ujemnych temperaturach otoczenia, niezbędne jest zamontowanie układu UC 2906.
Wykaz elementów:
US1 - UC 3906 (UC2906)
T1 -TIP147
T2 - BC 547B
D1 - LED (zielony)
D2 - LED (czerwony)
D3, D4 - 1 N5402
PR1 -KBU6D
R1 -0,1 ii/1 W
R4 - 1 n/0,25 W
R6 -22 n/0,125 W
R3 -470 n/0,1 25 W
R5, R11 -3,3 kn/0,125 W
R2 -4,7 kn/0,125 W
R8 -18 kn/0,125 W
R10 -22 kn/0,125 W
R9 -39 kn/0,125 W
R7 -82 kn/0,125 W
P1,P2 -10knTVP1232
C2, C3, C4 - 100 nF/63 V MKSE-20
C1 - 1 00 uF/40 V 04/U
płytka drukowana numer 425
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 3,14 zł + koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
<- R.K.
Modulator - nadajnik telewizyjny małej mocy
Urządzenie, którego konstrukcję przedstawiamy w poniższym artykule, umożliwia bezprzewodowe przesyłanie sygnału wizyjnego wraz z towarzyszącym mu sygnałem fonii na niewielką odległość rzędu 20 m. Może być także użyte jako modulator, czyli urządzenie umożliwiające przesyłanie sygnału telewizyjnego kablem koncentrycznym.
Zastosowanie nadajnika telewizyjnego, zwanego także Video Senderem eliminuje problemy związane z sygnałowymi kablami połączeniowymi. Umożliwia przesyłanie obrazów telewizyjnych wraz z towarzyszącym mu dźwiękiem do jednego lub wielu odbiorników telewizyjnych znajdujących się w niewielkiej odległości od nadajnika, np. w obrębie mieszkania. Oczywiście każdy odbiornik telewizyjny musi wtedy posiadać własną antenę odbiorczą. Zastosowanie takiego układu
przesyłowego jest uzasadnione w kilku przypadkach. Przykładowo jeden magnetowid wykorzystywany jest do odtwarzania filmu dla wielu członków rodziny w różnych pomieszczeniach, np. w domu jednorodzinnym. Nadajnik przesyła sygnał telewizyjny za pomocą fal elektromagnetycznych, zapewniając dostateczną jakość przekazu i zasięg. Eliminuje to kłopotliwą konieczność (szczególnie w tzw. nowym budownictwie) budowy wewnątrz mieszkania kablowej sieci przesyłowej. Innym zastosowaniem nadajnika mogą być sale konferencyjne wyposażone w odbiorniki telewizyjne służące do przekazów audiowizualnych. Także w tym przypadku odpada konieczność wykonania przesyłowej sieci kablowej. Nabiera to szczególnego znaczenia, gdy pokaz audiowizualny ma się odbyć jednorazowo, w pomieszczeniu do tego typu przedsięwzięć nieprzystosowanym lub w plenerze.
24
Praktyczny Elektronik 9/1998
Czasami występują także przypadki, gdy przeprowadzenie przesyłowej linii kablowej jest ekstremalnie utrudnione, lub wręcz niemożliwe. Dotyczy to np. kamer telewizyjnych stosowanych w systemach alarmowych: włamaniowych i pożarowych. Zastosowanie nadajnika jest jedynym rozwiązaniem w przypadku gdy kamera telewizyjna znajduje się w ruchu, np. podczas transmisji imprez sportowych. Ponieważ nadajnik może być zasilany bateryjnie, tak jak używane obecnie kamery telewizyjne z ciekłokrystalicznym elementem światłoczułym, to taki zestaw urządzeń jest całkowicie pozbawiony jakichkolwiek połączeń kablowych z urządzeniami stacjonarnymi. Ponadto nadajnik można wykorzystać do celów dydaktycznych w technicznych szkołach ponad podstawowych.
Powyższe przykłady dotyczą zastosowania urządzenia jako nadajnika telewizyjnego, służącego do przesyłania sygnału bez użycia sieci kablowej. Jednak zachodzi też często przypadek przeciwny, potrzeba przesłania sygnału telewizyjnego za pomocą sieci kablowej, lub przyłączenia do istniejącej sieci jednego lub więcej kanałów telewizyjnych. W tym przypadku urządzenie będzie spełniało rolę tzw. modulatora. Aby modulator można było przyłączyć do kablowej sieci przesyłowej, do której przyłączone jest już co najmniej jedno źródło sygnału np. inny modulator lub antena odbiorcza należy zastosować tzw. sumator. Sumator jest to urządzenie które posiada co najmniej dwa wejścia i jedno wyjście. Charakteryzuje się tym, że sygnał z dowolnego wejścia przedostaje się do wyjścia praktycznie bez tłumienia, natomiast tłumienie sygnału na drodze pomiędzy wejściami jest bardzo duże. Przyłączając wyjścia modulatorów do wejść sumatora mamy zapewnione, że sygnał z jednego modulatora lub innego źródła nie przedostanie się (nie cofnie się) do wyjścia innego modulatora. Sumator zapewnia więc konieczną do prawidłowej pracy sieci separację pomiędzy źródłami sygnałów. Poza tym sumator zapewnia prawidłowe dopasowanie impedancji falowych dołączanych urządzeń do impedancji falowej kabla.
AV2
\ INNE ŹRÓDŁA SYGNAŁU w.cz.
WE MODULATOR 1 WY 1 WY1 i WY2-"- WE WY3 1
I-----
WE MODULATOR 2 WY J R0ZGALE2NIK
Rys. 1 Schemat podłączenia dwóch modulatorów do sieci kablowej
Jako sumatora można użyć powszechnie dostępnego w handlu rozdzielacza sygnału telewizyjnego, zamieniając rolę wyjść i wejść. Należy zwrócić uwagę na to, aby był to rozdzielacz szerokopasmowy (do 960 MHz). Schemat przyłączenia dwóch modulatorów do sieci kablowej przedstawia rys. 1. Należy dodać, że budo-
wanie sieci kablowej lub rozbudowywanie istniejącej jest zadaniem dość złożonym, wymagającym przede wszystkim kosztownej aparatury pomiarowej oraz doświadczenia. Chodzi tu o prawidłowe rozmieszczenie kanałów telewizyjnych między sobą, oraz dobranie odpowiednich poziomów ich sygnałów.
Podstawowe wiadomości na temat sposobu przekazywania sygnału telewizyjnego
Niezależnie od przyjętego standardu (pomijając najnowsze, wchodzące aktualnie do użycia cyfrowe systemy telewizyjne), sygnał telewizyjny zawiera dwie informacje: obraz oraz dźwięk. Składa się zatem z dwu składników:
-fali nośnej wizji, zmodulowanej amplitudowo sygnałem wizyjnym, który odzwierciedla treść przekazywanego obrazu, oraz niezbędnymi do prawidłowego odtworzenia po stronie odbiorczej impulsami synchronizacji, oraz sygnałami dodatkowymi, takimi jak informacje teletekstu;
- nośnej fonii, (nośnych fonii, w systemach stereofonicznych) zmodulowanej częstotliwościowo sygnałem dźwiękowym (istnieją także systemy, w których fonię moduluje się amplitudowo).
Podczas procesu modulacji amplitudowej, w którym zachodzi uzależnienie amplitudy fali nośnej od amplitudy sygnału modulującego, w tym przypadku wizji i fonii, otrzymuje się sygnał o widmie amplitudowo-częstotliwościowym takim jak przedstawiono na rysunku 2. Widmo to zawiera następujące składniki:
- falę nośną wizji;
- dwie (górną i dolną) wstęgi boczne sygnału wizji; -dwa (górny i dolny) prążki fali nośnej zmodulowanej
częstotliwościowo sygnałem fonii.
CZĘSTOTLIWOŚĆ
NOŚNA FONII (PRĄŻEK DOLNY)
CZĘSTOTLIWOŚĆ NOŚNA WIZJI
-f
WSTĘGA DOLNA SYGNAŁU WIZJI
[MHz] 5,5
6.5 (6)
(PRĄŻEK GÓRNY)
WSTĘGA GÓRNA \ SYGNAŁU WIZJI
~5 5,5 (6) 6,5
Rys. 2 Widmo amplitudowo-częstotliwościowe sygnału telewizyjnego z dwiema wstęgami bocznymi i dwoma prążkami sygnału fonii
Ponieważ składniki dolne widma, tzn. znajdujące się poniżej prążka fali nośnej wizji, oraz składniki górne, leżące powyżej częstotliwości fali nośnej wizji, przenoszą tę samą informację, dlatego w systemach telewizyjnych tłumi się prawie całkowicie dolną wstęgę. W wyniku tego kanał telewizyjny, tzn. zakres częstotliwości niezbędny do przesłania całkowitego sygnału telewizyjnego został w dość poważny sposób zmniejszony. W wyniku tego w paśmie przeznaczonym
Praktyczny Elektronik 9/1998
25
dla potrzeb telewizji można przesłać więcej programów. Rys. 3 przedstawia widmo rzeczywistego kanału telewizyjnego, oraz widma kanałów sąsiadujących.
Nasz nadajnik, ze względu na swoją prostotę nie ma układu tłumienia wstęgi dolnej, czyli widmo sygnału wytwarzanego przez niego jest takie, jak na rys. 2. Inną różnicą w stosunku do "prawdziwych" nadajników telewizyjnych jest brak układu preemfazy w torze fonii. Preemfaza jest to układ zwiększający amplitudę sygnałów akustycznych o wyższych częstotliwościach, przed modulacją. Zabieg ten ma na celu polepszenie stosunku sygnał/szum sygnału fonicznego. Właściwe proporcje amplitudowe toru fonii po stronie odbiorczej przywraca
CZĘSTOTLIWOŚĆ NOŚNA KANAŁU n
CZĘSTOTLIWOŚĆ
NOŚNA FONII
KANAŁU n
CZĘŚCIOWO WYTŁUMIONA
WSTĘGA DOLNA SYGNAŁU WIZJI KANAŁU n
KANAŁ n-1
KANAŁ n
Rys. 3 Widmo rzeczywistego sygnału wizyjnego w kanale telewizyjnym, wraz z widmami sygnałów w sąsiednich kanałach
układ deemfazy, znajdujący się za detektorem fonii w odbiorniku telewizyjnym.
Opis układu
Schemat ideowy nadajnika przedstawiony jest na rys. 4. Można tu wyróżnić następujące bloki:
- generator-modulator częstotliwości fonii - T1 ;
- generator fali nośnej wizji - T3;
- separator generatora fali nośnej wizji - T4;
- stopień końcowy-modulator amplitudowy wizji - T2;
- stabilizator napięcia zasilania - US1;
Tranzystor T1 pracuje jako generator fonii. Częstotliwość jego pracy ustala obwód rezonansowy złożony
z kondensatora C5 oraz uzwojenia pierwotnego cewki L1. Tranzystor pracuje w układzie wspólnej bazy. Dodatnie sprzężenie zwrotne, niezbędne dla generacji drgań zapewnia połączenie emitera z kolektorem tranzystora T1 kondensatorem C6. Modulacja częstotliwości następuje na skutek podania na bazę tranzystora T1 sygnału
CZĘSTOTUWOŚĆ NOŚNA KANAŁU n+1
- f [MH2J
KANAŁ n+1
R3 8202
R6
-J- C9 C7 -r 3.3p -p180p
C16
BC548B
R8
4702
-L-
C17
T
C10 -r-100n
-1- R4 18k
472
_L C11 cS -p1002
-O +12V
___ C13
100n-p220MFj
I100n-T-:
T2
C12
r
BF!99 5.3'PTD�
C14 3.3p
1
ANT
'/J
I
+ 12V
US1
I +15+18V
"R13
2.7k nR14 -L-C23 -L.C21 T M5602-r33p
22p
Rys. 4 Schemat ideowy modulatora
26
Praktyczny Elektronik 9/1998
fonii. Sam proces modulacji częstotliwościowej powstaje na skutek zmian punktu pracy tranzystora generacyjnego T1 pod wpływem sygnału audio. Powstaje przy tym co prawda niepożądana modulacja amplitudowa sygnału nośnej fonii, co jednak dla prawidłowej transmisji nie ma żadnego znaczenia, ponieważ odbiornik telewizyjny w swoim torze fonii posiada ogranicznik amplitudy, skutecznie eliminujący modulację amplitudową sygnału fonii.
Generator częstotliwości nośnej wizji, zbudowany na tranzystorze T3, pracuje w takim samym układzie jak generator częstotliwości nośnej fonii. Częstotliwość generacji wyznaczają wartości elementów: C1 i L1. Wzmacniacz zbudowany na tranzystorze T4 pełni rolę separatora generatora częstotliwości nośnej wizji, co wpływa dodatnio na jego stabilność. Zsumowane w punkcie połączenia kondensatorów C8 i C9 sygnały nośnej wizji i zmodulowanej częstotliwościowo nośnej fonii trafiają na bazę tranzystora T2. Na tym tranzystorze zbudowany jest stopień końcowy, pełniący także rolę modulatora amplitudowego sygnału nośnej wizjii. Modulacja amplitudy zachodzi na skutek zmian wzmocnienia tranzystora T2, spowodowanych zmianą prądu emitera. Prąd emitera jest sumą prądów: stałego, określonego wartością rezystorów polaryzujących bazę R4 i R5, oraz chwilową wartością napięcia sygnału wizyjnego podawaną na emiter tranzystora. Potencjometrem P2 możemy ustawić wzajemną proporcję między tymi prądami, przez co uzyskujemy możliwość regulacji głębokości modulacji. Ze względu na niską impedancję źródła sygnału wizji (75 ii) nie było potrzeby stosowania stopnia dopasowującego.
Cewka L2 i kondensator C12 tworzą układ dopasowujący impedancję falową anteny do impedancji wyjściowej stopnia końcowego. Stabilizator napięcia zbudowany na układzie US1 zasila całość urządzenia, natomiast diody zenera: D1 i D2 stabilizują napięcia zasilania poszczególnych generatorów wchodzących w skład nadajnika.
Montaż i uruchomienie
Układ montujemy na płytce montażowej, której widok przedstawia rysunek 5. Cewki L2, L3 i L4 wykonujemy jako powietrzne, nawijając na pręcie, np. wiertle o średnicy 3 mm, zwoje o ilościach podanych w wykazie elementów, drutem miedzianym, najlepiej srebrzonym o średnicy 0,3-^-0,5 mm. Jako antenę można zastosować antenę teleskopową o długości ok. 30 cm lub po prostu przewód o tych samych wymiarach. Całość należy umieścić w obudowie, najlepiej metalowej. Jako gniazda przyłączeniowe sygnałów audio i wideo najlepiej jest zastosować gniazda typu CINCH.
Uruchomienie urządzenia rozpoczynamy od przyłączenia napięcia zasilania do układu i sprawdzeniu prawidłowości wartości napięć zasilających poszczególne bloki nadajnika. Do układu przyłączamy przewody doprowadzające sygnały audio i wideo np. z magnetowidu. Suwaki potencjometrów P1 i P2 powinny być ustawione w swych środkowych położeniach. Anteny nadajnika i odbiornika telewizyjnego należy umieścić w odległości około 2 m między sobą.
Odbiornik telewizyjny dostrajamy do jednego z kanałów leżących między 21 a 36. Następnie pokręcając trymerem C19 dostrajamy generator fali nośnej do częstotliwości kanału odbiornika telewizyjnego. W razie problemów z dostrojeniem należy skorygować indukcyjność cewki L3 przez ściskanie lub rozciąganie jej zwojów. Następnie potencjometrem P2 ustalamy głębokość modulacji sygnału wizji, której celem jest uzyskanie jakości obrazu porównywalnej z jakością obrazów nadawanych przez nadajniki programów telewizyjnych.
Następnie rdzeniem cewki U dostrajamy generator częstotliwości nośnej fonii, a potencjometrem P2 ustalamy poziom sygnału fonii, wzorując się tak jak poprzednio na porównaniu z odbiorem stacji telewizyjnej. W razie potrzeby należy skorygować wartość pojemności kondensatora C5.
ARTKELE 420
ŚO O 000 .O|
Rys. 5 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Praktyczny Elektronik 9/1998
27
Ze względu na małą moc (około 10 mW) i wynikający z tego niewielki zasięg pracy tego urządzenia, na jego użytkowanie nie jest konieczne uzyskanie zgody odpowiednich władz. Jednak każde działanie mające na celu zwiększenie mocy promieniowanej nadajnika może doprowadzić do naruszenia przepisów o radiokomunikacji, na straży których stoi Państwowa Agencja Radiowa. Przez nieodpowiedzialne działanie możemy naruszyć zasady współżycia społecznego, przez zakłócenie odbioru telewizyjnego sąsiadom, co na pewno nie wzbudzi ich zadowolenia.
Wykaz elementów
US1 - LM 7812
T1 - BC 548B
T2, T3, T4 -BF 199
D1 - dioda zenera 5,1 V
D2 - dioda zenera 10 V
D3 - dioda LED typ dowolny
R6 -47 n/0,1 25 W
R8 -470 ii/0,1 25 W
R14 -560 ti/0,125 W
R3 -820 n/0,1 25 W
R11 - 1 kn/0,125 W
R2, R7 - 1,5 kn/0,125 W
R5, R10, R13 -2,7 kn/0,125 W
R9, R12 -5,6 kn/0,125 W
R4 -18 kn/0,125 W
R1 -270 kn/0,125 W
P2
P1
C8
C9, C12, C14,
C20, C22
C21
C5, C23
C19
C6
C7, C15
C17
C3
C24
C4, C10, C11, C18
C1,C2
C16
C25
C13, C26
CT
L1
L2
L3, L4
-1 knTVP1232
-10knTVP1232
- 2,2 pF/50 V ceramiczny
- 3,3 pF/50 V ceramiczny
- 22 pF/50 V ceramiczny
- 33 pF/50 V ceramiczny
- 56 pF/50 V ceramiczny
- 100 pF/50 V ceramiczny
- 180 pF/50 V ceramiczny
- 470 pF/50 V ceramiczny
- 1 nF/50 V ceramiczny
- 47 nF/50 V ceramiczny
- 100 nF/50 V ceramiczny -4,7uT725 V04/U -10HF/25 V04/U -47nF/16V04/U
- 220 nF/25 V 04/U
- trymer ceramiczny 2,8-12 pF -filtr 7x7 typ F403
- 2 zwoje
- 3 zwoje płytka drukowana numer 420
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 3,39 zł + koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
Obliczenia transformatorów - ciąg dalszy
Kontynuując rozpoczętą w poprzednim nr PE tematykę dotyczącą transformatorów w artykule tym rozszerzamy temat tylko zasygnalizowany poprzednio, tzn. schemat zastępczy transformatora.
Schemat ideowy transformatora, tzn. schemat w którym występują tylko dwa elementy uzwojenie pierwotne i uzwojenie wtórne, nie odzwierciedla rzeczywistego, nieidealnego obiektu jakim jest transformator. Znajomość schematu zastępczego, oraz praktyczna umiejętność wyznaczenia wartości niektórych elementów tego schematu jest podstawą do prawidłowego doboru transformatora do zakładanych potrzeb. Należy zaznaczyć, że przytoczone poniżej rozważania dotyczą wszelkich transformatorów, nie tylko najbardziej rozpowszechnionych, sieciowych, ale także sterujących, głośnikowych, wysokiej częstotliwości, z rdzeniem lub bez. Transformatory te będą się między sobą różniły wartościami elementów schematu zastępczego, lub niektóre elementy nie będą występować.
Tworząc schemat zastępczy transformatora wychodzimy ze schematu ideowego (rys. 1) wydzielając rezystancje: R1 uzwojenia pierwotnego i R2 uzwojenia wtórnego otrzymujemy schemat jak na rysunku 1a. Następnie wydzielamy reaktancje rozproszenia: X1
uzwojenia pierwotnego, oraz X2 uzwojenia wtórnego. Uzasadnienie takiego postępowania jest następujące. Strumień magnetyczny rozproszenia uzwojenia transformatora jest to strumień magnetyczny wytworzony przez te uzwojenie, który nie dociera do drugiego uzwojenia transformatora, jest rozpraszany w otocze-
Rys. 1 a) schemat transformatora, b) schemat zastępczy transformatora
z wydzielonymi rezystancjami uzwojeń, c) schemat zastępczy
transformatora z wydzielonymi rezystancjami uzwojeń
i reaktancjami rozproszenia
28
Praktyczny Elektronik 9/1998
niu. Można więc przyjąć, że cześć uzwojenia transformatora w pełni przekazuje wytwarzany przez siebie strumień magnetyczny do drugiego uzwojenia, a część uzwojenia wytwarza tylko strumień rozproszenia. Właśnie te części uzwojeń przedstawione są na schemacie zastępczym jako cewki o reaktancjach: X1 i X2 i otrzymujemy schemat jak na rysunku 1c.
X1
R2
O
Z1=Z2
Rys. 2 Schemat zastępczy transformatora ze sprzężeniem galwanicznym
Następnym krokiem w tworzeniu schematu zastępczego transformatora jest zastąpienie sprzężenia magnetycznego między uzwojeniami sprzężeniem galwanicznym. Załóżmy, że rozpatrujemy transformator
0 jednakowej liczbie zwoi uzwojenia pierwotnego
1 wtórnego, tzn. o przekładni zwojowej 1:1. Wtedy napięcie między punktami A i B (rys. 2) strony pierwotnej schematu zastępczego transformatora jest równe napięciu między punktami A i B strony wtórnej, więc punkty te można odpowiednio ze sobą połączyć. Następnie zastępujemy dwie równolegle ze sobą połączone cewki jedną i oznaczamy na schemacie jako Xu, (rys. 3).
Rys. 3 Schemat zastępczy transformatora z jedną cewką
Na rysunku 4 pojawił się dodatkowy element w postaci rezystora oznaczonego jako Rfe- Rezystor taki oczywiście nie istnieje w rzeczywistym transformatorze. Rezystor ten modeluje straty mocy czynnej w rdzeniu transformatora. Straty w rdzeniu transformatora wywołane są prądami wirowymi oraz występowaniem zjawiska histerezy magnetycznej. Te dwa czynniki wywołu-
o- R1 o X1 / X'2 R-2 -O
JjRfe
O \ J -o

Rys. 4 Pełny schemat zastępczy transformatora w układzie T
jące straty mocy w rdzeniu są zależne od częstotliwości napięcia zasilającego transformator, oraz od wartości indukcji magnetycznej w rdzeniu. Należy dodać, że zależność ta jest silnie nieliniowa.
Rysunek 4 przedstawia pełny schemat zastępczy transformatora w układzie T, tak nazwanym ze względu na podobieństwo do tej litery. Bardzo często dokonuje się uproszczenia, polegającym na przeniesieniu gałęzi poprzecznej, tzn. elementów: Xu. i Rfe na początek schematu, przez co uzyskuje się schemat zastępczy F (gamma), rysunek 5.
Rys. 5 Pełny schemat zastępczy transformatora w układzie F
Następnie odpowiednie rezystancje i reaktancje przedstawiane są jako impedancje: poprzeczna Zo i podłużna Zj, zwaną po prostu impedancją transformatora (rys. 6). Ze schematu tego wynikają następujące wnioski:
- impedancją poprzeczna transformatora Zo odpowiedzialna jest za prąd biegu jałowego transformatora, tzn. prąd płynący przez zasilane uzwojenie transformatora, gdy uzwojenie wtórne jest nieobciążone. Prąd ten powinien mieć jak najmniejszą wartość, a stąd wynika, że impedancją poprzeczna transformatora Zo powinna być jak największa;
- impedancją podłużna transformatora Zj powoduje spadek napięcia na transformatorze, na skutek przepływającego przez niego prądu obciążenia. Impedancją ta powinna więc być jak najmniejsza.
Ponieważ impedancją poprzeczna transformatora Zo jest znacznie większa od impedancji podłużnej transformatora Zj, i ma mały wpływ na pracę transformatora w stanie obciążenia, to można ją pominąć na schemacie zastępczym (rys. 7). W rezultacie otrzymaliśmy najprostszy schemat zastępczy transformatora zawierający tylko jeden element, impedancje podłużną transformatora Zt. Znajomość tej wartości danego transformatora ma znaczenie podstawowe, ponieważ pozwala na wyznaczenie spadku napięcia na transformatorze pod wpływem prądu obciążenia.
Rys. 6 Uproszczony schemat zastępczy transformatora a) z impedancją poprzeczną i podłużną, b) tylko z impedancją podłużną
Praktyczny Elektronik 9/1998
29
Peak Hołd Level Meter
Pod tą tajemniczą nazwą kryje się stereofoniczny miernik wysterowania. Klasyczny miernik pokazuje w sposób ciągły poziom sygnału. Natomiast miernik typu Peak Hołd oprócz wskazań ciągłych posiada wbudowaną funkcję zapamiętywania najwyższych wskazań. Miernik taki jest bardzo wygodny w użyciu podczas ustalani poziomu zapisu w magnetofonie. Zastosowanie specjalizowanego układu scalonego pozwoliło na maksymalne uproszczenie konstrukcji.
Prawie każdy z elektroników jest w stanie wymienić około dziesięciu największych firm produkujących podzespoły elektroniczne. Jestem jednak przekonany, że mało kto słyszał o firmie ROHM. Tymczasem ta mało znana w Polsce firma produkuje bardzo ciekawy układ miernika wysterowania oznaczony symbolem BA 6822S. Schemat blokowy układu przedstawiono na rysunku 1, a schemat ideowy miernika wysterowania na rysunku 2. Układ BA 6822S umożliwia sterowanie dwunastoma diodami LED w dwóch kanałach lewym i prawym. Zatem łącznie steruje on pracą dwudzie-stuczterech diod. Tak duża liczba diod wymaga zastosowania sterowania dynamicznego (multipleksowa-nego). Dlatego też układ posiada sześć wyjść typu otwarty kolektor Q1-=-Q6 i cztery wyjścia sterujące zewnętrznymi tranzystorami D1-=-D4. Sekwencyjne sterowanie wyjściami Q i D dokonywane jest przez wewnętrzny generator z licznikiem. Generator pracuje
na częstotliwości ok. 4 kHz określonej wartością elementów C5, R15.
W układzie BA 6822S zastosowano zapalanie diod w postaci linijki świetlnej. Podczas pracy wskazania odbywają się w sposób ciągły. Dodatkowo układ wewnętrznej logiki umożliwia zapamiętanie najwyższych poziomów sygnału niezależnie dla lewego i prawego kanału. W efekcie tego słupek diod "pulsuje" w takt sygnału fonicznego, a najwyższa dioda, która ostatnio
Vec Oi O2 O3 O4 O5 06 Di D2 D3 D4
[22! [2T1 f2oi FTsi pT8i rr7i [T6i rr^i fti rTsi rr2i
DRIVER
LOGIKA PEAK HOŁD
KOMPARATOR
PRZEŁĄCZNIK
WZM WZM UKŁAD STEROWANIA OSC
|_LJL2jLULULłJLiJLZJLżJL9JlloJ[lU
WEL CR1 WEP CR2 DC AC/ MUTE P.H. GND GND
WE DC
Rys. 1 Schemat blokowy układu BA 6822S
-38dB -30dB -20dB -10dB -7dB D1L
-4dB
OdB
2dB
+4dB +7dB
22
\ R5 f] R6 n R7 n R8 (~| R9 fl RIO
13302 M3302 M3302 LJ3302 LJ3302IJ3302
T21 I20 |i9 lis Tl7 Tl6
US-1 BA6822S
O WE L
WE P
5V-DC GND +5V OV-AC
C8 47n
Rys. 2 Schemat ideowy miernika wysterowania
30
Praktyczny Elektronik 9/1998
CDCDCDCDQQ T3T3T3T3TJ
Cl 'C3C21 C4
oooo
o o o o o o
WEL 1 WEP DCtN DC/AC GND +5V
MMMMMW
Rys. 3 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
została zapalona świeci się dalej mimo, że sygnał zmniejszył się. Tak działający miernik wysterowania łączy w sobie zalety miernika VU (Volume Unit) z zaletami miernika szczytowego, nie mówiąc już o wrażeniu widowiskowym. Podtrzymanie wskazań nazywane jest funkcją Peak Hołd. Obejmuje ona tylko osiem najwyższych diod. Czas podtrzymania wskazań wynosi ok. 2 s, i związany jest z częstotliwością pracy generatora, przy czym jeżeli w trakcie podtrzymywania poziom sygnału wzrósł ponad zapamiętaną wcześniej wartość, to czas podtrzymania odliczany jest od nowa. Funkcję Peak Hołd można wyłączyć zwierając nóżkę 8 układu do plusa zasilania.
Dodatkowo układ posiada funkcję MUTE, wyłączania wyświetlania na czas ok. 1 s po włączeniu zasilania, lub przez doprowadzenie napięcia zasilania do nóżki 7 układu. Funkcja ta jest przydatna przy przełączaniu wejść, kiedy to można na krótką chwilę wygasić wyświetlacz, aby wyeliminować wpływ stanów nieustalonych w torze fonicznym, które mogą doprowadzić do chwilowego zapalenia wszystkich diod wskaźnika.
Inną ciekawą funkcją jest możliwość sterowania miernika napięciem stały do-prowadzonym do wejścia WE DC. Po zwarciu do masy nóżki 6 układu sygnał wejściowy w obu kanałach zostaje odłączony, a układ reaguje tylko na napięcie stałe doprowadzone do wejścia WE DC. W tym trybie pracy zapalają się tylko diody kanału lewego, a funkcja Peak Hołd zostaje automatycznie wyłączona. Głównym przeznaczeniem tej funkcji jest możliwość wyświetlania elektronicznej skali w tunerach radiowych bez syntezy częstotliwości,
przestrajanych wari-kapami. Wejście to można także wykorzystać do pomiaru napięcia baterii zasilającej. Na-pięcie doprowadzone do wejścia WE DC nie może być ujemne, ani wyższe od napięcia zasilania +5 V.
Układ BA 6822S posiada wbudowany wzmacniacz i prostownik sygnału akustycznego. Tak więc do jego wejść WE L i WE P można bezpośrednio doprowadzić zmienny sygnał akustyczny. Ponieważ rezystancja wejściowa układu jest niewielka (ok. 300 Q) do regulacji czułości zastosowano potencjometry P1 i P2
szeregowo do wejścia, a nie równolegle jak jest to czynione z reguły. Czułość układu przy ustawieniu rezystancji potencjometrów P1 i P2 na 2,7 kL2 wynosi ok. 400 mV wartości skutecznej napięcia dla poziomu 0 dB (zapalone 8 diod) i ok. 1,2 V dla poziomu +10 dB (zapalone wszystkie diody). Dynamika wskazań obejmuje zakres od -38 dB do +10 dB, a więc jest wyjątkowo duża.
Czas narostu i opadania wskazań określony jest przez wartość elementów R11, R12 i C3, C4. Dla podanych na schemacie wartości czas narostu wynosi ok. 14 ms, a opadania 2,7 s. Chcąc "zdynamizować" pracę miernika można zmienić wartości tych elementów. Wartości rezystorów powinny zawierać się w granicach 10+47 kii, a kondensatorów 10+22 uF.
Układ zasilany jest jednym napięciem stabilizowanym +5 V i pobiera ok. 100 mA prądu. BA 6822S jak na swoje duże możliwości jest stosunkowo tani, kosztuje ok. 1 6 zł w firmie wysyłkowej ELFA.
Montaż i uruchomienie
Układ BA 6822S posiada obudowę DIP o rozstawie nóżek 1,78 mm, a więc dużo mniejszym niż normalnie. Z tego względu należy bardzo uważać podczas lutowania układu, aby nie zrobić zwarcia pomiędzy nóżkami. Wskazane jest zastosowanie podstawki, którą niestety trudno jest znaleźć w sklepach (nietypowy, mało popularny rozstaw nóżek).
Diody LED zostały umieszczone na płytce drukowanej w dwóch rzędach, jeden po stronie elementów, a drugi po stronie druku. Wymaga to odpowiedniego
Praktyczny Elektronik 9/1998
31
Rys. 4 Sposób montażu diod
ukształtowania ich końcówek. Sposób zamontowania diod przedstawiono na rysunkach 4 i 5. Przed przystąpieniem do montażu należy odpowiednio ukształtować: końcówki diod, zwracając uwagę na właściwe położenie anod i katod. W diodach z końcówkami o fabrycznej długości anoda jest zawsze dłuższa. Dla uzyskania dobrego efektu estetycznego konieczne jest bardzo równe przylutowanie diod do płytki drukowanej.
Wyprowadzenia układu USl zostały wykonane
� PŁYTKA NR 600
STRONA ŚCIEŻEK
KANAŁ S ) -N DRUKOWANYCH
lEW-

przez producenta w taki sposób, że chcąc zaprojektować prostą płytkę drukowaną bez dużej liczby zworek, trzeba umieścić miernik do góry nogami. Wtedy linijki świetlne będą zapalały się od lewej strony do prawej.
Układ nie wymaga uruchamiania i działa od razu po włączeniu napięcia zasilania. Czułość układu można ustawić przy pomocy potencjometrów P1 i P2.
Rys.5 Wygląd płytki z zamontowanymi diodami
Wykaz elementów
US1 -BA6822S
TUT4 - BC 327-1 6
T5 - BC 547B
DUD24 - LED 2,5x5 mm
R5+R10 -330 n/0,1 25 W
RUR4 - 2,2 kn/0,125 W
R13 - 10 kn/0,125 W
R11, R12, R14, R15 -47 kn/0,125 W
Pl, P2 - 10 knTVP 1232
C5 - 10 nF/50 V ceramiczny
C8 - 47 nF/50 V ceramiczny
Cl, C2 - 1 u F/6 3 V 04/U
C3, C4 - 22 u F/1 6 V04/U
C~ ~ 47 jjF/16 V04/U
C6 - 100 [iF/16 V04/U
płytka drukowana numer 424
Płytki drukowane wysv(ane są za zaliczeniem poczto-
wym. Płytki można zamawiać w redakcji PE.
Cena: 3,36 zł + koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie
LARO - patrz IV strona okładki.
Ś$Ś mgr inż. Dariusz Cichoński
wyjściu UL 1219 wyraźnie spadła. Świadczy to o tym, ze układ ARW ustawił wzmocnienie na maksimum. Całą procedurę strojenia można teraz powtórzyć. W prawidłowo zestrojonym odbiorniku na wyjściu układu USl występuje przebieg prostokątny o amplitudzie ok. 1 V. Poziom niski wynosi 1 V, a wysoki 2 V.
W odbiorniku można zastosować antenę niedopasowaną w postaci pionowego przewodu o długości ok. 1+2 m. Natomiast w nadajniku wymagana jest antena dopasowana. Najlepszym rozwiązaniem jest zwrócenie się z prośbą o pomoc do doświadczonego amatora CB-radio, lub przestudiowanie fachowej literatury z zakresu CB. Jeżeli jednak nie mamy nikogo znajomego proponuję wykonać antenę prętową z cewką skracającą. Antena powinna mieć długość ok. 1 m. Cewkę umieszcza się na dole anteny i wykonuje jako powietrzną drutem DNE o średnicy 2-f3 mm nawijając 5-=-10 zwojów na rurce o średnicy 2 cm. Przy podstawie anteny umieszcza się cztery przeciwwagi (poziomo rozłożone pręty rozłożone co 90 o długości ok. 1 m. Każdy. Przeciwwagi łączy się ze sobą i podłącza do oplotu
kabla ekranowanego zasilającego antenę. Strojenie anteny dokonuje się ściskaniem lub rozciąganiem cewki (jeżeli to konieczne można zmniejszyć lub zwiększyć liczbę zwojów). Pomiędzy nadajnik a kabel zasilający włącza się miernik SWR. Przy idealnym dostrojeniu powinien on wskazywać 1. Można też posłużyć się sondą w.cz. umieszczoną ok. 5 m od anteny nadajnika. Antenę stroi się na maksimum wskazań sondy.
KĄT 90�
STROIĆ CEWKĘ /
, PRZECIWWAGA
SWR=1
SWR
NADAJNIK
IN
rn
raektrorak
nr 9'99 (86)
CENA 4,40 PLN
ISSN 1232-2628
^""'oskop analogowy OS-9020
L'ŚŚ rowe, pasmo 20 MHz
U- ówa o przekątnej 6" z niebieskim luminoforer
Regulowana podstawa czasu (20 ns/dz) i czułość (1 mV/dz).
Tryby CH1, CH2, ADD, DUAL,X-Y
Wyzwalanie sygnałem telewizyjnym
Cena promocyjna: 1190 zt + VAT (22%)
Generator funkcyjny AO-3001C
Sinusoidalny i prostokątny sygnatwy|ściowy
Regulowana płynnie częstotliwość sygnału odiOHzdo 1 MHz
Napięcie wy|ściowe regulowane do 22,6 Vp-p
Małe zniekształcenia < 0,5%
Wbudowany częstościomierzo długości czterech cyfr
Pomiar częstotliwości sygnału zewnętrznego
Przełączane obciążenie 50 / 600 Li
Funkcje specjalne 400Hzi1kHz
Cena promocyjna: 820 zł+ VAT (22%)
Ś Generator funkcyjny 0,02 Hz-2 MHz, 0,02 -20V, sinus, piła, prostokąt, trójkąt, stabilność 20 ppm, wejście VCF, wyświetlacz 4 cyfry LED, przemiatanie liniowe / logarytmiczne
Ś Częstościomierz 8 cyfr LED, stabilność 10 ppm, kanalA 1 Hz-100 MHz, Zwe=1 MO,
kanał B 70 MHz-1 GHz, Zwe= 50 Q
Ś Zasilacz stabilizowany potrójny, 0 . Ś�'.' 2 A
Ś Multimetr cyirowy 3i 1/2 cyfry,AC.
dokładność podstawowa ą0,05%
Ś Cena promocyjna: 1790 zt + VAT (22%)
MULTIMETRY SAFTEC z aprobatą typu GUM
SAF 31 OS
LCD,AC/DCV, DCA, R, test diody, bargraf, AC/DCV, A^u ciągłość obwodu hFE, pomiar temperatur
w komplecie Data Hołd Cena 89 zt + VAT Cena 155 zt + VAT
AC/DCV, AC/DCA, R, C, f, hFE, dioda, test batem, timer, Data Hołd Cena 155 zł + VAT
Bezpośredni import, wtasny serwis
LR3IMEG
02-930 Warszawa,
ul. J. Sobieskiego 22
tel./lax (0-22) 642-16-23,
tel. [phone]
Coś nowego
Q z naszych Czytelników, którzy czytają te słowa zapewne przełknęli gorzką pigułę jaką jest podwyżka ceny Praktycznego Elektronika, Natomiast ci, którzy nie zaakceptowali nowej ceny i tak tego nie przeczytają więc właściwie nie wiem po co się męczę. Objętość pisma wzrosła od bieżącego numeru o 8 stron i to pociągnęło za sobą proporcjonalny wzrost. Mimo nowej wyższej ceny Praktyczny Elektronik i tak jest chyba najtańszym miesięcznikiem o tematyce elektronicznej w Polsce, Proszę zwrócić uwagę, że w stosunku do innych pism nie jesteśmy przeładowani reklamą. To za co płacicie to naprawdę artykuły poświęcone elektronice. Wszystkie urządzenia publikowane w naszym piśmie są oryginalne i nie znajdziecie ich w innych zagranicznych pismach.
Co zaś nowego w droższym piśmie. Przede wszystkim większa objętość, zgodnie z życzeniami wyrażonymi w ankiecie. Będzie też więcej prostych układów elektronicznych przeznaczonych dla mniej zaawansowanych elektroników. Inną istotną jest publikowanie urządzeń przeznaczonych do zamontowania w określonej obudowie. Najprawdopodobniej obudowy i niektóre elementy mechaniczne jak przełączniki, potencjometry będą dostępne w sprzedaży wysyłkowej. Do obudów będzie można zamawiać płyty czołowe z napisami wykonane na folii samoprzylepnej, lub gotowe płyty czołowe z napisami wykonane z plexiglasu. Nie zapominamy także o większych konstrukcjach w tym mikroprocesorowych, ale będzie ich mniej, czego także domagają się nasi Czytelnicy,
Ponadto pojawił się nowy dział "Katalog PE", Jedni będą oburzeni, że jest to zapchaj dziura, a inni ucieszą się bo nie wszyscy mają Internet i łatwy dostęp do katalogów i danych w nich zawartych. Od przyszłego miesiąca wejdzie też nowy dział "Domowe technologie" w którym będziemy opisywać jak w warunkach domowych budować urządzenia, lutować płytki, wiercić otwory, robić płyty czołowe itd.
Jestem przekonany, że wszystkie innowacje zostaną zaakceptowane przez Czytelników i każdy znajdzie coś ciekawego dla siebie, coś co warto zbudować, lub przeczytać.
Spis treści
Redaktor Naczelny Dariusz Cichoński
Cyfrowy oscyloskop - opis programu..............................4
Analogowo-cyfrowy miernik pojemności.........................7
Pomysły układowe - transformator bezpieczeństwa......1 0
Sonda napięciowa........................................................11
Laboratoryjny zasilacz
czterozaciskowy 0*30 V/5 A cz.1.................................14
Katalog Praktycznego Elektronika - diody.....................21
Giełda PE......................................................................23
Szybka ładowarka do akumulatorów NiCd lub NiMH ....25 Uwagi do wzmacniacza
samochodowego z PE 5/99...........................................30
Generator UKF - synteza częstotliwości........................31
Protel Design Explorer 99.............................................36
Pomysły układowe - generatory kwarcowe...................40
Czujniki prądowe..........................................................41
Ciekawostki ze świata...................................................43
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Orientacyjny czas oczekiwania na realizację zamówienia wynosi trzy tygodnie. Nie przyjmujemy zamówień telefonicznych. Zamówienia na płytki drukowane prosimy przesyłać na kartach pocztowych, lub kartach zamówień zamieszczanych w PE, Koszt wysyłki 8,00 zł bez względu na kwotę pobrania, W sprzedaży wysyłkowej dostępne są archiwalne numery "Praktycznego Elektronika": 3/92, 11/95,4/96, 12/96, 1 -11/97,4/98, 5/98, 1 0- 1 2/98 wszystkie w cenie 3,00 zł, 1-8/99 wszystkie w cenie 3,60 zł plus koszty wysyłki. Kserokopie artykułów i całych numerów, których nakład został wyczerpany, wysyłamy w cenie 1,75 zł za pierwszą stronę, za każdą następną 0,25 zł plus koszty wysyłki. Kupony prenumeraty zamieszczane są w numerach 2/99, 5/99, 8/99, 11/99, 1 2/99,
Adres Redakcji;
"Praktyczny Elektronik"
ul. Jaskółcza 2/5
65-001 Zielona Góra
tel/fax,: (0-68) 324-71-03 w godzinach 800-1000
e-mail; [e-mail]: http://www.pe.com.pl
Redaktor Naczelny;
mgr inż, Dariusz Cichoński
Z-ca Redaktora Naczelnego;
mgr inż, Tomasz Kwiatkowski
Redaktor Techniczny; Paweł Witek
�Copyright by Wydawnictwo Techniczne ARTKELE Zielona Góra, 1999r,
Zdjęcie na okładce: "Darwalfoto" tel, (071) 3 512368
Druk; Zielonogórskie Zakłady Graficzne "ATEXT" sp, z o,o. Plac Pocztowy 1 5 65-958 Zielona Góra
Artykułów nie zamówionych nie zwracamy. Zastrzegamy sobie prawo do skracania i adjustacji nadesłanych artykułów.
Opisy układów i urządzeń elektronicznych oraz ich usprawnień zamieszczone w "Praktycznym Elektroniku" mogą być wykorzystywane wyłącznie do potrzeb własnych. Wykorzystanie ich do innych celów, zwłaszcza do działalności zarobkowej wymaga zgody redakcji "Praktycznego Elektronika", Przedruk lub powielanie fragmentów lub całości publikacji zamieszczonych w "Praktycznym Elektroniku" jest dozwolony wyłącznie po uzyskaniu zgody redakcji.
Redakcja nie ponosi żadnej odpowiedzialności za treść reklam i ogłoszeń,
Miernictwo i urządzenia warsztatowe
9/99 Klektrcrak
m
Cyfrowy oscyloskop
B Podstawowe funkcje oscyloskopu
Po pierwszym włączeniu zasilania, o ile wszystkie testy opisane w poprzednim numerze PE zakończą się pomyślnie, powinniśmy zobaczyć tytułowy obrazek jak na rysunku 1. Obrazek ten pojawia się tylko w przypadku, gdy wbudowana pamięć EEPROM nie jest zainicjowana. Naciśnięcie dowolnego przycisku powoduje przejście do głównego okna oscyloskopu (po ok. 10 sekundach ekran tytułowy zniknie automatycznie).
Elektronik
Cyfrowy oscyloskop
Grzegorz Wróblewski � 1999 Tomasz Kwiatkowski
Rys. 1 Obrazek tytułowy
Główne okno systemowe oscyloskopu, pokazane na rysunku 2, służy głównie do wyboru aplikacji, którą chcemy aktualnie używać. Wbudowane aplikacje wyświetlone są w postaci listy, po której możemy poruszać się myszką lub przyciskami panelowymi. Wybór potwierdzamy naciśnięciem ENTER (w przypadku myszy
- lewego przycisku). W tym numerze zajmiemy się obsługą podstawowej aplikacji
- oscyloskopu cyfrowego pracującego w czasie rzeczywistym.
SeLect appUcation
Si^naL
Si^nal Editor Serial Terminal. Remote ControL
System Setup
Rys. 2 Główne okno systemowe
Ś Przejście do trybu oscyloskopu
Do trybu oscyloskopu cyfrowego możemy przejść wybierając aplikację oscyloskopu z listy na ekranie systemowym. Ponieważ jednak funkcje tej aplikacji są podstawowe dla naszego całego urządzenia, wprowadzono dodatkową metodę przyspieszającą przejście do trybu oscyloskopu, polegającą na naciśnięciu jednego z przycisków: AUTOSET, WZM + , WZM-. W przypadku naciśnięcia przycisku AUTOSET przejdziemy do trybu oscyloskopu, a program sam dobierze wszystkie parametry obserwacji sygnału podanego na kanał A. Dla pozostałych przycisków oscyloskop uruchomi się z ostatnio pozostawionymi parametrami.
II Metody odwzorowania kształtu przebiegów
W oscyloskopie analogowym sprawa jest prosta: plamka światła przemiata ekran tworząc kształt obserwowanego sygnału. My jednak mamy ekran złożony z małych kwadratowych punktów, z których dla nas każdy może być traktowany jak niezależna źródło światła. Mając takie urządzenie wyjściowe możemy zastosować dwie różne metody tworzenia wykresu kształtu badanego przebiegu: metoda punktowa - dla każdej próbki rysujemy punkt na osi pionowej odpowiadający jej wartości; metoda liniowa - punkty sąsiednich próbek łączymy linią ciągłą.
Obie metody mają swoje wady i zalety. Można je łatwo ocenić porównując rysunki 3, 4 (metoda punktowa) oraz 5, 6 (metoda liniowa). Oprócz różnic wizualnych należy zaznaczyć, że metoda liniowa jest istotnie wolniejsza od punktowej.
Rodzaj aktualnie używanej metody możemy łatwo wybrać z bloku menu Set, pod pozycjami Points (wybór metody punktowej) oraz Lines (wybór metody liniowej). Pomiędzy metodami przełącza nas również przycisk F1.
II Wybór trybu pracy
Jak już wiadomo, nasz oscyloskop wyposażony jest w dwa kanały, oznaczane jako A i B. Praca dwukanałowa daje wiele korzyści przy uruchamianiu, czy testowa-
set inpijt lani sync
Ś r-.' * ' ' K
ii- -1 1 i 1 1 Ś -łi- 1I-H 1i



ns
| iG ml1
Rys. 3 Metoda punktowa wyświetlania przebiegu sinusoidalnego
niu wielu układów, zwłaszcza gdy wyposażona jest w specjalne funkcje, pozwalające obserwować wybrane kombinacje dwóch sygnałów. W naszym przypadku możemy wybrać następujące funkcje: Channel A - obserwacja tylko kanału A; Channel B - obserwacja tylko kanału B; Both A&B - obserwacja obu kanałów
na wspólnym wykresie; Show A+ B - obserwacja sumy kanałów; Show A-B - obserwacja różnicy kanałów; Show A-B - obserwacja iloczynu kanałów; XY modę - tryb XY: kanał A odwzorowany na osi X, zaś kanał B na osi Y;
Digital -praca z ośmiokanałowego wejścia cyfrowego; obserwacja stanów logicznych. Wyboru funkcji dokonujemy z poziomu głównego menu pod blokiem, oznaczonym nazwą Input lub prze naciśnięcie przycisku TRYB na panelu głównym. Rysunek 7 przedstawia przykład obserwacji sumy dwóch przebiegów sinusoidalnych o różnych częstotliwościach i amplitudach, zaś rysunek 8 to obraz ośmiu przebiegów cyfrowych, obserwowanych w trybie Digital.
set input Measur-e sync
i l I I I I I
1 I I 1 I l i
Rys. 4 Metoda punktowa wyświetlania przebiegu prostokątnego
9/99
Cyfrowy oscyloskop
set input neasure sync
L30 nf 110 mi.-1 |ń
Rys. 5 Metoda liniowa wyświetlania przebiegu sinusoidalnego
Ś Przełączanie zakresów amplitudy
Dzięki odpowiedniej konstrukcji wzmacniacza wejściowego oscyloskopu udało się uzyskać równe zakresy napięciowe. Do dyspozycji mamy dziewięć zakresów: 10 mV, 20 mV, 50 mV,
I 00 mV, 200 mV, 500 mV, 1 V, 2 V oraz 5 V na działkę. Wyświetlacz został podzielony na stałą ilość ośmiu działek, z których każda ma rozmiar 1 2 punktów ekranu.
Przetaczanie zakresów amplitudy najszybciej wykonamy przy użyciu przycisków WZM+ oraz WZM-. Alternatywnie używając wskaźnika myszy możemy użyć pozycji menu Set: Volt. rangę up oraz Volt. rangę down.
II Przełączanie podstawy czasu
Z uwagi na możliwość użycia w urządzeniu dwóch różnych częstotliwości taktowania podstawowego zegara rejestratora cyfrowego (32 lub 40 MHz), zastosowano w oprogramowaniu dwie oddzielne skale podstawy czasu przetaczane w ustawieniach. Obie skale zostały dobrane pod
Set Input Measure Sync
I . I
I . I . I
ns
Rys. 6 Metoda liniowa wyświetlania przebiegu prostokątnego
kątem łatwości odczytu i przeliczania ilości działek na czas rzeczywisty wprost z oglądanego przebiegu.
Do dyspozycji mamy aż 20 zakresów podstawy czasu, przedstawionych w Tabeli 1. Wygodne dla użytkownika wartości tych zakresów uzyskano dzięki zmiennej postaci podziałki osi czasowej oscyloskopu. W kolumnach tabeli podano ilość próbek tworzących jedną działkę osi dla danego zakresu. Zakresy poniżej 1 ms tworzone są programowo przez procesor, dlatego można tu byto dobrać stałą wartość długości działek.
Najszybsze przetaczanie zakresów dają nam przyciski PODST+ i PODST-z panelu urządzenia. Analogiczne działanie mają funkcje Time base up oraz Time base down z grupy menu Set.
Ś Podstawowe pomiary
Jak ogólnie wiadomo oscyloskop może również służyć do pomiarów rozmaitych wielkości określających badane sygnały. Tradycyjnie odczytuje się pożądane parametry wprost w wykresu przedstawiającego kształt przebiegu. W przypadku oscyloskopu cyfrowego możemy sobie jednak znacznie ułatwić życie, gdyż "czarną robotę" może wykonać za nas procesor, pokazując dużymi znakami gotowy wynik.
W naszym oscyloskopie pod menu Measure możemy włączyć lub wyłączyć pomiar następujących wielkości sygnałów: Average ampl. - pomiar średniej amplitudy obserwowanego przebiegu; średnia arytmetyczna z wszystkich próbek; RMS amplitudę - wartość średniokwa-dratowa próbek albo inaczej wartość skuteczna amplitudy sygnału; Peak to peak - wartość międzyszczyto-wa amplitudy sygnału; Frequency - średnia częstotliwość obserwowanego przebiegu, obliczana na podstawie wszystkich wykrytych okresów; Period - średni okres sygnału, obliczany analogicznie jak częstotliwość; Distortions - zniekształcenia sygnału wejściowego; obliczane jako wartość skuteczna różnicy pomiędzy idealnym przebiegiem sinusoidalnym o częstotliwości podawanego przebiegu, a tymże przebiegiem, wyrażona w procentach mocy przypadających na część sygnału różną od sinusoidy.
Przycisk POMIAR pozwala na szybkie włączenie lub wyłączenie pomiaru
Set Input Measure Sync
Rys. 7 Widok na ekranie oscyloskopu sumy
dwóch przebiegów sinusoidalnych o różnych
częstotliwościach i amplitudach
różnych wielkości, przy czym zawsze włączane są te, które były ostatnio wybrane przez użytkownika.
Zmierzone wartości wyświetlane są dużymi znakami wprost na wykresie podawanego przebiegu. Wartości amplitudowe znajdują się standardowo w lewej górnej części ekranu, częstotliwościowe w lewej dolnej, zaś zniekształcenia w prawej dolnej (położenia te mogą zostać zmienione w ustawieniach systemowych, które opiszemy w jednym z następnych numerów PE). Przykład przebiegu z kompletem pomiarów przedstawia rysunek 9.
Ś Pomiar wartości chwilowych
Bardzo często zachodzi potrzeba zmierzenia dokładnie pewnych chwilowych wartości obserwowanego przebiegu, a nie zawsze są one z wystarczającą dokładnością widoczne "na oko". Nasz oscyloskop posiada również udogodnienie w tej dziedzinie w postaci dwóch przesuwalnych kursorów.
Set Input Measure Sync
i i I I I I I
177:771
i i1 i i i mi
TiiU
[Di9
Rys. 8 Widok na ekranie oscyloskopu ośmiu przebiegów cyfrowych
Cyfrowy oscyloskop
9/99 Klektrcrak
m
Tabela 1
32MHz 40MHz
zakres próbki/ działkę zakres próbki/ działkę
250 ns 8 200 ns 8
500 ns 8 500 ns 10
1 fis 7 1 fis 8
2,5 fis 8 2 fis 8
5 fis 8 5 fis 10
10/zs 7 10//S 8
25 fis 8 20//S 8
50 fis 8 50//S 10
100//S 7 100//S 8
250 fis 8 200 fis 8
500 fis 8 500 fis 10
1 ms 7 1 ms 8
2,5 ms 8 2 ms 8
5 ms 8 5 ms 8
10ms 8 10ms 8
25 ms 8 20 ms 8
50 ms 8 50 ms 8
100ms 8 100ms 8
250 ms 8 200 ms 8
500 ms 8 500 ms 8
OfCiUCfCODC
Rys. 9 Widok przebiegu z kompletem pomiarów
Do trybu pracy z kursorami przechodzimy naciskając przycisk KURSOR. Na ekranie pojawią się dwa pionowe kursory, których położenie możemy zmieniać używając przycisków strzałek w lewo i w prawo. Przycisk SHIFT przełącza nas pomiędzy obydwoma kursorami (aktywny rysowany jest linią ciągłą, zaś nieaktywny przerywaną). Wartości chwilowe amplitudy przebiegu pod kursorami wyświetlane są odpowiednio w lewej i prawej górnej części ekranu (dla lewego i prawego kur-sora). Dodatkowo w lewej dolnej części widzimy odległość czasową pomiędzy obydwoma kursorami oraz jej odwrotność, czyli częstotliwość jaką ta odległość reprezentuje. Tryb pomiaru wartości chwilowych opuszczamy naciskając ponownie przycisk KURSOR. Na rysunku 10 przedstawiono przykład takiego pomiaru.
Ś Zmiana częstości aktualizacji
Dość ograniczona moc obliczeniowa zastosowanego przez nas procesora powoduje, że w niektórych momentach może okazać się przydatne zmniejszenie częstości pokazywania badanego przebiegu. Do naszej dyspozycji mamy trzy możliwości: aktualizacja 3 razy, 6 razy lub 10 razy na sekundę. Szybkość wybieramy z menu Set (odpowiednio: Update 3 fps, Upda-te 6 fps oraz Update 10 fps) lub przyciskiem F2.
Ś Synchronizacja przebiegów
Do poprawnej pracy każdy oscyloskop musi być wyposażony w tzw. układ wyzwalania. W naszej konstrukcji rolę tego układu przejął procesor, zapewniając nam stabilne wyświetlanie przebiegów okresowych. W kanałach analogowych A i B poziomem synchronizacji jest za-
nBansH Stt Input 1 v|tasu r-t Sync
2 K .ŚŚ?. -^ 7 tu
i Ś Ś/Ś Ś r+ ' T i ł- W- +

25mś
|iu[n|ńbsp
Rys. 10 Widok przebiegu z wynikami pomiaru wartości chwilowych
wsze poziom 0 (możemy jednak przesuwać sygnał używając pokrętła wzmacniacza wejściowego). W kanałach cyfrowych możemy wybrać stan 0 lub 1 jako poziom synchronizacji.
W menu Sync wybieramy, które kanały mają być synchronizowane. Kanały A i B mogą być wybierane niezależnie, zaś spośród kanałów cyfrowych możemy wybrać tylko jeden (będzie on odniesieniem dla pozostałych). Opcje Positive i Negative ustawiają poziom synchronizacji kanału cyfrowego.
Ś Stan oscyloskopu
Jak zapewne wszyscy zauważył i, w dolnej części ekranu oscyloskopu znajduje się linia informacyjna pokazująca aktualne ustawienia programu oscyloskopu. W kolejnych polach od lewej strony znajduje się zakres wybranej podstawy czasu, wybrany zakres amplitudy, tryb pracy (A, B,A&B, A + B, A-B, A-B, XY lub Dig) oraz wybrane kanały synchronizacji z poziomem dla kanału cyfrowego (P lub N).
0 mgr inż. Grzegorz Wróblewski
EPROM
CZĘŚCI ELEKTRONICZNE
ul. Parkowa 25
51-616 Wrocław
tel. [phone]
fax[phone]
tel. kom. 0-90 398-646
e-mail: [e-mail]
Czynne od poniedziałku do piątku wgodz. 9.00- 15.00 Oferujemy Państwu bogaty wybór elementów elektronicznych uznanych (zachodnich) producentów bezpośrednio z nasze-
go magazynu. Posiadamy w sprzedaży
między innymi:
PAMIĘCI EPROM, EEPROM,
RAM (S-RAM; D-RAM) UKŁADY SCALONE SERII: 74LS..., 74HCT..., 74HC, C-MOS (40..., 45...).
MIKROPROCESORY, np.:80.., 82.., Z80.., ICL71.., ATMEL89..,
UKŁADY PAL, GAL, WZMACNIACZE OPERACYJNE, KOMPARATORY, TIMERY, TRANSOPTORY, KWARCE, STABILIZATORY, TRANZYSTORY, PODSTAWKI BLASZKOWE, PRECYZYJNE, PLCC, LISTWY PIONOWE, LISTWY ZACISKOWE, PRZEŁĄCZNIKI SWITCH, ZŁĄCZA, OBUDOWY
ZŁĄCZ, HELITRYMY, LEDY, PRZEKAŹNIKI, GALANTERIA ELEKTRONICZNA. POSIADAMY TAKŻE W SPRZEDAŻY PODZESPOŁY KOMPUTEROWE: NOWE I UŻYWANE (NA TELEFON) PŁYTY GŁÓWNE, PROCESORY, PAMIĘCI SIMM/DIMM, WENTYLATORY, KARTY MUZYCZNE, KARTY VIDEO, MYSZY, FAX-MODEM-y, FLOPP-y, DYSKI TWARDE, CD-ROMy, KLAWIATURY, OBUDOWY, ZASILACZE, GŁOŚNIKI I INNE. Programujemy EPROMy, FLASH/ EEPROMy, GALe, PALe, procesory 87.., 89.. oraz inne układy programowalne. Na życzenie prześlemy ofertę. Możliwość sprzedaży wysyłkowej.
Praktyczny f.ltklronik 10/1993
19
T3 - BC 337-25, 338-25
Dl - BAVP 17-^21 (1N4148)
D2 - BYP 401-50^-1000 (1N4001 -H007)
Rl - 56 ki2/O,125 W
R2 - 100 kS2/0.125 W - patrz opis w tekście
R7, R8 - 100 ki2/O,125 w
R3 - 33 ki2/O,125 W
R4 -10kft/0,125W
R5. R6 - 4.7 kS2/0.125 W
R9 - 22 ktt/0.125 W
FR1 - fotorezystor RPP 130
(RPP 111, RPP 120, RPP121, RPP 131)
Cl, C2 - 2,2//F/40 V typ 04/U
Pkl - miniaturowy przekaźnik
kontaktronowy K-8/12 V
płytka drukowana numer 079
Płytka drukowana wysyłana jest za zaliczeniem pocztowym. Cena: 3.500 zł + koszty wysyłki.
O Ireneusz Konieczny
Analogowy pomiar częstotliwości
Budowa częstościomierza cyfrowego jest przedsięwzięciem kosztownym i dość skomplikowanym. Proponujemy więc konstrukcję prostszą i tańszą od opisywanej w numerach 9/93 i 10/93. Do wykonania częstościomierza wykorzystano układ XR 4151, który szczegółowo opisano w artykule pt. "Przetwornik napięcie - częstotliwość". Do pomiarów częstotliwości wystarczy prosty układ i woltomierz analogowy lub cyfrowy. Wprawdzie dokładność pomiaru wynosi ok. 0,2%, ale w większości wypadków jest ona wystarczająca. Zakres pomiarowy obejmuje częstotliwości od 10 Hz do 100 kHz.
Kolega zaczął zamieniać napięcie na częstotliwość, a ja będąc przekornym postanowiłem zamienić z powrotem częstotliwość na napięcie. Zobaczymy co z tego wyniknie. Całkiem poważnie, takie zamiany mogą być użyteczne. Na przykład zamiana częstotliwości na napięcie, które podlega logarytmowaniu i następnie jest zamieniane na częstotliwość, daje prostą możliwość analogowego logarytmowania przebiegów cyfrowych. Przed przystąpieniem do dalszej lektury proponuję zapozna-
nie się z artykułem pt. "Przetwornik napięcie - częstotliwość" .
Zasada pracy przetwornika zmieniającego częstotliwość przebiegów zmiennych na proporcjonalne napięcie stałe jest bardzo prosta (rys. 1). Przebieg wejściowy wyzwala monowibrator (multiwibrator astabilny), na którego wyjściu otrzymujemy ciąg impulsów o stałej szerokości i częstotliwości równej częstotliwości przebiegu wejściowego. Z wyjścia monowibratora sterowane jest źródło prądowe dające impulsy prądu, które ładują kondensator C. Wartość prądu i szerokość impulsu są stałe. Równolegle do kondensatora C włączony jest rezystor, którego zadaniem jest rozładowywanie kondensatora w czasie kiedy źródło jest wyłączone.
Wartość średnia napięcia na kondensatorze C zależy od liczby impulsów prądowych ładujących kondensator przypadających na jednostkę czasu. Otrzymujemy więc prostą zależność napięcia wyjściowego od częstotliwości przebiegu wejściowego. W praktycznych rozwiązaniach w celu uzyskania jak największej liniowości przetwarzania nie wystarczy zastosowanie prostego układu całkującego. W jego miejsce włącza się integrator zbudowany na wzmacniaczu operacyjnym
U(t)A
fwe UKŁAD WYZWALANIA MONOWIBRATOR
juul
KLUCZOWANE ŹRODLO PRĄDOWE
U wy OJ
li" I*

Uwy
Rys. 1 Zasada działania przetwornika częstotliwość - napięcie
20
Praktyczny elektronik 10/1993
-15V<
R7 lOk
R6 lOk
Miok 472L lJJ
D oo R3 tOOk MlOOfl
C4
P1
i tOk
R8 5,1k
ca
Riof] 1 2k LJ
P2
US3 XR-41 51
I--4
47n
-4
10k
!Ś
o
R15 lOOk
WE
Rys. 2 Schemat ideowy przetwornika częstotliwość-napięcie
DO 6"US3.
do ; US1
C� (od R5)
Cxl 22 mF
Cx2 2,2MF
C*3 220n
Cx4 22n
Cvi 22n
Cy2 In
Czl lOOn
Cz2 In
Rz1 56k
Rz2 5,6k
Rz3 56k
Rz4 6,8k
Pz1 22k
Pz? 2,2k
Pz3 22k
Cyi ...-----
ŚH hrQ_O o

DO 5" US3
Cy2
-O
Cx3 ' '-
4-o
WL2
WL3
Cx4
-!-O
CTT) o
" o 6_p
0 cJT)
1t "", -
liA^fjg
lOOHz
1 kHz
10 kHz
!Rz4-!Rzl Rz2 Rz3
WE -�--
CzlJ___[pz2
J-----L. + 1 5V O
100kHz
^^n^^-U^.
0,0,6
i Li i 4_ Pzl Pz2 Pz3
Rys. 3 Schemat ideowy układu przełączników zakresów
Układ scalony XR 4151 zawiera wszystkie niezbędne do budowy przetwornika f/U elementy Z powodzeniem można go wykorzystać do tego celu. Liniowość przetwornika wynosi 0,1%, a całkowity błąd pomiaru częstotliwości nie przekracza 0,2% (uwzględniono tu także błąd wprowadzany przez woltomierz cyfrowy).
Opis układu
Prostokątny przebieg wejściowy doprowadzony jest do układu różniczkującego Cy, R13, R14. Rezystory R13 i R14 wstępnie polaryzują jedno wejście komparatora, a rezystory Rll i R12 drugie Wartości elementów są dobrane w taki sposób, aby możliwe było wyzwalanie wewnętrznego komparatora przebiegami o poziomach TTL.
Szerokość impulsu generowanego przez monowibrator ustalona jest przez wartości elementów Rz i Cz, a prąd wyjściowy źródła przez rezystor RIO i potencjometr P2, pozwalający na regulację współczynnika konwersji. Wyjście źródła prądowego połączono z aktywnym integratorem zbudowanym na wzmacniaczu operacyjnym USl. Kondensator całkujący CT rozładowywany jest przez rezystor R4. Kondensator C5 zapewnia stabilność układu. Potencjometr Pl przeznaczony jest do wyzerowa-nia integratora. Nie wykorzystano tu aplikacyjnego sposobu zerowania wzmacniacza, co pozwala na stosowanie zamiennie innych typów wzmacniaczy operacyjnych. Wymagania stawiane wzmacniaczowi nie są wygórowane. Powinien on charakteryzować się małym współczynnikiem temperaturowym napięcia niezrównoważe-nia, oraz małym prądem polaryzacji wejść.
Dodatnie impulsy prądowe podawane na wejście integratora powodują pojawienie się na jego wyjściu napięcia ujemnego (aktywny układ całkujący odwraca fazę napięcia wyjściowego). Z tego też względu na wyjściu umieszczono wzmacniacz odwracający o wzmocnieniu 1. Zatem napięcie wyjściowe jest dodatnie względem masy.
Przyrząd został zbudowany jako cztero-zakresowy. Poszczególne zakresy obejmują następujące przedziały częstotliwości:
- 10 Hz -h 100 Hz
- lOOHz -f- 1 kHz
- 1 kHz 4- 10 kHz
- 10 kHz -h 100 kHz Zmiany zakresów uzyskuje
się przez zmianę wartości elementów Cx. Cy, Cz, Rz. Przeznaczony do tego jest przełącznik, którego schemat zamieszczono na odrębnym rysunku 3
Praktyczny elektronik 10/1993
21
100 kHz
10 kHz
1 kHz
100 Hz
Rys. 4 Schemat płytki drukowanej przetwornika częstotliwość-napięcie i rozmieszczenie elementów
Wartości poszczególnych elementów umieszczono w tabeli razem ze schematem. Potencjometry Pzl-r-Pz3 umożliwiają regulację wskazań na trzech najniższych zakresach pomiarowych. Na zakresie 100 kHz regulacja przeprowadzana jest potencjometrem P2.
Układ zasilany jest napięciem stabilizowanym ą15 V. Pobór prądu nie przekracza 10 mA z każdego z napięć zasilających.
Montaż i uruchomienie
Na płytce drukowanej czę-stościomierza umieszczono wszystkie elementy wraz z przełącznikiem zakresów. Podczas montażu przełącznika typu ISOSTAT pod krańcowe segmenty można wsunąć od czoła dwie jednakowej grubości zapałki, pozwalające zachować, równoległe względem płytki drukowanej, położenie przełącznika. Po przylutowaniu, zapałki usuwa się. Na rysunku montażowym grubą linią zaznaczono połączenia, które wykonuje się na przełączniku przewodem izolowanym. Jak już wcześniej pisaliśmy, przy lutowaniu przełączników nie można używać zbyt dużo kalafonii, która wpływa do środka i może zabrudzić styki.
Oprócz połączeń na przełączniku, przewodem izolowanym łączy się ze sobą parami punkty "x" i "y". W układzie zastosowano potencjometry wieloobrotowe, co gwarantuje założoną do-kładnść i stabilność regulacji. Na płytce drukowanej przewidziano otwory pod montaż różnych typów takich potencjometrów.
Regulację rozpoczynamy na włączonym zakresie 100 kHz. Do wyjścia dołączamy woltomierz cyfrowy o zakresie 1,00 V. Do wejścia przyrządu doprowadzamy przebieg o poziomach TTL i częstotliwości 10 kHz, po czym potencjometrem Pl ustawiamy wskazania woltomierza na 100 mV. Czynność ta pozwala na wy zerowa nie integratora. Następnie zmieniamy częstotliwość na 100 kHz i potencjometrem P2 ustawiamy wskazania woltomierza na 1,00 V, jest to regulacja nachylenia przetwarzania.
22
Praktyczny elektronik 10/1993
Obie regulacje są wzajemnie zależne dlatego też należy je kilkakrotnie powtórzyć.
Po tych czynnościach zmieniamy zakres na 10 kHz i do wejścia doprowadzamy przebieg o częstotliwości 10 kHz. Potencjometrem Pzl regulujemy wskazania woltomierza na 1,00 V. Na tym samym zakresie po zmianie częstotliwości na 1 kHz woltomierz powinien wskazywać 100 mV. Jeżeli tak nie jest, świadczy to o złej regulacji zerowania integratora i wszystkie czynności należy rozpocząć od nowa.
Podobnie postępujemy na zakresach: 1 kHz, fwe 1 kHz regulacja potencjometrem Pz2 i 100 Hz, fwe = 100 Hz - regulacja potencjometrem Pz3. Do pomiaru napięć można wykorzystać miliwoltomierz C 520D (PE 4/92).
Możliwe jest także zastosowanie woltomierza ICL 7107 o zakresie pomiarowym 1,999 V. W celu wykorzystania pełnej dokładności tego miernika można zmienić zakresy pomiarowe częstościomierza, tak aby pokrywały one następujące częstotliwości:
- 20 Hz 4- 200 Hz
- 200 H- 2 kHz
- 2 kHz -f- 20 kHz
- 20 kHz + 100 kHz
Maksymalna częsotliwość nie ulegnie jednak zmianie. Zmianę zakresów można osiągnąć w bardzo prost sposób wymieniając rezystory Rl i R4 na nowe o wartości 20 kfi. Procedura regulacji jest taka sama, z tą tylko różnicą, że doprowadzane do wejścia częstotliwości wynoszą 20, 2 kHz, 200 Hz, a napięcia wyjściowe mają wartość 2,000 V i 200 mV. Dla najwyższego zakresu regulację przeprowadzamy dla częstotliwości 100 kHz, napięcie wyjściowe powinno wtedy wynosić 1,000 V.
Wykaz elementów
USl, US2
- ULY7741 (/iA 741)
US3 - XR 4151
Rl, R4, R6, R6,
Rll. R12, R14 - 10 kfi/0,125 W
R2, R5, R9 - 100 n/0,125 W
R3, R15 - 100 kn/0,125 W
R8, R13 - 5,1 kfi'0,125 W
RIO - 12 kfi/0,125 W
Rzl, Rz3 - 56 kfi/0,125 W
Rz2 - 5,6 kfi/0,125 W
Rz4 - 6,8 kfi/0,125 W
Pl - 10 kfi typ CT 32
(dwudziesto-obrotowy)
P2 - 4,7 kfi typ CT 32
(dwudziesto-obrotowy)
Pzl, Pz3 - 22 kfi typ CT 32
(dwudziesto-obrotowy)
Pz2 - 2,2 kfi typ CT 32
(dwudziesto-obrotowy)
Cl, C2, C6 - 47 nF typ KFP
C3, C4, C7, C8 - 10 pF/16 V typ 04/U
C5 - 10 pF typ KCP
Cxl - 22 /zF/16 V typ 04/U
Cx2 - 2,2 pF/40 V typ 04/U
Cx3 - 220 nF/100 V typ MKSE-018-02
Cx4 - 22 nF/400 V typ MKSE-018-02
Cyl - 22 nF typ KFP
Cy2 - 1 nF typ KFP
Czl - 100 nF/100 V typ MKSE-018-02
Cz2 - 1 nF/25 V typ KSF-020-ZM
płytka drukowana numer 099
Płytka wysyłana jest za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 17.500 z ł + koszty wysyłki.
O mgr inż. Maciej Bartkowiak
Sprostowanie do artykułu Sonda woltomierz napięcia stałego i zmiennego
Na płytce drukowanej numer 077 sondy woltomierza, po stronie elementów, wykryłem jeden błąd, a właściwie niefortunnie poprowadzoną ścieżkę. Ścieżka łącząca rezystor R30 z segmentem "a" wyświetlacza jednostek poprowadzona jest tak, że przechodzi przez otwór pod nóżkę tego wyświetlacza. Nie stanowi to większego problemu, gdyż jest to nóżka od segmentu "a" . Jednakże otwór w tym miejscu może przerwać połączenie rezystora R30 z przepustem i w związku z tym segment ten nie będzie świecił. Aby naprawić to uszkodzenie wystarczy poprowadzić przewodem połączenie rezystora R30 z nóżką " a" wyświetlacza jednostek.
Za tą drobną pomyłkę przepraszam wszystkich Czytelników.
W tym miejscu wypada otwór pod nóżkę wyświetlacza
Rys. 1 Fragment płytki drukowanej sondy strona elementów
O mgr inż. Maciej Bartkowiak
Praktyczny elektronik 10/1993
23
Wykaz płytek drukowanych
Duże zainteresowanie płytkami drukowanymi do urządzeń opublikowanych w Praktycznym Elektroniku skłoniło nas do zamieszczenia wykazu wraz z cenami, które na szczęście nie uległy zmianie. Aktualnie dostępne są wszystkie płytki, które dotychczas zostały zaprezentowane.
Płytki drukowane można zamawiać w redakcji miesięcznika, lub zakupić w niektórych sklepach elektronicznych. Zamówienia na płytki prosimy wysyłać na kartkach pocztowych na adres redakcji. Zostaną one wysłane za zaliczeniem pocztowym. Prosimy także nie wpłacać pieniędzy na konto wydawnictwa, gdyż opłatę za zamówiony towar uiszcza się u listonosza lub na poczcie bezpośrednio przy odbiorze. Do ceny zamówionych płytek doliczany jest koszt wysyłki, na który składają się opłaty pocztowe i koszty obsługi wysyłek. Wysokość kosztów wysyłki zależy od sumarycznej wartości zamówionych płytek i jest podana na stronie trzeciej w stopce redakcyjnej.
Przy większym asortymencie zamawianych płytek może zdarzyć się, że nie będziemy w stanie dotrzymać terminu dostawy. Wypadki takie są jednak sporadyczne tym niemniej przepraszamy Czytelników, którzy musieli czekać dłużej.
Wykaz cenowy płytek drukowanych (ceny zawierają podatek VAT)
A. Generator PAL (kpi. 2 płytki) PE 1/92 39,500 zł
B. Wzmacniacz 2xTDA 2030 PE 1/92 4,500 zł
C. Wzmacniacz 2xTDA 2003 PE 1/92 3,900 zł
D. Wzmacniacz lxTDA 2030 PE 1/92 3,200 zł
E. Wzmacniacz lxTDA 2003 PE 1/92 3,200 zł
F. Zamek szyfrowy PE 1/92 16,900 zł
G. Generator z mostkiem Wiena PE 1/92 3,300 zł H. Pływające światła PE 1/92 5,700 zł I. Korektor graficzny mono
(kpi. 2 płytki) PE 2/92 36,900 zł
J. Generator funkcyjny PE 2/92 14,900 zł
K. Zasilacz stabilizowany PE 2/92 7,200 zł
001 Analizator widma (kpi. 2 płytki) PE 3/92 32,300 zł
002 Transkoder SECAM-PAL PE 3/92 15,900 zł
003 Miernik fazy (regulacja skosu) PE 3/92 6,600 zł
004 Alarm samochodowy (kpi. 2 płytki) PE 4/92 25,300 zł
005 Detektor zera PE 3/92 4,400 zł
006 Automatyczny przeł. sygn. video PE 3/92 16,300 zł
007 A 277D PE 3/92 5,400 zł
008 A 277D PE 3/92 9,200 zł
009 Stroboskop samochodowy PE 5/92 3,200 zł
010 Woltomierz na C 520D wersja LCD PE 4/92 11,700 zł 0.11 Woltomierz na C 52OD wersja LED PE 4/92 6,100 zł
012 Wyświetlacz LED CQZe 12 PE 4/92 3,200 zł
013 Wyświetlacz LED CQV 31 PE 4/92 3,200 zł
014 Wyświetlacz LCD CN 4134R PE 4/92 4,700 zł
015 Wyświetlacz LED CQZL 16 PE 4/92 4,400 zł
016 Regulacja prądu podkładu PE 4/92 5,800 zł
017 Gwiazda betlejemska CD 4015 PE 4/92 9,600 zł
018 Gwiazda betlejemska CD 4017 PE 4/92 9,600 zł
019 Gwiazda betlejemska listki(5 szt.) PE 4/92 5,500 zł
020 Wzmacniacz słuchawkowy PE 5/92 14,900 zł
021 Korektor-sterowanie
potencjometrów PE 4/92 10,300 zł
022 Korektor-potencjometr
elektroniczny PE 4/92 7,000 zł
023 Korektor wyświetlanie nastaw PE 5/92 24,600 zł
024 Zegar MC 1204 PE 5/92 19,400 zł
025 Fonia czterocewkowa PE 5/92 4,600 zł
026 Fonia dwucewkowa PE 5/92 3,500 zł
027 Generator 1 MHz PE 5/92 3,200 zł
028 Pozytywka do zegara MC 1204 PE 5/92 5,100 zł
029 Wyświetlacz do zegara MC 1204 PE 5/92 10,500 zł
030 Termometr z termoregulatorem PE 5/92 19,600 zł
031 Termometr PE 5/92 6,100 zł
032 Generator PAL - rozbudowa PE 5/92 32,200 zł
033 Sygnalizator akustyczny PE 1/93 3,200 zł
034 Analizator - pole odczytowe PE 1/93 28,200 zł
035 Uniwersalny zasilacz PE 1/93 8,300 zł
036 Betametr PE 1/93 29,300 zł
037 Dekoder PAL TC 500DĘ PE 3/93 12,500 zł
038 Dekoder PAL R202Ą PE 3/93 15,800 zł
039 Skala UKF PE 2/93 4,700 zł
040 Zegar MC 1206 PE 2/92 19,800 zł
041 Zegar MC 1206 - wyświetlacz PE 2/93 9,500 zł
042 Zegar MC 1206 - wzmacniacze PE 2/93 3,400 zł
043 Zegar MC 1206 -
układ ciągłego wyśw, PE 2/93 20,000 zł
044 Betametr - układ parowania PE 2/93 11,400 zł
045 Miliwoltomierz ICL 7107 PE 2/93 5,900 zł
046 Miliwoltomierz ICL 7107 -
wyświetlacz PE 2/93 5,900 zł
047 Wyłącznik zmierzchowy PE 3/93 4,300 zł
048 Zegar MC 1206 -
sekundy cyfrowe PE 3/93 9,600 zł
049 Zegar MC 1206 -sekundy analogowe
050 Druk uniwersalny
051 Mówiący dzwonek
052 Sygnalizator napięcia akumulatora
053 Kwarcowy generator 50 Hz
054 Wzmacniacz antenowy UKF
055 Zasilacz do wzmacniacza antenowego
056 Wzmacniacz mocy 40 W
057 Zasilacz wzm z reg. barwy dźwięku
058 Wzmacniacz z regulacją barwy dźwięku
059 Minutnik
060 Druk uniwersalny
061 Miernik wysterowania
062 Przedwzmacniacz gramofonowy RIAA
063 Pływające światła II
064 Tranzystorowy korektor graf. - we/wy
065 Tranzystorowy korektor graf. - filtry
066 Układ opóźnionego
załączania kolumn PE 6/93 5,800 zł
PE 3/93 51,000 zł
PE 4/93 22,100 zł
PE 3/93 25,800 zł
PE 3/93 5,400 zł
PE 4/93 3,200 zł
PE 4/93 5,300 zł
PE 4/93 3,200 zł
PE 4/93 8,600 zł
PE 5/93 12,700 zł
PE 5/93 32,100 zł
PE 5/93 3,900 zł
PE 4/93 22,100 zł
PE 4/93 6,400 zł
PE 4/93 8,800 zł
PE 6/93 6,900 zł
PE 6/93 5,700 zł
PE 6/93 25,500 zł
Praktyczny elektronik 10/199$
067 Dekoder kodu BCD z wyświetlaczem
068 Klucz elektronowy - klawiatura
069 Klucz elektronowy
070 Korektor graficzny -pamięć charakterystyk
071 Fonia do odbioru programu POLONIA
072 Pływające światła - generator
073 Generator sygnałowy 65.5-H74 MHz
074 Sonda logiczna CMOS-TTL
075 Sonda logiczna CMOS-TTL z wyświetlaniem cyfrowym
076 Sonda - generator 1 kHz
077 Sonda - woltomierz
078 Fonia stereo do odbioru Astry
079 Automatyczny włącznik tunera TV-SAT
080 Elektroniczna konewka
PE 7/93 8,200 zł 081 Dyskotekowe urządzenie iluminofon. PE 7/93 42,500 zł
PE 5/93 14,500 zł 082 Wzmacniacz odczytu do magnetofonu PE 8/93 15.100 zł
PE 5/93 27,800 zł 083 Komarołapka PE 8/93 6,300 zł
084 Tester tranzystorów PE 8/93 10,900 zł
PE 7/93 45,800 zł 085 Odbiornik stereo UKF PE 10/93 18,200 zł
086 Bariera optoelektroniczna PE 8/93 15,600 zł
PE 5/93 6,400 zł 087 Regulator świateł dziennych PE 9/93 5,000 zł
PE 6/93 3,800 zł 088 Częstościomierz - generator PE 9/93 17,500 zł
PE 5/93 16,700 zł 089 Częstościomierz - licznik PE 9/93 18,500 zł
PE 6/93 9,600 zł 090 Częstościomierz - wyświetlacz PE 9/93 19,200 zł
091 Częstościomierz - sterowanie PE 10/93 15,100 zł
PE 6/93 11,800 zł 095 Radiotelefon na pasmo 27 MHz PE 9/93 10,600 zł
PE 7/93 10,100 zł 096 Mówiący układ ISD 1020A PE 9/93 11,000 zł
PE 7/93 24,500 zł 097 Pozytywka PE 9/93 6,000 zł
PE 6/93 12,000 zł 098 Przetwornik U/f PE 10/93 6,900 zł
099 Przetwornik f/U PE 10/93 17,500 zł
PE 10/93 3,500 zł 101 Regulator prędkości obr. silnika PE 10/93 9,400 zł
PE 7/93 14,500 zł
Wykaz sklepów prowadzących sprzedaż płytek drukowanych:
POLKOWICE - DOM TOWAROWY "MARIA" STOISKO "LSI"
KRAKÓW - WAWEL ELEKTRONIK ul. Józefińska 25
POZNAŃ - HOBBY ELEKTRONIK ul. Siemiradzkiego 11
RADOM - FAT0MIX ELECTRONICS
ul Struga 26/28 pok. 613 Vlp
GŁOGÓW-ASTRA ul. Norwida 1
LUBIN -C-MOS ul. Kamienna 3
NOWA SÓL - TADEX os. Kopernika 6
POZNAŃ - KERAMEX ul. Głogowska 93
SŁUPSK-SONIK Stary Rynek 4
TARNÓW- ELBIK ul. Nowy Świat 37
WROCŁAW-AXEL ul. Dworcowa 28
Regulator prędkości obrotowej silnika
W artykule opisano prosty układ regulacji prędkości obrotowej silników szeregowych prądu zmiennego. W układzie zastosowano prądowe sprzężenie zwrotne, co w zdecydowany sposób poprawia charakterystykę obciążenia silnika przy małych prędkościach obrotowych. Układ może znaleźć zastosowanie w różnych urządzeniach domowych: odkurzaczu, wiertarce, mikserze, itp. Wykonanie regulatora jest proste i tanie ok. 80.000 zł, dla porównania można dodać, że nowoczesny odkurzacz z elektronicznym regulatorem ciągu jest o ok. 400.000 zł droższy od tego samego modelu bez regulatora.
Ceny energii elektrycznej zbliżają się do poziomu światowego. Jednak relacje płacowe sprawiają, że kosztuje ona u nas dużo drożej niż w krajach rozwiniętych. Stąd też ważny problem oszczędzania energii elektrycz-
nej. Pozytywnym aspektem oszczędności w tej dziedzinie jest także mniejsze zanieczyszczenie środowiska naturalnego. Mniejszy pobór prądu, wymusza spalanie mniejszych ilości węgla w naszych elektrowniach i emisję do atmosfery mniejszej ilości spalin zawierających tlenki siarki i azotu. W skali jednego gospodarstwa domowego oszczędności nie będą oszałamiające, ale w skali kraju daje to już setki tysięcy ton węgla.
Większość urządzeń powszechnego użytku dysponuje zapasem mocy, która nie zawsze jest potrzebna. Klasycznym przykładem może być odkurzacz. Moc silnika w tym urządzeniu wynosi z reguły 800-^1000 W, i potrzebna jest do czyszczenia dywanów, kanap, lecz do odkurzania gładkiej podłogi w zupełności wystarczy 400-T-500 W, a w przypadku firanek lub książek zadowalające efekty osiąga się przy 200-^300 W. Widać więc wyraźnie, że można tym sposobem sporo zaoszczędzić. Podobnie ma się sprawa przy mikserze.
Praktyczny elektronik 10/1993
25
BTP128/750V
T1 - BC307B T2 - BC237B
S1
Ś-----1 |-----Ś C1220n/630V
iri; ri im!2
V CG - MKSEG-010
LUB
[f] B1 100nF/630V MKSE
LJ 2,5A ! 1002
O ~220V Ó
Ryg. 1 Schemat ideowy regulatora obrotów
W domowej wiertarce płynna regulacja obrotów pozwala na wykorzystywanie jej do wkręcania wkrętów przy pomocy odpowiedniej końcówki krzyżakowej, lub wiercenia otworów o dużej średnicy w elementach metalowych. Wiercenie takich otworów przy pełnych obrotach wiertarki sprawia, że nie mają one kształtu okrągłego, lecz trójkątny, z zaokrąglonymi wierzchołkami. Małe prędkości obrotowe wiertarki pozwalają na wyeliminowanie tego niezamierzonego efektu prac wiertar-skich.
Opis układu
Jedynym możliwym rozwiązaniem regulacji prędkości obrotowej w przypadku silników szeregowych, komutatorowych stosowanych w urządzeniach powszechnego użytku jest zmiana napięcia zasilającego. Regulacja napięcia wymusza jednocześnie zmianę prędkości obrotowej i mocy silnika.
W układzie zastosowano tyrystor Tyl sterowany fazowo. Napięcie doprowadzone do tyrystora prostowane jest w prostowniku pełnookresowym PR1. Zatem prąd zmienny przepływający przez wirnik i twornik silnika zostaje zamieniony na prąd o jednym kierunku przepływu przez tyrystor.
Poprawę parametrów regulacji można uzyskać wprowadzając do układu dodatkowy człon prądowego sprzężenia zwrotnego, w którym sygnał sprzężenia pobierany jest z rezystora R3 umieszczonego w obwodzie przepływu prądu silnika. Rozwiązanie to poprawia pracę silnika przy małych prędkościach obrotowych, oraz umożliwia kompensację zmian rezystancji uzwojeń twornika przy wzroście temperatury.
Sterowanie fazowe tyrystora polega na synchronicznym z siecią podawaniu impulsów na bramkę. Tyrystor włączony krótkim impulsem prądowym przewodzi przez całą dalszą część półokresu napięcia. Regulując moment podania impulsu sterującego tyrystor zmienia się w ten sposób średnie napięcie na obciążeniu jakim w tym przypadku jest silnik. O sterowaniu fazowym można też przeczytać w artykule pt. " Dyskotekowe czte-rokanałowe urządzenie iluminofo-niczne" PE 7/93.
Napięcie z anody tyrystora ładuje kondensator C2. Czas ładowania zależy od wartości rezystancji rezystora R2 i potencjometru regulacyjnego.
Rys. 2 Przebiegi napięciowe w układzie
Po osiągnięciu odpowiedniego poziomu napięcia (ok. 8-^15 V) układ tranzystorów Tl i T2 włącza się podając impuls prądowy na bramkę tyrystora W zależności od przesunięcia fazowego impulsów sterujących bramką względem napięcia anodowego tyrystora zmienia się kąt przepływu prądu przez silnik (rys 2)
Napięcie na kondensatorze Cl wyprostowane przez diodę Dl jest proporcjonalne do średniej wartości prądu przepływającego przez silnik Zostaje ono doprowadzone do bazy tranzystora Tl zmieniając kąt włączenia tyrystora.
Tyrystor Tyl zabezpieczony został przed przepięciami układem gasikowym CG, który produkowany jest w postaci jednego elementu. Z powodzeniem można zastąpić go szeregowym układem rezystora i kondensatora. Stosując kondensator gasikowy w miejsce rezystora Rg wlutowuje się zworę Układ gasikowy zmniejsza także poziom zakłóceń wprowadzanych przez tyrystor
Układ pozwala na zamontowanie dodatkowego zabezpieczenia temperaturowego. Przy wzroście temperatury maleje rezystancja termistora przyklejonego bezpośrednio do twornika (stojanu) w silniku i tranzystor TT zwiera bramkę tyrystora wyłączając silnik.
26
Praktyczny elektronik 10/1993
Rys. 3 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
Termistor powinien być typu NTC, czyli o charakterystyce rezystancji malejącej ze wzrostem temperatury. Temperaturę przy której silnik zostaje wyłączony można ustawić dobierając wartość rezystora R9.
Zastosowany w prototypie tyrystor umożliwia regulację prędkości obrotowej silników o mocach do 500 W Zamieniając tyrystor na inny o większym prądzie maksymalnym np.: BT 151-650, lub BT 152-650 można zwiększyć moc silnika do 1200 W.
Wszystkie elementy regulatora obrotów znajdują się pod pełnym napięciem sieci energetycznej. Dlatego też należy zachować szczególną ostrożność podczas prób układu. Pod żadnym pozorem nie wolno dotykać płytki i elementów w trakcie pracy urządzenia.
Wykaz elementów
Tyl - BTP 129-750
(BT 151-650, BT 152-650
patrz opis w tekście) Tl - BC 307 B T2, T3 - BC 237 B Dl - BAVP 174-21 (1N4841) PR1 - BR 64 6A/400 V Rl - 1 Mfi/0,25 W R2 - 1 kft/0,125 W R3 - 0,14-1 fi/2 W
R4 - 150 n/0,125 W
R5 - 5,6 kfi/0,125 W R6 - 390 n/0,125 W
R7 -10 0/0,125 W
R8 - 2,7 kfi/0,125 W R9 - 1 kfi/0,125 W
(patrz opis w tekście) Pl - 22 kO-A potencjometr
typ SV 451 N, SVP 453 N NT - termistor NTC 4,7 kL2
typ dowolny
Cl - 220 nF/630 V, MKSE-018-02
C2 - 4,7 /zF/40 V typ 04/U
C3 - 2,2 /jF/40 V typ 04/U
CG - 0,1 pF-100 Q, MKSEG-010 (zamiennie można stosować rezystor 100 0/0,25 W połączony szeregowo z kondensatorem 0,1 fiF/400 V typ MKSE-018-02) płytka drukowana numer 101
Płytka wysyłana jest
za zaliczeniem pocztowym.
Cena: 9.400 zł + koszty wysyłki.
O Ireneusz Konieczny
Mini odbiornik stereofoniczny UKF
Prawie każdy z elektroników zbudował w swojej karierze radio. Kilkadziesiąt lat temu były to odbiorniki kryształkowe z długimi zewnętrznymi antenami. Detektor kryształkowy został wyparty przez diodę półprzewodnikową, lamy próżniowe, a na końcu przez tranzystory i układy scalone. Obecnie zbudowanie prostego odbiornika radiowego nie przekracza możliwości średnio zaawansowanego amatora. Dekoder sygnału stereofonicznego także nie jest trudny w budowie. Wszystkich tych Czytelników, którzy zechcą spróbować sił na tym polu, zapraszam do przeczytania poniższego artykułu.
Opisany w artykule odbiornik UKF zalicza się do grupy odbiorników superheterodynowych. Różnią się one od odbiorników bezpośredniego wzmocnienia, (patrz artykuł pt. "Radiotelefon na pasmo 27 MHz" PE 9/93, przyp. red.), przemianą częstotliwości sygnału wielkiej częstotliwości (w.cz.), na sygnał mniejszej częstotliwości zwany dalej pośrednią częstotliwością p.cz. Sygnał p.cz. podlega dalszemu wzmocnieniu i dopiero wtedy zostaje poddany demodulacji. Celem przemiany częstotliwości jest uzyskanie stałej częstotliwości pośredniej niezależnie od częstotliwości odbieranej stacji. Daje to możliwość stosowania obwodów selektywnych nastrojonych stale na tą samą częstotliwość pośrednią.
Praktyczny elektronik 10/1993
27
Zalety odbiorników superheterodynowych to: duża czułość i selektywność, oraz stosunkowo prosta procedura strojenia.
W odbiorniku radiowym UKF można wyróżnić cztery zasadnicze bloki funkcjonalne. Pierwszym z nich jest głowica (Tl i T2), której zadaniem jest wstępne wydzielenie i wzmocnienie sygnału wielkiej częstotliwości doprowadzonego z anteny. Następ-
nie sygnał zostaje zmieszany z sygnałem przestraja-nego generatora lokalnego nazywanego heterodyną. Na wyjściu głowicy otrzymuje się sygnał p.cz., o stałej częstotliwości 10,7 MHz. Sygnał trafia dalej do wzmacniacza-ogranicznika p.cz. i demodulatora (USl). Z wyjścia demodulatora sygnał małej częstotliwości m.cz. kierowany jest do stereodekodera (US2), a dalej do wzmacniacza mocy lewego i prawego kanału (US3).
Li
C47-L 10n-

I I L6 17x7 211
C19J+ _[C2O
R13 562
12 13 10
USl
16 UL 1219 9
14 15 11
Ih C22 22n
_1_ C21 22n
T
SŁUCHAWKI
JC43|C44JC45
-Lx GN1
10n
lOnTTon
(TYY\_
jTYYY
__rrrr\..._._
I
_C34 Z^C35 220n
R21 3.3k
+ 9V O
BATERIA O
100|jF

Rys. 1 Schemat ideowy odbiornika UKF
28
Praktyczny elektronik 10/1993
Opis układu
Sygnał radiowy odbierany jest przez antenę, którą stanowi kabel słuchawkowy. Impedancja dławika L8 dla sygnałów w.cz. jest bardzo duża i nie pozwala na przenikanie tych sygnałów na wyjście wzmacniacza mocy. Natomiast kondensatory C43-^C45 "przepuszczają" sygnały w.cz., stanowiąc z koleii skuteczną zaporę dla sygnałów akustycznych. Kabel słuchawkowy składa się z dwóch przewodów i ekranu. Pojemności rozproszone występujące w tym kablu powodują, że dla sygnałów w.cz. może on być traktowany jako jeden przewód. Dlatego też konieczne było odseparowanie za pomocą dławika w.cz. wszystkich żył tego przewodu. Pojemności rozproszone przewodu słuchawkowego, oraz pojemności montażowe dławika dla sygnałów akustycznych nie wprowadzają praktycznie żadnego tłumienia.
LI
L2
L4
L1 - ONE CuL 3 zw�r0.3
- ONE CuL 3 zw 0 0,3 L2 - 4 zw 0 0,8 srebrzonko L3 - ONE CuL 13 zw/zrO.1 L4 - 6 zw 0 0,8 srebrzanko
- odczep no 1,5 zw L8 - DNE CuL 0 0,2
3 x 12 zw
Rys. 2 Sposób nawinięcia cewek
Na wejściu głowicy umieszczony jest obwód rezonansowy LI, C2, dostrojony do częstotliwości środkowej zakresu odbieranych częstotliwości. Wypadkowa dobroć obwodu nie jest zbyt duża, gdyż jest on silnie stłumiony przez małą impedancję wejściową wzmacniacza w.cz. i anteny. Zadaniem tego obwodu rezonansowego jest wydzielenie pasma odbieranych sygnałów i eliminacja sygnałów niepożądanych np. sygnałów radiowych z zakresów DSK, sygnałów CB, telewizyjnych i innych.
Obciążeniem wzmacniacza w.cz. jest przestrajany obwód rezonansowy L2, C48, TRI, Dl. Do przestra-jania obwodu wykorzystano diodę pojemnościową Dl (warikap). Kondensator C5, stanowiący zwarcie dla przebiegów w.cz. separuje napięcie przestrajające od napięcia kolektora tranzystora Tl. Baza tranzystora Tl spolaryzowana jest napięciem ok. 1,4 V pobieranym z diod D3 i D4. Wzmacniacz w.cz. pracuje w układzie ze wspólną bazą.
W obwodach przestrajania głowicy zastosowano diody pojemnościowe Dl i D2, które sterowane są napięciem doprowadzanym z potencjometru Pl. Zakres napięcia strojącego obejmuje przedział l,4-=-4,7 V. Mały zakres zmian tego napięcia podyktowany został maksymalnym uproszczeniem konstrukcji odbiornika. Charakterystyka pojemności diod w funkcji napięcia wykazuje największe nachylenie w obszarze niskich napięć,
tak więc rozwiązanie to pozwala na prawidłowe prze-strajanie głowicy. Pewną niedogodnością jest nie najlepsza współbieżność przestrajania.
Tranzystor T2 pracuje w układzie mieszacza sa-modrgającego. Oznacza to, że spełnia on równocześnie funkcję mieszacza i heterodyny (w układzie Har-tleya). Do emitera tranzystora T2, który także pracuje w układzie wspólnej bazy, doprowadzony jest przez dzielnik pojemnościowy C7, C8 sygnał w.cz. Dzielnik pełni funkcję układu dopasowującego impedancję wyjściową wzmacniacza do małej impedancji wejściowej tranzystora T2.
Częstotliwość pracy heterodyny określona jest przez elementy obwodu rezonansowego L4, TR2, D2. Kondensator Cli zamyka pętlę dodatniego sprzężenia zwrotnego generatora doprowadzając część napięcia zmiennego do wejścia tranzystora T2. Uzwojenie pierwotne cewki filtru p.cz. L5 z kondensatorem C12 tworzą obwód rezonansowy dla częstotliwości 10,7 MHz. Równocześnie dla sygnałów o częstotliwości heterodyny cewka L5 pełni funkcję dławika umieszczonego w obciążeniu tranzystora T2.
Szeregowy obwód rezonansowy L3, C9 dostrojony jest do częstotliwości p.cz. powodując tym samym zmniejszenie impedancji "widzianej" przez wejście tranzystora T2, co zmniejsza szumy mieszacza.
Rys. 3 Schemat płytki drukowanej
Praktyczny elektronik 10/1993
Sygnał częstotliwości pośredniej wydzielony przez filtr L5 podlega dalszemu ograniczeniu szerokości pasma przez filtr ceramiczny 10,7 MHz FCl i zostaje skierowany do dalszej części toru p.cz (USl). Sygnał doprowadzony do wyprowadzenia 16 USl jest wzmacniany i ograniczany w wewnętrznym czterostopniowym wzmacniaczu różnicowym. Do wyjścia tego wzmacniacza dołączony jest obwód przesuwnika fazowego L6, zapewniającego przesunięcie fazy 90� dla częstotliwości środkowej toru fo = 10,7 MHz. Poziom sygnału p.cz. na wyjściu (nóżka 13) ma wartość ok. 150 mV.
Wzajemnie przesunięte w fazie sygnały p.cz. podawane są na wejścia demodulatora kwadraturowego, z wyjścia którego otrzymuje się przebieg m.cz (nóżka 9 USl). Zniekształcenia nieliniowe i amplituda sygnału m.cz. zależą od parametrów obwodu przesuwnika fazowego. Kondensator C23 umieszczony na wyjściu m.cz. tłumi resztkowe produkty demodulacji.
Sygnał akustyczny zostaje doprowadzony do dekodera stereofonicznego US2. Jest to dekoder z pętlą synchronizacji fazowej PLL, tak więc nie wymaga on dodatkowych elementów indukcyjnych. Precyzyjną regulację częstotliwości wewnętrznego generatora można
przeprowadzić potencjometrem P2. Elementy R16, C29, C30 stanowią filtr dolnoprzepustowy pętli fazowej. Układ dekodera wyposażono w dodatkowy wyłącznik WŁ1 sygnału stereofonicznego wykorzystywany przy odbiorze dalekich stacji nadających program stereofoniczny. Dioda D6 sygnalizuje odbiór stereofoniczny.
Na wyjściach prawego i lewego kanału (nóżki 4 i 5 US2) znajdują się obwody deemfazy m.cz. R20, C32 i R21, C33, o stałej czasowej 50 fis. Układy deemfazy wprowadzają tłumienie tonów wysokich. Rezystory R20 i R21 ustalają także wypadkowe wzmocnienie stopni wyjściowych dekodera.
Sygnały lewego i prawego kanału po regulacji głośności potencjometrem stereofonicznym P3 zostają wzmocnione we wzmacniaczu mocy m.cz. Wzmacniacz zapewnia moc wyjściową 300 mW na obciążeniu 32 ii, lub 1 W na obciążeniu 8 f2 przy napięciu zasilania +9 V. W przypadku zasilania napięciem +6 V moc wyjściowa maleje odpowiednio do wartości 120 i 380 mW.
Z wyjść wzmacniacza mocy sygnał doprowadzony jest przez dławik L8 do gniazda słuchawkowego.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
Katalog typów transformatorów produkcji ZATRĄ
Rozwią- Napięcia Uzwojeni; i wtórne Wytrzymałość
Typ zadania Typ zasilania II III IV V elektryczna Uwagi
transfor- mechan. rdzenia uzwojenia [kV]t=60sek.
matora. wgKI pierwotne- U[V] I[A] U[V] I[A] U[V] I[A] U[V] i[A] P-W P-R
go[V]
TS 80/19 11/92 D-2372-008 220 34 3,5 24 0,5 4,0 4,0
TS 80/20 11/92 D-2372-008 220 24,5 3,3 lub 22 2,9 4,0 4,0
TS 80/21 11/92 D-2372-008 24 29,8 4 1,5 1,5 autotr.
TS 80/23 4/89 El 102/34 220 16,1 2,6 12,6 0,24 24,9 0,83 75,8 0,14 3,0 3,0
TS 80/25 11/92 D-2372-008 220 155 0,2 2x16 0,7 2x11 0,7 4,0 4,0
TS 80/26 KN El 84/42 220 2x12,4 3 4,2 1 3,0 3,0
TS 80/29 11/92 D-2372-008 220 23,4 4,3 3,0 0,5
TS 90/10 6/92 LL 60/31 110,220 22,6 1,9 22,6 1.9 8,5 0,25 3,0 3,0
TS 90/11 6/92 LL 60/31 110,220 19 2,2 19 2,2 18,5 0,15 18,5 0,15 4,0 4,0
TS 90/15 6/92 LL 60/31 110,220 22 1.8 22 1,8 3,0 3,0
TS 90/16 6/92 LL 60/31 110,220 2x19,8 2 16 0,2 39 0,02 27 0,06 3,0 3,0
5,8 0,5
TS 90/18 5/92 El 102/34 220 17 2,2 17 2,2 39,5 0,1 16,5 0,3 3,0 3,0
5,8 1
TS 90/21 6/92 LL 60/31 110,220 2x19,8 2 17,9 0,2 39 0,02 27 0,06 3,0 3,0
5,8 0,5
TS 90/24 6/92 LL 60/31 110,220 19 2,2 16 0,15 19 2,2 16 0,15 4,0 4,0
TS 90/29 6/92 LL 60/31 110,220 18,2 2,2 18,2 2,2 15 0,35 8,5 0,6 3,0 0,5
TS 100/24 4/89 El 102/34 220 11 4,5 11 4,5 4,0 4,0
TS 120/9 8/92 LL 75/26,5 110,220 2x25,8 2,4 lub 2x22,8 2 8,5 0,05 3,0 3,0
TS 120/10 8/92 LL 75/26,5 110,220 19 2,2 19 2,2 37 0,15 4,0 4,0
TS 120/13 6/92 D-2372-025 110,220 25,6 2,2 25,6 2,2 18,5 0.1 18,5 0,1 3,0 3,0
TS 120/14 6/92 D-2372-025 110,220 2x22,4 1,9 2x12 0.5 42 0,05 7,5 0,4 3,0 3,0
TS 120/17 8/92 LL 75/26.5 110,220 33 1 15,2 0,6 9 3 3,0 3,0
TS 120/18 5/92 El 102/51 220 2x20 0,25 16,8 2,5 2x6,1 1 3,0 3,0
30
Praktyczny elektronik 10/1993
Rozwią- Napięcia Uzwojenia wtórne Wytrzymałość
Typ zadania Typ zasilania II III IV V elektryczna Uwagi
transfor- mechan. rdzenia uzwojenia [kV]t=60sek.
matora. wgKI pierwotne- U[V] I[A] U[V] I[A] U[V] I[A] U[V] I[A] P-W P-R
go[V]
TS 120/19 6/92 D-2372-025 110,220 11,5 1,3 34 1.1 11,5 1,3 34 1,1 2,0 2,0
240
TS 120/20 KN El 102/34 220 2x13,3 4,5 4,0 4.0
TS 120/24 6/92 D-2372-025 110, 220 13 2,2 13 2,2 9,5 2,2 9,5 2,2 3,0 3,0
TS 120/26 6/92 D-2372-025 110, 220 2x17 2,0 7 1,0 39 0,15 20 0.5 3,0 3,0
TS 120/27 6/92 D-2372-025 110, 220, 11,5 1.3 11,5 1,3 34 1,1 34 1,1 1,25 1,25
240 2x15 0,15
TS 120/30 6/92 D-2372-025 110, 220 2x26 2,2 2x6,5 1 3,0 3,0
TS 120/35 6/92 D-2372-025 110, 220 2x17 2 2x9,3 1 2x9,4 1 4,0 4,0
TS 140/4 4/89 El 102/51 220 2x30 2,3 lub 2x23,2 1,95 4,0 4,0
TS 150/11 12/92 D-2372-028 220 2x34,4 2 2x8,4 0,5 4,0 4,0
TS 160/5 12/92 D-2372-028 220 2x29,1 2 2x8,4 0,3 2x24,4 0,5 4,0 4,0
TS 180/1 8/92 LL 75/42 110, 127, 25 �1,8 25 1.8 25 1.8 25 1,8 4,0 4.0
220 37 0,15
TS 180/3 8/92 LL 75/42 110, 127, 2x25 3,5 37 0,15 8.5 0,25 4,0 4.0
220
TS 180/4 8/92 LL 75/42 110. 220 25,6 3 25,6 3 20 0.7 20 0,7 3,0 3,0
TS 180/5 8/92 LL 75/42 110, 127, 4x21 1.8 4.0 4,0
220
TS 180/6 KN LL 75/42 110, 220 29 2.5 11,8 4 26 0,12 15,5 1 3,75 3,75
15,5 1
TS 180/7 8/92 LL 75/42 110, 220 25,6 3 25,6 3 20 0,7 20 0,7 3,0 3,0 ekran Fe
TS 180/8 8/92 LL 75/42 110, 220 30 2,3 30 2,3 3,0 3.0
TS 180/10 4/92 El 102/51 220 11.5 7,8 11,5 7.8 4,0 4.0
TS 200/7 13/92 D-2372-016 115, 230 2x23,5 3,6 27,5 0.5 2x17 0.3 10 0,3 3,0 3,0
TS 200/8 13/92 D-2372-016 220 220 0,75 24 0,5 7 0,2 3.0 3,0
TS 200/9 13/92 D-2372-016 220 17.2 10 2 10 3.75 3,75
TS 200/10 13/92 D-2372-016 220 2x19,1 5 2x5,6 0.5 3,0 3.0
TS 200/11 13/92 D-2372-016 220 570 0,045 75,5 0,015 14,6 1 2x6,5 1,6 3,0 3.0
5,6 14
TS 250/3 15/92 D-2372-016 220 13,2 10 13,2 10 4.0 4,0
TS 250/4 13/92 D-2372-016 220 23,1 10,4 lub 21.5 10,4 4.0 4,0
TS 250/16 13/92 D-2372-016 220 11 10 11 10 12 0,5 12 0,5 4,0 4,0
Transformatory zalewane żywicą
Rozwią- Napięcia Uzwojenia wtórne Wytrzymałość
Typ zadania Typ zasilania 1 III elektryczna Uwagi
transfor- mechan. rdzenia uzwojenia [kV]t=60sek.
matora. wgKI pierwotne- U[V] I[A] U[V] I[A] P-W P-R
g�[VJ
TSz 2,2/6 V U/92 El 36/12,8 220 6 0,36 3.0 -
TSz 2,2/9 V 17/92 El 36/12,8 220 9 0,24 3,0 -
TSz 2,2/12 V U/92 El 36/12,8 220 12 0,18 3,0 -
TSz 2,2/15 V 17/92 El 36/12,8 220 15 0,145 3,0 -
TSz 2,2/24 V 17/92 El 36/12,8 220 24 0,09 3,0 -
TSz 2,2/2x6 V 17/92 El 36/12,8 220 6 0,18 6 0,18 3,0 -
TSz 2,2/2x9 V 17/92 El 36/12,8 220 9 0,12 9 0,12 3,0 -
TSz 2,2/2x12 V U/92 El 36/12,8 220 12 0,09 12 0,09 3,0 -
TSz 2,2/2x15 V U/92 El 36/12,8 220 15 0,072 15 0,07 3,0 -
TSz 2,2/2x24 V U/92 El 36/12,8 220 24 0,045 24 0,045 3.0 -
Praktyczny elektronik 10/1993
:\\
Rozwią- Napięcia Uzwojenia wtórne Wytrzymałość
Typ zadanla Typ zasilania II III IV elektryczna Uwagi
transfor- mechan. rdzenia uzwojenia [kV]t=60sek.
matora. wg Kl pierwotne- U[V] I[A] U[V] I[A] U[V] l( A] P-W P-R
go[V]
TSz12/6 V U/92 El 54/18 220 6 2 3,0 -
TSz 12/9 V 17/92 El 54/18 220 9 1,35 3,0 -
TSz12/12V 17/92 El 54/18 220 12 1 3,0 -
TSz 12/ 15 V 17/92 El 54/18 220 15 0,8 3.0 -
TSz 12/24 V 17/92 El 54/18 220 24 0,5 3,0 -
TSz 12/2x6 V 17/92 El 54/18 220 6 1 6 1 3,0 -
TSz 12/2x9 V U/92 El 54/18 220 9 0,675 9 0,675 3,0 -
TSz 12/2x12V U/92 El 54/18 220 12 0,5 12 0,5 3,0 -
TSz 12/2x15V U/92 El 54/18 220 15 0,4 15 0,4 3,0 -
TSz 12/2x24 V U/92 El 54/18 220 24 0,25 24 0,25 3,0 -
TSz 300/8/1 18/92 El 120/53 230 11,7 8,55 11,7 8,55 11,7 8,55 4,0 -
TSz 300/8/2 18/92 El 120/53 220 11,7 8,55 11,7 8,55 11,7 8,55 4,0 -
Transformatory toroidalne
TS 40/104/nn 16/92 D-2372-011-01 220 11,7 3,42 4,0 - nn
TS 40/105/nt 16/92 D-2372-011-01 220 11,7 3,42 4,0 - nt
TS 40/106/zn 16/92 D-2372-011-01 220 11,7 3,42 4,0 - zn
TS 40/107/zt 16/92 D-2372-011-01 220 11,7 3,42 4,0 - zt
TS 40/108 16/92 D-2372-011-01 220 5,9 6 4,0 -
TS 50/27 16/92 D-2372-011-01 220 11,7 4,3 4,0 - zn
TS 50/65/nn 16/92 D-2372-011-02 220 11,7 4,28 4,0 - nn
TS 50/66/nt 16/92 D-2372-011-02 220 11.7 4,28 4,0 - nt
TS 50/67/zn 16/92 D-2372-011-02 220 11,7 4,28 4,0 - zn
TS 50/68/zt 16/92 D-2372-011-02 220 11,7 4,28 4,0 - zt
TS 60/20/nn 16/92 D-2372-011-03 220 11,7 5,13 4,0 - nn
TS 60/21/nt 16/92 D-2372-011-03 220 11,7 5,13 4,0 - nt
TS 60/22/zn 16/92 D-2372-011-03 220 11,7 5,13 4.0 - zn
TS 60/23/zt 16/92 D-2372-011-03 220 11,7 5,13 4,0 - zt
TS 80/33/nn 16/92 D-2372-011-04 220 11,7 6,84 4,0 - nn
TS 80/34/nt 16/92 D-2372-011-04 220 11,7 6,84 4,0 - nt
TS 80/35/zn 16/92 D-2372-011-04 220 11,7 6,84 4,0 - zn
TS 80/36/zt 16/92 D-2372-011-04 220 11,7 6,84 4,0 - zt
TS 100/19/nn 16/92 D-2372-011-05 220 11.7 8,55 4,0 - nn
TS 100/20/nt 16/92 D-2372-011-05 220 11,7 8,55 4,0 - nt
TS 100/21/zn 16/92 D-2372-011-05 220 11,7 8,55 4,0 - zn
TS 100/22/zt 16/92 D-2372-011-05 220 11,7 8,55 4,0 - zt
TS 120/31/nn 16/92 D-2372-011-06 220 11,7 10,26 4,0 - nn
TS 120/32/nt 16/92 D-2372-011-06 220 11,7 10,26 4,0 - nt
TS 120/33/zn 16/92 D-2372-011-06 220 11,7 10,26 4,0 - zn
TS 120/34/zt 16/92 D-2372-011-06 220 11,7 10,26 4.0 - zt
TS 150/7/nn 16/92 D-2372-011-07 220 11,7 12,8 4,0 - nn
TS 150/8/nt 16/92 D-2372-011-07 220 11,7 12,8 4,0 - nt
TS 150/9/zn 16/92 D-2372-011-07 220 11,7 12,8 4,0 - zn
TS 150/10/zt 16/92 D-2372-011-07 220 11,7 12,8 4,0 - zt
TS 200/16/nn 16/92 D-2372-011-09 220 11,7 17,1 4,0 - nn
TS 200/17/nt 16/92 D-2372-011-09 220 11,7 17,1 4,0 - nt
TS 200/18/zn 16/92 D-2372-011-09 220 11,7 17,1 4,0 - zn
TS 200/19/zt 16/92 D-2372-011-09 220 11,7 17,1 4.0 - zt
Rozwią- Napięcia Uzwojenia wtórne Wytrzymałość
Typ zadania Typ zasilania II III IV elektryczna Uwagi
transfor- mechan. rdzenia uzwojenia [kV]t=60sek.
matora. wgKI pierwotne- U[V] I[A] U[V] I[A] U[V] I[A] P-W P-R
go M
TS 250/11/nn 16/92 D-2372-011-10 220 11,7 21,4 4,0 - nn
TS 250/12/nt 16/92 D-2372-011-10 220 11,7 21,4 4,0 - nt
TS 250/13/zn 16/92 D-2372-011-10 220 11,7 21,4 4,0 - zn
TS 250/14/zt 16/92 D-2372-011-10 220 11,7 21,4 4,0 - zt
TS 300/4/nn 16/92 D-2372-011-12 220 11,7 25,7 4,0 _ nn
TS 300/5/nt 16/92 D-2372-011-12 220 11,7 25,7 4,0 - nt
TS 300/6/zn 16/92 D-2372-011-12 220 11,7 25,7 4,0 - zn
TS 300/7/zt 16/92 D-2372-011-12 220 11,7 25,7 4,0 - zt
Uwagi:
nn - niezalewany, bez ogranicznika temperaturowego zn - zalewany, bez ogranicznika temperaturowego
nt - niezalewany, z ogranicznikiem temperaturowym zt - zalewany, z ogranicznikiem tempereturowym
MULTIMETRY CYFROWE YU FONG
UNIWERSALNE I CĘGOWE � NIEZAWODNE � TANIE � POLSKA INSTRUKCJA � SERWIS
f T \ T f T* =""= Yj WIELOLETNI ul GRUDZIĄDZKA 159a tel. [phone], tlx 552394 J1N11U1 IMPORTER 87-lOOTORUŃ fax488033,VAT 879-017-12-71
Ponad 40 zestawów do samodzielnego montażu. Sprzedaż za zaliczeniem pocztowym. Informacje - koperta zwrotna + 2 znaczki.
Atrakcyjne ceny
Oferuję:
- zasilacze
- końcówki mocy
- pozytywki
Andrzej Górski
ul. Matejki 3
05-070 SULEJÓWEK 1
- multimetry
- generatory
- efekty świetlne i dźwiękowe
automat parkingowy
regulator prędkości obrotowej silnika
mierniki pojemności, napięcia. natężenia
wzmacniacze od 1.5 - 100 W
termometry
słuchawki bezprzewodowo
TO TYLKO NIEKTÓRE PROPOZYCJE Z NASZEJ NOWEJ OFERTY ZESTAWÓW DO SAMODZIELNEGO MONTAŻU.
KUPUJĄC NASZ ZESTAW MOŻESZ WZIĄĆ UDZIAŁ W KONKURSIE Z ATRAKCYJNYMI NAGRODAMI,
SZCZEGÓŁY W INOWYM ELEKTRONIKU" 9/10/11
PEŁNA OFERTA - KATALOG: koperta z adresem zwrotnym nasz adres:
NORD ELEKTRONIK
76-270 USTKA SKR. 136
UL. SŁONECZNA 4
TEL. (059) 146-616, 144-313, 146-154
FAX. (059) 283-69 (dla NORff ELEKTRONIK)
oGEMBARAo
SKLEP CZĘŚCI RTV
POZNAŃ UL. SIEMIRADZKIEGO 3
tel. 66 51 12, fax 48 41 39
NIP 779-002-72-37
Wysokiej klasy (h-0,005%) końcowe wzmacniacze mocy dla estrady, dyskoteki, oraz wyposażenie domowego sprzętu akustycznego Hi-Fi Moc wyjSciowa od 2x100 do 2x500 W sinus. Ponadto oferuję:
-uruchomione stopnie mocy od 60-300 W sinus -cyfrowe kamery pogłosowe -szereg innych podzespołów zwiqzanych z elektroakustykq
U wagal
Atrakcyjny konkurs Wiretkie informacje dotyczqce konkursu oraz katalog wyrobów (z cenami) otrzymajq
po nadesłaniu
Ciekawe nagrody.
lursztynka legdan 12-300 Elblqg - 1 skr.poczt. - 22 Ul/Fax 32-70-25
koperty zwrotnej + znaczek na adres:
MULTIMETR (7107) Z GENERATOREM
U-/�0 .750 V 5 zakresów
pierwszy 200 mV Bp 1%
I./-0...2 A 5 / 200 fA Bp 1%
o 0,..MQ 5 / 200 n Bp 1.5%
C 2pF2jiF 5 /200 pF Bp 3%
f 10 HZ...15 MHz 6/2000 Hz Bp 2%
G 3 HZ...500 kHz 2.5 V (TTl)
Pomiar diod i p tranzystorów
Płytka dwustronna 179 x 143,
projekt komputerowy.
wynik wyświetlany na 3 i 1/2 cyfry LED.
zasilanie - transformator 2 x 12 V / 1 A
317 tyj. - płytka + części + Instrukcja
35 rys. Ś zestaw Isostatów
57 rys. - obudowa plastikowa bez otworów
D.F. Elektronik
ul. Duża Góra 37 / 53
3O-857 Kraków t�l. 5S-9O-24
Wykrywacze rozróżniajqce metale pocztq ARMAND Ryszarda 44 05-800 Pruszków
Elementy elektroniczne sprzedaż wysykowa. Katalog -koperta zwrotna +znaczek NOTR tODŻ 52 skr 24
PRZYRZĄDY DO REAKTYWACJI
KINESKOPÓW
wykonuje
REWO-Elektronika
skr. poczt. 449 00-950 Warszawa
informacje
po nadesłaniu
koperty zwrotnej
Warunki zamieszczania ogłoszeń w "Praktycznym Elektroniku" podano na stronie 3 w stopce redakcyjnej.

PRAKTYCZNY
NR IND 372161
cena 16000 zł
październik
nr 10'94
Cyfrowe układy scalone CMOS - praktyka i teoria cz. 14
CLOCK [
CLEAR [
CI7CE [
JO [
J1[ J2[
J3[
vSs[
1 16
2 15
3 14
4 40102 13
5 40103 12
6 11
7 10
8 9
]vDD
] SPE ] CO/ZD ]J7 ] J6 ] J5 ]J4 ] APE
WEJŚCIA STERUJĄCE TRYB FUNKCJA
CLR APT żPE CI/CE
1 1 1 1 SYNCHRONICZNY ZLICZANIE ZABRONIONE
1 1 1 0 ZLICZANIE WSTECZ
1 1 0 X USTAW. LICZNIKA NARASTAJĄCYM ZBOCZEM IMPULSU ZEGAROWEGO
1 0 X X ASYNCHRONICZNY USTAW. ASYNCHRONICZNE LICZNIKA
0 X X X USTAWIANIE MAKSYMALNEJ ZAWARTOŚCI LICZNIKA
Rys. 1 Rozkład wyprowadzeń liczników 40102 i 40103 i tabela funkcjonalna
CLK -CER - 1 1 h. 1 1 fi h. T. h ji i i i w 1 1 1
J [ 1 j

aPE 1 1
JO-J1 -J2 -J3 -J4 -J5 -J6-J7 - j
1

1


I





40102 COUNT 40103 COUNT 98 sa 254 3 3 2 2 0 0 99 255 98 254 86 254 is. 89 25Ł 86 2M 253 86 252
Rys. 2 Harmonogramy czasowe pracy liczników 40102 i 40103
Układy 40102 i 40103 są licznikami synchronicznymi zliczającymi wstecz. Zawierają one z ośmiobi-towy synchroniczny licznik z pojedynczym wyjściem CO/ZD. Wyjście przez cały czas jest w stanie wysokim, a zmienia swój stan na niski tylko w przypadku wyzerowania się licznika. Stan niski na wyjściu licznika trwa tylko przez jeden takt zegara, po czym wyjście wraca do stanu wysokiego. Licznik 40102 składa się z dwóch dziesiętnych liczników BCD o łącznej pojem-
ności 100, a układ 40103 zawiera jeden ośmiobitowy licznik o pojemności 256. Rozkład wyprowadzeń identyczny dla licznika 40102 i 40103 podano na rysunku 1.
Liczniki posiadają wejście zezwalające na zliczanie CI/CE. Stan wysoki na tym wejściu powoduje zatrzymanie zliczania impulsów doprowadzonych do wejścia zegarowego CLOCK. Licznik zmniejsza swoją zawartość o jeden wraz z każdym dodatnim zboczem sygnału zegarowego. Układ posiada osiem wejść wpisu równoległego J0-=-J7. Dla licznika 40102 wejścia wpisu J7, J6, J5, J4 stanowią starsze (bardziej znaczące) słowo kodu BCD, a wejścia J3, J2, Jl, JO mniej znaczące słowo kodu. W obrębie słów wejścia J7 i J3 stanowią najstarsze bity (MSB). W liczniku 40103 wszystkie wejścia tworzą jedno słowo osmiobitowe, przy czym najstarszym bitem jest J7.
Zapis stanów wejść J0-=-J7 może odbywać się synchronicznie lub asynchronicznie. Wpis synchroniczny dokonywany jest pierwszym dodatnim zboczem przebiegu zegarowego po podaniu na wejście APE poziomu niskiego, przy czym stan wejścia CI/CE nie ma żadnego znaczenia. Zapis asynchroniczny możliwy jest w dowolnym momencie, bez względu na stan wejść SPE i CI/CE. Licznik można ustawić w stan maksymalny (99 dla licznika 40102 i 255 dla licznika 40103) podając niski poziom sygnału na wejście CLR. Ustawianie licznika odbywa się asynchronicznie, przy czym stan pozostałych wejść sterujących nie ma znaczenia.
Liczniki można wykorzystać do budowy cyfrowych tajmerów programowalnych (rys. 3). IMa wejścia wpisu równoległego podaje się zakodowaną informację o czasie trwania impulsu. W położeniu przełącznika pokazanym na rysunku tajmer odmierza czas będący wielokrotnością okresu zegara T||\j.
Ciąg dalszy na stronie 24.
PAŹDZIERNIK nr 10/94
SPIS TREŚCI
Cyfrowe układy scalone CMOS - praktyka i teoria cz. 14................................2
Cyfrowy obrotomierz samochodowy................................................................4
Fonia stereo do OTVC....................................................................................10
Oscyloskop amatorski - zakończenie..............................................................14
Programator do głowicy OIRT/CCIR..............................................................19
Zdalne sterowanie zestawem typu wieża cz. 5................................................24
Stereofoniczny stół mikserski cz. 4................................................................30
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym w terminie do trzech tygodni. Nie przyjmujemy zamówień telefonicznych. Koszt wysyłki wynosi: 30.000 zł przy kwocie do 100.000 zł; 34.000 zł przy kwocie do 200.000 zł; 38.000 zł przy kwocie do 300.000 zł. W sprzedaży wysyłkowej dostępne są archiwalne numery "Praktycznego Elektronika": 3/92, 1-10/94. Cena jednego egzemplarza 16.000 zł plus koszty wysyłki. Kserokopie artykułów i całych numerów, których nakład został wyczerpany, wysyłamy w cenie 10.000 zł, za pierwszą stronę, za każdą następną 1.500 zł plus koszty wysyłki. Zamówienia na płytki drukowane prosimy przesyłać na kartach zamówień zamieszczonych w PE 6/94
Wydawca ARTKELE, Zielona Góra Ogłoszenia i reklamy
Ogłoszenia można nadsyłać listownie na adres redakcji
załączając dowód wpłaty należności za ogłoszenie na konto:
ARTKELE WYDAWNICTWO TECHNICZNE
ul. Prosta 11 65-001 Zielona Góra
KOMUNALNY BANK SPÓŁDZIELCZY, Zielona Góra
997283-102847-2541
Ceny:
- 1 cm2 ogłoszenia ramkowego - 16.000 zł + 22% VAT (najmniejsze ogłoszenie 20 cm2)
- ogłoszenia drobne do 40 słów - 8.000 zł + 22% VAT
Redakcja nie ponosi żadnej odpowiedzialności za treść reklam i ogłoszeń.
Adres redakcji:
"Praktyczny Elektronik"
ul. Prosta 11
65-001 Zielona Góra
tel.27-04-82 w godz. 10��-13��
Red. Naczelny mgr inż. Dariusz Cichoński
Artykułów nie zamówionych nie zwracamy. Zastrzegamy sobie prawo do skracania i adiustacji nadesłanych materiałów i artykułów.
Opisy układów elektronicznych i urządzeń zamieszczonych w "Praktycznym Elektroniku" mogą być wykorzystane wyłącznie dla własznych potrzeb. Wykorzystanie ich do celów zarobkowych i innych wymaga zgody autora artykułu. Przedruk całości lub fragmentów "Praktycznego Elektronika" możliwy jest po uzyskaniu zgody redakcji.
Skład: Małgorzata Ostafińska, Druk: Zielonogórskie Zakłady Graficzne pl. Pocztowy 15, 65-001 Zielona Góra
Praktyczny Elektronik 10/1994
Cyfrowy obrotomierz samochodowy
Nowoczesne samochody osobowe i ciężarowe wyposażane są w mierniki prędkości obrotowej silnika. Artykuł zawiera opis cyfrowego miernika prędkości obrotowej. Miernik może być stosowany w samochodach z silnikiem benzynowym, albo wysokoprężnym. Zaletą układu jest czterocyfrowe pole odczytowe, i co z tym związane duża dokładność pomiaru wynosząca ą3 obr/min.
Prędkość obrotowa silnika (nazywana też obrotami silnika) jest jednym z najważniejszych parametrów charakteryzujących pracę silnika spalinowego. Silniki samochodowe pracują z dobrą sprawnością tylko w pewnym stosunkowo wąskim zakresie prędkości obrotowych. Praca przy zbyt dużych, lub zbyt małych prędkościach obrotowych jest dla silnika szkodliwa, a dla automobilisty zbyt kosztowna z uwagi na wzrost jednostkowego zużycia paliwa. Mankamenty związane z efektywnością pracy silnika spalinowego częściowo usunięto przez zastosowanie skrzyni biegów. W ten prosty sposób kierowca może utrzymywać prędkość obrotową silnika w ekonomicznym zakresie (nie dotyczy to oczywiście ruszania i prędkości maksymalnych na czwartym biegu -przełożenie skrzyni wynosi wtedy 1:1). Dalszą minimalizację zużycia paliw uzyskano dzięki wprowadzeniu dodatkowego piątego biegu (tzw. nadbieg - gdyż prędkość obrotowa wałka zdawczego na wyjściu skrzyni biegów jest wyższa niż prędkość obrotowa wałka sprzęgłowego na wejściu skrzyni).
/ 1 ' 1 1

/ / -^^ !

_________-
----------1 bieg * ' n
0
ZAKRES OPTYMALNYCH m�X
OBROTÓW
Rys. 1 Wykres trakcyjny samochodu osobowego z czterobiegową skrzynią przekładniową
Na rysunku 1 przedstawiono wykres prędkości samochodu w funkcji obrotów silnika dla różnych biegów. Z wykresu tego wynika, że dla wąskiego zakresu optymalnych obrotów silnika dzięki zmianom biegów można uzyskać szeroki zakres prędkości jazdy samochodu. W utrzymaniu właściwej prędkości obrotowej silnika pomocny jest obrotomierz.
W silnikach benzynowych (z zapłonem iskrowym) do pomiaru prędkości obrotowej wykorzystuje się impulsy napięciowe pochodzące z obwodu pierwotnego
układu zapłonowego. Liczba impulsów wytwarzanych przez układ jest wprost proporcjonalna do prędkości obrotowej silnika. Częstotliwość impulsów na wyjściu układu zapłonowego można wyrazić przy pomocy uniwersalnego wzoru dotyczącego wszystkich typów silników:
f [Hz] =
n-Z
30-A-C
gdzie: n - prędkość obrotowa silnika podana w obr/min Z - liczba cylindrów A - liczba suwów (4 lub 2) C - liczba cewek zapłonowych
Dla silnika czterocylindrowego, czterosuwowego z jedną cewką zapłonową częstotliwość impulsów zawiera się w granicach 16,666-266,666 Hz, co odpowiada zakresowi prędkości obrotowych 500-8000 obr/min. Jest to najczęściej spotykany przypadek. Dla silnika dwucy-lindrowego, czterosuwowego z jedną cewką zapłonową częstotliwości są dwukrotnie mniejsze, dla tego samego zakresu prędkości obrotowych. Dokładny pomiar tak niskich częstotliwości (z dokładnością do jednego obrotu na minutę) musi trwać 1 minutę. Z tego też względu większość opisywanych w literaturze elektronicznej obrotomierzy ogranicza się do pomiaru z dokładnością do setek obrotów na minutę.
Opisane poniżej rozwiązanie obrotomierza umożliwia pomiar bardzo dokładny w krótkim czasie. Możliwe jest to dzięki zastosowaniu mnożnika częstotliwości. W mnożniku zastoscwano scaloną pętlę PLL (Phase Locked Loop) MCY ?404fc.
Schemat blokowy tówyfcinej pętli fazowej PLL przedstawiono na rysunki! 24. Układ składa się z detektora fazy KPraktyczny Elektronik 10/1994
�) K0 A Kv
h 4(0 DETEKTOR FAZY FILTR DOLNO-PRZEPUSTOWY H> VC0 "1
Ue(0
uo(t) fo |
b) Ka A Kv
li DETEKTOR FILTR DOLNO- ,f\ , vco
u,(Ó FAZY Ue(0 PRZEPUSTOWY 1
Uo(t) fo wy DZIELNIK WE 1


Rys. 2 Schemat blokowy pętli fazowej PŁŁ
Jeżeli w pętli sprzężenia zwrotnego umieścimy dzielnik częstotliwości (rys. 2b), to układ będzie się zachowywał tak, aby częstotliwość i faza impulsów na wyjściu dzielnika była zgodna z fazą impulsów wejściowych f|. Zatem częstotliwość generatora VCO będzie wyższa o stopień podziału dzielnika. Na przykład stosując dzielnik przez 100 na wyjściu generatora VCO otrzymamy przebieg o częstotliwości 100 razy wyższej od przebiegu wejściowego f|.
Warto zwrócić uwagę na to, że szerokość, a także kształt impulsów na obu wejściach detektora fazy nie mają znaczenia dla pracy układu (dotyczy to układu idealnego w praktyce kształt i amplituda podlegają pewnym ograniczeniom). Pętle fazowe produkowane w postaci gotowych układów scalonych zawierają w sobie detektor fazy, wzmacniacz, i generator VCO. Filtr dol-noprzepustowy i dzielnik częstotliwości, jako elementy decydujące o parametrach pętli budowane są z elementów dyskretnych.
W obrotomierzu zastosowano pętlę fazową MCY 74046, należącą do rodziny układów CD 4000. Za zastosowaniem takiego rozwiązania przemawia niska cena układu produkowanego także w Polsce, szeroki zakres napięć zasilających, możliwość współpracy z układami CMOS, mały pobór prądu. Schemat blokowy układu 4066 zamieszczono na rysunku 3. Układ zawiera w sobie dwa detektory fazy PC I i PC II, generator sterowany napięciem VCO, sterowane źródło prądowe i diodę Zenera na napięcie 5,5 V (typ.). Wejście IIMHIBIT (nóżka 5) umożliwia zablokowanie generatora i źródła prądowego zmniejszając pobór mocy przez układ w czasie przerw w pracy. Blokowanie następuje przy podaniu jedynki logicznej na to wejście.
Zakres roboczy generatora VCO ustalany jest wartościami elementów Rl, R2 i Cl. Przy zadanej wartości Cl rezystor Rl określa górną częstotliwość pracy VCO, przy napięciu na wejściu sterującym VCO IN (nóżka 9) bliskim Upp. Dolna częstotliwość pracy generatora VCO określona jest wartością rezystora R2. Jeżeli w układzie nie stosuje się rezystora R2 częstotliwość generatora spada do zera przy podaniu na wejcie sterujące napięcia U55. Elementy R3 i C2 tworzą filtr dolnoprzepustowy.
Przebiegi napięć w układzie pętli 4046 przedstawiono na rysunku 4. Na wykresie można wyróżnić trzy różne etapy:
- faza sygnału wejściowego (WE PC I) wyprzedza fazę przebiegu z generatora VCO (WE PC II),
- fazy obu sygnałów są zgodne,
- faza sygnału wejściowego (WE PC I) jest opóźniona w stosunku do fazy sygnału z generatora VCO (WE PC II).

KOMPARATOR FAZY PC I
2 wy pc i
113 WY PC
^KOMPARATOR FAZY PC ll|ZZS IMPULSY |T FAZY
H
u
J9WE_V_CO_
|R3 C2
ŻRODLO STEROWANE
ii 0 WY DEMODULATORA
I
Rys. 3 Schemat blokowy układu MCY 74046
W pierwszym etapie impulsy napięcia na wyjściu PC II są dodatnie, co powoduje wzrost napięcia stałego za filtrem dolnoprzepustowym (WE VCO) i zwiększenie częstotliwości generatora. W momencie zrównania się faz wyjście PC II ustawione jest w stan wysokiej impedancji, utrzymując tym samym napięcie na wejściu VCO. W trzecim etapie generator VCO " przegonił" sygnał wejściowy, co spowodowało pojawienie się ujemnych impulsów na wyjściu PC II, które po scałkowaniu w filtrze dolnoprzepustowym zmniejszają napięcie sterujące pracą VCO, pozwalając w ten sposób na ponowne zrównanie się faz obu przebiegów. Duża rezystancja wejściowa generatora VCO sprawia, że napięcie stałe na kondensatorze C3 praktycznie nie ulega zmianie, w czasie gdy wyjście PC II jest w stanie wysokiej impedancji.
Praktyczny Elektronik 10/1994
WE PCI
WEVCO
Rys. 4 Przebiegi czasowe w układzie MCY 74046
Opis układu
Obrotomierz składa się z dwóch bloków (rys. 5). Pierwszym jest układ mnożnika częstotliwości, a drugim układ licznika. Na wejściu mnożnika umieszczono układ ograniczania napięcia pobieranego z pierwotnego uzwojenia cewki zapłonowej. Przepięcia na tym uzwojeniu mogą dochodzić do +400 V. Zabezpieczenie stanowi dioda Zenera Dl. Przebiegi z diody Zenera kierowane są do tranzystorowego monowibratora (Tl i T2), którego zadaniem jest eliminowanie pasożytniczych impulsów powstających na uzwojeniu cewki zapłonowej. Impulsy te powstają na skutek podskakiwania młoteczka przerywacza przy zwieraniu styków. Monowibra-tor wyzwalany jest pierwszym impulsem i dzięki wprowadzeniu sprzężenia dodatniego (rezystor R7) przez cały czas generacji impulsu wyjściowego jest on nieczuły na kolejne impulsy na wejściu. Czas generowanego impulsu jest dobrany w taki sposób, aby monowibrator
był gotowy do ponownego wyzwolenia przy kolejnym rozwarciu styków przerywacza podczas najwyższej prędkości obrotowej silnika (przyjęto 8000 obr/min).
Z układu multiwibratora impulsy doprowadzone są do wejścia PC I detektora fazy w układzie pętli PLL US2. Elementy RIO i C6 decydujące o częstotliwości pracy generatora VCO pozwalają osiągnąć częstotliwość 27 kHz przy napięciu sterującym ok. 9,2 V na wejściu generatora (nóżka 9 US2). Rezystory R8 i R9 wraz z kondensatorem C7 tworzą układ filtru dolno-przepustowego. Zamknięcie pętli dokonano przez dzielnik częstotliwości US3 o stopniu podziału 100. Dodatkowy negator F umieszczony na wyjściu dzielnika zapewnia zgodność fazy impulsów wejściowych i wyjściowych w układzie dzielnika.
Przebieg prostokątny generowany przez VCO wyprowadzony jest na zewnątrz (wyjście CLK). Częstotliwość tego przebiegu jest 100 razy większa od częstotliwości impulsów pochodzących z cewki zapłonowej.
W bloku mnożnika znajduje się także generator pomocniczy zbudowany na negatorach (negatory A, B, C - US1). l\la wyjściu generatora umieszczono układ różniczkujący Cli, RIO, który wytwarza krótkie, dodatnie impulsy zerujące licznik (wyjście RESET bloku mnożnika). Impulsy zerujące wyzwalane są dodatnim zboczem przebiegu z generatora pomocniczego w odstępach ok. 2 sek.
Ujemne zbocze impulsu zerującego powoduje wyzwolenie multiwibratora monostabilnego US4. Multi-wibrator ten wytwarza ujemny impuls (DISP ENA-BLE/CLK INH), o czasie trwania 0,3 sek. Przez ten czas licznik zlicza impulsy pochodzące z wyjścia generatora vco.
DO PŁYTKI LICZNIKA
+ 12V
~a
Z CEWKI ZAPŁONOWEJ ( WE
200mA
6 NOŹKA US1
RESET DISP EN/CLK INH
A +T -7
US4 MCY74047
A R RET
C16 Ji
-O RESET
DISP
)ENABLE/ CLK INH
Rys. 5 Schemat ideowy mnożnika częstotliwości
Praktyczny Elektronik 10/1994
Czas zliczania jest tak dobrany, aby wskazania wyświetlacza odpowiadały prędkości obrotowej wyrażonej w obr/min. Dokładną regulację czasu zliczania umożliwia potencjometr dziesięcioobrotowy Pl.
Na rysunku 5 zamieszczono także harmonogramy czasowe pracy generatora pomocniczego i układu generowania impulsu zezwalającego na zliczanie.
WYŚWIETLACZ
M
WYŚWIETLACZ 2


WE CLK _T O^
CLK INH AO-------
RESET A O-------
DISP U" O-------
EN
!R14-| II II II || II || |R22
ri5ULJUlJULJUr2i
J0li2li3T9W6"|7 |!0ll2li3|9iliT6T7
R28
/16V 47n 47n a b c d e f g a b c d e f g a b c d � f g o b c d � f c
US1 US2 US3 US4
R1H-R28 1.2k MCY74026 MCY74026 MCY74026 MCY74026
CL CE R DIS CO CL CE R DIS CO CL CE R DIS CO CL CE R DIS CO
3[5
Rys. 6 Schemat ideowy licznika impulsów
Rys. 7 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów bloku mnożnika
Licznik składa się z czterech układów scalonych MCY 74026 (US1H-US4). Każdy z układów zawiera w swoim wnętrzu pięciostopniowy, dziesiętny licznik Johnsona oraz dekoder, zamieniający kod Johnsona na kod wskaźników siedmiosegmentowych. Układy 4026 pozwalają na sterowanie wskaźnikami ze wspólną katodą. Liczniki zliczają narastające zbocza impulsów zegarowych doprowadzonych do wejść CL (nóżka 1). Po zapełnieniu się pierwszego licznika US1 na jego wyjściu CO (nóżka 5) pojawia się sygnał przeniesienia (narastające zbocze przy zmianie stanu z 9 na 0). Dodatni impuls zerujący RESET z bloku mnożnika częstotliwości kasuje zawartość liczników US1-7-US4. Równocześnie ze zboczem opadającym impulsu zerującego pojawia się ujemny impuls zezwalający na zliczanie przebiegu z wyjścia VCO (US3 w bloku mnożnika), który jest doprowadzony do wejścia CLK INH pierwszego licznika (USl). Ten sam impuls doprowadzony jest także do wejścia DISP EN wygaszając wyświetlacze na czas zliczania. Po takiej sekwencji sygnałów następuje okres ekspozycji wyniku i cały cykl powtarza się.
Montaż i uruchomienie
W bloku mnożnika, do dokładnej regulacji zastosowano montażowy potencjometr dziesięcioobrotowy. Płytka drukowana została zaprojektowana w taki sposób, że umożliwia montaż potencjometru różnych producentów.
Wartości elementów podane na schemacie pozwalają na zastosowanie mnożnika w samochodzie z silnikiem czterosuwowym, cztero-cylindrowym, z jedną cewką zapłonową.
Praktyczny Elektronik 10/1994
Stosując układ w samochodzie dwucylindrowym, czterosuwowym (np. fiat 126p) ulegają zmianie wartości elementów C5, C6, R14, które podano w nawiasach. W przypadku stosowania obrotomierza w innych układach silników (np. dwusuwowe, trzycylindrowe itp.) należy obliczyć częstotliwość impulsów pochodzących z układu zapłonowego wg wzoru podanego na wstępie, dla prędkości obrotowej 8000 obr/min. Wartości elementów podlegających zmianie można obliczyć wg poniższych wzorów:
C5 [nF] = 22 nF �
C6 [PF] = 160 PF Ś
R14 [kfi] = 82 [kfi]
266 Hz
TfHzp
266 Hz
7W
266 Hz
gdzie: f - częstotliwość impulsów pochodzących z układu zapłonowego przy prędkości obrotowej 8000 obr/min.
8888888 8888888 8888888 888888SJ
Jak już na wstępie powiedziano układ można także zamontować w samochodzie z silnikiem wysokoprężnym. Wymaga to jednak dodatkowej czynności zamontowania dwóch magnesów stałych na kole pasowym wału korbowego. Magnesy powinny być umieszczone możliwie blisko krawędzi koła (można je przykleić szybko schnącym klejem do metalu). Przy kole umieszcza się miniaturowy kon-taktron tak jak pokazano to na rysunku 9. Wartości elementów podane na schemacie pozwalają na pomiar prędkości obrotowej dowolnego silnika wysokoprężnego bez względu na liczbę cylindrów pod warunkiem, że na kole pasowym umieści się dwa magnesy. Można zastosować magnesy z meblowych zamków magnetycznych. Masa magnesów jest tak mała, że nie spowoduje zmiany wyważenia wału korbowego.
Płytkę licznika można przeciąć wzdłuż lini przerywanej i złożyć stronami druku do siebie, tak jak pokazano to na rysunku 9. Połączenia można wykonać kawałkami drutu (np. obciętymi końcówkami zamontowanych wcześniej elementów. Oprócz całego rzędu połączeń na górnej krawędzi płytki należy wykonać połączenie masy wyświetlaczy z masą drugiej części płytki. Otwory pod to połączenie znajdują się dokładnie naprzeciwko siebie po złożeniu dwóch płytek (punkt masy znajduje się pomiędzy US2, a US3, oraz pod wyświetlaczem 1).
Rys. 8 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów bloku licznika
Praktyczny Elektronik 10/1994
Pod układem scalonym US1 umieszczono dwa prostokątne pola połączone z nóżką 2 i 3. Pola te należy zewrzeć ze sobą kroplą cyny.
Schemat podłączenia obrotomierza w samochodzie przedstawiono na rysunku 9. Zaznaczony na rysunku kondensator C należy do wyposażenia układu zapłonowego i jest z reguły umieszczany przy przerywaczu. Przewód doprowadzający sygnał do obrotomierza powinien być ekranowany (ekran przewodu łączy się tylko na jednym końcu od strony płytki mnożnika). Zastosowanie zwykłego przewodu może (ale nie musi) spowodować powstawanie zakłóceń radioelektrycznych objawiających się stukami słyszanymi podczas odbioru programów radiowych. Przewód łączący cewkę z obrotomierzem powinien być zabezpieczony przed mechanicznym uszkodzeniem, gdyż może to spowodować zwarcie i unieruchomienie silnika. W samochodach z silnikiem wysokoprężnym do połączenia kontaktronu z obrotomierzem można stosować zwykłe przewody.
+ 12VQ
+ 12V 1
165
) + 12V
CLK
RESET
DISP EN/ CLK INH
DO PRZERYWACZA
+ 12V 1 WE CLK
RESET 164
DBPEN CLK INH
WYŚWIETLACZ
POŁĄCZENIE Z DRUTU
R28
KOLO PASOWE
NA WALE KORBOWYM
WYŚWIETLACZ
PŁYTKA NR 1 64
Rys. 9 Schemat blokowy podłączenia obrotomierza do instalacji elektrycznej samochodu
Uruchomienie układu sprowadza się do doprowadzenia do wejścia obrotomierza przebiegu prostokątnego o częstotliwości 266,66 Hz (w przypadku fiata 126p 133,33 Hz) i amplitudzie 7-^20 Vpp. Kręcąc potencjometrem Pl ustawia się wskazania 8000 na wyświetlaczu. Dla samochodów z innymi silnikami do wejścia doprowadza się przebieg o częstotliwości obliczonej wg wzoru podanego na wstępie dla prędkości obrotowej 8000 obr/min. Także w tym przypadku wskazania wyświetlacza powinny wynosić 8000. Następnie zmniejsza się dwukrotnie częstotliwość doprowadzaną do wejścia wyświetlacz powinien pokazać 4000.
Można też zmierzyć napięcie sterujące VCO (nóżka 9 US2 na płytce mnożnika). Powinno ono wynosić ok. 9,2 V, przy wskazaniach 8000. Jeżeli napięcie to będzie się znacznie różniło od 9 V, konieczna jest niewielka zmiana pojemności kondensatora C6 (przy napięciu mniejszym od 9 V należy zmniejszyć wartość C6, a przy większym zwiększyć wartość C6). Jeżeli mimo prawidłowego napięcia sterującego VCO (dla częstotliwości impulsów wejściowych 266,66 Hz) nie można uzyskać wskazań 8000 należy zmienić wartość rezystora R14.
Czas pomiędzy kolejnymi pomiarami można skrócić zmniejszając wartość kondensatora C10 w generatorze pomocniczym. Tak wyregulowany układ gotowy jest do montażu w samochodzie. Zasilanie układu łączy się z włącznikiem zapłonu. Nie wolno pobierać "plusa" z cewki zapłonowej, gdyż w niektórych samochodach np. fiat 126p zasilana jest ona przez przewód oporowy, na którym występuje spadek napięcia.
Wykaz elementów płytka licznika i wyświetlaczy
US1+-US4 - MCY 74026 (CD 4026)
Rl-=-R28 - 1,2 kfi/0,125 W
C2, C3 -47nFKFP
Cl - 47 pF/16 V 04/U
wyświetlacze - wyświetlacz podwójny ze wspólną
katodą (2 szt.) BD-C 512 RD - zielony, BD-C 515 DR - czerwony (patrz też PE 1/94 str 20)
płytka drukowana numer 164
Wykaz elementów - płytka mnożnika
US1 - MCY 74069 (CD 4069)
US2 - MCY 74046 (CD 4046)
US3 - MCY 74518 (CD 4518)
US4 - MCY 74047 (CD 4047)
Tl, T2 - BC 238B lub dowolny npn h2i >250
Dl - BZP 683 C6V8
(BZX 79 na napięcie 6,8 V)
D2 - BAVP 17-=-21 (1N4148)
R6, R13 - 10 kfi/0,125 W
R9 - 22 kfi/0,125 W
R7 -47 kfi/0,125 W
R14 - 82 (200) kfi/0,125 W
- patrz opis w tekście)
R5, R8 - 100 kfi/0,125 W
RIO -360 kfi/0,125 W
R12 - 1 Mfi/0,125 W
Rll -2,2 Mfi/0,125 W
Pl - 100 kfi - dziesięcioobrotowy typ
CT 32 prod. Telpod, lub inny podobny
np. Helitrim, Trimpot, Painton itp.
C6 - 160 (330) pF/25 (160) V KSF-020-ZM
C4 - 200 PF KCPf
Cli - 330 pF KCPf
C5 - 22 (33) nF/250 (100) V MKSE-018-02
C2, C9, -47 nF KFP
10
Praktyczny Elektronik 10/1994
C13, C15 -47nFKFP
C3 - 100 nF/100 V MKSE-018-02
CIO, C16 - 1 /zF/100 V MKSE-018-02
C7 - 1 jiF/63 V 04/U
C12, C14 - 22 /xF/16 V 04/U
Cl, C8 - 100 /iF/16 V 04/U
płytka drukowana numer 165
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: płytka numer 164 - 21.800 zł
płytka numer 165 - 13.700 zł + koszty wysyłki.
O mgr inż. Maciej Bartkowiak
Fonia stereo do OTVC
W dzisiejszych czasach nikomu nie trzeba udowadniać jak wielką popularność zdobył sobie domowy sprzęt video. Z dnia na dzień wzrasta liczba posiadaczy kamer video, magnetowidów, tunerów satelitarnych, itp. Konstruktorzy zwracają coraz większą uwagę na zwiększanie komfortu obsługi i poprawianie własności użytkowych tych urządzeń. Rzeczą naturalną i nieodzowną w tego typu srzęcie stał się system zdalnego sterowania. Coraz częściej spotyka się systemy OSD (On Screen Display - z ang. wyświetlanie funkcji na ekranie) oraz PIP (Picture In Picture z ang. obraz w obrazie). Popularne stają się transmisje stereo. Może jeszcze nie w polskiej telewizji, ale na "satelicie" jest to rzeczą najzupełniej normalną. Magnetowidy stereo również nie są rzadkością.
Minęły bezpowrotnie czasy dużych "szaf świecących lampami i zapewniających niezłe ogrzewanie zimą. Pomimo, że telewizory lampowe przeszły do historii i były niemalże pod każdym względem gorsze od nowoczesnych odbiorników telewizyjnych, należy jednak przyznać, iż miały jedną bardzo mocną stronę. Tą potęgą np. Rubina 714 był dobrej jakości dźwięk. Miękkość i głębia tonów dobywających się z głośników tego kolosa miała w sobie coś urzekającego. Mało który z nowoczesnych telewizorów (mowa tu głównie o telewizorach polskiej produkcji) mógłby się równać w tej dziedzinie z którymś z "lampiaków" .
Mimo, iż w chwili obecnej mass-media umożliwiają transmisję wysokiej jakości dźwięku, coraz częściej stereofonicznego, efekt końcowy (wrażenie słuchacza) zależy w głównej mierze od odbiornika.
W artykule opisujemy urządzenie, które pozwala na uzyskanie stosunkowo niskim kosztem i niewielkim nakładem pracy w pełni satysfakcjonujących efektów. Za sprawą tej przystawki oraz kilku innych urządzeń publikowanych w PE można stworzyć wysokiej jakości zintegrowany system STEREO do telewizora.
Wszyscy, którym się marzy przestrzeń stereofonii mogą wyposażyć swój telewizor (niekoniecznie monofoniczny) w opisywny tutaj układ. Podstawowym warunkiem umożliwiającym instalację tego urządzenia jest istnienie systemu zdalnego sterowania, który umożliwi zintegrowaną, zdalną regulację głośności. Niestety najnow-
sze OTVC posiadające procesory audio sterowane przez interfejs KC nie będą współpracować z dodatkową fonią (w tym wypadku konieczne jest inne rozwiązanie układowe) - regulacja wzmocnienia musi odbywać się w sposób napięciowy. Zdecydowana większość polskich telewizorów spełnia ten wymóg (np. Neptuny, Syriusze, Heliosy, Wenusy, Westy, Jowisze itd). Brak funkcji zdalnego sterowania nie dyskwalifikuje bynajmniej naszego telewizora, jedynie w znacznym stopniu zmniejsza komfort obsługi.
Jedyną, niewielką niedogodnością, jest konieczność wyprowadzenia z wnętrza telewizora sygnału informującego o poziomie głośności. Operację taką może przeprowadzić każdy, nawet początkujący amator, pamiętając jednakże o zachowaniu należytej ostrożności (przewód zasilający telewizor obowiązkowo odłączony od sieci).
Opis układu
Urządzenie zostało skonstruowane w oparciu o popularny układ UL 1244 lub UL 1245. Jest to wzmacniacz p.cz. zawierający również w swoim wnętrzu tor przedwzmacniacza m.cz. Układ nadaje się do naszych celów, ponieważ posiada możliwość regulacji wzmocnienia oraz wejście zewnętrznego sygnału m.cz.
Wnoszone przez układ zniekształcenia harmoniczne sygnału są na poziomie mniejszym od 1%. W zastosowanej konfiguracji, tor p.cz. został zablokowany i wykorzystana jest tylko część m.cz. wzmacniacza. Z uwagi na stosunkowo małą rezystancję wejściową układu UL 1244, na wejściu umieszczono wtórnik emi-terowy. Do wyjścia układu dołączono bierny regulator tonów niskich i wysokich. Umożliwia on dopasowanie się do charakterystyki wzmacniacza, zestawów głośnikowych oraz indywidualnych upodobań. Osoby, które nie będą z niego korzystać lub posiadają już we wzmacniaczu mocy układ kształtowania charakterystyki częstotliwościowej, mogą z niego zrezygnować. Nie montujemy w takim przypadku elementów wchodzących w skład w.w. regulatora barwy tonu (R11-^R13, R24-HR26, P2, P3, C9-^C13, C22-^-C26). Należy wówczas wlutować rezystory RIO i R23 oznaczone na schemacie linią przerywaną. Sygnał wyprowadzamy z wyjść LI i Pl. Przy pełnej aplikacji przedwzmacniacza korzystamy z wyjść L2 i P2. Schemat przedwzmacniacza przedstawiono na rys. 1.
Praktyczny Elektronik 10/1994
11
+ 12VQ-
BC239
R9 1202
WE L
UregO
WE P
WYL1
WYL2
WY P1
WY P2
O
-]- 15n
Rys. 1 Schemat ideowy stereofonicznego przedwzmacniacza do OTVC
SAT "A" US2 8 9
WE L DO PRZEDWZM. PŁYTKA NR 163 WE P
VIDEO A" > VIDEO /T <


TV"A" TV"A"

SAT "A" 8 9
VIDEO"A" >i VIDEO fi" < ^6___1 __vi io|
DODATKOWY UKŁAD MCY74066
2 1 T-EZ Li Jl.


Rys. 2 Schemat podłączenia dodatkowego kanału fonii do automatycznego przełącznika video
Przedwzmacniacz powinien współpracować z układem przełączania źródeł sygnału video. Jeżeli telewizor nie jest wyposażony w przełącznik źródeł sygnału (posiada nie więcej niż 1 wejście video), to najlepiej wyko-
rzystać do tego celu urządzenie opisane w PE 3/92 pt. "Automatyczny przełącznik sygnałów video" . Przełącznik ten umożliwia dołączenie do telewizora posiadającego tylko jedno wejście video dwóch źródeł sygnału video. Pozwala też na automatyczny wybór urządzenia przesyłającego sygnał do telewizora. W pierwotnej wersji przełącznik przystosowany został do przełączania tylko jednego kanału audio. Aby możliwe było przełączanie sygnałów stereofonicznych, układ przełącznika wymaga niewielkiej modyfikacji.
Przeróbka polega na dodaniu dodatkowego klucza elektronicznego CD 4066, który umożliwi przełączanie drugiego kanału audio. Sposób podłączenia jest identyczny jak dla istniejącego już przełącznika audio na układzie US2. Aby uprościć procedurę modyfikacji można nowy układ wlutować nad US2, wyginając uprzednio wyprowadzenia nr: 1, 2, 3, 8, 9,10 i 11. Pozostałe wyprowadzenia o numerach: 4, 5, 6, 7, 12, 13 i 14 lutujemy bezpośrednio do wyprowadzeń US2. Wejścia przedwzmacniacza łączymy z odpowiednimi wyjściami audio do TV. Schematycznie układ połączeń opisany powyżej przedstawiony został na rys. 2.
Przedwzmacniacz może współpracować z dowolnym wzmacniaczem mocy wyposażonym w liniowe wejście o czułości ok. 0,775 mV. Możemy też zaprojektować urządzenie autonomicznie, umieszczając w jednej obudowie zasilacz, końcówkę mocy, przełącznik wejść oraz opisywany układ przedwzmacniacza.
12
Praktyczny Elektronik 10/1994
UKŁAD OPÓŹNIONEGO ZAIACZNIA KOLUMN
wyL O GL L
PŁYTKA
NR 066 �yP-�GŁP
DO SAT
PŁYTKA NR 006
weL wyL -I-
PLYTKA NR 163
weP wyP
weL > wyLI
WZM. MOCY ri> > �yP
PŁYTKI B.C.D LUB E
Rys. 3 Schemat połączenia przedwzmacniacza
z automatycznym przełącznikiem video i z układem
opóźnionego załączania kolumn
Ze względu na dość nieprzyjemną właściwość układu UL 1244 polegającą na występowaniu głośnego stuku po doprowadzeniu do niego zasilania, wskazane byłoby również zastosowanie układu opóźnionego załą-
czania kolumn głośnikowych. Taki układ był już opisywany na łamach PE (nr 6/92). Przykładowy schemat blokowy tak powstałej konfiguracji uwidoczniono na rys. 3. Jako końcówki mocy użyto wzmacniacze mocy opisywane w PE 1/92 (oparte na popularnych układach TDA 2003 lub TDA 2030).
Montaż i uruchomienie
Zamontowanie układu wymaga ingerencji do wnętrza telewizora. Do poprawnego funkcjonowania urządzenia konieczne jest wyprowadzenie sygnału informującego o poziomie głośności. Sygnał ten dostępny jest na płytce zdalnego sterowania lub też w module m.cz. Na rys. 5. zostały uwidocznione miejsca wyprowadzenia sygnału sterującego dla kilku przykładowych typów odbiorników. Jako wyjście warto zainstalować odpowiednie gniazdo na tylnej ściance telewizora.
Jeżeli masa odbiornika będzie się łączyła z masą przedwzmacniacza poprzez przewód AUDIO (CIIMCH, lub SCART), to nie jest wskazane prowadzenie dodatkowego przewodu masy.
Można pokusić się o zastosowanie zintegrowanego z telewizorem załączania zasilania.
Rys. 4 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
Praktyczny Elektronik 10/1994
13
WESTATC 201
ME 2041/2 44
u'�l DO PŁYTKI NR 163
1 OZS 2030/4
SYRIUSZ TC500 SYRIUSZ TC501
MF 2006
Ul uTeg |R620 DOBYTKI
HELIOS TC500/700
MF 2004/3 6
Ure.9 DO PŁYTKI
NR 163 REGULACJA SIŁY GŁOSU
NEPTUN M-557 NEPTUN 302/303
Ur'9 DO PŁYTKI
NR 163 I REGULACJA J SIŁY GŁOSU
NEPTUN M-515 NEPTUN 202/203 NEPTUN M357A.B
Ure? DO PŁYTKI
NR 163 I REGULACJA J SIŁY GŁOSU
NEPTUN M547.M795 NEPTUN D547
UMF 2000-5 jj GŁOŚNOŚĆ
Uf*9 DO PŁYTKI NR 163
UMR2000-1
NEPTUN M541B
I UMC 2010
M T916

T917 M I___.
Ureg
DO PŁYTKI NR 163
Rys. 5 Podłączenie napięciowego sygnału głośności w różnych typach OTVC
Nie należy też zapominać o oryginalnym torze fonicznym naszego telewizora. Po zamontowaniu przystawki może okazać się zbędny. Ponieważ oryginalna fonia będzie zakłócała pracę przystawki, psując dobry efekt dźwiękowy - należy pomyśleć o sposobie jej zablokowania. Część telewizorów (np. Neptun 748, 750)~rposiada wbudowany wyłącznik głośników.
Takie rozwiązanie jest najwygodniej-sze i pozwala na natychmiastowe włączenie lub wyłączenie fonii. Telewizory nie posiadające takiego wyłącznika mogą zostać w niego wyposażone. Alternatywą do tego rozwiązania jest postępowanie znacznie bardziej radykalne, polegające na wyjęciu modułu foni z płyty głównej telewizora (dla WZT zazwyczaj moduł MF 200X, a dla UNIMOR-u UMF 2000-X lub UMF 1005-X).
Po wykonaniu odpowiednich połączeń możemy przystąpić do procedury uruchamiania. Polega ona na takim ustawieniu potencjometrów Pl i P4, żeby poziom sygnału w obydwu kanałach był jednakowy. Następnie korygujemy ustawienia potencjometrów tak, aby przy minimalnym ustawieniu wzmocnienia w telewizorze, dźwięk nie był słyszalny. Po wykonaniu tych czynności urządzenie jest gotowe do pracy.
Na koniec życzę miłych wrażeń słuchowych, których niepowtarzalność gwarantuję z chwilą zainstalowania opisanej przystawki. Szczególnie dobre rezultaty osiągnąć można stosując dobrej jakości kolumny głośnikowe oraz wzmacniacz o odpowiednio dużej mocy.
Wykaz elementów - ptytka licznika i wyświetlaczy
USl, US2 UL 1244 (UL 1245, TBA 120;
120S; 120U)
Tl, T2 BC 239 (BC 238, BC 413,
BC 414)
R9, R22 120 fi/0,25 W
R7, R20 680 fi/0,125 W
R12, R25 820 fi/0,125 W
R5, R18 3,3 kfi/0,125 W
R6, R19 7,5 kft/0,125 W
Rll, R24 8,2 kfi/0,125 W
R3, R8, R13,
R16 R21. R26 10 kfi/0,125 W
R4, RIO,
R17, R23 22 kfi/0,125 W
Rl, R2,
R14, R15 100 kQ/0,125 W
Pl, P4 47 kft TVP 1232 "stojący"
P2, P3 100 kfi-B PRPT 162 G, PRP18 G
C4, C17
Cli, C24
C12, C25
C3, C6, C7,
C9, C16, C19,
C20, C22
CIO, C23
C13, C26
Cl, C14
C2, C5,
C15, C18
C8, C21
płytka drukowana
- 470 pF KCPf
- 1,5 nF/25 V KSF-020-ZM
- 15 nF/400 V MKSE-018-02
- 22 nF/250 V MKSE-018-02
- 220 nF/100 V MKSE-018-02 -470nF/100 V MKSE-018-02
- 1 /zF/63 V 04/U
- 10 /zF/16 V 04/U
- 100 //F/16 V 04/U numer 163
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 18.500 zł + koszty wysyłki.
O Tomasz Kwiatkowski
14
Praktyczny Elektronik 10/1994
Oscyloskop amatorski zakończenie
Po opisaniu modułów składowych oscyloskopu przystępujemy do zaproponowania jego budowy mechanicznej. Oczywiście w tym miejscu pozostawiamy miejsce na inwencję czytelników-zależnie od posiadanych możliwości. Po montażu mechanicznym przeprowadzimy montaż elektryczny i uruchomienie wraz z ostateczną regulacją.
Podzespoły mechaniczne
Główne podzespoły mechaniczne to obudowa i ekran lampy oscyloskopowej. Pozostałe to elementy mocujące i elementy połączeniowe. Najkorzystniejszym rozwiązaniem byłoby wykorzystanie obudowy gotowej dostępnej w handlu. Wymiary obudowy powinny zapewnić pomieszczenie największego elementu jakim jest lampa oscyloskopowa. Jej długość wynosi 261 mm, a średnica wraz z ekranem około 82 mm. Szerokość modułów przewidzianych do montażu pionowego wynosi 80 mm. Tak więc obudowa powinna mieć długość około 300 mm, wysokość wnętrza min 90 mm i szerokość rzędu 220 mm. Można skorzystać z bogatej oferty producentów obudów reklamujących się w czasopismach przeznaczonych dla radioamatorów, lub
wybrać się do sklepu sprzedającego obudowy. Według naszego rozeznania niestety oferowane obudowy mają zbyt małą długość w stosunku do naszych potrzeb. Największa obudowa z tworzywa sztucznego o szerokości 232 mm, wysokości 95 mm, ma długość 218 mm (wymiary zewnętrzne). Aby uzyskać wymaganą długość 300 mm konieczny byłby zakup dwóch obudów, przecięcie jednej z nich w połowie i dołączenie do drugiej. Obudowy te składają się z części górnej i dolnej, oraz płyty przedniej i tylnej. Montaż mechaniczny podzespołów tzn. modułów, transformatora sieciowego i ekranu lampy oscyloskopowej należy wykonać przez zamocowanie ich do części dolnej obudowy i płyty przedniej. Moduły należy zamocować wykorzystując dostępne w handlu prowadnice do płytek drukowanych, lub za pomocą wykonanych we własnym zakresie kątowników metalowych i wkrętów z nakrętkami. Proponowane rozmieszczenie podzespołów przedstawiono na rys. 1.
Moduły wyposażone w przełączniki Isostat muszą być zamontowane w bezpośredniej bliskości płyty czołowej, aby uzyskać możliwość ich przełączania. Przed ich ostatecznym zamocowaniem należy dokładnie ustalić wymaganą odległość od płyty czołowej.
MASKOWNICA ' PŁYTA CZOŁOWA
KĄTOWNIK MOCUJĄCY PŁYTKĘ
EKRAN MAGNETYCZNY
PODZIAŁKA
COKÓŁ LAMPY OSCYLOSKOPOWEJ /
11 M3 GENERATOR X 11 -_
"TT f� I
I F
STRONA ii ELEMENTÓW M
TRANSFORMATOR SIECIOWY
11M4 PŁYTKA KONDENSATORÓW
Rys. 1 Rozmieszczenie podzespołów
Praktyczny Elektronik 10/1994
15
Rys. 2 Płyta czołowa (skala 1:2)
Proponujemy, żeby w pierwszej kolejności wykonać otwory w płycie czołowej, a w drugiej mocować moduły zważając na ich dopasowanie do płyty czołowej. Rys. 2 to właśnie rysunek płyty czołowej przedstawiający otwory przeznaczone dla elementów regulacyjnych (potencjometry) i przełączników.
Jako materiał na płytę czołową można wykorzystać ściankę z kompletu obudowy, lub wykonać ją z blachy aluminiowej o grubości 1,5-2 mm. Unikniemy wtedy konieczności dodatkowego łączenia mas poszczególnych gniazd i obudów potencjometrów. Na rys. 2 nie przedstawiono otworów mocujących przełączniki Isostat i ustalających potencjometrów. Otwory te należy wykonać po przymierzeniu posiadanych podzespołów. Elementy mocowane do płyty czołowej powinny być przykręcone wkrętami z łbem stożkowym. Umożliwi to za-
montowanie maskownicy poprawiającej estetykę oscyloskopu, zawierającej opisy funkcji poszczególnych pokręteł i przełączników. Maskownica powinna być wykonana z cienkiej blachy aluminiowej o grubości 0,5 mm polakierowanej, z naniesionym opisem, lub naklejoną folią samoprzylepną. Sposób przymocowania maskownicy pozostawiamy do rozwiązania przez czytelników. Zwracamy uwagę na to, że oznaczenia elementów regulacyjnych na maskownicy różnią się od oznaczeń podanych na schematach modułowi podanym niżej schemacie połączeń. Potencjometr Pl płytki wzmacniacza Y (przes.Y) oznaczony jest strzałkami pionowymi. Potencjometr P6 płytki generatora X (przes.X) oznaczony jest strzałkami poziomymi. Potencjometr P5 płytki generatora X (s/dz.) oznaczony jest jako " xX". Widok maskownicy z opisami przedstawia rys. 3.


















Rys 4 Podziałka ekranu (skala 1 = 1)
Przed ekranem lampy oscyloskopowej wskazane jest umieszczenie wykonanej z plexi o grubości 0,5-1 mm, lub błony fotograficznej po-działki umożliwiającej skalowanie oscyloskopu, a w przyszłości wykorzystanie go do pomiarów. Podziałkę proponujemy przykleić do spodniej strony maskownicy w miejscu okna przeznaczonego do obserwacji ekranu lampy oscyloskopowej. Widok podziałki przedstawiono na rys. 4.
Lampa oscyloskopowa dla zmniejszenia wpływu zewnętrznego pola magnetycznego powinna być umieszczona w ekranie wykonanym z miękkiego materiału magnetycznego. Najlepszym materiałem na ekran jest blacha permallo-jowa o grubości 0,3-0,5 mm. Z blachy tej należy wykonać rurę o średnicy wewnętrznej 80 mm i długości 220 mm, lub stożek ścięty o średnicy z jednej strony 80 mm, a z drugiej 55 mm i długości 220 mm. Rura powinna być wykonana z dwóch warstw blachy.
16
Praktyczny Elektronik 10/1994
o X CJI X

lo
N
o o o o

I
R
\
50
cn
V Ol V
Śo
s
5*
1
ej x
o
%
o
(0
D
O O O O
z
ay ^

X

N N


X X
-* Ol
O

X
� e s -*
ms/dz ps/dz
Rys. 3 Maskownica (skala 1:1)
Przy trudnościach z blachą permallojową można rurę wykonać z cynowanej blachy żelaznej o grubości 0,3-0,5 mm, np. uzyskanej z formy do pieczenia ciast. Po zwinięciu rurę żelazną trzeba poddać wyżarzaniu przez wygrzewanie jej w piekarniku gazowym o maksymalnej temperaturze i pozostawienie jej tam po wyłączeniu piekarnika w celu powolnego ostygnięcia. Na krawędzi rury należy przynito-wać trzy kątowniki w rozstawie 120�, którymi będziemy później mocowali ją do płyty czołowej. Wewnętrzną powierzchnię ekranu należy wykleić pianką poliuretanową, odpowiednio cienką w pobliżu ekranu i grubszą w pobliżu cokołu lampy. Przy pomocy tej pianki będzie mocowana lampa oscyloskopowa we wnętrzu ekranu. W żadnym przypadku szklana część lampy nie powinna dotykać bezpośrednio do części metalowych. W końcowej części ekranu, w pobliżu cokołu lampy można przewidzieć wspornik mocujący ekran do spodniej części obudowy.
Specjalnej troski wymaga zamocowanie potencjometrów P3 i P4. Potencjometry te znajdują się na potencjale -1000 V. Proponujemy zamocowanie ich na płytce wykonanej z materiału izolacyjnego i odsunięcie od płyty czołowej. Osie tych potencjometrów powinny być przedłużone materiałem izolacyjnym (plexi, teflon, tekstolit) dla uniknięcia przebicia napięcia -1000 V do masy, lub uniknięcia porażenia użytkownika oscyloskopu w przypadku zdjęcia pokrętła z osi potencjometru. Problemy związane z instalacją tych potencjometrów zmniejszą się, jeśli uda się zdobyć potencjometry w obudowach z tworzywa sztucznego i z osią wykonaną również z tworzywa sztucznego Takie potencjometry można montować bezpośrednio na płycie czołowej.