Praktyczny elektronik 1/199Ą
WSPÓLNA ANODA
15
10
9 |J3~
�2 �3 Q4
US6
UCY7475 D2 D3 O4.
12 9
4_I!_H2

15il3
Q, Q3 Q4 Q2
D,
Q3 Q4 Q2
US5
UCY7475 D2
R7 3302
141-
A B C Co
US4
UCY7490 C, Z, Z2 W, W2
12 9 8 11 14
4^72
A B C D Co
US3
UCY7490 C, Z, Z2 W, W2
R1 68k
7
U6'
R2 6,8k
ZER
US1 w ULY7855
47MF
T
Te 2
4-7n
JL
Dl h- D3 BAVP17 D4, D5 AAP155 R24 - R37 470B
12 14
t* Co (
US2
UCY7490 C,B Z, Z2 w, w2
9|2 3 |6 17 |1O
START
CIO
o
O+5V
T47n"T47nT47nlT0MFTT0MF
+ 15VQ
)+5V
C16 56p
Rys. 2 Schemat ideowy układu automatu losującego
Pojawienie się jedynek na obu wyjściach A i C sprawia, że wyjście bramki zmienia swój stan z niskiego na wysoki, co w efekcie wysterowuje tranzystor T2, blokujący generator pomocniczy i kończący losowanie. Równocześnie wyświetlacz zostaje wygaszony.
Nowe losowanie pięciu liczb rozpoczyna się z chwilą przyciśnięcia włącznika WŁ4, który zeruje licznik pomocniczy. W przypadku losowania 6 liczb wykrywany jest stan 0110, przy którym zostaje zatrzymany generator US1.
Praktyczny elektronik 1/1994
Cały cykl losowania pięciu liczb przedstawiono w postaci harmonogramów czasowych na rys. 3.
1 liczba
następnego 1 liczba 2 liczba 3 liczba Ś liczba 5 liczba losowania
kolektor T1
nóżko 12 US2
nóżka 9 p US2 _
n n n n
JL
nóżka 8 US2
kolektor T2
KONIEC LOSOWANIA^]
START nozka 2, 3
US2 -------'
START
Rys. 3 Harmonogram przebiegów w układzie przy losowaniu 5 liczb
W czasie gdy generator pomocniczy jest zablokowany jego wyjście znajduje się w stanie niskim, co powoduje wygaszenie wyświetlacza. Podczas pracy generatora wypełnienie przebiegu wyjściowego wynosi 0,08 tak więc wygaszenie wyświetlacza przy zmianie wyniku jest krótkotrwałe i praktycznie niezauważalne.
W generatorze szumu zastosowano spolaryzowany zaporowo tranzystor npn (T3), w którym zwarto złącze kolektor-baza. Szum wzmacniany jest we wzmacniaczu kaskadowym US9A i US9B. Pasmo przenoszenia wzmacniacza ograniczone jest od dołu przez zastosowanie małych wartości kondensatorów C13 -H C15. Ograniczenie pasma ma na celu wyeliminowanie zakłóceń o częstotliowści sieci 50 Hz i 100 Hz. Wzmocnienie wzmacniacza osiąga maksimum dla częstotliwości 6 kHz (ok. 72 dB), przy dalszym wzroście częstotliwości wzmocnienie zmniejsza się. Dzielnik napięciowy R9, Rll dostarcza napięć do polaryzacji wstępnej wzmacniaczy operacyjnych pracujących z pojedynczym napięciem zasilania.
Wzmacniacz US9C pracuje w układzie komparatora, sterując pracą tranzystora T4, który zapewnia konwersję poziomów napięć do standardów układów TTL. Wzmacniacz US9D nie jest wykorzystywany. Jego wejście spolaryzowano wstępnie napięciem w celu wyeliminowania oscylacji, które mogłyby zakłócać pracę generatora przebiegu losowego.
Wzmacniacze operacyjne i tranzystor T3 zasilane są stabilizowanym napięciem +15 V. Układ generatora jest może "trochę" rozbudowany, ale gwarantuje on pewną pracę i nie wymaga regulacji, ani dobierania elementów. Jest on także odporny na zakłócenia o częstotliwości
Montaż i uruchomienie
Automat losujący zmontowano na płytce drukowanej, na której umieszczono także przełączniki WŁ1 -i- WŁ3. Z płytki drukowanej można odciąć fragment z wyświetlaczami. Połączenia pomiędzy płytkami wykonuje się przy pomocy odcinków przewodów izolowanych. Na płytce drukowanej wykonano cztery połączenia przewodem. Dwa z nich zaznaczono na rysunku montażowym grubą linią, a pozostałe dwa oznaczono strzałkami i literami "X" i "Z". W pierwszej kolejności należy zamontować zwory, gdyż niektóre z nich znajdują się pod układami scalonymi i wyświetlaczem.
Przed montażem przełączników typu ISOSTAT wskazane jest zapoznanie się z uwagami zawartymi w artykule pt. "Analogowy pomiar częstotliwości" PE 10/93. Przełączniki WŁ1 -f- WŁ3 są typu zależnego, tzn. naciśnięcie dowolnego z przełączników powoduje zwolnienie poprzednio wciśniętego. WŁ4 jest przełącznikiem monostabilnym, co oznacza, że po zwolnieniu nacisku wraca on do pozycji spoczynkowej. Jeżeli nie posiada się przełącznika tego typu można wykonać go z przełącznika bistabilnego, usuwając elementy blokady: nakładkę, blaszkę, oraz trzpień blokujący.
Układ zmontowany ze sprawnych elementów nie wymaga regulacji. W przypadku trudności z uruchomieniem proponuję następującą kolejność sprawdzania układu. Pracę układu generatora szumu można sprawdzić przez pomiar napięcia zmiennego na wyjściach wzmacniaczy operacyjnych i tranzystora T4. Woltomierz powinien być dołączony do punktów pomiarowych przez kondensator o pojemności ok. 1 fiF. Wychylenie się wskazówki woltomierza świadczy o generowaniu przez układ sygnałów losowych.
Prawidłowość pracy generatora pomocniczego można zbadać obserwując wskazania wyświetlacza. Dla cyklu losowania 5 z 42 wynik powinien ulec zmianie pięciokrotnie, po czym wyświetlacz gaśnie. Jeżeli wynik nie zmienia się, przyczyny można poszukiwać w generatorze pomocniczym lub w układzie generacji impulsu zapisującego.
UWAGA ! Automat losujący nie posiada układu eliminującego wskazania 00, oraz układu zabezpieczającego przed dwukrotnym wyświetleniem tej samej liczby w trakcie jednego losowania. W przypadku wystąpienia jednego ze stanów losowanie należy powtórzyć. Zastosowanie odpowiednich zabezpieczeń pominięto celowo mając na uwadze uproszczenie konstrukcji. Nie zmienia to faktu, że wyświetlanie liczb odbywa się w sposób czysto losowy.
Na koniec życzę wszystkim Czytelnikom, którzy zdecydują się zbudować opisane urządzenie, wygrania miliarda. Mam nadzieję, że zwycięzca odstąpi mi "drobny" procent od wygranej.
Praktyczny elektronik 1/1994
e A c b aa f + EDCBAG F>K_
OOOOOO OOOOOOO"V~
Rys. 4 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
Wył taz elemento W D4, D5 - AAP 155 lub dowolna germanowa
Rl - 68 kft/0,125 W
USl - ULY 7855 (LM 555) R2 - 6,8 kfi/0,125 W
US2 + US4 - UCY 7490 R3, RS, R6,
US5, US6 - UCY 7475 R18, R19 - 10 kft/0,125 W
US7, US8 - UCY 7447 R4 - 47 kfi/0,125 W
US9 - TL 084 R7 - 330 fi/0,125 W
Tl -r -T4 - BC 238B lub dowolny npn h2i >250 R8, R13, R15, R16 - 1 kfi/0,125 W
Dl -r - D3, D6, D7 - BAVP 17 ^ 21 (1N4148) R9, Rll, R21 - 33 kfi/0,125 W
Praktyczny elektronik 1/1994
RIO. R23 - 3,3 kfi/0,125 W
R12, R14, R17, R22 - 100 kft/0,125 W
R20 - 1 Mfi/0,125 W
R24 -^ R37 - 300 fi/0,125 W
Cl - 47 j/F/16 V typ 04/U
C2, C4. C6 -f- C8.
C13 H- C15 - 47 nF typ KFP
C3 - 100 pF typ KCPf
CS - 10 nF typ KFP
C9, CIO - 10 /iF/16 V typ 04/U
Cli, C12 - 100 flF/16 V typ 04/U
C16 - 56 pF typ KCPf
Wyświetlacz - CQVP 31 (zamienniki patrz art.
"Częstościomierz cz.5" PE 1/94)
WŁ1 -f- WŁ3 - przełączniki typu ISOSTAT zależne
WŁ4 - przełącznik typu ISOSTAT monostabilny
płytka drukowana numer 111
Płytka wysyłana jest za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 28.800 zł + koszty wysyłki
O mgr inż Maciej Bartkowiak
Prosty tester tranzystorów
W szufladach wszystkich elektroników hobbystów znajduje się wiele różnych tranzystorów. Od ciągłego przebierania, montowania, lutowania, mają one zamazane napisy. Ciężko więc rozpoznać czy dany tranzystor jest typu npn, czy też pnp. Pomocny w takiej sytuacji może być tester opisany w niniejszym artykule. Ponadto tester umożliwia sprawdzenie czy tranzystor jest sprawny, oraz sygnalizację rodzaju uszkodzenia.
W numerze 8/93 Praktycznego Elektronika pojawiło się urządzenie "Uniwersalny tester tranzystorów i diod". Urządzenie jest znakomite, lecz przede wszystkim jest urządzeniem stacjonarnym. Postanowiłem więc wykonać, coś mniejszego na napięcie zasilania 4,5 -=- 6 V i podzielić się tym rozwiązaniem z Czytelnikami.
Jest to prosty przyrząd do szybkiego sprawdzenia tranzystorów, oraz określenia polaryzacji npn - pnp. Tester umożliwia kontrolę następujących cech badanego elementu:
- rodzaj polaryzacji tranzystora, sygnalizowany miganiem odpowiedniej diody LED, D4 - "NPN", D3 -"PNP",
- sprawność tranzystora, sygnalizowana miganiem diody D5 -"DOBRY",
- zwarcie złącza kolektor-emiter, sygnalizowane naprzemiennym zapalaniem się diod D3 i D4,
- rozwarcie (przerwa pomiędzy elektrodami) - żadna z diod nie świeci się,
- złącze pn (dioda), włączone w kierunku K-E miga dioda D4,
- złącze pn (dioda), Włączone w kierunku E-K miga dioda D3.
Intensywność świecenia się diody " DOBRY" w pewnym stopniu informuje o wzmocnieniu prądowym badanego tranzystora. Dla tranzystorów z grupy wzmocnienia "B", o wzmocnieniu większym od 200 dioda "DOBRY" świeci się jaśniej niż dioda "NPN" lub "PNP". Jeżeli dioda " DOBRY" świeci się bardzo słabo, to tran-
zystor jest uszkodzony, lub ma bardzo małe wzmocnienie prądowe, co praktycznie dyskfalifikuje go. Także w przypadku odwrotnego włożenia tranzystora (kolektor i emiter zamienione miejscami) dioda " DOBRY" będzie świeciła się bardzo słabo. Przyczyną takiego stanu jest bardzo małe wzmocnienie prądowe tranzystora dla pracy inwersyjnej (zamieniony kolektor z emiterem). Wynosi ono w takim układzie pracy ok. 5 -r- 15.
Opis układu
Konstrukcja testera oparta jest na cyfrowym układzie UCY 7404. Zawiera on sześć inwerterów z wyjściami przeciwsobnymi. Układ z niewielkimi dodatkami tworzy dwa astabilne multiwibratory, wytwarzające przebiegi do testowania przyłączonego do punktów E, B, K, elementu półprzewodnikowego.
Rl 1,5k
i!
+5V
R6 2+02
D3JXX|XX _|X*
PNP NPN
C3 10n
"DOBRY
US1 UCY 7+04
r>^PVBC238B
T 1
D1*D2 BAVP17
Rys. 1 Schemat ideowy testera tranzystorów
10
Praktyczny elektronik 1/199Ą.
Częstotliwość multiwibratora dostarczającego napięcie do bazy tranzystora (negatory D, E, F) jest znacznie większa od częstotliwości drugiego multiwibratora (negatory A, B, C). Napięcia prostokątne doprowadzone do kolektora i emitera badanego tranzystora przesunięte są w fazie o 180". Sprawia to, że w momencie kiedy na kolektorze jest napięcie dodatnie (bliskie napięciu zasilania) emiter jest na potencjale masy. W drugim półokresie przebiegu do emitera doprowadzone zostaje napięcie zasilania, a kolektor zostaje na potencjale masy.
W trakcie jednego półokresu przebiegu wyjściowego z generatora A, B, C, napięcie doprowadzone do bazy zmienia się wielokrotnie zapewniając tym samym właściwą polaryzację bazy. Polaryzowanie tranzystora napięciem rzędu 4,5 -ł- 6 V nie powoduje jego uszkodzenia przy dowolnej kombinacji napięć doprowadzonych do elektrod.
Diody D3 i D4 sygnalizują kierunek przepływu prądu w odwodzie kolektora, a tym samym pozwalają na identyfikację typu przewodnictwa . badanego tranzystora. W przypadku zwarcia elektrod w tranzystorze, będą się świeciły na przemian obie diody, gdyż przepływ prądu będzie możliwy w obu kierunkach.
Q+5V R1 --L1 "
Rys. 2 Schemat ptytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
Napięcie zmienne występujące na kolektorze badanego tranzystora podlega wyprostowaniu przez diody Dl i D2. Wyprostwane napięcie wysterowuje tranzystor Tl zapalający diodę D5 " DOBRY". W przypadku uszkodzonego tranzystora napięcie zmienne doprowadzone do prostownika jest na tyle małe, że nie pozwala na wysterowanie tranzystora Tl.
Układ może być zasilany napięciem stabilizowanym o wartościach +4,5 -ł- 6 V, lub z płaskiej baterii. W żadnym wypadku nie wolno przekraczać granicy +6 V, gdyż grozi to uszkodzeniem układu scalonego US1.
Poprawnie zmontowany układ nie wymaga urucha-
miania.
Wykaz elementów
USl UCY 7404
Tl BC 238B lub dowolny npn h2i >250
Dl, D2 BAVP 17 21 (1N4148)
D3, D4, D5 diody LED 2,5X5 mm kolor świecenia
dowolny
Rl l,5kO/0,125W
R2 3,6 kfi/0,125 W
R3, R4 5,1 kL2/O,125 W
R5 750 fi/0,125 W
R6 240 n/0,125 W
Cl 220 /iF/10 V typ 04/U
C2 47 nF typ KFP
C3 10 nF typ KFP
płytka drukowana numer 114
Płytka drukowana wysyłana jest za zaliczeniem pocztowym. Cena: 5.000 zł + koszty wysyłki.
O Wojciech Janecko
Od redakcji
Opisany w artykule układ publikowany był już wielokrotnie w różnych pismach, przez różnych autorów. Posługując się przysłowiem można powiedzieć, że: "sukces ma wielu ojców, a porażka tylko jedną matkę". Zdecydowaliśmy się na zamieszczenie tego układu, gdyż mimo upływu lat jakie minęły od chwili jego zaprojektowania jest on "doskonały", łącząc w sobie prostotę z funkcjonalnością. W redakcji posiadamy tester tranzystorów działający na tej zasadzie, choć schemat jest nieco inny, który został zbudowany ponad piętnaście lat temu.
Na zakończenie jeszcze jedna praktyczna porada. Tranzystory uszkodzone na skutek przebicia napięciowego w przeważającej liczbie przypadków mają zwarte ze sobą elektrody. Przy uszkodzeniu prądowym elektrody zostają rozwarte. Tester pozwala określić rodzaj uszkodzenia tranzystora, a na jego podstawie można wysnuć wnioski co do przyczyny uszkodzenia.
O Redakcja
Praktyczny elektronik 1/1994
11
Elektroniczny termometr cyfrowy 50�C do +100�C
W zimowe wieczory siedząc w ciepłym i przytulnym mieszkaniu nie zawsze zdajemy sobie sprawę jaka temperatura panuje na zewnątrz. Sprawdzenie tej temperatury wymaga podejścia do okna i odczytania wyniku na termometrze rtęciowym. Elektroniczny termometr cyfrowy przedstawiony poniżej może służyć do pomiaru temperatur dodatnich, jak i ujemnych. Uniwersalna konstrukcja pozwala na szerokie zastosowanie tego urządzenia. Jest ono bardzo przydatne zarówno w domu, jak i samochodzie.
Opis układu
Termometr zbudowany został w oparciu o przetwornik analogowo-cyfrowy C 520D, US3 (szerzej opisany w PE 5/92). W przedstawionym rozwiązaniu wykorzystywane są dwie cyfry przetwornika, co zapewnia odczyt temperatury z dokładnością 1�C. Multipleksowe sterowanie cyframi i zastosowanie jednego dekodera UCY 7447 (US4), pozwala na uproszczenie konstrukcji.
Tabela 1
Temperatura Wskazania Wskazania
mierzona miliwoltomierza termometru
C 520D cyfrowego
-17,5�C cl7 lub cl8 -17 lub-18
-3�C cO3 -03
0�C 000 00
+6�C 006 06
+31,5�C 031 lub 032 31 lub 32
Wyświetlanie wyniku pomiaru temperatur dodatnich realizowane jest na dwóch cyfrach. W przypadku pomiaru temperatury ujemnej, znak minus wyświetlany jest za pomocą diody elektroluminescencyjnej D2.
Dioda ta została zastosowana w miejsce segmentu "g" pierwszego wyświetlacza. Miliwoltomierz może mierzyć napięcia ujemne, do wartości 99 mV. Przykłady odczytu wyników pomiaru temperatur przedstawia tabela 1.
W przypadku, gdy temperatura wynosi 31,5�C, to termometr wyświetli nam wynik pośredni, tzn. 31�C lub 32�C. Wyświetlacz wskazujący cyfry 1 lub 2 może zmieniać na przemian ten wynik. Nie przeszkadza to jednak w prawidłowym odczycie wyniku pomiaru.
Czujnikiem temperatury jest dioda pojemnościowa (warikap). Zmiana napięcia na diodzie spolaryzowanej w kierunku przewodzenia wynosi ok. 2 mV/�C, i pozwala na pomiar temperatury w szerokim zakresie. Tak małe zmiany napięcia w funkcji temperatury, wymagają zastosowania odpowiedniego źródła napięcia referencyjnego. Źródłem tego napięcia jest stabilizator LM 7805 (US1). Wartość napięcia powinna wynosić 10 V. Przez rezystor R2 płynie prąd diody pojemnościowej. Wartość tego prądu wynosi ok. 130 fiA i zapewnia liniową pracę termometru.
Na rysunku 1 przedstawiony został schemat ideowy termometru, przeznaczonego do pracy w samochodzie. Przystosowanie tego urządzenia do pracy w pomieszczeniu wymaga zastosowania transformatora sieciowego i prostownika w układzie Graetza.
Zastosowane mikroprzełączniki WŁ1 i WŁ2 umożliwiają podłączenie trzech czujników temperatury (D2, D3, D4). Mikroprzełączniki posiadają dwie sekcje styków, jedną załączającą, a drugą rozłączającą. Gdy oba przełączniki znajdują się w pozycji spoczynkowej informacja o temperaturze pobierana jest z diody D3. Po włączeniu WŁ1 następuje przełączenie na diodę D2, a po włączeniu WŁ2 jako czujnik zaczyna pracować dioda D4. Potencjometry Pl i P2 przeznaczone są do kalibracji termometru.
usi
R7 27k
III__J_ ą
LM 7805
C5
(I R1*
Dl BYP401-50V
O
rnT T22mF/16vM
US2
LM 7805
-1- "=Ś C3 C2-1-
lT T~22pF/16V lOOn '
11 1
C2-*- Cl t==
- C1 -r-100mF|
/25V
WSPÓLNA ANODA
D2 -i- D4 BB1O5G
Rys. 1 Schemat ideowy termometru
12
Praktyczny elektronik 1/1994
Montaż i uruchomienie
Przed przystąpieniem do montażu należy przeciąć płytkę drukowaną wzdłuż linii przerywanej. W ten sposób otrzymamy dwie płytki, płytkę termometru wraz ze stabilizatorami i przełącznikami, oraz płytkę wyświetlacza. Obie te płytki łączymy przewodami (tasiemką) zgodnie z opisem montażowym. Wyprowadzenia anod (X, Y, Z) łączymy z punktami (X, Y, Z) na płytce termometru. Przewody łączące obie płytki lutowane są od strony druku do pól lutowniczych, ich długość zależy od wzajemnego położenia płytek.
Montując płytkę wyświetlacza należy pamiętać z zamontowaniu zworek umieszczonych pod wyświetlaczem. W termometrze zastosowano podwójny wyświetlacz ze wspólną anodą. Przypominam, że zastosowany typ wyświetlacza produkowany jest w Polsce. Dioda D5 (znak minus) powinna świecić w takim samym kolorze jak wyświetlacz.
Kondensator Cl montujemy w pozycji leżącej, co umożliwi nam zmniejszenie wysokości obudowy. Z kolei rezystory R12-^R18 zamontowane są w pozycji pionowej. Przed wlutowaniem przełączników WŁ1 i WŁ2
należy rozwiercić odpowiednie otwory w płytce drukowanej, tak aby ich nóżki zmieściły się w nich.
Na czas uruchamiania rezystory Rl, R6, RIO, Rll zastąpione są potencjometrami montażowymi.
DIODA WRAZ Z KONDENSATOREM ZALANE W SILIKONIE

1 47nF 1 V //,
CZUJNIK ' DIODA | BB105G | //
i iA
1
PRZEWODY
A
KONDENSATOR
MIKROPRZELACZNIK
Rys. 2 Przykład wykonania czujnika
D5 Ad]
CQY87A C0Y89A
f 9 c d e b o
O O
+ 12V WŁ1
WL2
D
D
- R9 -RIO
*K�O K�@ K�O
* 02 D3 -EEIbr D4
Rys. 3 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
Chcąc zastosować czujniki w dużej odległości (kilka metrów) od termometru przed rozpoczęciem uruchamiania należy je przygotować wraz z przewodami i dodatkowymi kondensatorami ceramicznymi o pojemności 47 nF. Na rysunku 2 przedstawiono przykład wykonania czujnika. Czujnik wraz z kondensatorem ceramicznym zaizolowany jest silikonem, co eliminuje wpływ wilgotności powietrza na wskazania temperatury. Pozostałe elementy montujemy zgodnie z rysunkiem montażowym.
Po zmontowaniu obu płytek i połączeniu ich ze sobą można przystąpić do uruchamiania. Wcześniej jednak musimy poczynić pewne przygotowania, oraz zaopatrzyć się w wodę destylowaną (w ostateczności może być to zwykła przegotowana woda). Część wody wlewamy do pojemników na kostki lodu i umieszczamy je w zamrażarce. Drugą porcję wody nalewamy do szklanki i wstawiamy do lodówki.
Praktyczny elektronik 1/1994
13
Po zamarznięciu, kostki lodu wrzucamy do szklanki ze schłodzoną wodą, dokładnie mieszamy i zostawiamy w lodówce (na dolnej półce), aż do czasu gdy przystąpimy do regulacji. Taka mieszanina wody z lodem ma temperaturę 0�C. Resztę wody nalewamy do niewielkiego garnka i gotujemy na niewielkim ogniu, gotowanie powinno przebiegać powoli, co gwarantuje utrzymanie temperatury 100�C.
Przed włączeniem zasilania suwaki potencjometrów montażowych ustawiamy w środkowym położeniu. Po włączeniu zasilania dobierając wartość rezystora Rl (ok. 1 kCl) ustawiamy napięcie wyjściowe stabilizatora USl na 10 V. Stabilizator US2 w trakcie pracy nieznacznie grzeje się, dlatego też można przymocować do niego niewielki radiator z blachy aluminiowej.
Diody pojemnościowe pełniące funkcję czujników nie są doskonałe, ich parametry elektryczne różnią się pomiędzy sobą. Dlatego też konieczne jest skorygowanie prądu płynącego przez wszystkie trzy diody dobierając wartości rezystorów RIO i Rll (zastępujemy je potencjometrami montażowymi 220 fi).
Następnie wszystkie trzy czujniki zanurzamy w szklance z mieszaniną wody i lodu o temp. 0�C. Dobierając wartość rezystora R6 (potencjometr 10 kfi) ustawiamy na wyświetlaczu wynik 01�C. Po wymontowaniu potencjometru i zmierzeniu jego rezystancji zastępujemy go rezystorem. Przylutowany rezystor powinien ostygnąć, ponieważ jego jego rezystancja zmienia się wraz z temperaturą. Po ostygnięciu rezystora potencjometrem P2 ustawiamy wskazania termometru dokładnie na 00�C. Czynności te wykonujemy dla spoczynkowej pozycji przełączników WŁ1 i WŁ2.
Po włączeniu WŁ1 dobieramy wartość rezystora RIO, tak żeby wskazania termometru wynosiły 00�C. W czasie dobierania wartości rezystora włącznik WŁ1 musi być cały czas wciśnięty (można przykleić go kawałkiem taśmy klejącej), a czujniki muszą być zanurzone w wodzie z lodem. Podobnie postępujemy z rezystorem Rll, przy włączonym WŁ2.
wySwŁza K"WISZ
n
|l"T�f

t OBUDOWA
Rys. 4 Przykład wykonania obudowy
Po wyregulowaniu wskazań termometru dla 0�C można przystąpić do regulacji w temperaturze 100�C. Wszystkie trzy czujniki umieszczamy w gotującej się wodzie. Po odczekaniu kilku minut potencjometrem Pl ustawiamy wskazania wyświetlacza na 99�C lub 00�C.
Ten drugi wynik odpowiada wartości 100, lecz pierwsza cyfra nie jest wyświetlana.
Wskazane jest powtórne sprawdzenie nastaw potencjometrów w temperaturze 0�C, lecz trzeba chwilkę poczekać, aby czujniki ostygły na powietrzu. Natychmiastowe zanurzenie gorących czujników w wodzie o temp 0�C może spowodować ich uszkodzenie, a także zwiększenie temperatury w naczyniu z lodem.
Uruchomiony i wyregulowany termometr umieszczamy w obudowie. Przykładowy wygląd obudowy przedstawiono na rysunku 4.
Elektroniczny termometr z odczytem cyfrowym umieszczony w samochodzie, może mierzyć temperaturę w trzech punktach, np.: w kabinie, silniku i nadkolach kół przednich. Ten ostatni punkt pomiarowy pozwala zorientować się w wartości temperatury przy powierzchni i ostrzec kierowcę przed możliwością wystąpienia gołoledzi. Należy jednak pamiętać, aby przewody doprowadzające sygnały od czujników były dobrane przed regulacją. Czujniki nie mogą się stykać bezpośrednio z elementami metalowymi, powinny być one zamocowane na wspornikach. Czujnik w nadkolu, trzeba osłonić przed zbyt szybkim przepływem powietrza, gdyż w przeciwnym wypadku nie będzie on pokazywał właściwej temperatury.
Zasilanie termometru w samochodzie łączy się ze stacyjką. Oznacza to iż termometr zasilany jest tylko po przekręceniu kluczyka. Nie pobiera on wtedy prądu w czasie postoju samochodu np. w nocy.
W następnym numerze PE przedstawię sposób automatycznego przełączania czujników, przydatny w warunkach domowych. Opiszę także wersję bateryjną termometru, do pomiarów w terenie.
Wykaz elementów
USl - LM 7805
US3 - C 520D
US4 - UCY 7447
Tl-rT3 - BC 308B lub dowolny pnp h2i > 200
Dl - BYP 401-50-M000 (1N4001-HM7)
D2-^-D4 - BB 105G (warikap)
D5 - dioda elektroluminescencyjna 2,5X5 mm,
kolor świecenia taki sam jak wyświetlacza
Rl* dobierany, patrz opis w tekście
R2, R5 - 68 kfi/0,125 W
R3, R4 - 180 kfi/0,125 W
R6* - dobierany, patrz opis w tekście
R7 - 27 kft/0,125 W
R8 - 22 kft/0,125 W
R9 - 100 fi/0,125 W
RIO*, Rll* - dobierany, patrz opis w tekście
R12-^R18 - 180 fi/0,125 W
Pl - 47 kfi typ TVP 1232 "stojący"
P2 - 100 fi typ TVP 1232 "stojący"
Cl - 100 JiF/25 V typ 04/U
C2 - 100 nF/100 V typ MKSE-018-02
C3, C5 - 22 /^F/16 V typ 04/U
C4, C6 - 47 nF typ KFP
14
Praktyczny elektronik 1/1994
C7 - 330 nF/100V typ MKSE-018-02
WU, WŁ2 - mikroprzełączniki, patrz Rys.2
wyświetlacze - podwójne, wspólna anoda, typ CQ 3397, MAN 6710, HA 2132, CQY 87A, CQY 89A, CQY 91A, CQY 93A płytka drukowana numer 110
Płytka drukowana wysyłana jest za zaliczeniem pocztowym. Cena: 14.700 zł -t- koszty wysyłki.
O Ireneusz Konieczny
Regulator świateł dziennych w samochodzie - sprostowanie
W numerze 9/93 zamieściliśmy artykuł, w którym opisano układ pozwalający na zmniejszenie poboru energii przez żarówki świateł mijania. W artykule przedstawiono też schemat połączenia układu z instalacją elektryczną samochodu Fiat 126p. W opracowanym urządzeniu popełniony został jednak błąd, który sprawia, że w niektórych przypadkach działa ono nieprawidłowo. Poniżej zamieszczamy sprostowanie i dokładną analizę działania układu. Teraz oddajemy głos autorowi artykułu.
Przystępując do projektowania układu regulatora świateł dziennych postawiłem sobie dwa założenia. Pierwszym z nich było ograniczenie mocy świecenia żarówek w światłach mijania, podczas jazdy w dzień z zapalonymi światłami. Drugim założeniem było wyeliminowanie z obwodu prądowego świateł mijania głównego włącznika świateł i włącznika zespolonego przy kierownicy, co pozwala zmniejszyć spadki napięcia w układzie i przedłużyć żywotność przełączników.
Niestety nie ustrzegłem się od popełnienia błędów. Układ w zasadzie działa poprawnie, ale w niektórych przypadkach pojawić się mogą problemy. Na moje ręce trafił list jednego z Czytelników, Pana Wiesława Mikulca, który przeprowadził bardzo dokładną analizę pracy układu i wytknął mi popełnione błędy. Analiza przeprowadzona jest w sposób fachowy i przejrzysty, dlatego też poniżej zamieszczam większy fragment tego listu.
"Zmontowałem układ regulatora świateł dziennych w samochodzie w/g opisu w tekście i przy próbie uruchomienia go (w samochodzie PF 126p) okazało się że:
1. Wyłącznik świateł drogowych i mijania w samocho-
dzie jest to jeden przełącznik w kolumnie kierownicy, pracujący w ten sposób, że włączenie świateł drogowych powoduje wyłączenie świateł mijania i odwrotnie.
2. Po przełączeniu przełącznika w pozycję światła dro-
gowe odłączamy napięcie na włókno żarówki świateł mijania - czyli po przeróbce instalacji odłączamy napięcie zasilające układ regulatora.
3. W tym czasie włókno żarówki świateł mijania (czyli
dziennych w zależności od pozycji WŁ1) nie ga-
śnie od razu, lecz po pewnym czasie - po czasie spadku napięcia na kondensatorach C4 i C5 do poziomu powodującego wyłączenie tranzystorów mocy T2 i T3 (wg. Rys.2). Z mojej praktyki wynika, że nawet po całkowitym rozładowaniu kondensatorów żarówki nie gasną.
4. W trakcie spadania napięcia na kondensatorach, czyli
na bramkach tranzystorów mocy, rezystancja tranzystorów T2 i T3 rośnie, co przy przepływie dużych prądów powoduje bardzo silne grzanie się tranzystorów prowadzące nawet do ich uszkodzenia.
5. Autor artykułu sugeruje, że: "Spadek napięcia na przewodzącym tranzystorze MOSFET jest mniejszy niż na włączonym przełączniku mechanicznym, dlatego tranzystory T2 i T3 nie wymagają stosowania radiatorów" . Zgoda, ale co dzieje się gdy tranzystory nie od razu przestają przewodzić, jak w przypadku opisanym powyżej?
6. Pomijam fakt, że żarówki reflektorów: prawego i lewego, po wykonaniu dodatkowego połączenia w/g rys.5 między bezpiecznikami: 1-A i bezp. 5, 6 zasilane są przez bezp. A (8 A), co w pozycji WŁ1 - światła mijania, powoduje przepalenie bezpiecznika A (szczególnie przy zastosowaniu żarówek H-4 i włączeniu dodatkowych odbiorników prądu).
7. Moja sugestia jest taka, aby włącznik świateł mijania
nie odcinał napięcia zasilania płytki regulatora, lecz napięcie na tranzystorach mocy (czyli tak jak było oryginalnie- na bezp. 5 i 6), oraz napięcie zasilające układ regulatora.
Napięcie zasilające regulator można podłączyć pod bezpiecznik 8, (H), na którym napięcie pojawia się po włączeniu świateł pozycyjnych i trwa niezależnie od tego jakie światła mamy włączone.
8. Moje pytanie z kolei jest takie, czy dopuszczane są
następujące warunki pracy tranzystorów mocy
- włączanie i wyłączanie żarówek (czyli wymuszanie
przepływu prądu przez tranzystory, na bramkach których już panuje napięcie sterujące - ma to miejsce przy włączeniu zasilania układu pod bezpiecznik 8(H).
- włączanie i wyłączanie żarówek jednocześnie z włą-
czaniem napięcia na płytkę regulatora - ma to miej-
Ciqg dalszy na stronie 19
Praktyczny elektronik 1/1994
15
Kondensatory produkcji Zakładów Podzespołów Radiowych MIFLEX - dane techniczne cz.l
W wykazach elementów zamieszczanych w każdym artykule opisującym układ elektroniczny podajemy typy stosowanych podzespołów. Oznaczenia te niezrozumiałe dla większości naszych Czytelników. Chcąc rozwiać wątpliwości zdecydowaliśmy się na zamieszczenie danych katalogowych niektórych elementów produkowanych w kraju. Przegląd ten rozpoczynamy od kondensatorów polistyrenowych, bardzo często nazywanych też sty-rofleksowymi.
Kondensatory polistyrenowe produkowane przez ZPR MIFLEX noszą oznaczenia literowe KSF. Po literach następuje wyróżnik cyfrowy, lub cyfrowo literowy mówiący o typie kondensatora. Produkowane są dwa typy kondensatorów przeznaczonych do zastosowań profesjonalnych, w sprzęcie łączności i pomiarowym: KSF-019, KSF-022, oraz cztery typy przeznaczone do zastosowań w sprzęcie powszechnego użytku: KSF-020, KSF-030, KSF-041, KSF-0.
Kondensatory polistyrenowe (nazwa pochodzi od zastosowanego dielektryka) charakteryzują się małym, ujemnym temperaturowym współczynnikiem pojemności, prawie liniową zależnością pojemności od temperatury. Bardzo ważną zaletą tych kondensatorów jest także mały tangens kąta stratności, oraz duża rezystancja izolacji. Mogą one być produkowane w wąskich tolerancjach (do 0,5%), dzięki dużej stałości pojemności w czasie.
Kondensatory te produkowane są w postaci zwijek folii polistyrenowej i okładzin wykonanych z folii cynowej. Krawędzie zwijki są zapiekane w procesie produkcji. Wyprowadzenia wykonane są z pocynowanego drutu miedzianego, który jest przylutowany na całej powierzchni okładzin, co zapewnia im bardzo małą induk-cyjność własną (typy KSF-019, KSF-022). Jednakże in-dukcyjność własna nie pozwala na stosowanie tego typu kondensatorów do blokowania przebiegów w.cz. Mogą one być zamykane w obudowach z tworzywa sztucznego i uszczelniane żywicą epoksydową (typy KSF-019, KSF-022), co daje dużą odporność na wpływy warunków klimatycznych.
Cechą charakterystyczną fojii polistyrenowej jest jej przezroczystość, po czym można odróżnić kondensatory polistyrenowe od kondensatorów poliestrowych i poliestrowych metalizowanych, w których dielektryk (tworzywo) jest matowy.-
Parametry elektryczne kondensatorów polistyrenowych predysponują je do pracy w układach w.cz i p.cz odbiorników RTV zwłaszcza w obwodach filtrów, generatorach, regulatorach barwy dźwięku, korektorach ch-ki częstotliwościowej, przyrządach pomiarowych, układach całkujących.
Niektóre parametry kondensatorów np. kategoria klimatyczna oraz tangens kąta stratności wymagają bliższego wyjaśnienia.
Kategoria klimatyczna określa warunki klimatyczne, w których może pracować kondensator. Są to przede wszystkim najniższa i najwyższa temperatura pracy, oraz odporność na wilgoć. Oznaczenie kategorii klimatycznej podaje się według kodu cyfrowego, który zostanie omówiony przy innej okazji, lub w wartościach bezwzględnych, oddzielonych znakiem "/"� W oznaczeniu 40/70/04, pierwsza liczba informuje o najniższej temperaturze pracy (znak minus jest pomijany), w tym przypadku 70�C. Druga liczba określa najwyższą temp. pracy 70�C. Ostatnia liczba informuje o liczbie dni w ciągu których badano odporność kondensatora na wilgoć - 4 dni.
Kondensator polistyrenowy typu KSF-020-ZM (zminiaturyzowany)
KOLOROWE CZOŁO LUB PASEK OZNACZA WYPROWADZENIE OKŁADZINY ZEWNĘTRZNEJ ORAZ WARTOŚCI NAPIĘCIA ZNAM.
Rys. 1 Wygląd obudowy
Kategoria klimatyczna dla:
Un <160 V 40/070/04
Un >160 V 40/070/04
Pojemność znamionowa Cn wg tabeli i wg ciągów
E6, E12, E24
Tolerancja pojemności dla:
Cn > 470 pF w ciągu E24 2%
Cn > 100 pF w ciągu E24 5%
Cn > 33 pF w ciągu E24 10%
Cn > 10 pF w ciągu E24 20%
Napięcie znamionowe U" wg tabeli
Napięcie probiercze Up 2 Un przez 1 min
Tangens kąta stratności tg<5 dla:
Cn < 1000 pF przy f = 1 kHz < 0,001
C" > 1000 pF przy f = 1 kHz < 0,0005
Rezystancja izolacji R,z dla:
U" = 25 V-, 63 V- > 50.000 Mft
U" < 160 V- > 100.000 Mfi
Temperaturowy współczynnik
pojemności TWP (-125 ą 125)10-6 1/
16
Praktyczny elektronik 1/1994
Pojemność Napięcie Wymiary Pojemność Napięcie Wymiary
znamionowa znamionowe *-max *-*max znamionowa znamionowe Dmax 4>d
[PF] [V-] [mm] [mm] [mm] [pF] [V-] [mm] [mm] [mm]
220+ 430 9,0 3,5 0,3 3600+4300 17,0 7,0 0,4
470+ 560 9,0 4,0 0,3 4700+6200 17,0 7,5 0,4
620+ 910 9,0 4,5 0,3 6800+10.000 22,0 7,5 0,5
1000 9,0 4,6 0,3 11.000+13.000 160 22,0 8,5 0,5
1100 + 1500 25 9,0 5,5 0,3 15.000+18.000 22,0 9,5 0,5
1600 +2700 9,0 6,5 0,3 20.000+22.000 22,0 10,5 0,5
3000 +4700 11,5 6,5 0,3 39.000 28,0 12,0 0,5
5100 +6800 17,0 6,5 0,4 100+200 11,5 4,5 0,3
7500 + 10.000 17,0 7,5 0,4 220+300 11,5 5,0 0,3
11.000+15.000 17,0 8,5 0,4 330+470 11,5 5,5 0,3
220+ 430 9,0 4,5 0,3 510+680 14,0 6,0 0,4
470+ 560 9,0 4,5 0,3 750+1300 17,0 7,0 0,4
620+ 1000 11,5 5,0 0,3 1500+2000 400 17,0 7,5 0,4
1100 + 1500 11,5 5,5 0,3 2200+2700 17,0 8,5 0,4
1600 +2200 63 11,5 6,0 0,3 3000+3600 22,0 8,5 0,5
2400 +3300 17,0 6,5 0,4 3900+5600 22,0 9,0 0,5
3600 +4300 17,0 6,6 0,4 6200+8200 22,0 10,5 0,5
4700 +5600 17,0 7,5 0,4 9100+10.000 22,0 12,5 0,5
6200 +7500 17,0 8,0 0,4 10+39 9,0 3,5 0,3
8200 + 10.000 17,0 8,5 0,4 47+68 9,0 4,5 0,4
68+2400 9,0 4,0 0,3 82+150 11,5 5,5 0,4
270+ 510 9,0 5,0 0,3 160+270 11,5 6,0 0,4
620+ 1000 11,5 5,0 0,3 300+430 630 11,5 7,0 0,4
820+ 1500 160 11,5 6,0 0,3 470+750 * 17,0 7,5 0,4
1600+2000 11,5 6,5 0,3 820+910 22,0 7,0 0,5
2200 11,5 7,0 0,3 1000+1100 22,0 8,0 0,5
2400+3300 17,0 6,5 0,4 1200+1500 22,0 8,5 0,5
Kondensator polistyrenowy typu KSF-030
WYPROWADZENIE DŁUŻSZE OZNACZA OKŁADZINĘ BIERNA
OZNACZENIE NAPIĘCIA ZNAMIONOWEGO
--------1---------
Lmax
Z =
Dmax
Dmox
Rys. 2 Wygląd obudowy
Kategoria klimatyczna 40/070/04
Pojemność znamionowa C" wg tabeli i wg ciągów
E6, E12, E24
Tolerancja pojemności dla:
C" > 470 pF w ciągu E24 2%
C" > 100 pF w ciągu E24 5%
ciągu E12 10%
ciągu E6 20%
Napięcie znamionowe Un wg tabeli
Napięcie probiercze Up 2 Un przez 1
Tangens kąta stratności tgó dla:
C" < 1000 pF przy f = 1 MHz < 0,001
C" > 1000 pF przy f = 1 kHz < 0,0005
mm
Rezystancja izolacji R;z dla: Un = 63 V-U" > 160 V-
Temperaturowy współczynnik pojemności TWP
> 50.000 Mfi
> 100.000
(-125ą125)10
-6
Pojemność Napięcie Wymiary Pojemność Napięcie Wymiary
znamionowa znamionowe *-max *-'max d znamionowa znamionowe *-max ^max 4>A
[pF] [V-] [mm] [mm] [mm] [PF] [V-] [mm] [mm] [mm]
1300+2200 12,0 5,9 0,4 160+180 12,0 4,8 0,4
2400+3600 12,0 6,8 0,4 200+270 12,0 4,8 0,4
3900+4700 12,0 7,7 0,4 300+390 12,0 5,1 0,4
5100+6800 63 17,0 8,2 0,5 430 160 12,0 5,5 0,4
7500+10.000 17,0 8,2 0,5 470+680 12,0 5,5 0,4
11.000+15.000 22,0 8,2 0,5 750+1000 12,0 5,5 0,4
16.000+27.000 22,0 11,0 0,5 1100+1200 12,0 6,5 0,4
Praktyczny elektronik 1/199Ą
17
Pojemność Napięcie Wymiary Pojemność Napięcie Wymiary
znamionowa znamionowe \_max Dmax A znamionowa znamionowe Lmax Dmax
[pF] [V-] [mm] [mm] [mm] [pF] [V-] [mm] [mm] [mm]
1300H-2200 17,0 7,4 0,4 300H-390 12,0 6,0 0,4
2400H-3600 22,0 7,0 0,5 430 12,0 6,5 0,4
3900H-4700 22,0 7,6 0,5 470H-680 12,0 6,5 0,4
5100H-6800 160 22,0 9,7 0,5 750H-1000 22,0 6,5 0,5
7500H-10.000 22,0 9,7 0,5 llOOH-1200 22,0 8,7 0,5
11.000h-15.000 33,0 10,0 0,5 1300H-2200 630 22,0 8,7 0,5
16.000h-27.000 33,0 13,0 0,5 2400H-3600 22,0 9,9 0,5
3900H-4700 22,0 10,8 0,5
47H-91 12,0 4,5 0,4 5100H-6800 33,0 12,1 0,5
100H-150 12,0 4,8 0,4 7500H-10.000 33,0 12,1 0,5
160H-180 630 12,0 5,5 0,4 11.000h-15.000 33,0 14,3 0,5
200H-270 12,0 6,0 0,4 16.000h-27.000 33,0 17,5 0,5
Kondensator polistyrenowy typu KSF-0
KOLOROWE CZOŁO LUB PASEK OZNACZA WYPROWADZENIE OKŁADZINY ZEWNĘTRZNEJ ORAZ WARTOŚCI NAPIĘCIA ZNAM.


5?
LmaK

Rys. 3 Wygląd obudowy
Kategoria klimatyczna 40/070/04
Pojemność znamionowa Cn wg tabeli i wg ciągów
E6, E12, E24
Tolerancja pojemności dla:
ciągu E24
ciągu E12
ciągu E6
Napięcie znamionowe U"
Napięcie probiercze Up
Tangens kąta stratności tg5 dla:
Cn < 1000 pF przy f = 1 MHz < 0,001
Cn > 1000 pF przy f = 1 kHz < 0,0005
5%
10%
20%
wg tabeli
2 U" przez 1 min
Rezystancja izolacji R,* Temperaturowy współczynnik pojemności TWP
> 100.000
(-60ą220) 10"6 1/�C
Pojemność Napięcie Wymiary Pojemność Napięcie Wymiary
znamionowa znamionowe Lmax Umax [PF] [V-] [mm] [mm] [mm] [PF] [V-] [mm] [mm] [mm]
220- -270 11,5 4,5 0,6 150- -200 11,5 5,5 0,6
300- -330 11,5 4,5 0,6 220- -270 11,5 5,5 0,6
360- -390 11,5 4,5 0,6 300- -330 11,5 5,5 0,6
430- -470 11,5 4,5 0,6 360- -390 11,5 6,6 0,6
510- -560 11,5 4,5 0,6 430- -470 11,5 5,8 0,6
620- -680 11,5 4,5 0,6 510- -560 11,5 6,0 0,6
750- -820 11,5 4,6 0,6 620- -680 11,5 6,2 0,6
910- -1000 11,5 4,7 0,6 750- -820 11,5 6,5 0,6
1100H-1200 11,5 4,9 0,6 910- -1000 11,5 6,8 0,6
1300H-1500 11,5 5,2 0,6 IIOOh-1200 11,5 6,8 0,6
1600H-1800 63 11,5 5,5 0,6 1300H-1500 160 11,5 6,8 0,6
2000H-2200 11,5 5,8 0,6 1600H-1800 11,5 7,4 0,6
2400H-2700 11,5 6,2 0,6 2000H-2200 11,5 7,7 0,6
3000H-3300 11,5 6,7 0,6 2400H-2700 11,5 8,4 0,6
3600H-3900 11,5 7,2 0,6 3000H-3300 11,5 9,1 0,6
4300H-4700 11,5 7,7 0,6 3600H-3900 22,0 7,2 0,8
5100H-5600 17,0 6,9 0,6 4300H-4700 22,0 7,6 0,8
6200H-6800 17,0 7,3 0,6 5100H-5600 22,0 8,3 0,8
7500H-8200 17,0 7,5 0,6 6200H-6800 22,0 9,1 0,8
9100H-10000 17,0 8,0 0,6 7500H-8200 22,0 9,6 0,8
18
Praktyczny elektronik 1/1994
Pojemność Napięcie Wymiary Pojemność Napięcie \ Wymiary
znamionowa znamionowe *-max '-'max 0d znamionowa znamionowe *-max *-)max A
[PF] [V-] [mm] [mm] [mm] [PF] [V-] [mm] [mm] [mm]
9100-^10000 22,0 10,1 0,8 910-1000 11,5 8,5 0,6
11.000h-12.000 32,0 9,0 0,8 1100- -1200 22,0 7,2 0,8
13.000h-15.000 32,0 9,5 0,8 1300- -1500 22,0 7,6 0,8
16.OOOh-18.000 160 32,0 10,2 0,8 1600- -1800 22,0 8,0 0,8
20.000h-22.000 32,0 11,0 0,8 2000- -2200 22,0 8,4 0,8
24.000h-27.000 32,0 13,0 0,8 2400- -2700 22,0 8,9 0,8
47H-130 11,5 5,5 0,6 3000- -3300 22,0 9,5 0,8
150- -200 11,5 5,8 0,6 3600- -3900 630 22,0 10,1 0,8
220- -270 11,5 6,0 0,6 4300- -4700 22,0 10,8 0,8
300- -330 11,5 6,2 0,6 5100- -5600 32,0 9,3 0,8
360- -390 630 11,5 6,4 0,6 6200- -6800 32,0 10,0 0,8
430- -470 11,5 6,6 0,6 7500- -8200 32,0 10,7 0,8
510- -560 11,5 7,0 0,6 9100- -10000 32,0 11,5 0,8
620- -680 11,5 7,4 0,6 11.000h-12.000 32,0 12,5 0,8
750- -820 11,5 7,9 0,6 13.000h-15.000 32,0 13,5 0,8
Tangens kąta stratności charakteryzuje ilość energii traconej w 1 cm3 dielektryka w ciągu 1 s. Kondensator rzeczywisty można przedstawić w postaci równolegle połączonego idealnego kondensatora i idealnego rezystora. Jeżeli do takiego układu doprowadzimy napięcie zmienne przez kondensator i rezystor popłynie prąd. Straty mocy w rezystorze będą miarą stratności dielektrycznej. Kąt 6 mierzony jest pomiędzy wektorem prądu płynącego przez kondensator, a wektorem prądu płynącego przez rezystor. Przy wartości tg<5 podaje się zawsze częstotliwość przy której został on zmierzony Generalizując im tangens jest mniejszy, tym lepszy jest kondensator.
Informacje dodatkowe
Kondensatory mogą pracować także przy napięciu przemiennym, lub zawierającym składową przemienną W przypadku spełnienia następujących warunków:
1. Suma wartości napięcia stałego i szczytowej wartości składowej przemiennej nie może przekroczyć napięcia podanego na wykresie;
żioo' z 90 O | 80 ~70 o L60 < 2 1
_--------------- - I l l -l I l l i j i l i
313 323 328 333 34-3 K (40) (50) (55) (60) (70) (�C)
2. Wartość skuteczna składowej przemiennej nie może przekroczyć wartości napięcia podanego na wykre-
o 1+0 z o 1 30 < O a. 10 < 21
^Ś�. ^dla Un = 25V;63V ^dla Un = 160V;4-00V /dla Un=630V


293 303 313 323 333 343 K (20) (30) (4-0) (50) (60) (70) ('c)
3. Jako częstotliwość graniczną należy przyjąć wartość obliczoną wg wzoru:
f=7
l
2n Ś c [F] Ś usk [v]
[Hz]
Dla kondensatorów typu KSF-020-ZM wartości \max wynoszą:
\max = 0,3 A dla lmax = 9 mm,
\max = 0,5 A dla Lmax = 11,5 mm,
\max = 0,7 A dla Ymax = 17,5 mm,
\max = 1,0 A dla lmax = 22,5 mm. Dla kondensatorów typu KSF-022 wartość \max wynosi 0,5 A.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
Praktyczny elektronik 1/1994
19
sce po podłączeniu zasilania układu pod bezpiecznik 5(E) lub 6 (F).
9. W rozwiązaniu opisanym przez Autora oszczędności energii elektrycznej nie ma wcale, a wręcz pobór wzrasta, co spróbuję udowodnić:
-jedziemy (w nocy) i mamy włączone światła drogowe. Przełączamy przełącznik w kolumnie kierownicy w poz. światła mijania - światła drogowe gasną (zasada pracy przełącznika zespolonego), -jedziemy na światłach mijania i włączamy światła drogowe. W oryginalnym rozwiązaniu światła mijania gasną, lecz w układzie po przeróbce świecą nadal (zmniejszając jasność) co powoduje w efekcie grzanie się tranzystorów, oraz wzrost prądu pobieranego przez układ.
Oszczędność energi miałaby miejsce przy jeździe tylko w dzień i tylko na światłach dziennych."
Po przeczytaniu tego listu przyznałem racje jego Autorowi, ale na razie tylko teoretycznie, gdyż układ zamontowany w moim samochodzie działa prawidłowo!!!. Przeprowadziłem jednak dokładniejsze badania i okazało się, że mój błąd przy projektowaniu nie został wykryty przez nieszczęśliwy zbieg okoliczności.
Podczas pierwszych prób modelu (wykonanego w postaci "pająka" na płytce uniwersalnej) nie zaobserwowałem wolnego wyłączania się tranzystorów T2 i T3 ponieważ wyłączanie zasilania płytki i żarówki odbywało się równocześnie, gdy wyłączałem zasilacz. Po zaprojektowaniu płytki drukowanej zmontowałem prototyp, którego działanie sprawdziłem w samochodzie. Układ działał i działa do dziś poprawnie. Przyczyną prawidłowej pracy układu, jest uszkodzony kondensator C6, który charakteryzuje się dużym prądem upływu (jako C6 zastosowałem nowy, miniaturowy kondensator produkcji zagranicznej).
Mój błąd polegał na tym, że nie uwzględniłem stanu nieustalonego w momencie wyłączania zasilania układu, kiedy to tranzystor Tl przestaje przewodzić (bez względu na położenie włącznika WŁ1) i kondensator C6 nie może się rozładować. Napięcie na dobrej jakości kondensatorze, produkcji polskiej, polaryzujące bramki tranzystorów T2 i T3 może się utrzymać przez ponad 24 godziny od momentu wyłączenia zasilania. Nawet w przypadku gdy w momencie wyłączenia napięcia zasilania tranzystor Tl przewodził, co spowodowało rozładowanie kondensatora C6, po kilku milisekundach napięcie na nim z powrotem narasta do wartości wystarczającej do włączenia tranzystorów T2 i T3. Zjawisko to jest spowodowane " regeneracją" ładunków w dielektryku kondensatora i występuje wyraźnie w kondensatorach elektrolitycznych.
Mój pech polegał na tym, że zastosowany w prototypie kondensator charakteryzował się dużym prądem upływu, który rozładowywał bardzo szybko (w ciągu
kilkunastu milisekund) kondensator. Jest to pierwszy przypadek, z jakim się spotkałem, kiedy niesprawny element spowodował poprawną pracę układu.
Rys. 1 Poprawiony schemat ideowy układu regulatora świateł dziennych
Z powyższych badań wynika bardzo proste rozwiązanie problemu, polegające na dołączeniu rezystora o wartości 10 kL~2 równolegle do kondensatora C6 (Rys.l). Dodatkowo w układzie zastosowałem diodę świecącą D5, która sygnalizuje zapalenie świateł dziennych. Montuje się ją bezpośrednio w kabinie kierowcy przy włączniku WŁ1. W tym przypadku rezystor R5 zastąpiony został dwoma rezystorami R5a i R5b, a wyprowadzenie do diody i włącznika WŁ2 poprowadzono z punktu połączenia tych rezystorów.
Zmianie ulega także połączenie przy skrzynce bezpieczników. Napięcie do zapalania świateł mijania pobierane jest od storny punktu "1" bezpiecznika 1(A).
Możliwe jest także rozwiązanie sugerowane przez Czytelnika (pkt 7), ale ma ono jedną wadę. Nie eliminuje z obwodów prądowych włącznika głównego świateł i przełącznika zespolonego w układzie kierownicy.
Częsta zmiana świateł mijania na drogowe w czasie jazdy nocnej, przy dużym natężeniu ruchu może wywołać niewielkie grzanie się tranzystorów. Można temu zaradzić stosując niewielki radiator przykręcony do tranzystorów T2 i T3. Tranzystory powinny być odizolowane przekładką mikową od radiatora.
Odpowiedź na pytania zawarte w punkcie 8 listu jest pozytywna, tzn. można stosować takie rodzaje pracy tranzystorć ^ MOSFET.
Za wszystkie błędy powstałe z mojej winy przepraszam Czytelników Praktycznego Elektronika.
O mgr inż. Maciej Bartkowiak
20
Praktyczny elektronik 1/1994
Częstościomierz cz. 5
Przystępując do projektowania częstościomierza nie przypuszczałem, że urządzenie to spotka się z tak dużym zainteresowaniem Czytelników. Do redakcji napływa wiele listów z uwagami i propozycjami. Najczęściej powtarzającym się tematem są problemy z kupnem odpowiednich wyświetlaczy ze wspólną katodą. Przyczyną tego stanu rzeczy jest najprawdopodobniej duża popularność układów TTL, w których dekoder UCY 7447 steruje pracą wyświetlaczy ze wspólną anodą. Wszystko to sprawia, że handlowcy sprowadzają przede wszystkim wyświetlacze o wspólnej anodzie.
W rodzinie układów CMOS układy sterujące przy stosowane są najczęściej do sterowania wyświetlaczami o wspólnej katodzie. Postanowiłem zatem rozwiązać ten problem i zaprojektować prosty układ sterowania wyświetlaczami. Przy okazji powstała nowa płytka drukowana pozwalająca na zamontowanie innego typu wyświetlaczy. Przyjęte rozwiązanie daje możliwość zastosowania czterech różnych wariantów budowy pola odczytowego, o czym za chwilę.
Zmiany w układzie przy zastosowaniu wyświetlaczy ze wspólną anodą.
Zastosowanie wyświetlaczy ze wspólną anodą wymaga wykonania dodatkowych inwerterów, włączonych pomiędzy dekodery CD 4511, a wyświetlacze Schemat inwerterów i ich podłączenia do układu przedstawiono na rys.l. Inwertery zostały zamontowane na wąskiej płytce drukowanej numer 118. Wartości rezysto-
rów Rl-^-R42 umieszczonych na płytce liczników numer 089 ulegają zmianie na 22 kft/0,125 W.
US4
CD 4511 e d c b o g f
US4
CD 4511 e d c b o 9 f
! i
WYŚWIETLACZ
ZE WSPÓLNĄ
KATODĄ
PŁYTKA
WZMACNIACZY
TRANZYSTOROWYCH
WYŚWIETLACZ
ZE WSPÓLNA
ANODA
Rys. 1 Schemat blokowy i ideowy układu wyświetlania wyniku pomiaru
PRZECIĄĆ POŁĄCZENIA Z MINUSEM I PODŁĄCZYĆ ANODY DO PLUSA
/ / \
CYFRA4
FAB
ooo oooo
DC EDGC
FGAB FAB OOOO OOO
ooo oooo
EDC EDGC
FGAB FA OOOO OO
ooo oooo
EDC EDGC,
PRZECIĄĆ.+" PODŁĄCZYĆ DO..J.' KOŃCÓWKĘ R1
Rys. 2 Schemat ideowy i montażowy połączenia rezystora Rl na płytce numer 090, wraz z zaznaczeniem miejsc przecięcia icieśek dla wyświetlacza ze wspólną anodą
Praktyczny elektronik 1/1994
21
Wyświetlacze ze wspólną anodą wymagają także odmiennego sterowania przecinkiem. W tym przypadku zmiana polega na połączeniu dolnego końca rezystora Rl, umieszczonego na płytce wyświetlaczy numer 090 z masą (Rys.2). Oprócz tego na płytce 090 trzeba przeciąć trzy ścieżki doprowadzające masę do wyświetlaczy. W miejsce masy do wyświetlaczy doprowadza się plus zasilania.
Powyższe zmiany dają możliwość wykorzystania w układzie częstościomierza wyświetlaczy podwójnych ze wspólną katodą (układ bez zmian) lub ze wspólną anodą przy zastosowaniu dodatkowej płytki drukowanej inwerterów (nr 118).
Poniżej zamieszczamy tabele wszystkich znanych nam typów wyświetlaczy, które można zastosować w częstościomierzu.
Tabela 1
Wyświetlacze pojedyncze, wysokość cyfry 13,0-7-14,5 mm
Typ wyświetlacza Typ wyświetlacza Kolor
ze wspólną anodą ze wspólną katodą świecenia
BS-A 512 RD BS-C 512 RD zielony
BS-A 515 RD BS-C 515 RD czerwony
CQVP 31 CQVP 32 czerwony
CQVP 35 CQVP 36 zielony
CQVP 39 CQVP 40 żółty
D 350 PA D 350 PK czerwony
HD 1131 HD 1133 czerwony
SA 52-11 HWA SC 52-11 HWA czerwony
SA 52-11 EWA SC 52-11 EWA s. czerwony
SA 52-11 GWA SC 52-11 GWA zielony
SA 52-11 YWA SC 52-11 YWA żółty
SA 52-16 HWA SC 52-16 HWA czerwony
SA 52-16 EWA SC 52-16 EWA s.czerwony
SA 52-16 GWA SC 52-16 GWA zielony
SA 52-16 YWA SC 52-16 YWA żółty
SL 1119 SL 1110 czerwony
TDSR 5150 TDSR 5160 czerwony
TLR 369 - czerwony
TOS 5161 BG - zielony
TOS 5161 BR - czerwony
- DL 500K czerwony
- TL 702 czerwony
W sklepach spotyka się znacznie więcej różnych typów wyświetlaczy niż podaliśmy to w tabeli 1. Ponieważ połączenia pomiędzy dekoderami, a wyświetlaczami poprowadzone są przy pomocy przewodów można także zastosować dowolny wyświetlacz, którego nóżki będą pasowały w otwory w płytce 090 lub 117. Należy tylko sprawdzić rozkład wyprowadzeń poszczególnych segmentów, oraz elektrody wspólnej i odpowiednio połączyć przewody.
Tabela 2.
Wyświetlacze podwójne wysokość cyfry 13 ,0-7-14,5 mm
Typ Typ Kolor
wyświetlacza wyświetlacza świecenia
ze wspólną anodą ze wspólną katodą
BD-A 512 RD BD-C 512 RD czerwony
BD-A 515 RD BD-C 515 RD zielony
CQ 3397 - ?
CQY 87A CQY 88K ?
CQY 89A CQY 90K ?
CQY 91A CQY 92K ?
CQY 93A - ?
HA 2132 - 7
MAN 6710 - 7
TOD 5261 BG TOD 5261 AG zielony
TOD 5261 BR TOD 5261 AR czerwony
Oprócz inwerterów zaprojektowana została nowa płytka wyświetlaczy numer 117. Można na niej zamontować pojedyncze wyświetlacze ze wspólną anodą lub katodą, pamiętając, że wyświetlacze ze wspólną anodą wymagają stosowania tranzystorowych inwerterów. Mozaika płytki numer 117 została zaprojektowana w taki sposób, aby po wlutowaniu w nią wyświetlaczy, cały blok można było umieścić na płytce numer 090 (Rys.3). Połączenia płytek zostały wykonane z odcinków drutu 0,5-r-0,6 mm, które są wlutowane z jednej strony w płytkę 117, a z drugiej w otwory pod wyświetlacze na płytce 090.
KORPUSY TRANZYSTORÓW
2,5mm MAX
BC238B
\
0 XD C38
- PRZEWODY -
02
PŁYTKA NR 117 Z ZAMONTOWANYMI WYŚWIETLACZAMI
ł
nrrr 'miiriTr 'nnrmT
FRAGMENT PŁYTKI NR 090
Rys. 3 Połączenie płytki 117 z płytką O9O
Chcąc wykonać to połączenie w pierwszej kolejności należy wlutować odcinki drutu o długości ok. 5 cm w płytkę 117. Następnie końce obcina się na ukos (Rys.3). Ukształtowane w ten sposób końcówki można teraz kolejno wkładać w otwory w płytce 090. Po włożeniu wszystkich drutów można rozpocząć lutowanie. Bez stosowania tego tricku włożenie 54 przewodów jest praktycznie niemożliwe.
Au}3isaizp lu;Ajb3o|
[ap] (Tn/2n)�io3 = nM
apaidsu -
:aizpS
[a/a] Tn/Cn = n>i i j9
1 i x Ajozaa E["EiME}spazjd psouza|EZ -3iu aiupaiModpo [gp] ipepq/fc3p �\ qn| '[ą/ą] w ouo ;sa(" 3uezejA/\Ą oSaMopsfaM op oSaMopsfAM epsideu >jaunso;s AuieaaAzeu bzdeiu3eujzaa tuAmopdideu ujsiu
e|p e)|;ujoiqpo 3Mops zejo (ejołE|npoLuap op Aua^ue po) zod-zo/w njoi niusiuDoujz� oiAMo^pedAM o afnpAoap fsiupsjsod psoMi|}O}sazD ZDBiuDeujz/\y\
fara
-pajsod ps
*zd
O ZSn[JBQ ZU]
Z; MOpOM3Zjd
iuje>juppo oueuojA/w 58O !
060 jLUB>|)A{d Z MOJ9}J3M
-ui Biuazsejoj 3iq3is >joqo
3IS BZ3ZS3IOIZ 3IU 3ZSqnjS
zAp2 '(uiuu g'j xeai) 3|)js -E}d suo pAq Auuimoj A/wop -nqo Lpi eu 33ba/mi ppojMZ AzsjBu Mojo^sAzuej; sidn>j -bz Azjj Ś ^e^fpjjj mm fezD
-AMZBZ >jBf 3IU B 'IUI| |3U
-psf m bs auozDZsaiujn (joo, 'Bzeq 'JSłjLUs) moj !>)zo|\| (^sAy) ujAmozbiuolu n>|unsAj bu
O^ OUBZB^od S^ef )(B1 'UBIUJ -azjd BU BS aUBMO^UOLU MOJ
-oisAzsj Asndjo^ faMouoid ipAzod m ouB/v\o;uoujez
(M 921'0/m t\ H36!3?�? -jem o ai^sAzsw) AjojsAzaj
faiupaiModpo eu buemodolu -bz dbisoz AuuiMod X3S3y l/i aiOH S1M HM
l>|IUZDB}aZjd ZEJO '3DED3IMS
Apoip ai^sAzsM za; oSa; -E|p 'faz A aa ;sal"euoz3zsa|ujn
bujoS oipBuoj (L sXy) 060 bu ais tiDAofernpfBuz poip
X;zso>)
jz 008 S - 811 łz 001 S - LII
BOSf-'- T303IM feTnUjfBZ
LUaiUaZDI|BZ BZ BS
(azsjazs bs) ao;A|d bu 3ubmoj,uoujbz azDB|iaiMsAM azouApafbj
siupaiModpo o; ezsniuAĄ/\
W po %. % QO $ Q0 $ $ % % $ $ op oooo
�1 /I X X X X X X X X X X X X XXX X X X X
a a fl R R R fl R R R fl fl R fl a a a fl fl a a
OCOOOOOCOCOOOOCOCOO^^
3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 O
ŚO
000 00000 00000 00000 00000000
600 00606160600 006
f66l/l
Praktyczny elektronik 1/1994
23
Wzmocnienia kolejnych stopni wyrażone w [V/V] należy pomnożyć przez siebie, aby uzyskać wzmocnienie wypadkowe. Wzmocniena kolejnych stopni wyrażone w [dB] sumuje się dla uzyskania wzmocnienia wypadkowego. Przykładowo, wzmocnienie toru w.cz-p.cz będzie iloczynem wzmocnień wzmacniacza w.cz, mie-szacza (stopnia przemiany) i wzmacniacza p.cz., jeśli będą one wyrażone w [V/V], lub sumą tych wzmocnień jeśli będą wyrażone w [dB]. Często spotyka się też określenie wzmocnienia mocy. Jest to stosunek mocy na wyjściu wzmacniacza do mocy wejściowej. Może ono być wyrażone w [W/W], lub również w [dB]. Zależności przedstawiają wzory 3 i 4.
Wzór 3 kp =
gdzie: Pi - moc wejściowa, P2 - moc wyjściowa.
[W/W]
Wzór 4 kp = 101og(P2/P1) [dB]
Do parametrów selektywnościowych przy małych odstrojeniach zalicza się selektancję i pasmo. Selektan-cja jest określana jako tłumienie częstotliwości środkowej sąsiedniego kanału (sąsiedniej stacji). Pasmem nazywa się zakres częstotliwości, przy których wzmocnienie toru (wzmacniacza) spada o 3 dB. Ilustację tych pojęć przedstawiono na rys. 1.
Ku . [dB]' 0 -3 i
\ 8 B - PASMO [kHz] S - SELEKUA [dB] ą*f - AM - 9kHz ąAf - AM - 300kHz
f
fs
-*f +*f [kHz, MHz]

Rys. 1 Selektancja i pasmo odbiornika radiowego
Po tej dygresji dotyczącej przypomnienia określeń wzmocnienia napięciowego, wzmocnienia mocy, selek-tancji i pasma zapoznajmy się z budową typowych wzmacniaczy p.cz. Najczęściej realizowane są one w/g dwóch koncepcji:
- wzmacniacze o rozłożonej selektywności,
- wzmacniacze o skupionej selektywności. Wzmacniacze o rozłożonej selektywności składają
się z kilku tzw. wzmacniaczo-filtrów czyli kolejnych stopni, z których każdy zawiera element czynny (tranzystor) i filtr LC (pojedynczy obwód rezonansowy, obwody sprzężone) lub filtr ceramiczny. Budowę takiego wzmacniacza przedstawiono na rys.2.
WZMACNIACZO-FILTR
Rys. 2 Wzmacniacz p.cz. o rozłożonej selektywności
Wzmacniacze o skupionej selektywności realizowane są zazwyczaj z wykorzystaniem układów scalonych. Układ scalony realizuje wzmocnienie wzmacniacza, a właściwości selektywne (filtrację) zapewnia rozbudowany filtr, zawierający elementy LC i rezonatory ceramiczne. Budowę tej wersji przedstawiono na rys 3.
OBWÓD WYJŚCIOWY
WE
FILTR

UKŁAD SCALONY
Rys. 3 Wzmacniacz p.cz. o skupionej selektywności
Dokładny opis strojenia wzmacniacza p.cz. odbiornika radiowego zawarty jest w fabrycznej instrukcji serwisowej dostarczanej do autoryzowanych punktów serwisowych. Nasz artykuł będzie zawierał ogólne zasady i wskazówki dotyczące strojenia w sytuacji braku instrukcji serwisowej.
Przygotowanie stanowiska do strojenia
Przyrządem najbardziej odpowiednim do strojenia wzmacniaczy p.cz. jest wobuloskop. Powinien być wyposażony w kabel podawczy (najczęściej koncentryczny) służący do podawania sygnału, oraz kabel zbiorczy służący do odbierania sygnału. Kabel podawczy będzie przekazywał do strojonego wzmacniacza sygnał wielkiej, a dokładnie pośredniej częstotliwości i powinien posiadać odpowiednią do wyjścia wobuloskopu impedancję falową (najczęściej 75 Ci). Kabel zbiorczy będzie przekazywał sygnał małej częstotliwości, uzyskany na wyjściu demodulatora odbiornika, lub w tzw. sondzie detekcyjnej i nie musi spełniać specjalnych wymagań. Sonda detekcyjna - to demodulator pomiarowy umożliwiający obserwację charakterystyk obwodów wielkiej, czy pośredniej częstotliwości. (Schemat takiej sondy był zamieszczony w artykule pt. "Radiotelefon na pasmo 27 MHz" PE 9/93 - przyp. red).
Generalną zasadą podczas strojenia jest minimalizowanie szkodliwego wpływu rozstrajającego kabli, wobuloskopu itp. na strojone obwody. Dlatego sygnał
24
Praktyczny elektronik 1/1994
p.cz. należy podawać przez jak najmniejsze pojemności łączone na zakończeniu kabla podawczego. Kabel zbiorczy powinien być podłączony do demodulatora za pośrednictwem rezystora o wartości 47-100 kQ. Na kształt obserwowanej na ekranie wskaźnika wobulo-skopu charakterystyki wzmacniacza wpływa częstotliwość wobulacji, czyli zmian częstotliwości sygnału p.cz. Jeśli jest to możliwe należy ustawiać jak najmniejszą. Osobny rozdział stanowią wkrętaki służące do pokręcania rdzeniami strojonych obwodów. Powinny być wykonane z materiałów niemagnetycznych (mosiądz, tworzywa sztuczne) a kształt ich zakończeń dostosowany do kształtu otworów rdzeni Są już dostępne w handlu komplety takich wkrętaków wykonanych z tworzywa sztucznego
Przygotowanie odbiornika do strojenia
Niezbędne będzie najczęściej dostanie się do wnętrza odbiornika. Musimy w tym momencie zwrócić szczególną uwagę na zachowanie warunków bezpieczeństwa. Trzeba zwrócić uwagę na obwody podłączone do sieci energetycznej. Ideałem, co zresztą zalecają fabryczne instrukcje serwisowe jest podłączenie odbiornika do sieci za pośrednictwem transformatora oddzielającego. Po dostaniu sie do wnętrza odbiornika należy zapoznać się z rozmieszczeniem i rolą poszczególnych podzespołów. Należy zlokalizować wzmacniacz p.cz., jego wejście, kolejne filtry i stopnie, oraz wyjście demodulatora. Bardzo pomocne przy tym jest posiadanie schematu odbiornika.
Podłączenie sygnału i strojenie
Kabel zbiorczy podłączsmy do wyjścia demodulatora. Jeśli mamy trudności z jego lokalizacją to może to być potencjometr siły głosu lub w ostateczności wyjście wzmacniacza m.cz. Kabel podawczy łączymy do wejścia stopnia na którego wyjściu znajduje się filtr (obwód rezonansowy) demodulatora (detektora). Zasadą jest strojenie wzmacniacza od końca tzn. od wyjścia do wejścia. Ustawiamy częstotliwość i zakres jej zmian na wobuloskopie, oraz regulujemy napięcie wyjściowe i czułość wejścia wobuloskopu. Strojenie należy przeprowadzać przy jak najmniejszym poziomie napięcia wyjściowego z wobuloskopu i odpowiednio dużej czułości wejścia wskaźnika wobuloskopu.
Pokręcając rdzeniem cewki obwodu strojonego uzyskać na ekranie wskaźnika maksymalną wysokość krzywej zwracając uwagę na odpowiednią szerokość pasma. Przekładamy kabel podawczy na wejście poprzedniego stopnia wzmacniacza i stroimy jego obwód wyjściowy. Operację kończymy podając sygnał na wejście miesza-cza. W celu uniknięcia zakłóceń korzystnym jest zablokowanie heterodyny np. przez podłączenie równolegle do jej obwodu rezonansowego kondensatora o odpowiednio dużej pojemności. Wszyscy Czytelnicy zauważyli już, że opisany sposób strojenia dotyczy wzmacniacza p.cz. o rozłożonej selektywnośc) bez filtrów ce-
ramicznych. Szczególną uwagę należy zwrócić na dokładne ustalenie środkowej częstotliwości wobuloskopu - powinna ona być równa częstotliwości pośredniej przewidzianej dia strojonego wzmacniacza.
Nowoczesne odbiorniki radiowe wyposażane są we wzmacniacze p.cz. o skupionej selektywności, w których filtrach są stosowane filtry ceramiczne. Filtry ceramiczne produkowane są na określone częstotliwości, jednak producenci dopuszczają pewną ich tolerancję tzn. odchyłki od częstotliwości znamionowej. Z tego względu wzmacniacz p.cz. wyposażony w filtr ceramiczny musi być strojony na faktyczną częstotliwość środkową filtru. W tym przypadku kabel zbiorczy podłączamy również na wyjście demodulatora. Kabel podawczy musimy podłączyć na wejście stopnia poprzedzającego filtr ceramiczny. Najczęściej będzie to wejście mie-szacza. Stroimy obwody wzmacniacza na maksymalną wysokość krzywej zachowując odpowiednią szerokość pasma. Przy strojeniu wzmacniacza p.cz. odbiornika sygnałów z modulacją częstotliwości na wyjściu demodulatora uzyskujemy t.zw. krzywą "S" przedstawiajającą w zasadzie charakterystykę demodulatora. Niezbędne jest jej zgranie z krzywą przenoszenia wzmacniacza p.cz. Krzywą przenoszenia uzyskamy stosując, sondę detekcyjną. Właściwe zgranie obu krzywych przedstawia rys.4.
KRZYWA PRZENOSZENIA X KRZYWA "S" \ /
0
Rys. 4 Krzywa "S" i krzywa przenoszenia wzmacniacza p.cz. FM
Sondę detekcyjną należy podłączyć do wejścia stopnia wzmacniacza na którego wyjściu znajduje się demodulator, inaczej na wejście t.zw. ogranicznika niezbędnego we wzmacniaczu p.cz. FM. W nowoczesnych odbiornikach będzie to wejście układu scalonego wzmacniacza częstotliwości pośredniej. Kabel podawczy powinien wówczas być podłączony do wejścia stopnia przemiany w t.zw. głowicy FM. Krzywą przenoszenia wzmacniacza stroi się na maksimum, a krzywą "S" na maksymalną wysokość wierzchołków i prostolinio-wość odcinka środkowego. Środek prostoliniowego odcinka tzw. zero powinno pokrywać się z wierzchołkiem krzywej przenoszenia.
Ciąg dalszy w następnym numerze
Praktyczny elektronik 1/1994
Pomiar charakterystyki częstotliwościowej.
Przy konstruowaniu różnych urządzeń często zachodzi potrzeba zbadania przebiegu charakterystyki częstotliwościowej. Wykonanie odpowiednich pomiarów nie sprawia wielu problemów, wymaga tylko posiadania przestrajanego generatora sygnałowego, oraz woltomierza napięć zmiennych. Jednakże większość graficznych zobrazowań charakterystyk przedstawiana jest w logarytmicznym układzie współrzędnych, i tutaj zaczynają się "schody", które są nie do pokonania przez wielu Czytelników. Artykuł ma na celu zapoznanie z bardzo prostym w sumie pomiarem i wykreśleniem charakterystyk.
Logarytm jest jak powszechnie wiadomo zwierzem wyjątkowo niebezpiecznym, które gryzie i kopie, mogąc przyprawić człowieka o trwałe kalectwo. Zwierze to zalicza się do gatunku matematykowatych i występuje w dwóch odmianach: dziesiętnej i naturalnej. Druga odmiana jest bardziej niebezpieczna, gdyż ma podstawę niewymierną, nieskończoną i nieobliczalną w skutkach swego działania. Mając na względzie zdrowie zacnych Czytelników postaram się obłaskawić odmianę dziesiętną, mniej groźną. Choć nie jednemu skóra na karku cierpnie, chcąc zostać elektronikiem musi prędzej czy później doznać "rozkoszy" kontaktu z logarytmem. Obłaskawienie tego zwierza prędzej czy później wyda słodkie owoce. Ale dość tych żartów, przystępujmy do dzieła.
Obłaskawienie logarytmów zamieszczono w Praktycznym Elektroniku 3/92, do którego odsyłam Czytelników. Teraz przedstawię praktyczne zastosowanie zdobytej wiedzy przy wykreślaniu charakterystyk częstotliwościowych.
Charakterystyka częstotliwościowa układu jest to zależność jego wzmocnienia napięciowego od częstotliwości. Charakterystykę częstotliwościową można przedstawić w wartościach wzmocnienia bezwzględnego (określającego wzmocnienie całkowite układu), lub w postaci wzmocnienia względnego stanowiącego różnicę wzmocnienia przy danej częstotliwości sygnału pomiarowego, i wzmocnienia przy częstotliwości odniesienia. Dla urządzeń akustycznych najczęściej jako częstotliwość odniesienia stosuje się 1 kHz.
Zależności te przedstawia się w formie wykresu (zmieszczonego na sąsiedniej stronie). Na osi rzędnych (pionowej) odłożone są zmierzone wartości wzmocnienia wyrażone w dB, a na osi odciętych (poziomej) częstotliwości. Podziałka częstotliwości ma charakter logarytmiczny, pozwalając tym samym na objęcie szerokiego zakresu częstotliwości. Zamieszczony wykres obejmuje cztery dekady częstotliwości od 10 Hz do 100 kHz. Oczywiście wykres można wykorzystać w innym zakre-
sie częstotliwości np. od 10 kHz 10 MHz, zmianiając odpowiednio oznaczenia. Charakterystykę częstotliwościową można wyznaczyć punktowo, przez pomiar dla różnych częstotliwości, lub w sposób ciągły za pomocą metody wobuloskopowej.
Pomiar punktowy przeprowadza się mierząc napięcie wejściowe i wyjściowe badanego układu przy zadanej częstotliwości. Liczba punktów pomiarowych (częstotliwości przy których dokonuje się pomiaru) powinna być dość duża, aby można było wykreślić charakterystykę. W miejscach silnych "zafalowań' charakterystyki pożądane jest zwiększenie liczby punktów pomiarowych.
Schemat układu do pomiaru charakterystyk częstotliwościowych zamieszczono na rysunku 1.
CZĘSTOSCIOMIERZ
GENERATOR
R1=9kC R2=1k2
R1=9,9k2 R2 = 1002
Ku = -20dB
Ku = -40dB
UKtAD BADANY
Rys. 1 Schemat układu do pomiarów charakterystyki częstotliwościowej
Sygnał z generatora przebiegu sinusoidalnego o regulowanej częstotliwości doprowadzony zostaje do badanego układu. Może to być wzmacniacz napięciowy, wzmacniacz mocy, regulator barwy dźwięku, przed-wzmacniacz gramofonowy, kompresor dynamiki itd. W przypadku gdy badany układ może pracować z sygnałem wejściowym o poziomie setek miliwoltów generator podłącza się bezpośrednio do wejścia. Jeżeli jednak układ ma dużą czułość np. przedwzmacniacz gramofonowy, wzmacniacz odczytu w magnetofonie, powinno się na wejściu stosować dzielnik rezystancyjny zmniejszający amplitudę napięcia wejściowego. Dzielnik umieszcza się możliwie blisko układu badanego (najlepiej bezpośrednio na zaciskach wejściowych). Takie rozwiązanie zmniejsza przenikanie zakłóceń i przydźwię-ków sieci na wejście układu. Zalecane jest także, aby rezystancja rezystora R2 była równa rezystancji źródła sygnału z którym normalnie współpracuje układ. Stopień podziału wprowadzany przez dzielnik jest właściwie dowolny, ale ze względów praktycznych (łatwiejszych obliczeń) powinien on wynosić 1:10, lub 1:100, co dopowiada -20 i -40 dB.
+20
+18
+16
+14
+12
+10
+8
+6
+4
+2
-2
40
Praktyczny Elektronik
to
O5
-10
-12
-14
-16
-18
-20
dB 38
36
34
32
30 _^
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0 r
a
5
3 s
101 1,5 2 3 4 5 6 7 8 9102 1,5 2
4 5 6 7 8 910 1,5 2
4 5 6 7 8 9104 1,5 2
4 5 6 7 8 910'
Praktyczny elektronik 1/1994
27
Częstotliwość wyjściową generatora kontroluje się przy pomocy częstościomierza. Napięcie wyjściowe generatora powinno być stałe w całym zakresie częstotliwości. Do pomiaru niezbędny jest woltomierz napięcia zmiennego mierzący poprawnie w całym zakresie częstotliwości. Większość popularnych mierników cyfrowych nie spełnia tego wymogu. Jeżeli amplitudy napięcia są stosunkowo duże (powyżej 1 V) można wykonać pomiar przy pomocy detektora szczytowego z diodą germanową, mierząc napięcie stałe. Kondensator w detektorze powinien mieć pojemność pojedynczych mikro-faradów.
Wyniki poszczególnych pomiarów najwygodniej jest zapisywać w postaci tabeli, podając częstotliwość i wartość napięcia wyjściowego. Po zapisaniu wyników i zakończeniu pomiarów przystępuje się do obliczeń i zaznaczania punktów na wykresie.
Wykreślając charakterystykę wzmocnienia bezwzględnego wykonujemy banalne obliczenia, do których niezbędny jest kalkulator z logarytmami.
Ku [dB] = 20 � log
UWy [V]
Wzór 1
Uwe [V]
gdzie:
Ku wzmocnienie bezwzględne
UWy napięcie wyjściowe
Uwe - napięcie wejściowe
Wyniki obliczeń nanosimy na wykres przy odpowiednich częstotliwościach. Po naniesieniu wszystkich punktów można połączyć je linią, która wyznaczy przebieg charakterystyki. Przydatny do tego celu może okazać się krzywik.
Jeżeli podczas pomiaru stosowany był wejściowy dzielnik Rl, R2 do wyników wyrażonych w decybelach dodajemy stopień podziału dzielnika także wyrażony w decybelach.
W przypadku wyznaczania charakterystyki wzmocnienia względnego wzór 1 przybiera postać:
[dB] = 20 � log
[V]
gdzie:
u,
wy
z [V]
- wzmocnienie względne
- napięcie wyjściowe
Wzór 2
Uwyf=i kHz ~ napięcie wyjściowe przy częstotliwości odniesienia 1 kHz
Jeżeli wynik będzie dodatni oznacza to, że wzmocnienie dla danej częstotliwości jest większe niż dla 1 kHz, a gdy jest ujemny wzmocnienie jest mniejsze niż dla częstotliwości odniesienia. W tym przypadku nie ma znaczenia czy pomiar jest wykonywany z dzielnikiem wejściowym, lub bez niego.
Podczas pomiarów wskazane jest obserwowanie sygnału wyjściowego przy pomocy oscyloskopu. Ważne jest bowiem aby badany układ nie zaczął ograniczać przebiegu, w przypadku wysterowania go zbyt dużym sygnałem.
Drugą czynnością kontrolną jest sprawdzenie, czy przy zwartym wejściu miernik mierzący napięcie wyjściowe będzie wskazywał 0 V, co świadczy o braku oscylacji pasożytniczych, przydiwięków i innych zakłóceń.
Pożądane jest także sprawdzenie liniowości układu polegające na dwukrotnym zwiększeniu napięcia wejściowego np. przy częstotliwości 1 kHz. Napięcie wyjściowe powinno wtedy wzrosnąć także dwukrotnie (uwaga ta nie dotyczy kompresorów dynamiki, w tym również układów redukcji szumów).
Nie polecam rysowania charakterystyk na wykresie zamieszczonym na sąsiedniej stronie. Znacznie lepiej jest go wykorzystać jako oryginał do wykonywania kserokopii, na których można już wykreślać charakterystyki.
O mgr inż. Dariusz Cichoński
ICL 7107 usprawnienia.
Prawie rok temu w numerze 2/93 Praktycznego Elektronika zamieściliśmy układ miliwoltomierza zbudowanego na układzie scalonym ICL 7107. Mi-liwoltomierz wymaga zasilania napięciem symetrycznym ą6 V. Stanowi to pewne utrudnienie przy wykorzystywaniu tego układu. Problem ten można jednak w prosty sposób rozwiązać, o czym traktuje niniejszy artykuł nadesłany nam przez Czytelnika.
Po przeczytaniu artykułu pt.: Miliwoltomierz z układem ICL 7107" postanowiłem zbudować to urządzenie. Zachęciły mnie do tego lepsze parametry oraz zastosowanie układu ICL, gdyż miliwoltomierz z układem C 520 zrobiłem już wcześniej. Jedynym mankamentem układu ICL 7107 jest dla większości amatorów symetryczne zasilanie, z którym większość Czytelników próbowała się uporać.
Problem symetrycznego zasilania rozwiązałem poprzez kilka zmian w układzie woltomierza, oraz przez
28
Praktyczny elektronik J/1994
dodanie dodatkowego układu scalonego, pozwalającego na zasilanie pojedynczym napięciem. Do otrzymania ujemnego napięcia użyłem prostej przetwornicy napięcia zbudowanej na czterech inwerterach mieszczących się w układzie UCY 7404. Schemat przetwornicy zamieszczono na rysunku 1.
D1 + D2 BAVP17
47pF/16V
--------o -5v
Rys. 1 Schemat ideowy przetwornicy +5 V/ 5 V.
W przypadku stosowania przetwornicy świadomie zrezygnowałem ze stosowania diody Zenera BZY 573
Na wejściu układu ICL 7107 zastosowałem dwie diody ogranicznika napięcia (w tej roli wykorzystałem złącze E-B tranzystorów BC 547). Dodatkowy rezystor o wartości 1 Mf2 ogranicza prąd wejściowy w przypadku doprowadzenia napięcia przekraczającego napięcie przebicia tranzystorów. Kondensator 47 nF eliminuje prze-
nikanie zakłóceń. Przy małych napięciach wejściowych spadek napięcia na rezystorze dodatkowym nie wpływa na dokładność pomiaru, wobec prądu wejściowego ICL 7107 rzędu 1 pA.
Hl O-
30
47 ni T1 ICL
1 | [ \ r 31 7107
Tl h- T2 BC547
Rys. 2 Schemat ideowy układu zabezpieczenia wejścia
Zauważalny błąd natomiast może być wynikiem prądu płynącego przez tranzystory Tl i T2 dla zakresu pomiarowego ą2 V. Dlatego też w przypadku stosowania tego zakresu tranzystory należy pominąć i odpowiednio ostrożnie korzystać z woltomierza, lub zmienić konfigurację tranzystorów łącząc je szeregowo. Ograniczenie nastąpi wtedy w wyniku przebicia złącz B-E, a nie w kierunku przewodzenia. Dla złącz E-B tranzystorów napięcie przebicia mieści się w obszarze bezpiecznym dla wejść układu scalonego.
<> Mirosław Popielą
Wzmacniacz akustyczny dużej mocy zabezpieczenie
Zbudowanie wzmacniacza dużej mocy wymaga odpowiednich środków finansowych. Kolumny głośnikowe o mocy 200 W także nie należą do tanich. Opłacalne jest zatem zbudowanie dodatkowego urządzenia chroniącego układ wzmacniacza, oraz kolumny przed uszkodzeniem. W artykule zamieszczono opis układu pozwalającego na zabezpieczenie wzmacniacza przed nadmiernym wzrostem temperatury tranzystorów końcowych. Kolumny głośnikowe są natomiast zabezpieczane przed pojawieniem się napięcia stałego na wyjściu wzmacniacza.
Opis układu
Zabezpieczenie przed nadmiernym wzrostem temperatury tranzystorów końcowych wykorzystuje w roli czujników dwa termistory TER1, TER2. Termistory umieszczone są bezpośrednio na tranzystorach mocy we wzmacniaczu. Termistory typu NTC charakteryzują się spadkiem wartości rezystancji wraz ze wzrostem tem-
peratury. Zmniejszenie się rezystancji jednego z ter-mistorów spowoduje wysterowanie tranzystora Tl, zablokowanie T2 i ustawienie przerzutnika D (1/2 US3) w stan wysoki (wyjście Q, nóżka 1). Pociągnie to za sobą zapalenie się diody sygnalizującej przekroczenie temperatury maksymalnej D9 Równocześnie zostanie wysterowany układ tranzystorów T7 i T8 powodując zadziałanie przekaźnika PK1 i rozwarcie jego styków, przez które doprowadzone jest napięcie stałe zasilające wzmacniacz.
Zabezpieczenie przed pojawieniem się napięcia stałego na wyjściu wzmacniacza chroni kolumny głośnikowe i tranzystory mocy przed uszkodzeniem. Tranzystory mocy są w stanie "wytrzymać" kilkusekundowy przepływ bardzo dużego prądu stałego, rzędu 15 A. Dłuższy przepływ takiego prądu doprowadzi do termicznego uszkodzenia tranzystorów, których obudowy nie zdążą się rozgrzać do temperatury, przy której zadziała zabezpieczenie termiczne. Wyłączenie zasilania wzmacniacza daje gwarancje "uratowania" tranzystorów końcowych.
Praktyczny elektronik 1/1994
29
C3
T ń
TERMISTORY POZA PŁYTKA DRUKOWANA
T1H-T6 BC238B D1+D7 BAVP17 010 BYP401-100V Pk1 RM82 24h-48V
OA(+58V) |O MASA ------O B (-58V)
Rys. 1 Schemat ideowy układu zabezpieczającego wzmacniacz dużej mocy przed uszkodzeniem
Napięcie wyjściowe wzmacniacza doprowadzone jest do filtru dolnoprzepustowego Rl, Cl, C2. Składowa zmienna sygnału o dużej amplitudzie, nie wywołuje zmiany napięcia w punkcie połączenia rezystorów Rl i R2, które jest równe napięciu stałemu na wyjściu wzmacniacza. W normalnych warunkach pracy napię-
cie ma wartość 0 ą 0,2 V. W przypadku gdy napięcie stałe na wyjściu wzmacniacza zmieni swą wartość na ujemną, lub dodatnią, napięcie na kondensatorach Cl i C2 także ulegnie zmianie. Nastąpi to jednak z pewnym opóźnieniem (ok. 2 sek.).
""D
Rys. 2 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
Napięcie z kondensatorów Cl i C2 doprowadzone jest do dyskrymina-tora okienkowego, zbudowanego z dwóch wzmacniaczy operacyjnych US1 i US2. Przy zerowej wartości napięcia stałego na wyjściu wzmacniacza mocy, wyjścia obu wzmacniaczy US1 i US2 są w stanie niskim. Jeżeli wartość napięcia wyjściowego przekroczy 3 V, lub 3 V, wówczas wyjście wzmacniacza US1, lub US2 zmieni swój stan na wysoki. Ten sygnał po przejściu przez sumator diodowy Dl, D2 zmienia stan wyjścia przerzut-nika D (1/2 US3) na wysoki. Podobnie jak w przypadku przekroczenia temperatury, zapali się dioda D8 i zostanie włączony przekaźnik PK1, odcinający zasilanie wzmacniacza mocy.
30
Praktyczny elektronik 1/1994
Oba przerzutniki mogą zostać wyzerowane przez przyciśnięcie włącznika WŁ1. Sprawia to, że tranzystor T3 zostaje zablokowany, a napięcie na jego kolektorze osiąga wartość napięcia zasilania. Z kolektora T3 sygnał doprowadzony jest do wejść zerujących obu przerzutni-ków. Wyzerowanie przerzutników jest możliwe tylko w przypadku, gdy zagrożenie, którym jest wzrost temperatury, lub napięcia stałego na wyjściu wzmacniacza, zostało zlikwidowane. W przeciwnym przypadku poziomy napięć, doprowadzonych do wejść ustawiających przerzutników, uniemożliwiają ich wyzerowanie.
W momencie włączania zasilania wzmacniacza napięcie na jego wyjściu nie jest ustalone. Sytuacja taka może doprowadzić do niekontrolowanego zadziałania układu zabezpieczającego. Dlatego też zastosowano rozwiązanie "znieczulające" układ na czas ok. 4 sek. po włączeniu zasilania. Prąd ładowania kondensatora elektrolitycznego o dużej pojemności przepływając przez rezystor R17 wytwarza na nim spadek napięcia. Pozwala to na wysterowanie tranzystora T4, który przez diodę D6 zwiera bazę tranzystora T7 do masy, uniemożliwiając tym samym włączenie przekaźnika PK1.
Do zasilania układu zabezpieczającego wykorzystano napięcie zasilające wzmacniacz mocy. Jest ono obniżane do wartości ą 15 V w układach stabilizatorów pracujących z diodami Zenera Dli, D12. Wysokie napięcie zasilania wzmacniacza wymaga stosowania rezystorów o mocy 2W (R21, R22).
W szereg z cewką przekaźnika PK1 wstawiono rezystor ograniczający, którego wartość należy dobrać w zależności od stosowanego typu przekaźnika.
Wykaz elementów
USl, US2 US3
- ULY 7741 (/iA 741)
- MCY 74013 (CD 4013)
Tl -=- T6 - BC 238 B lub dowolny npn (121 > 250
T7 - BC 337-16 (BC 337-25)
T8 - BD 139 (BD 127)
Dl -=- D7 - BAVP 17 -=- 21 (1N4148)
D8, D9 - dioda LED czerwony
D10 - BYP 401-100 -H 1000 (1N4002 -H 0007)
Dli, D12 - BZP 683 C15 (BZX 79 na napięcie 15 V)
Rl, RIO, Rll, R13,
R15, R17, R20 - 47 kQ/0,125 W
R2, R4, R6, R8 - 10 kft/0,125 W
R3, R7 - 12 kft/0,125 W
R5 - 6,2 kfi/0,125 W
R9, R12 - 33 kfl/0,125 W
R14 - 100 kS2/0,125 W
R16, R19 - 2 kft/0,125 W
R18* - 1,5 kfi/2 W dla typu przekaźnika
podanego w wykazie
R21, R22 - 3 kfi/2 W
Pl -lkfl typ TVP 1232 "stojący"
TER1, TER2 - termistor NTC, typ dowolny, rezystancja
10 -i- 40 kf2 przy temp. 20�C
Cl, C2, C6, C7 - 47 /iF/25 V typ 04/U
C3, C4 - 1 //F/40 V typ 04/U
C5 - 100 /ZF/25 V typ 04/U
PK1 - RM 82P/24V/8 A
WŁ1 - włącznik monostabilny, typ dowolny
płytka drukowana numer 115
Płytka drukowana wysyłana jest za zaliczeniem pocztowym. Cena: 12.600 zł + koszty wysyłki.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
Korektor sygnału video - poprawka
" Errare humanum est" - mylić się jest rzeczą ludzką, głosi stara łacińska sentencja. Na rysunku płytki drukowanej (numer 102) korektora sygnału video zapomniano narysować jedną ścieżkę. Obok zamieszczony został rysunek fragmentu płytki 102 (widok od strony elementów), na którym czarną linią zaznaczono brakującą ścieżkę. Połączenie to można poprowadzić także przewodem izolowanym umieszczonym od strony druku. Część płytek drukowanych, które już wykonano, będzie posiadała ten błąd, ale można go łatwo naprawić.
Za pomyłkę przepraszamy Czytelników.
Rys. 1 Fragment płytki drukowanej numer 102 z naniesioną poprawką
Praktyczny elektronik 1/1994
31
Bezpośrednio do domu, niezawodne i terminowe dostawy
Praktycznego Elektronika
zapewni prenumerata.
Warunki prenumeraty i blankiety wpłat
zamieszczane sąwśrodku numerów2, 5, 8,11 i 12.
Pamiętaj, pomyśl o tym już dziś.
Głośne sygnalizatory akustyczne do sprawdzania instalacji elektrycznej, sterowań, diod itp. Poleca wysyłkowo w cenie 70.000 zł Torkom (zamówienia list znaczek za 4.000 zł Rynek staromiejski 15 Toruń 1 Poste restante
Wykrywacze rozróżniajgce metale pocztą ARMAND Ryszarda 44 05-800 Pruszków
Nowa gazeta elektroniczna, dla wszystkich elektroników, hobbystów i profesjonalistów. Dostępna jest tylko na drodze prenumeraty. Więcej informacji uzyskasz na temat tej gazety piszqc do nas.
Adres redakcji
Tomasz Osmański
Os. Prusa90/l, 61-245 Poznań
oGEMBARAo
SKLEP CZĘŚCI RTV
POZNAŃ UL. SIEMIRADZKIEGO 3
łel. 66 51 12, fax 48 41 39
NIP 779-002-72-37
Janusz Oąsiorek
ul. Wojska Polskiego 10/4 67-100 NOWA SÓL
W katalogu 1/94: �Ł. o zestav\y do samodzielnego montażu
o urządzenia elektroniczne - tunery sat, sterowniki
świateł, semafory drukarkowe,
elementy zestawów satelitarnych... 7flWSZ6 o uniwersalne obudowy (polistyren) . . ,
Sprzedaż wysyłkowa. Katalog: aktualne
koperta (A4) + znaczki 6.000 zł
ŚProjektowanie rysunku ścieżek ze schematu Ideowego + schemat montażowy
�Wykonawstwo klisz foto-diapozytywowych
� Płytki drukowane z wierceniem otworów, serie I pojedyncze sztuki
� PROGRAMOWANIE PAMIĘCI 'EPROM'
� PROGRAMATOR EPROMÓW do PC w formie dokumentacji + oprogramowanie + płytka drukowana + części
�Projektowanie dowolnego układu elektronicznego w formie dokumentacji lub "na gotowo"
�Informacje: koperta z adresem zwrotnym I znaczek 1000 zł za ksero
Z.E. "ELTON" ROMAN HUMENIUK
55-200 OŁAWA
ul. 11 -go Listopada 1A-4
MER serwis
s.c.
MIERNIKI ANALOGOWE MULTIMETRY CYFROWE MULTIMETRY CĘGOWE MIERNIKI IZOLACJI MOSTKI POMIAROWE GENERATORY OSCYLOSKOPY
firm krajowych oraz uznanych firm zagranicznych, jak:
CZĘSTOŚCIOMIERZE ANALIZATORY WIDMA ZASILACZE STABILIZATORY ZESTAWY DO BADANIA RADIOTELEFONÓW REFLEKTOMETRY i inne
YUFONG CHAUVIN ARNOUX FINEST
HUNG CHANG PHILIPS FLUKE METEX 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. 8��-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 ZAP RASZA4VLY AWCi
NAJTAŃSZE
Art. Szkolne
i Biurowe, oraz druki
i kartony
poleca wieloletni producent
Spółdzielnia "INSPRA" Zielona Góra, ul. Krośnieńska ( tek 35-25 i 700-41
V-Elecłronics poleca
nowoczesne, mikroprocesorowo sterowane łransceivery
DIGITAL 941 MULTIBAND produkowany od stycznia '94
DIGITAL 941 MULTIBAND
MEMORY
1 4 2 0 0.1
� �
ZF VOX MOD S/D
O O O O
| A B C
D E F 5
OOO O
OF OE ZE SCAN
RRW/M.
V-Elecłronics
� STEP @ 0,02 0,1(12.5) RIT
xrr
o o o o
12 3 4
6 7 8 9
O O O O
1(25) 5 ARW CLR
DIGITAL 931 MULTIBAND produkowany od marca '93
MEMORY
ZF ZE
O O
TEMPO A
D E
O O
OF OE
DIGITAL 931 MULTIBAND

ó ó
"
14200.1
M E C R X V F
12
9"
9 ^
O- -O
V-Electronics
Wymiary: 198 x 215 x 78 mm, ciężar 1 kg, zasilanie 13,8 V (max 15V/3A).
Zakresy pracy 20 kHz -r 31,766 MHz, 50 + 60 MHz, 140 -i-150 MHz.
Zakresy gwarantowane 500 kHz -i- 31,766 MHz, 50 + 52 MHz, 144 + 146 MHz.
Emisje na wszystkich częstotliwościach: CW, SSB górna I dolna wstęga, FM.
Moc wyjściowa nadajnika na częstotliwościach do 31,766 MHz - 4 W/5OS2,50 MHz -1 mW/50L2,
144MHz-lmW/50L2.
Czułość odbiornika do 31,766 MHz-0,2fiV, 50MHz-0,25fiV, 144 MHz-0,15>iV,
(S/N= 10 dB, B = 2,4 kHz).
Oporność wejść odbiornika i wyjść nadajnika - 50 L2.
Pasmo p.cz. odbiornika SSB, CW - 2,4 kHz lub CW zależnie od dodatkowego wmontowanego filtru
CW. FM -15 kHz.
Stałość częstotliwości kwarcowa - pełna synteza częstotliwości.
Pośrednie częstotliwości odbiornika: 1-41 MHz, II - 9 MHz, III - dla FM -465 kHz.
Wejście odbiornika - odporny na skrośną modulację, niskoszumny mieszacz 2 x MOS-FET
z uziemionymi bramkami, na 144 MHz dodatkowo przedwzmacniacz MOS-FET.
Kroki syntezera: DIGITAL 931-20 Hz, 200 Hz, 12,5 kHz, 500 kHz;
DIGITAL 941-20 Hz, 100 Hz, 1 kHz, 5 kHz, 12,5 kHz, 25 kHz, 100 kHz.
Przestrajanie w DIGITAL 931-czterema przyciskami-każda para przycisków góra-dółzdwoma szybkościami, oraz 1 przycisk zmiany kroków;
w DIGITAL 941 - gałkq z automatyczną zmianq kroków,
oraz 4 przyciski dla zmiany kroków.
Transceivery wyposażone sq poza tym w cyfrowe: VOX, BK,XIT, oraz RIT bez ograniczeń, S-mtr, układ współpracy z przemiennikami, w tym również satelitarnymi (cross-band), 15 pamięci częstotliwości, 12 pamięci klucza elektronowego. Ponadto kompresor dynamiki, ALC, układ blokady szumów, wytaczane ARW, trójpozycyjny tłumik, przełącznik selektywności. W DIGITAL 941 dodatkowo skaner częstotliwości, oraz większe cyfry skali i S-mtra.
Dla radioamatorów proponujemy urządzenia w formie płytkowej - całkowicie działające, lecz bez obudowy i elementów ozdobnych w cenie: DIGITAL 931 - równowartość złotówkowa 290 USD, DIGITAL 941 - równowartość złotówkowa 395 USD. Ceny urządzeń kompletnych : DIGITAL 931 - równowartość 370 USD,
DIGITAL 941 - równowartość 480 USD.
Dodatkowo do urządzeń proponujemy aktualnie: filtr antenowy KF 50/50 L2 - równowartość 25 USD, oraz wzmacniacz mocy dla pasma 144 MHz - 4 W/5012 - równowartość 50 USD.
Producent, serwis gwarancyjny I pogwarancyjny: V-Elocłronlcs ul. Śucharskiogo 17, 65-001 ZIELONA GÓRA
tel./fax 667-55
Ś ŚŚ
PRAKTYCZNY
ISSN 1232-2628
NR IND 372161
III
a b b b
B B B B B B B B B fl B B
Ś Ś Ś Ś
'ŚŚŚ B B B
Ś Ś' Ś
BBB styczeń
B b b nr1 '95
Ś Ś fl B fl E
Ś Ś Ś Ś Ś B B Ś Ś Ś Ś Ś
Ś Ś fl B Ś Ś
Ś fl Ś Ś fl Ś B Ś Ś Ś Ś Ś
Ś Ś Ś fl B Ś
Ś ŚŚŚŚŚ
BBBBBttflBBB Ś ŚŚŚŚŚŚŚŚŚ
ŚŚŚŚŚŚŚŚŚa
28
Praktyczny Elektronik 1/1996
1- URUCHOMIENIE PROCESU POMIAROWEGO
2. ZAKOŃCZENIE PROCESU POMIAROWEGO
3. KASOWANIE KOMUNIKATÓW O BŁĘDACH
1. KONFIGURACJA DZIELNIKA WZMACNIACZA WEJŚCIOWEGO
2. KONFIGURACJA POZIOMU WYZWALANIA
1. WYBÓR MENU - PRZESUWANIU W PRAWO/GORE
2. EDYCJA - ZWIĘKSZENIE WARTOŚCI
1. WEJŚCIE DO MENU GŁÓWNEGO
2. PRZESUWANIE KURSORA W PRAWO
PRZY EDYCJI WARTOŚCI
1. KONFIGURACJA I PRZEŁĄCZANIE FILTRU SKŁADOWEJ STAŁEJ SYGNAŁU
1. W HIERARCHII-WEJŚCIE POZIOM NIŻEJ
2. AKCEPTACJA OSTATNIO WYKONANEJ OPERACJI (PRZY DOKONYWANIU NASTAW)
1. W HIERARCHII MENU-WYJSCIE POZIOM WYŻEJ
2. ZATRZYMANIE (PAUZA) PROCESU POMIAROWEGO
3. ANULOWANIE OSTATNIO WYKONYWANEJ CZYNNOŚCI
(PRZY DOKONYWANIU NASTAW)
1. WYBÓR MENU - PRZESUWANIU W LEWO/DÓŁ
2. EDYCJA - ZWIĘKSZENIE WARTOŚCI
R.ys. 1 Funkcje realizowane przez poszczególne klawisze
111.1. "Wejście LF" wejście wzmacniacza - częstotliwości z zakresu 1 Hz - 25 MHz (również z preskalera)
111.2. "Wejście HF" - wejście TTL (W4) - częstotliwości z zakresu 1 Hz - 25 MHz (również z preskalera)
11.2. "Metoda pomiaru" - ustalenie sposobu wyświetlania pomiarów
111.4. " Pomiar ciągły" - pomiary dokonywane są bez przerwy
111.5. " Pomiar pojedynczy" - każdorazowe naciśnięcie klawisza [START] wyzwala jeden pomiar
111.6. " Średnia IM pomiarów" - wejście do edycji wartości N, uśrednianie N pomiarów - średnia wyświetlana będzie co N pomiarów
11.3. "Sygnał dźwiękowy" ustalenie sposobu zachowania buzzera podczas pomiaru
111.7. "Tik po każdym pomiarze" - po wyświetleniu każdego pomiaru generowany będzie krótki sygnał dźwiękowy
111.8. "Wyłączony" - sygnał dźwiękowy nie będzie generowany po każdym pomiarze
11.4. "Monitor" - konfiguracja monitora - funkcji śledzącej mierzoną wartość
111.9. "Ustaw wartość" - edycja wartości śledzonej
111.10. " Ustaw tolerancję" -edycja tolerancji (ustalenie szerokości okna śledzenia)
111.11. "Sygnał dźwiękowy" konfiguracja sygnału dźwiękowego generowanego przez monitor
IV. 1. "Włączony w zakresie" sygnał dźwiękowy jest generowany, gdy mierzona wartość pokrywa się z
wartością ustawioną w monitorze z dokładnością do zadanej tolerancji
IV.2. "Wyłączony w zakresie" - sygnał dźwiękowy jest generowany, gdy mierzona wartość nie pokrywa się z wartością ustawioną w monitorze z dokładnością do zadanej tolerancji
IV.3. "Tik przy przejściach" -jeżeli w dwóch kolejnych pomiarach nastąpi przejście poza lub do zakresu tolerancji, zostanie wygenerowany krótki sygnał dźwiękowy
1.5. "Czas" - menu pomiaru czasu
11.5. "Sposób wyzwalania" - Ustalenie sposobu wyzwalania pomiaru czasu
111.12. "Zbocze narastające" - pomiar czasu zostanie zainicjowany po pojawieniu się narastającego zbocza sygnału na wybranym wejściu (LF lub HF)
111.13. "Zbocze opadające" - pomiar czasu zostanie zainicjowany po pojawieniu się opadającego zbocza sygnału na ustalonym wejściu (LF lub HF)
111.14. "Klawisz START/STOP" - naciśnięcie klawisza [START] wyzwoli czasomierz, ponowne naciśnięcie klawisza [START], spowoduje jego zatrzymanie -możliwość wykorzystania miernika jako dokładnego stopera
1.6. "Zliczanie w górę" - menu zliczania w górę
1.7. "Zliczanie w dół" - menu zliczania w dół
11.6. "Wartość początkowa" - edycja wartości, od której ma się rozpocząć zliczanie
START
m
31 B
Preskaler
Częstotliwość
X
I I
Funkcja Wyjdź
Okres
Współczynnik wypełnienia
Czas
Zliczanie w górę
_L
Zliczanie w dół
Generator
Opcje dodatkowe
Info
Wprowadź
Wprowadź
Praca z preskalerem
Praca bez preskalera
Wprowadź
Wyjdź
Wybór
Monitor
Wyjdź I
Wybór wejścia
Wejście LF wzmacniacz
Wejście HF TTL
Wprowadź
I I I
Wprowadź Wprowadź Wprowadź
Sposób wyzwalania
Zbocze narastające
Zbocze opadające
Monitor
Wyjdź
Wybór . wsjścfa
Wejście LF wzmacniacz Tik po każdym pomiarze
Wejście HF TTL Wyłączony
Wyjdź
Wprowadź Wyjdź
I
Wprowadź
Wprowadź
Wyjdź
Włączony gdy Cnt>0
Wyłączony
i
Informacje I o programie I
Wyjdź
Wyjdź
Ustaw
Edycja wartości i zakresu
Wprowadź
i_
Wyjdź
Metoda pomiaru
Wyjdź Wprowadź
i
1 i I
Pomiar ciągły Pomiar pojedynczy Średnia N pomiarów
Edycja wartości N
1 1 1
Ustaw wartość Ustaw tolerancję Sygnał dźwiękowy
Edycja wartości i zakresu Edycja wartości Włączony w zakresie
Wyłączony w zakresie
Tik przy przejściach
Wyłączony
Sygnał dźwiękowy konfiguracja
Tik po każdym pomiarze
Wyłączony
Wprowadź Wyjdź
Ustaw wartość Ustaw tolerancję Sygnał dźwiękowy
Edycja wartości i zakresu Edyqa wartości Włączony w zakresie
Wyłączony w zakresie
Tik przy przejściach
Wyłączony
Wyjdź Wprowadź

1 1 i
Pomiar ciągły Pomiar pojedynczy Średnia N pomiarów
Edycja wartości N
Ustaw' wartość
Edycja wartości i zakresu
Ustaw tolerancję
Edycja wartości
Sygnał dźwtękowy
Włączony w zakresie
Wyłączony
w zakresie
Tik przy przejściach
Wyłączony
30
Praktyczny Elektronik 1/1996
11.7. "Sygnał dźwiękowy" - konfiguracja sygnału dźwiękowego generowanego przy zliczaniu w dół
111.15. "Tik po każdym pomiarze" - po każdym zliczonym impulsie zostanie wygenerowany krótki sygnał dźwiękowy
111.16. "Wyłączony gdy Cnt > 0" - sygnał dźwiękowy zostanie włączony, gdy licznik osiągnie wartość 0
111.17. "Włączony, gdy Cnt > 0" - sygnał dźwiękowy będzie włączony tak długo, aż licznik nie osiągnie wartości 0
111.18. "Wyłączony" żaden sygnał dźwiękowy nie będzie generowany podczas liczenia
1.8. "Generator" - menu generatora
11.8. "Ustaw częstotliwość" - edycja wartości i zakresu generowanej częstotliwości
1.9. "Opcje dodatkowe" - wybór opcji dodatkowych dostępnych po dołączeniu odpowiednich przystawek
11.9. "Pomiar rezystancji" - menu opcji dodatkowej
- pomiaru rezystancji. Dostępne po dołączeniu przystawki R/f
11.10. "Pomiar indukcyjności" menu opcji dodatkowej pomiaru indukcyjności. Dostępne po dołączeniu przystawki L/f
11.11. "Pomiar pojemności" - menu opcji dodatkowej - pomiaru pojemności. Dostępne po dołączeniu przystawki C/f
1.10. "Info" - wyświetlenie informacji o programie Rozpoczęcie pomiaru następuje po naciśnięciu klawisza [START/STOP] na dowolnym poziomie menu wybranej opcji (min. 2 poziom menu). Naciśnięcie klawisza [START/STOP] w menu głównym nie przyniesie żadnych rezultatów, gdyż procesor nie będzie wiedział jaką wielkość ma mierzyć.
Opcje dodatkowe wymagają użycia przetworników mierzonych wielkości na częstotliwość. Sygnały DZW1
- DZW3 wyprowadzone na złączkę W4 umożliwiają automatyczne przełączanie zakresów, synchronizowane od
strony mikroprocesora. Zakres mierzonych częstotliwości w trybie opcji dodatkowych zawiera się w granicach 900 Hz - 1 kHz -4- 10 kHz - 11 kHz i jest niezmienny dla każdego z zakresów pracy przystawki. Przełączenie na zakres niższy następuje, gdy częstotliwość jest mniejsza od 900 Hz, przejście na zakres wyższy następuje, gdy zmierzona częstotliwość przekroczy 11 kHz. W tabeli 1 przedstawiono zakresy pracy i odpowiadające im stany sygnałów sterujących.
Na rys. 3. zobrazowano schematycznie metodę pomiaru częstotliwości i okresu. Na rys. 4 przedstawiono tą samą metodę w ujęciu algorytmicznym. Zastosowana metoda, dzięki synchronizacji z mierzonym przebiegiem, pozwala na dokładny pomiar (6 cyfr znaczących) w czasie 1 s. Jeden zakres pomiarowy obejmuje częstotliwości od 1 Hz do 100 kHz. Tak więc do pokrycia całego zakresu pracy częstościomierza wystarczą dwa zakresy:
1. lHz-^-100kHz
2. 100kHz^-25MHz
Automatyczne przełączanie zakresów częstotliwości i okresu odbywa się w następujący sposób. Przed każdym pomiarem dokonywany jest próbny pomiar częstotliwości ze zmniejszoną dokładnością przy podziale dzielnika (US8, US6) równym 256. Jeżeli zmierzona częstotliwość jest mniejsza od 100 kHz, to zostanie ustalony podział dzielnika równy 1:1. Jeżeli zmierzona częstotliwość będzie większa od 100 kHz, to podział programowanego dzielnika pozostanie równy 256.
Miernik pozwala na pomiar częstotliwości ("Częstotliwość") nie mniejszych od 1 Hz. Próba pomiaru mniejszej częstotliwości zakończy się zgłoszeniem stosownego błędu. Osoby zainteresowane pomiarem częstotliwości lub interwałów czasowych mniejszych od 1 Hz, mogą wykorzystać opcję pomiaru czasu. Ustawienie wyzwalania na jedno ze zboczy (narastające lub opadające), pozwoli na pomiar czasu trwania pełnego okresu badanego przebiegu.
PRZEBIEG MIERZONY
PRZEBIEG WZORCOWY
Tl-UCZNIK OKRESÓW PRZEBIEGU MIERZONEGO
I TO-LICZNIK OKRESÓW PRZEBIEGU WZORCOWEGO (ikHz)
ROZPOCZĘCIE START LICZNIKA TO POMIARU Z OPADAJĄCYM ZBOCZEM
SYGNAŁU
(W LICZNIKU T1 ILOŚĆ OKRESÓW MIERZONEGO PRZEBIEGU)
I
I
ZLICZONE 1000000 IMPULSÓW W TO -USTAWIONY ZNACZNIK ZAKOŃCZENIA POMIARU
I
I
ZAKOŃCZENIE ZLICZANIA PO OPADAJĄCYM ZBOCZU SYGNAŁU
OKRES SYGNAŁU <
CZCSTOTUWOSC SYGNAŁU
TO
1000000łT1
1000000*T1 TO
[Hz]
Rys. 3 Zasada pomiaru częstotliwości i okresu
Praktyczny Elektronik 1/1996
31
Tabela 1
Sygnały sterujące w poszczególnych zakresach pomiarowych rezystancji, pojemności i indukcyjności
DZW1 DZW2 DZW3 R C L
0 0 0 lOOfi-^lkfi 100pF-=-lnF 100uH-^lmH
0 0 1 lkfi-^lOkft lnF-^-lOnF lmH-^10mH
0 1 0 lOkft-^lOOkft 10nF-^100nF lOmH-f-lOOmH
0 1 1 lOOkfi-^lMft 100nF-^-l/zF
1 0 0 lMfi-^lOMfi 1/iF^-lO/iF
1 0 1 10/zF-^100/xF
Ustawianie wartości monitora zostało zorganizowane w notacji inżynierskiej, czyli z mnożnikiem dziesiętnym (np. 123E-4 = 12310~4 = 0,0123). Początkowo korzystanie z takiej notacji może być nieco kłopotliwe, szczególnie dla osób które nigdy wcześniej się z nią nie spotkały. Przy przechodzeniu z notacji inżynierskiej na zapis dziesiętny, pomocna może okazać się metoda, którą opiszę poniżej. Dla wyjaśnienia posłużę się przykładem. Weźmy np. liczbę 3845E+2. Ustawiamy przecinek na ostatniej pozycji liczby i dopisujemy zero: 3845,0; następnie przesuwamy przecinek w kierunku zależnym od znaku po " E" o tyle pozycji ile wynosi wykładnik (cyfra po znaku). Jeżeli jest to "+" w prawo, natomiast jeżeli "" w lewo. W naszym przykładzie, przesuwamy przecinek w prawo o dwie pozycje, za każdym razem dopisując zero z prawej strony. Po wykonaniu tej operacji, mamy gotowy wynik w postaci dziesiętnej: 384500. Inny przykład: 9546E-4. Dopisujemy przecinek i przesuwamy go o cztery pozycje w lewo: 0,9546. Aby przejść w drugą stronę tzn. z notacji dziesiętnej na inżynierską należy przeprowadzić analogiczne przekształcenia.
Wszystkie inne wartości są wyświetlane przez częstościomierz w postaci dziesiętnej z uwzględnieniem zakresu np. 763,238 kHz.
Sposób edycji jest następujący. Klawiszem [WPROWADŹ] wybieramy opcję edycji (np. "Okres" > "Monitor" > "Ustaw tolerancję"). Klawiszem [FUNKCJA] przesuwamy kursor, a klawiszami [PRAWO], [LEWO] modyfikujemy wartość wybranej pozycji. Jeżeli chcemy anulować całą edycję i powrócić do wartości poprzednio ustawionej - naciskamy klawisz [WYJDŹ]. Jeżeli natomiast akceptujemy nastawę - naciskamy klawisz [WPROWADŹ].
MIERZONA WARTOŚĆ
SYGNAŁ DŹWIĘKOWY WŁĄCZONY W ZAKRESIE WYŁĄCZONY W ZAKRESIE HHiHH
tik PRZY PRZEJŚCIACH .
---------------------K, WARTOŚĆ ., MONITORA ty----\_ .TOLERANCJA ' MONITORA

Rys. 5 Zasada działania monitora
Na rys. 5 przedstawiona została zasada działania monitora wartości mierzonej. Wyłączenie monitora następuje po wybraniu opcji: "Monitor" > "Sygnał dźwiękowy" "Wyłączony". Celem uproszczenia programu, monitor przy opcji pomiaru współczynnika wypełnienia ma również 4 cyfry. Ponieważ, jak wiemy, pomiar współczynnika wypełnienia odbywa się z dokładnością trzycyfrową, więc czwarta cyfra w monitorze będzie ignorowana.
POMIAR CZĘSTOTLIWOŚCI
vT1=0; LICZNIK
IMPULSÓW
vT0=0; CZASOMIERZ
ENABLE INT0
EA=0
START T0, START T1
DISABLE INT0
EA=1
TAK
EA=0
START T0. START Tt
DISABLE INT0
EA=1
KONIEC POMIARU
Rys. 4 Algorytm pomiaru częstotliwości
Jeżeli zamierzamy uzyskać wartość średnią z kilku pomiarów (od 2 do 100), to posłuży nam do tego celu opcja menu "Średnia N pomiarów" . Po wybraniu tej opcji (klawisz [WPROWADŹ]), można będzie ustawić żądaną ilość pomiarów, z której ma być obliczona średnia arytmetyczna. Po dokonaniu nastawy (klawisze [GÓRA], [DÓŁ]), kończymy edycję klawiszem [WPROWADŹ]. Następnie, po uruchomieniu procesu pomiarowego, wyniki będą wyświetlane co N-ty pomiar.
32
Praktyczny Elektronik 1/1996
Dla lepszej orientacji, na wyświetlaczu będzie wyświetlany licznik ilości pomiarów, które pozostały do obliczenia kolejnej wartości średniej.
Generator pozwala na generację prostokątnych sygnałów testowych do częstotliwości maksymalnie 10 kHz. Niestety nie jest możliwe zwiększenie zakresu generowanych częstotliwości ze względu na rozbudowane procedury obsługi przerwań.
Konstrukcja tajmerów kontrolera 80C52 nie pozwala na generowanie wszystkich ustawionych częstotliwości. Aby nie wnikać w istotę dość złożonego zagadnienia, ograniczę się do stwierdzenia, że im niższa generowana częstotliwość, tym dokładniej można ją zdefiniować. Częstościomierz został wyposażony w funkcję wyznaczającą automatycznie wartości początkowe liczników, tak aby generowana częstotliwość była najbliższa zdefiniowanej. Efekt działania tej funkcji jest widoczny na wskaźniku w trakcie pracy generatora. Wyświetlana jest wówczas wartość okresu rzeczywiście generowanej częstotliwości.
Wszystkie zakresy pomiarowe są zabezpieczone przed wystąpieniem sytuacji wyjątkowych. Wyświetlany jest wówczas komunikat informujący o typie błędu. Kasowanie komunikatów o błędach następuje przy użyciu klawisza [START/STOP].
Po wyzerowaniu systemu mikroprocesorowego (włączenie zasilania) zostają przyjęte następujące wartości początkowe parametrów konfiguracyjnych:
" Preskaler" " Monitor" "Wybór wejścia" " Filtr składowej stałej" " Metoda pomiaru" "Dzielnik wejściowy" " Poziom wyzwalania" "Sygnał dźwiękowy" Podział preskalera
Ilość lini wyświetlacza
"Praca bez preskalera"
"Wyłączony"
"Wejście LF (wzmacniacz)" -"Włączony" (AC)
- " Pomiar ciągły" -"1:1"
-"POT." (potencjometr) -"Tik po każdym pomiarze"
- zgodny z ustawieniem zworek na złączu konfiguracyjnym
- zgodna z ustawieniem zworki AUX
Głównie ze względów ekonomicznych zdecydowano się na stworzenie dwóch wersji programów. Różnią się one tylko i wyłącznie sposobem komunikacji szeregowej z komputerem.
W prostszej wersji programu, przez port szeregowy dane wysyłane są tylko w jedną stronę (z częstościomie-rza do komputera). Po każdym pomiarze wysyłany jest przez RS wynik pomiaru w formacie tekstowym (kody ASCII). Aby odebrać te komunikaty, na komputerze nie jest potrzebny żaden program (oprócz DOS-u). Musimy odpowiednio skonfigurować port szeregowy do którego dołączony został nasz częstościomierz. Załóżmy, że jest to port COM3. Piszemy wówczas: modę com3 2400,none,8,n,l. Następnie, po uruchomieniu procesu pomiarowego i napisaniu: copy com3 con, wyniki pomiarów będą wyświetlane na ekranie komputera. Aby zapisać wyniki pomiarów do pliku należy wydać polecenie: copy com3 plik.dat.
Wersja rozwojowa programu posiada poszerzone możliwości komunikacyjne, co w skrócie zostanie opisane poniżej.
Uruchomiony na komputerze program wysyła co pewien czas sygnał żądania połączenia (rozkaz 0xAA) i oczekuje na sygnał potwierdzenia (rozkaz 0x55).
Częstościomierz w stanie podstawowym (wyświetlany tekst startowy) sprawdza cyklicznie, czy nie nadeszło żądanie połączenia od komputera (rozkaz 0xAA). Jeżeli nadeszło, to wysyła sygnał potwierdzenia (rozkaz 0x55). Od tej chwili, obydwa programy ustawiają znacznik nawiązanego połączenia - częstościomierz przechodzi w tryb "SLAVE" (niewolnika), a komputer w tryb "MASTER" (nadzorcy). W częstościomierzu nieaktywna staje się większość klawiszy.
Po rozpoczęciu procesu pomiarowego, zainicjowane w programie parametry pomiaru (włącznie z ustawieniami wzmacniacza wstępnego) zostają przesłane do częstościomierza. Od tej chwili częstościomierz przesyła do komputera wyniki pomiarów, a komputer potwierdza ich odebranie (możliwe jest również uruchomienie procesu pomiarowego klawiszem [START] w częstościomierzu). Decyzję o zakończeniu transmisji podejmuje komputer, przesyłając zamiast potwierdzenia odbioru danych z częstościomierza, rozkaz zakończenia procesu pomiarowego. Wówczas częstościomierz przechodzi do stanu oczekiwania. Przerwanie połączenia następuje od strony komputera po wysłaniu odpowiedniego rozkazu.
Uzyskane w trakcie procesu pomiarowego dane mogą zostać wstępnie przetworzone, dzięki funkcjom dostępnym w programie. Możliwe będzie więc zobrazowanie zmian danych, przeliczenie wartości zgodnie z zadaną funkcją, aproksymacja wyników pomiarowych funkcją liniową. Wyniki pomiarów można będzie zapisać na dysk w formacie akceptowalnym przez większość arkuszy kalkulacyjnych.
Szczegółowy opis programu do PC-ta zostanie załączony na dyskietce. Możliwe jest również stworzenie programu na inny komputer wyposażony w port szeregowy RS-232. Wymaga to indywidualnego rozpatrzenia każdego przypadku. Osoby zainteresowane tym zagadnieniem, mogą otrzymać bardziej szczegółowy opis protokołu transmisji. Nie zamieszczamy go w tym artykule ze względu na ograniczoność miejsca i unikalność zagadnienia.
Na koniec jeszcze kilka uwag konstrukcyjnych.
Jak zaznaczono w poprzedniej części artykułu, mogą pojawić się problemy z uruchomieniem programowanego dzielnika częstotliwości na układach 74193. Przyczyna może tkwić w zatrzasku US4 - 74573 lub w samych licznikach. Jak wykazały próby, układy nie wszystkich serii pracują poprawnie w takiej konfiguracji. Niepoprawne działanie najłatwiej stwierdzić, sprawdzając wskazania miernika na zakresie pomiaru częstotliwości. Należy w tym celu doprowadzić sygnał o znanej (orientacyjnie) częstotliwości z zakresu od 1 Hz do 100 kHz i sprawdzić wskazania częstościomierza. Jeżeli są poprawne, wówczas doprowadzamy sygnał, o częstotliwości z zakresu od 100 kHz do 10 MHz i kontrolujemy
Praktyczny Elektronik 1/1996
33
wskazanie miernika. Jeżeli obydwa wskazania będą poprawne, uznajemy dzielnik za uruchomiony. W przeciwnym przypadku konieczna będzie sprawdzenie układów US4, US6 i US8. Pomocną może okazać się informacja, że dla zakresu 1 Hz-^-100 kHz na wyjściach Q1-^Q8 układu US4 powinien panować stan wysoki. Dla zakresu 100 kHz^-25 MHz wyjścia Q1-^Q8 powinny być w stanie niskim. Pomocny przy uruchamianiu może być oscyloskop.
W sytuacji, gdy zamierzamy korzystać z kilku pre-skalerówo różnych współczynnikach podziału, możemy stanąć przed koniecznością zmiany ustawień zworek umieszczonych na płytce mikroprocesora. Aby uniknąć konieczności każdorazowego " dobierania się" do zworek proponuję wyprowadzenie ich np. na tylną część obudowy.
W poprzednim artykule błędnie opisano rysunek obrazujący sposób podłączenia zewnętrznego zegara do mikroprocesora. Górny rysunek dotyczy układów
NMOS (8032, 8052), a dolny układów CMOS (80C32, 80C52).
Do wersji programu z rozwiniętymi funkcjami obsługi RSa, dołączana będzie dyskietka (3,5' 2DD) z programem obsługi na komputer IBM PC.
W redakcji Praktycznego Elektronika można zamawiać zaprogramowane pamięcie EPROM z uproszczoną wersją programu obsługi komputera. Na wiosnę gotowa będzie wersja z rozbudowaną obsługą komputera. Funkcje realizowane przez częstościomierz w obu wersjach programu będą identyczne. Wszystcy Czytelnicy którzy zakupią wersję uproszczoną będą mogli po nadesłaniu oryginalnego EPROM-u, za dodatkową opłatą otrzymać wersję rozbudowaną.
Przy zamawianiu prosimy pisć EPROM-MIERNIK. Cena układu z programem wynosi 20,00 zł (200.000 zł) + koszty wysyłki.
<> Tomasz Kwiatkowski
Siedmiokanałowa aparatura do zdalnego sterowania
Elektronika jest obecna chyba we wszystkich dziedzinach życia. Oddaje również swoje usługi modelarzom, czyli osobom zajmującym się budową modeli pojazdów, statków i okrętów, samolotów, balonów i wielu innych. Aby modele mogą poruszać się pływać, latać i wykonywać przy tym inne czynności np. zapalać i gasić światła, nadawć sygnały akustyczne, chować i wypuszczać podwozie, klapy i inne elementy mechaniczne. Funkcje te najczęściej są realizowane za pomocą urządzeń do zdalnego sterowania. Układ taki przedstawiamy w poniższym artykule.
o)
HDh
b) ANTENA
Y
GENERATOR
W.C2.

MANIPULATORY SZYFRATOR STOF KONC >IEN
OWY
t
ZASILACZ
9.6V+12V
OSCYIATOR LOKALNY
HDh
WZMACNIACZ p.cz. i DETEKTOR
ZASILACZ 4,8V+9,6V
KANAŁ 1 SERWOMECHANIZM
KANAŁ 2
IOR SERWOMECHANIZM
S
DESZYF �
Rys. 1 Schemat blokowy a) nadajnika, b) odbiornika
Urządzenia do zdalnego sterowania umożliwiają przesyłanie rozkazów pomiędzy nadajnikiem sterowanym przez modelarza, a odbiornikiem umieszczonym w modelu. Nośnikiem informacji może być światło widzialne i pod-
czerwone, fala akustyczna w zakresie słyszalnym i ultradźwięków, pole magnetyczne, oraz fale radiowe. Chociaż w każdym z wyżej wymienionych przykładów wykorzystywana jest elektronika, nasza propozycja będzie dotyczyć urządzeń pracujących na falach radiowych. Przemysł oferuje wiele systemów do sterowania modeli w cenie do kilku tysięcy nowych złotych. Obecnie produkowane są wyłącznie wielokanałowe urządzenia proporcjonalne. Pozwalają one na przesyłanie dwóch i więcej sygnałów umożliwiających kontrolę wielu czynności modelu. Działają one w sposób proporcjonalny, tzn. ster może być dowolnie wychylony i zatrzymany na dowolny okres czasu. Wychylenia steru są proporcjonalne do wychyleń odpowiednich dźwigni w nadajniku. Postęp techniczny spowodował, że nie produkuje się już urządzeń nieproporcjonalnych, tzn. takich w których występowało sterowanie graniczne na zasadzie 0 i 1 logicznej, oraz urządzeń jednokana-łowych pozwalających na kontrolowanie jednej czynności w modelu, lub szeregu czynności zaprogramowanych wcześniej.
34
Praktyczny Elektronik 1/1996
Wyjątek stanowią urządzenia o specjalnym przeznaczeniu np. do modeli latających o bardzo małych wymiarach. Jako ciekawostkę można przytoczyć, że najlżejszy odbiornik z mechanizmem wykonawczym i zasilaniem produkowany jest w Czechach i waży zaledwie 12 g. Pozwala to na zastosowanie go w modelach o rozpiętości skrzydeł mniejszej niż 50 cm.
Każde urządzenie do sterowania modeli, niezależnie od stopnia skomplikowania i przeznaczenia składa się z dwóch zasadniczych części: nadawczej - obsługiwanej przez modelarza i odbiorczej -znajdującej się w modelu. Nadajnik służy do zamiany manualnych poleceń, wydawanych przez sterującego, na wartości elektryczne i wysłania ich do odbiornika drogą radiową. Część odbiorcza składająca się z odbiornika, mechanizmów wykonawczych i układu zasilania służy do odebrania i wykonania poleceń wysłanych z nadajnika. Odbiornik wzmacnia sygnał radiowy i w odpowiedniej formie przekazuje do mechanizmów wykonawczych. Mechanizmy realizują rozkazy wysyłane przez nadajnik i uruchamiają poszczególne czynności w modelu. Rodzaj, budowa i parametry techniczne mechanizmów wykonawczych decydują przeznaczeniu całego urządzenia. Są one, z uwagi na skomplikowaną i precyzyjną budowę mechaniczną najtrudniejszym elementem do wykonania w warunkach amatorskich. Dlatego też nasze propozycje będą dotyczyć tylko tych najprosztszych i nadających się do wykorzystania w modelach pływających z napędem mechanicznym i żaglowym, do modeli samochodów, oraz ewentualnie modeli szybowców. Wymagania w stosunku do mechanizmów stosowanych w modelach samolotów są na tyle wysokie, że przekraczają możliwości wykonawcze przeciętnego majsterkowicza.
Oczywiście urządzenie, tzn nadajnik, odbiornik i mechanizmy wykonawcze wymagają zasilania. Jako zasadę należy przyjąć, że zadanie to będą spełniać pakiety akumulatorów Ni-Cd o odpowiednim napięciu i pojemności.
D - DRĄŻEK T - TRYMER W - WIELKOŚĆ WYCHYLENIA
WYJŚCIE
+5V
MASA
WL1
-O
WYJŚCIE
B B B 1 23
3 O
1 23 1 O 2O 3O
B B B 1 23
Rys. 2 Schematy elektryczne a) manipulatora, b) przełącznika rewersów, c) przełącznika rozkazów
Budowę całego systemu, ze względu na stopień komplikacji, podzielimy na dwa etapy. Pierwszym elementem jest nadajnik. Za pomocą potencjometrów zaopatrzonych w dźwignie (drążki) następuje zamiana wychylenia tych dźwigni na wielkości elek-
tryczne. Przykłady rozwiązań elektrycznych zamieszczono na rysunku 2. W urządzeniach zdalnego sterowania wykorzystuje się niewielki wycinek drogi suwaka potencjometru (obrót o ok. 30-45�). W skład jednego manipulatora wchodzą trzy potencjometry: " D" , "T", "W". Do osi potencjometru "D" przymocowana jest dźwignia manipulatora (drążek). Przy pomocy drążka steruje się modelem. Potencjometr "T", to tzw. trymer umożliwiający, przy środkowym ustawieniu drążka, ustawienie serwomechanizmu w pozycji neutralnej (środkowej). Natomiast potencjometr "W", to regulator wychyleń. Od jego ustawienia zależy maksymalne wychylenie serwomechanizmu, przy skrajnym położeniu drążka. System potencjometrów manipulatora umożliwia otrzymywanie na wyjściu układu napięcia stałego, którego wartość zależy od wychylenia drążka. Przy zasilaniu układu napięciem +5 V napięcia wyjściowe zawierają się w granicach 2,0-^3,0 V, co jest wartością typową w urządzeniach do zdalnego sterowania. Na rys. 2b pokazano przełącznik "rewersów" umożliwiający zamianę kierunków regulacji. Przełącznik włącza się pomiędzy napięcie zasilające manipulator, a układ potencjometrów. Napięcia stałe z wyjść manipulatorów sterują pracą szyfratora. W opisywanej aparaturze możliwe jest podłączenie siedmiu manipulatorów. Jednakże taka sytuacja jest wymagana bardzo rzadko.
Kanały proporcjonalne mogą także być wykorzystywane do wysyłania rozkazów typu włącz/wyłącz. W takim przypadku jeden kanał umożliwia przesyłanie dwóch rozkazów, pod warunkiem że nie są one wysyłane równocześnie. Do wysyłania tych rozkazów przeznaczony jest trzypozycyjny przełącznik dźwigienkowy WŁ1 (rys. 2c). W środkowej pozycji w kanale nie jest wysyłany żaden rozkaz (wszystkie styki są rozwarte), napięcie na wyjściu wynosi 2,5 V. Natomiast w pozycji górnej (zwarte styki 1-2) wysyła się rozkaz "włącz", a w dolnej (zwarte styki 2-3) rozkaz "wyłącz". Dla rozkazu "włącz" napięcie na wyjściu wynosi 3,0 V, a dla rozkazu wyłącz 2,0 V. Podobnie jak wyjścia manipulatorów, wyjścia przełączników rozkazów doprowadzone są do wejść szyfratora.
Zadaniem szyfratora jest zamiana napięć doprowadzanych z manipulatorów, lub przełączników rozkazów na występujące kolejno po sobie impulsy. Szerokość poszczególnych impulsów zależy od wartości napięć doprowadzonych do wejść szyfratora. Liczba impulsów odpowiada liczbie kanałów w układzie.
Praktyczny Elektronik 1/1996
35
Jako standardową przyjmuje się długość impulsu 1,5 ms, co odpowiada napięciu 2,5 V na wejściu szyfratora. Przy wzroście napięcia do 3,0 V impuls ulega wydłużeniu do 2,0 ms, a przy obniżeniu do 2,0 V impuls skraca się do 1,0 ms. po wysłaniu całej paczki impulsów z zaszyfrowanymi rozkazami zostaje wysłany dłuższy impuls synchronizacji. Czas trwania tego impulsu nie jest ściśle określony i zależy od napięć sterujących na wejściach szyfratora. Cała sekwencja impulsów trwa ok. 20 ms, po czym jest powtarzana. Można nabyć gotowy układ scalony szyfratora, lecz niestety jest on bardzo drogi (ok. 40 zł) i trudno dostępny. Dlatego też nasze rozwiązanie opiera się na elementach tanich i ogólnie dostępnych.
WE1
WE2 I
WE3l
WE4 I
WE5 i
WE6 (
WE7 i
C20
+5V
-o
C21
DO MODULATORA
+ 5Vi
+5VO
1 O iC25 cbC26 2 C27: T ~~|~10uF i łOuF 47n
11 1' __ .
US5
LM 7805
DO NADAJNIKA
O
iC28 Q -T T22MF T
Rys. 3 Schemat ideowy szyfratora
Opis układu szyfratora
W szyfratorze zastosowano multiplekser analogowy 4051 (USl). Do siedmiu wejść multipleksera doprowadzane są napięcia z manipulatorów, lub przełączników rozkazów. O tym które wejście multipleksera jast w danej chwili połączone z wyjściem decyduje licznik 4018 (US4). Załóżmy, że licznik ustawiony jest w stan 0001. Wtedy na wyj-
ście multipleksera (nóżka 3 USl) doprowadzone jest napięcie z wejścia WE1. Napięcie to za pośrednictwem wtórnika emitero-wego T4 doprowadzone jest do nóżki 5 układu tajmera 555 (US2). Wtórnik emite-rowy zapewnia małą impe-dancję konieczną do właściwego sterowania układem US2, a ponadto przesuwa poziom napięcia wejściowego o stałą wartość +0,6 V. Tajmer US2 pracuje w układzie generatora astabilnego o modulowanej szerokości impulsów wyjściowych.
Napięcie modulujące doprowadzone jest z emitera tranzystora T4. W fazie pierwszej generacji impulsu kondensator C19 ładowany jest do wartości napięcia doprowadzonego do nóżki 5 US2. W czasie ładowania kondensatora wyjście (nóżka 3 US2) tajmera jest w stanie wysokim. W chwili gdy napięcia zrównają się, wewnętrzny przerzutnik w układzie rozpoczyna fazę rozładowywania kondensatora. Wyjście tajmera US2 zmienia swój stan na niski. Powoduje to, za pośrednictwem negatora zbudowanego na tranzystorze T6 doprowadzenie wysokiego stanu na wejście INHIBIT (nóżka 6) układu multipleksera USl. Sprawia to, że napięcie z manipulatora przestaje być doprowadzane do wejścia modulującego (nóżka 5 US2). Na wejściu tym ustala się napięcie stałe wynikające z wartości elementów R15, R16 i rezystancji wewnętrznego dzielnika tajmera. Napięcie to wynosi ok. 1,1 V.
Dokończenie tekstu na str. 2
Dla krótkofalowców, użytkowników CB i UKF-owców:
POTRÓJNE TRANSCEIVERY DIGITAL 942.
Wszystkie rodzaje emisji, zakresy od 20 kHz Ś=- 31,7 MHz, 50 h- 60 i 140 -r 150 MHz. Cena: 1520 zł.
STEROWNIKI IOTKROPROCESOROWE
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 150-^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.
fVY
SUPER NOWOSC!
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.
AKUSTYCY
PŁYTY, KITY, URUCHOMIONE URZĄDZENIA
Oscyloskop 20 MHz, generator AM/FM z PLL
i wobulatorem 200 MHz, częstotliwościomierz
200 MHz, dzielnik 1:100/1,5 GHz, dipmeter
200 MHz, zasilacz impulsowy 12 V/20 A, tran-sceiver KF SSB/CW, wzmacniacz UKF 150 W, wykrywacz metali VLF 2 m, wzmacniacz tn.cz.
HexFet 100 W, oraz ponad 300 innych urziv �'eń.
OBNIŻKA CEM, ZAWSZE AKTUALNE
NOWY KATALOG - KOPERTA + ZNACZEK 2 zł
PEP WROCŁAW 17 Skr. Poczt. 1625
SAM WYKONASZ OBWODY DRUKOWANE
Zestaw (laminat, wytrawiacz, instrukcja) cena 4,50 zt + 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 !
-30 zł
-80zl -50zl
Mikroszpieg z odbiornikiem Zdalnie sterowany, kodowany włączany na pilota dwukanalowy Samochodowy wzmacniacz 2x50 W Autoalarm włączany pilotem (kodowany) -120 zł
Oraz zestawy do samodzielnego montażu i wiele innych. Płatne przy odbiorze. Szczegółowa oferta koperta + znaczek
MN
ul. Al. Rzeczypospolitej 100/2 59-220 LEGNICA tel. 076 - 60-16-19 od 10��-16��
Amiga i C64
Katalogi tranzystorów, Testy TV, Pilot Test, Fonty download i do GEOSa, symulatory układów cyfrowych i inne programy nie tylko dla elektroników. lnfodruk-2 znaczki. Info dysk -dysk + 3 znaczki lub przekazem 3 zł C64. 4 zl Amiga.
ul. Sportowa 20 11-200 Bartoszyce
VOLUMEN
ELKO
Księgarnia Elektroniki i Informatyki ul. Siemiradzkiego 3 60-763 POZNAŃ tel. 66-51-12 w 14
Końcówki mocy m.cz., uruchomione płytki zasilaczy stabilizowanych informacje (0-50) Tel/Fax 32-81-81
Charakterystyka:
Literatura, katalogi,
instrukcje serwisowe, schematy, programy shareware, kify.
Sprzedaż stacjonarna i wysyłkowa.
W "Praktycznym Elektroniku" wysyłkowa sprzedaż elementów
W zamówieniach prosimy podać informację, czy w przypadku braku którejś z pozycji zamówienie można zrealizować częściowo.
LARO S.C. 65-958 ZIELONA GÓRA
Płytki drukowane i zaprogramowane EPROMY można zamawiać wyłącznie w redakcji PE Skf. pOCZt. nr 149
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 12/95 PE na stronach I-rIV (wkładka).
N xl
\_
PRAKTYCZNY
ISSN 1232-2628
cena 2,70 zł
styczeń
nr 1 '97
v___
Układy sterowania diodami LM 3914, LM 3915, LM 3916
W różnych urządzeniach elektronicznych często zachodzi potrzeba wyświetlania wartości jakiegoś parametru. Gdy nie jest wymagana duża dokładność do tych celów stosuje się analogowe układy sterujące zapalaniem rzędu diod. Możliwe są wtedy dwa sposoby wyświetlania informacji. Jeden w postaci linijki świetlnej, kiedy to zapalają się wszystkie kolejne diody począwszy od pierwszej. Drugi rodzaj wyświetlania to pływający punkt, gdy zapalona jest tylko jedna dioda określająca poziom mierzonego parametru.
Układy LM 3914, LM 3915 i LM 3916 stanową przykład bardzo ciekawych sterowników 10 diod świecących o bardzo szerokich możliwościach zastosowania. Zasadnicza różnica pomiędzy układami polega na różnych charakterystykach zapalania diod. Pierwszy z układów posiada charakterystykę liniową, drugi logarytmiczną, a trzeci przeznaczony jest do mierników wysterowania VU (volume unit) stosowanych w sprzęcie powszech-
nego użytku do sygnalizowania poziomu sygnału. Wszystkie układy posiadają możliwość pracy w trybie linijki świetlnej lub pływającego punktu. Można je także łączyć szeregowo uzyskując w ten sposób sterownik nawet do 100 diod świecących.
Parametry maksymalne układów LM 3914, LM 3915, LM 3916
Maksymalna moc strat 1365 mW
Maksymalne napięcie zasilania 25 V Maksymalne napięcie stopni wyjściowych 25 V
Maksymalne napięcie wejściowe ą35 V
Maksymalny prąd wyjścia REF OUT 10 mA
Zakres temperatur pracy 0-^70�C
W pierwszej kolejności zostanie omówiony układ LM 3914, wraz z przedstawieniem najczęściej stosowanych aplikacji. Niektóre z nich dotyczą także układów LM 3915 i 3916, co zostało zaznaczone na schematach.
Tabela 1 Parametry układów LM 3914, LM 3915, LM 3916
Parametr Warunki pomiaru min typ max jednostka
Komparator
Napięcie niezrównoważenia:
bufor - pierwszy komparator 0 Vbufor - dowolny komparator 0 VWzmocnienie (AILED/AVIN) IL(REF) = 2 mA, ILED = 10 mA 3 8 mA/mV
Prąd polaryzacji wejścia SIG IN 0 VWewnętrzny dzielnik
Rezystancja dzielnika:
LM 3914 nóżki 4, 6 8 12 17 kfi
LM 3915 nóżki 4, 6 16 28 36 kn
LM 3916 nóżki 4, 6 8 12 17 kQ
Dokładność dzielnika:
LM 3914 0,5 2 %
LM 3915 *) 2,0 3,0 4,0 dB
LM 3915 VIN = -3, -6 dB -0,5 +0,5 dB
LM 3915 VIN = -9 dB -0,5 +0,65 dB
LM 3915 VIN = -12, -15, -18 dB -0,5 + 1,0 dB
LM 3915 VIN = -21, -24, -27 dB -0,5 + 1,5 dB
LM 3916 �) 2,5 3,0 4,0 dB
LM 3916 VIN = 2, 1, 0, -1 dB -0,25 +0,25 dB
LM 3916 VIN = -3, -5 dB -0,5 +0,5 dB
LM 3916 VIN = -7, -10, -20 dB -1,0 + 1,0 dB
Źródło napięcia referencyjnego
Napięcie wyjściowe 0,1 mAPrąd wyjścia REF ADJ 75 120 ,,A
Stopnie wyjściowe
Prąd diod LED +V = VLED = 5 V, IL(REF) = 1 mA 7 10 13 mA
Napięcie nasycenia ILED = 2,0 mA, LI(REF) = 0,4 mA 0,15 0,4 V
Uwaga *) pomiędzy dwoma dowolnymi diodami
Dokończenie tekstu na str. 29
STYCZEŃ nr 1/97
SPIS TREŚCI
Układy sterowania diodami LM 3914, LM 3915, LM 3916...............................2
Miernik poziomu hałasu...................................................................................4
Centralka alarmowa..........................................................................................7
Elektronika inaczej cz. 12 - półprzewodniki...................................................12
Sygnalizator czasu trwania rozmowy telefonicznej.........................................16
Laboratoryjny zasilacz z ograniczeniem prądowym serii 2001
sterowany mikroprocesorem cz. 3...................................................................18
Programowany taj mer....................................................................................26
Spis treści rocznika 1996 miesięcznika Praktyczny Elektronik........................30
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; 1/97. 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 7/95, PE 8/95, PE 2/96, PE 7/96, PE 10/96.
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 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 tel. [phone]
Praktyczny Elektronik 1/1997
Miernik poziomu hałasu
Hałas, czyli inaczej mówiąc niepożądane dźwięki otaczają nas wszędzie, zarówno w cichej bibliotece, jak i na lotnisku podczas startu samolotu. Warto bliżej zapoznać się z natężeniem hałasu, aby ocenić czy nie jest on zbyt duży. Do tego celu służy opisany w niniejszym artykule miernik poziomu hałasu.
Hałas jest dźwiękiem o dowolnym charakterze, niepożądanym w danych warunkach i dla danej osoby. Hałasami mogą być wszelkie dźwięki: brzęczenia stuki, warkoty, wibracje, a także niepożądana muzyka mowa itp. Nie należy mylić hałasu z szumem, czyli dźwiękiem o widmie ciągłym i przypadkowym charakterze, złożonym z wielu składowych częstotliwości o różnych amplitudach i fazach. Szumem będą takie dźwięki jak: odgłos wiatru, rzęsistego deszczu, odgłos wodospadu, fale morskie.
Hałas wpływa negatywnie na samopoczucie a nawet zdrowie człowieka. Pomiar natężenia hałasu jest jednym z ważniejszych badań wykonywanych przy określaniu warunków na danym stanowisku pracy. Ponieważ człowiek szybko adaptuje się do panującego w jego otoczeniu hałasu, to nie potrafi ocenić, czy jest to hałas większy czy mniejszy od tego, w którym przeby-
wał wcześniej. Najlepiej wiedzą o tym bywalcy dyskotek. Aby ocenić natężenie hałasu trzeba posłużyć się miernikiem. Dokładne, profesjonalne mierniki są drogie i trudno dostępne. Opisany dalej miernik jest konstrukcją uproszczoną, ale z powodzeniem może służyć do wstępnych orientacyjnych pomiarów, albo do pomiarów porównawczych. W warunkach amatorskich miernik taki może być wykorzystany na przykład do sprawdzenia czy działania podjęte w celu wyciszenia mieszkania lub samochodu przynoszą pożądany efekt. Można wykonać wiele interesujących pomiarów hałasu np. w szkole na przerwie, czy na lekcjach u różnych nauczycieli. Określenie poziomu hałasu bez miernika, czyli na bazie subiektywnych odczuć może być bardzo mylące.
Zasada działania
Sygnał z mikrofonu jest wzmacniany przez wzmacniacz US1A. Na drugim wzmacniaczu operacyjnym USIB zbudowany jest jednopołówkowy prostownik idealny, który w połączeniu z filtrem R6, C5 zamienia wzmocnione wcześniej napięcie przemienne na napięcie stałe. Dodatkowym zadaniem tych dwóch stopni jest ukształtowanie charakterystyki przenoszonych częstotliwości według tzw. krzywej A.
6F22 9V
D1-D3 - 1N4148 D5H-D20 - LED
US2
OND -^ ,, 2
UAA170
80dB
Rys. 1 Schemat ideowy miernika hałasu
Praktyczny Elektronik 1/1997
Krzywa ta odzwierciedla czułość ucha ludzkiego, która ulega zmniejszeniu dla górnych i dolnych częstotliwości pasma akustycznego.
Napięcie na kondensatorze C5 jest ujemne w stosunku do masy układu. Układ logarytmujący złożony ze wzmacniacza operacyjnego USlC i Tl przetwarza zmiany liniowe (proporcjonalne do natężenia dźwięku) napięcia na C5 na zmiany logarytmiczne. Napięcie na wyjściu układu logarytmującego jest dodatnie. Tranzystor T2 włączony jako dioda wraz z rezystorami R8 i R9 oraz potencjometrem P2 służy do odjęcia ok. 0,5 V od napięcia wyjściowego układu logarytmującego. Dzięki temu dla poziomu 0 dB można uzyskać za tranzystorem napięcie 0 V. US1D to wzmacniacz dopasowujący poziom sygnału do wejścia układu wskaźnika zbudowanego na US2. Do zacisków "MIERNIK" na wyjściu układu US1D można także dołączyć woltomierz o zakresie pomiarowym 4 V lub większym. Układ US2 steruje wskaźnikiem zbudowanym z szesnastu diod elektroluminescencyjnych. W danej chwili zapalona jest tylko jedna dioda (wyświetlacz typu "punkt świetlny" w prze-
ciwieństwie do "linijki świetlnej"). Tranzystor T3 wraz z diodą D4 i rezystorem R15 tworzą stabilizator napięcia ok. 11,4 V.
Montaż i uruchomienie
Po zmontowaniu układu należy włączyć zasilanie i sprawdzić czy napięcie +U wynosi ok. 11,4 V, zaś U ok. 7 V. Następnie należy wyregulować P3 tak aby uzyskać na nóżce 13 układu US2 napięcie +4 V. W kolejnym etapie ustawia się suwak potencjometru Pl w skrajnym dolnym położeniu zwarcie z masą. Regulując P2 należy uzyskać na zaciskach "MIERNIK" napięcie 0 V. Następnie zmieniając położenie suwaka Pl uzyskać wskazanie miernika odpowiednie do aktualnego poziomu hałasu. Można przyjąć, że w cichym pokoju (bez włączonego sprzętu audio!) panuje poziom hałasu 20 dB. Oznacza to świecenie piątej diody lub napięcie 1 V na zaciskach "MIERNIK". Po wykonaniu takiej regulacji należy sprawdzić czy po włączeniu radia na umiarkowaną głośność wskazania miernika wzrosną do ok. 35H-45 dB.
D2OH |A
D190 I/.
Piali Ia
Di7(l Ia
Ś Di6(l |a
1015(1 |A~
'Di4(l Ia
Rys. 2 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Aby zweryfikować wskazania miernika można przyjąć następujące poziomu hałasu:
0 dB - (absolutna cisza) próg słyszalności
10 dB - szept z odległości 1,5 m
20 dB - biblioteka
30 dB - bardzo cicha rozmowa z odległości 5 m
40 dB - szum ulicy, cicha rozmowa z odległości 5 m
50 dB - ruchliwe biuro
60 dB - normalna rozmowa z odległości 5 m
70 dB - odkurzacz, głośna rozmowa z odległości 1 m
80 dB duży ruch uliczny, pociąg, głośna muzyka
90 dB - głośna muzyka
100 dB -grzmot, młot pneumatyczny, nitownica
110 dB -bardzo głośna muzyka
(koncert rockowy), dyskoteka, orkiestra symfoniczna 75 osób grająca najgłośniej fff
120 dB -silnik odrzutowy na biegu jałowym
130 dB startujący odrzutowiec, próg słyszenia bolesnego
140 dB -granica bólu powyżej której
może zostać uszkodzony słuch
220 dB -wystrzał armaty 300 mm z odległości 1 m
Zastosowany w układzie mikrofon elek-tretowy posiada dwa wyprowadzenia. Wyprowadzenie połączone z metalową obudową mikrofonu łączy się z masą układu a drugie z wejściem wzmacniacza.
Praktyczny Elektronik 1/1997
Przy zastosowaniu diod innych kolorów, może okazać się koniecznym zwiększenie napięcia stabilizatora T3, D4.
Jeżeli nie będzie wykorzystywany wskaźnik na układzie UAA 170, a tylko będzie wykorzystywane wyjście na miernik dodatkowy, to można zrezygnować z elementów T3, D4, R13-=-R15, P3. Do masy należy wtedy dołączyć punkt wspólny baterii.
Do wyjścia miernika można także dołączyć amperomierz (np. sam ustrój pomiarowy od uszkodzonego miernika analogowego), a nie woltomierz. Wówczas należy zwiększyć wartość rezystora R12 tak aby przy napięciu 4V na wyjściu US1D popłynął przez amperomierz prąd powodujący pełne wychylenie się wskazówki. Orientacyjna wartość R12 wynosi 39 kfl.
Krzywa A i logarytmy
Na podstawie badań dużej grupy ludzi stwierdzono, że przeciętny człowiek najlepiej słyszy dźwięki ze środkowego zakresu częstotliwości akustycznych tj. 0,5-HlO kHz. Dla częstotliwości niższych i wyższych czułość ucha szybko spada. W miernikach hałasu stosuje się układy kształtowania charakterystyki częstotliwościowej takie aby jak najbardziej zbliżyć się do charakterystyki ucha ludzkiego. W opisywanym układzie zastosowano również takie kształtowanie charakterystyki wg. krzywej A. Zadanie to spełniają odpowiednio dobrane kondensatory i rezystory w dwóch pierwszych stopniach układu.
Oprócz nierównomiernego odbioru dźwięków przy różnych częstotliwościach, ludzkie ucho ma jeszcze jedną ciekawą cechę. Natężenie dźwięku oceniane jest przez ludzi w skali zbliżonej do logarytmicznej, a nie liniowej. Oznacza to, że zwiększenie natężenia dźwięku z poziomu 1 do 10, odbierane jest tak samo jak zwiększanie z poziomu 10 do poziomu 100, z poziomu 100 do 1000 itd. W takiej sytuacji najlepiej jest zastosować skalę logarytmiczną. W opisywanym układzie układ lo-garytmujący ma za zadanie wytworzyć napięcia takie jak podano w tabeli 1.
Tabela 1 Charakterystyka układu logarytmującego
Napięcie wejściowe Napięcie wyjściowe
0,0004 V 0 V
0,004 V 1 V
0,04 V 2 V
0,4 V 3 V
4 V 4 V
Napięcie wyjściowe ma wartość 1 V/20 dB, gdzie dB oznacza decybel. Decybele używane są do określania stosunku dwóch wielkości, w naszym wypadku napięć. Na początku trzeba przyjąć pewien poziom, który będziemy uważać za poziom odniesienia. W naszym przypadku będzie to napięcie Uodn na wyjściu prostownika odpowiadające hałasowi na poziomie czułości ucha. Poziom hałasu dla napięcia Ux określa się w decybelach wg. wzoru:
N = 20log(Ux/Uodn)
Logarytm log jest logarytmem o podstawie 10. Najprościej mówiąc funkcja ta odpowiada na pytanie do jakiej potęgi trzeba podnieść liczbę 10 aby wynik był równy Ux/Uodn. Zatem jeżeli Uxjest 100 razy większe niż Uodn to liczbę dziesięć trzeba podnieść do potęgi drugiej (wynik logarytmowania wynosi dwa), gdyż dziesięć do potęgi dwa równa się 100. Wynik logarytmowania przemnożony jest jeszcze przez dwadzieścia. Warto zatem zapamiętać kilka zależności:
Ux/Uodn = 1 N = 0 dB
Ux/Uodn = 2 N = 6 dB
Ux/Uodn = 3 N = 10 dB
Ux/Uodn = 4 N = 12 dB
Ux/Uodn = 10 N = 20 dB
Ux/Uodn = 20 N = 26 dB
Ux/Uodn = 30 N = 30 dB
Ux/Uodn = 100 N = 40 dB
Ux/Uodn = 1000 N = 60 dB
Wykaz elementów
US1 - LM 324 (TL 084)
US2 - UAA 170 (UL 1970)
Tl, T2, T3 - BC 557B
D1-^D3 - 1N4148
D4 - BZP 683 C12V (Zenara 12 V)
D5-^D20 - LED 2x5 mm
R6 - 100 fi/0,125 W
R2, RIO, R12, R14 -1 kfi/0,125 W
R15 -2,2 kQ/0,125 W
Rl, R7 -10 kfi/0,125 W
Rll, R13 - 15 kfi/0,125 W
R8 -68 kfi/0,125 W
R4, R5 -100 kfi/0,125 W
R3 -1 Mfi/0,125 W
R9 - 1,5 Mfi/0,125 W
Pl, P3 - 10 kf2 miniaturowy 10-obr.
P2 - 1 Mfi miniaturowy 10-obr.
C2 - 10 pF/50 V/5% ceramiczny
C4 - 100 pF/50 V/5% ceramiczny
C3 - 4,7 nF/50 V/5% ceramiczny
Cl - 470 nF/100 V MKSE-018-02
C6 - 10 //F/16 V 04/U
C7, C8 - 47 /^F/25 V 04/U
C5 -470 /iF/16 V 04/U
Ml - CM-18 mikrofon elektretowy
WŁ1 - włącznik miniaturowy suwakowy
płytka drukowana numer 307
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 2,50 zł + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O mgr inż. Jacek Pawłowski
Praktyczny Elektronik 1/1997
Centralka alarmowa
Dla uwieńczenia dzieta jakim byty opisy czujników ultradźwiękowego i podczerwieni nie pozostaje nic innego jak przedstawienie opisu centralki alarmowej. Jest to urządzenie umożliwiające podłączanie czujników jak i sterowanie systemem alarmowym. Napięcie zasilania 12 V i niski pobór prądu umożliwia zastosowanie jej zarówno w pomieszczeniach jak i pojazdach.
Dane techniczne:
Napięcie zasilania - 12 V
Pobór prądu w stanie czuwania 12 mA
Obciążenie styków alarmowych 10 A
Ilość wejść NO - 3
Ilość wejść NC - 3
Ilość wejść antysabotażowych NL - 2 Czas opóźnienia włączenia czuwania - 30 s
Czas alarmu - 30 s
Czas opóźnienia wejść NL - 20 s
Działanie centralki
Działanie centralki zostanie opisane na podstawie schematu blokowego pokazanego na rys. 1.
Sygnały wejściowe podawane są do układów wejściowych oznaczonych na schemacie blokowym WE NO, WE NC i WE NL. Użyte skróty oznaczają: NO - normalnie otwarte (przerwa), NC normalnie połączone (zwarcie do masy), NL normalnie niskie napięcie (połączenie przez rezystor do masy).
Inaczej oznacza to, że do WE NO i masy należy podłączyć styki normalnie rozwarte. Zwarcie jednego styku do masy będzie sygnałem zadziałania alarmu. Do WE NC i masy należy podłączyć styki normalnie zwarte. Rozwarcie jednego ze styków spowoduje zadziałanie alarmu. Do wejścia NL i masy należy podłączyć styki normalnie zwarte (może to być przewodzący tranzystor) przez rezystor 2,2 kfi. Zmniejszenie napięcia na wejściu poniżej 1/3 napięcia zasilającego lub zwiększenie powyżej 2/3 spowoduje zadziałanie alarmu z opóźnieniem.
Wejście napięciowe zabezpiecza system przed ewentualnym zwarciem lub rozwarciem linii łączącej czujniki I\IL z centralką. Opóźnienie natomiast umożliwia wyłączenie alarmu przez osobę powołaną po wejściu do zabezpieczanego pomieszczenia (otworzeniu drzwi samochodu).
Normalnie na wyjściu każdego układu wejściowego występuje poziom wysoki (zbliżony do napięcia zasilającego). Wystąpienie sygnału alarmowego powoduje zmianę tego stanu z wysokiego H na niski L. Sygnał z wyjścia układu WE NL podawany jest do układu opóźniającego UOP1. Zadaniem tego układu jest wprowadzenie opóźnienia zadziałania alarmu. Sygnał z wyjścia UOP1 podawany jest przez układ różniczkujący CąRą do układu UOP2, którego zadaniem jest wydłużenie czasu trwania impulsu ujemnego podawanego do układu logicznego UL. Do układu wejściowego i układu logicznego podawany jest dodatkowo sygnał o częstotliwości około 1 Hz. Sygnał ten umożliwia ponowne zadziałanie alarmu przy ciągłym sygnale z czujników. Opadające zbocze sygnału z wyjścia UL uruchamia układ opóźniający UOP3 wyznaczający czas trwania alarmu. Sygnał wyjściowy z UOP3 otwiera bramki układów wyjściowych UWY1 i UWY2.
Układ RC składający się z rezystora Rg i kondensatora Cg zapewnia opóźnienie włączenia stanu czuwania centralki. Zwarcie kondensatora Cg powoduje zablokowanie generatora 1 Hz i wyzerowanie układów opóźniających UOP1, UOP3. W ten sposób uzyskuje się wyłączenie czuwania lub alarmu. Włączenie czuwania następuje po około 30 s od rozwarcia kondensatora Cg.
Sygnał wyjściowy WE NC także jest strobowany sygnałem 1 Hz. Zapewnia to ponowne uruchomienie alarmu w sytuacji ciągłego rozwarcia jednego ze styków. Impulsy wyjściowe podawane są za pośrednictwem układu różniczkującego CcRą do układu UOP2 wydłużającego impuls ujemny. W ten sposób zwiększa się pewność zadziałania układu logicznego strobowanego także impulsami 1 Hz.
UOP
UL
UOP 3
GENER. 1 Hz
Uwy 2
NO/PRZERYWANY
NO/CIĄGŁY
R.ys. 1 Schemat blokowy centralki
Praktyczny Elektronik 1/1997
Rys. 2 Schemat ideowy centralki alarmowej
Sygnał wyjściowy WE NO podawany jest bezpośrednio do układu logicznego. W odróżnieniu od poprzednich jest to sygnał statyczny. Zwarcie jednego ze styków powoduje wystąpienie sygnału L i w efekcie pojawienie się impulsów o częstotliwości 1 Hz na wyjściu układu logicznego. Zbocze opadające uruchamia układ UOP3 i sygnał alarmu. Po 30 s sygnał alarmu zanika jeśli nie ma już przyczyny tzn. sygnału z układu wej-
ściowego. Jeśli przyczyna alarmu nie ustąpiła, następuje ponowne włączanie sygnalizacji alarmu na czas 30 s.
Układ wyjściowy UWY1 zawiera przekaźnik, którego styki są normalnie rozwarte. Włączenie alarmu powoduje zwieranie styków z częstotliwością 1 Hz. Styki te mogą być wykorzystane np. do włączania sygnalizacji świetlnej. Układ wyjściowy UWY2 także zawiera przekaźnik normalnie otwarty. Włączenie alarmu powo-
Praktyczny Elektronik 1/1991
duje zwarcie styków na czas trwania sygnału alarmu (30 s). Sugerowane wykorzystanie do włączania syreny alarmowej.
Opis schematu ideowego
Opis schematu ideowego centralki rozpoczniemy od bardziej skomplikowanej części jaką są wejścia napięciowe NL. Sygnał napięciowy z wejścia NL o wartości zbliżonej do 1/2 napięcia zasilającego podawany jest do połączonych razem wejść odwracającego komparatora A i nieodwracającego komparatora B układów USl lub US2. Rezystory RIO, R16 i diody Zenera D9 i D10 zabezpieczają wejścia komparatorów przed uszkodzeniem. Obydwa układy są identyczne dlatego skupię się dalej na układzie z US2.
Rezystory R15, R17, R18 polaryzują wejście nieod-wracające komparatora A i wejście odwracające komparatora B. Wyjścia komparatorów A i B połączone są razem do "+" zasilania przez rezystor R19. Uzyskany układ ma tą właściwość, że dla napięć wejściowych w przedziale 1/3 do 2/3 napięcia zasilającego, na wyjściu uzyskujemy poziom wysoki. Przekroczenie tego zakresu w dół lub górę, powoduje zmianę napięcia wyjściowego na poziom niski. Schemat ideowy centralki pokazuje rys. 2.
Wyjścia obu układów NL połączone są do wejść bramki 2A. Poziomy wysokie wymuszają poziom niski na jej wyjściu, dołączonym do wejścia bramki 2B. Do drugiego wejścia bramki 2B dołączony jest sygnał stro-bujący 1 Hz. Pojawienie się poziomu niskiego na jednym z wejść bramki 2A spowoduje otwarcie bramki 2B poziomem wysokim z wyjścia 2A. Na wyjściu bramki 2B pojawi się sygnał strobujący.
Pierwsze zbocze opadające tego sygnału spowoduje zmianę stanu na wyjściu Q układu US4B z niskiego na wysoki. Stan ten będzie trwał przez czas określony iloczynem Cli R22 (20 s). Diody Dli i D14 zabezpieczają przed uszkodzeniem układ US4. Wymagane są jeśli wartość pojemności w układzie czasowym (C9, Cli) jest większa od 0,5 /J.F. Zmiana poziomów z wysokiego na niski na wyjściu Q, przez kondensator C12 zostanie podana jako zróżniczkowany impuls ujemny na wejście monowibratora zrealizowanego na bramkach 2C i 2D.
Normalny stan wyjściowy tego monowibratora jest stanem wysokim. Po podaniu na jego wejście impulsu ujemnego (poziomu niskiego), stan wyjścia zmieni się także na niski i będzie trwał około 2 s.
Sygnał ten podawany jest do układu logicznego zrealizowanego na bramkach 1B i 1C. Niski poziom wejściowy wymusi wysoki poziom na wyjściu bramki 1B podawany dalej do wejścia bramki 1C. Bramka 1C zostanie otwarta i na jej wyjściu pojawi się sygnał strobujący 1 Hz (podawany na jej drugie wejście). Pierwsze zbocze opadające tego sygnału spowoduje zmianę stanu wyjścia Q układu US4A z niskiego na wysoki.
Poziom wysoki na wyjściu US4A będzie trwał przez czas określony wartościami C9 i R20 (30 s). Poziom ten otwiera bramki 3C i 3D umożliwiając przekazywanie na wyjście bramki 3C sygnału strobującego. Sygnał
ten przez rezystor R29 podawany jest na bazę układu Darlingtona (T2, T3) powodując jego załączanie okresowym poziomem niskim i przerywane załączanie styków przekaźnika Pkl. Na wyjściu bramki 3D pojawi się poziom niski, który przez rezystor R28 podawany jest na bazę układu Darlingtona składającego się z tranzystorów T4, T5 powodując ich otwarcie i załączenie ciągłe styków przekaźnika Pk2.
Po około 30 s stan wyjścia US4A będzie ponownie niski i zablokuje bramki 3C i 3D. Poziomy wysokie na wyjściach tych bramek wyłączą tranzystory i styki przekaźników zostaną rozwarte. Układ ponownie przejdzie do stanu czuwania.
Stan czuwania, a więc aktywności centralki może być przerwany przez zwarcie wyłącznikiem WŁ1 kondensatora C10. Napięcie na kondensatorze spada do
0 V. Zostaje zablokowany generator 1 Hz. Na jego wyjściu pojawi się także poziom niski. Zablokowane zostaną bramki wyjściowe 3C i 3D, oraz zostaną wyzero-wane układy czasowe US4. Na wyjściach Q tych układów pojawi się poziom niski.
Wyłącznik ten blokuje działanie centralki jak i służy do wyłączania alarmu. Powinien być więc bardziej skomplikowany niż to jest podane na schemacie i umieszczony w "tajemnym" miejscu. Pozostawiamy to inwencji czytelników.
Rozwarcie styków WŁ1 umożliwia ładowanie kondensatora C10 z "+" zasilania przez rezystor R21. Po około 30 s napięcie na kondensatorze przekroczy połowę napięcia zasilającego i zacznie działać generator
1 Hz, oraz zostaną odblokowane pozostałe układy. System alarmowy przejdzie w stan czuwania, sygnalizowany błyskaniem diody luminescencyjnej D15.
Wejścia układu wejściowego NC połączone są przez diody separujące D4, D5, D6. Wejście bramki 1A zabezpieczone jest rezystorem R6 i diodą Zenera D8. Rozwarcie jednego ze styków czujników spowoduje pojawienie się poziomu wysokiego na wejściu bramki 1A. Na drugie wejście tej bramki podawany jest sygnał strobujący. który teraz pojawi sie także na jej wyjściu, sygnał ten przez układ różniczkujący z kondensatorem C7 podawany jest do monowibratora. Ujemny impuls (poziom niski) wyzwoli monowibrator tak samo jak opóźniony sygnał z wyjścia Q US4B. Tym razem z najwyżej minimalnym opóźnieniem (do 1 s) zadziała sygnalizacja alarmu.
Wejścia NO także połączone są przez diody separujące, które jednak nie są tu niezbędne. Można z powodzeniem zastąpić je zworami. Kondensator C15 zabezpiecza układ przed przypadkowymi alarmami wywołanymi np. zakłóceniami elektroenergetycznymi. Poziom wysoki podawany jest przez układ zabezpieczający Rl, D7 na wejście bramki 1B układu logicznego. Zwarcie jednego ze styków czujników spowoduje podanie na wejście bramki poziomu niskiego i w efekcie natychmiastowe zadziałanie sygnalizacji alarmu.
Generator strobujący o częstotliwości 1 Hz zrealizowany jest na bramkach 3A i 3B. Częstotliwość generowanego sygnału jest określona doborem kondensatora
10
Praktyczny Elektronik 1/1997
C14 i rezystora R26. Generator jest blokowany poziomem niskim podawanym na wejście bramki 3A po zwarciu kondensatora CIO.
Dla uniknięcia możliwości wyłączenia centralki przez zwarcie napięcia zasilania doprowadzanego do czujników rozdzielono zasilanie obwodów wejściowych i centralki. Napięcie + 12 V "A" zasila obwody wej-
ściowe i czujniki. Powinno być pobierane z oddzielnego zasilacza o wydajności około 200 mA. Napięcie +12 V " B" zasila centralkę. Pobór prądu w stanie czuwania nie przekracza 15 mA. Po zablokowaniu centralki pobór prądu wynosi około 10 mA. Większy pobór prądu wystąpi podczas sygnalizacji alarmu.
|o_ ARKTELE 308
Rys. 3 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Jeśli z tego samego zasilacza będą zasilane syrena i żarówka to suma ich prądów wyznaczy niezbędną wydajność prądową zasilacza. Minimum tutaj powinna być wydajność 1 A.
Przy zasilaniu z jednego źródła np. akumulatora 12 V, bezpośrednio należy zasilać punkt +12 V "B". Punkt +12 V "A" należy wtedy zasilić z punktu " B" przez rezystor 10 n/2 W.
Przy zasilaniu sieciowym wskazane jest buforowanie zasilania akumulatorem o napięciu 12 V, w celu zabezpieczenia się przed wyłączeniem zasilania 220 V. Akumulator należy podłączyć przez diodę odłączającą go przy zasilaniu sieciowym. Rezystor o wartości 100^-470 n/2 W połączony równolegle do niej umożliwi doładowy-wanie akumulatora. Możliwe jest zastosowanie bardziej rozbudowanych układów wg. uznania czytelników.
Montaż i uruchomienie
Widok płytki drukowanej centralki i rozmieszczenie elementów na płytce uwidoczniono na rys. 3.
Montaż elementów powinien być wykonany zgodnie z obowiązującymi ogólnie zasadami i własnymi upodobaniami. W pierwszej kolejności należy dopasować otwory do wyprowadzeń posiadanych elementów, przez rozwierce-nie.
Przy kompletowaniu elementów szczególną uwagę zwrócić na kondensatory elektrolityczne stosowane w układach czasowych (C9, C10, Cli, C13). Najkorzystniej, aby były to kondensatory tan-talowe. Dopuszcza się stosowanie w centralce przewidzianej do pracy w pomieszczeniach ogrzewanych, zwykłych kondensatorów elektrolitycznych (04/U) na zakres temperatur od 0 do +70�C.
Praktyczny Elektronik 1/1997
11
Centralka przeznaczona do pojazdu samochodowego lub pomieszczenia nieogrzewa-nego powinna być wyposażona w kondensatory elektrolityczne na zakres temperatur od -40 do +85�C.
Zastanowić się trzeba nad sposobem zasilania i nabyć lub wykonać odpowiednie zasilacze. Podobnie wymagają przemyślenia elementy sygnalizacji alarmu (dźwięk i światło) oraz wyłącznik alarmu WŁ1.
Po sprawdzeniu poprawności montażu można przystąpić do uruchamiania. W zasadzie wystarczy do tego multimetr i zasilacz napięcia 12 V o wydajności prądowej 200 mA.
Przed włączeniem zasilania połączyć wejścia NC do masy. Do wejść NL i masy podłączyć rezystory 2,2 kfi. Wyłącznik WŁ1 powinien być wyłączony (rozwarty).
CZUJNIK ULTRADŹWIĘKOWY
CZUJNIK PODCZERWIENI
+ 12V j)NO 1
+ 12V
CENTRALKA
ALARMOWA
PŁYTKA
NR 308
NO/P
NO/C
ZASILACZ 12V/1A
ZASILACZ 12V/1A
220V
~220V
Rys. 4 Połączenia zewnętrzne centralki
Zewrzeć zaciski +12 V "A", +12 V " B" i dołączyć do nich napięcie zasilające.
Przy prawidłowo wykonanym montażu i sprawnych elementach, po około 30 s od włączenia zasilania powinna zacząć migać dioda LED D15, świadcząca o pracy generatora 1 Hz. Jeśli nie miga, w pierwszej kolejności trzeba sprawdzić, czy nie została podłączona odwrotnie. Następnie sprawdzić multimetrem napięcia zasilające wszystkich układów scalonych i poziomy napięć w najważniejszych punktach układu centralki. Przy nieprawidłowych wartościach usunąć ewentualne zwarcia, czy zimne luty i ewentualnie po zlokalizowaniu wymienić złe elementy.
Włączyć WŁ1 - dioda D15 powinna przestać migać. Wyłączyć WŁ1 i ponownie po około 30 s dioda zacznie migać. Centralka jest teraz w stanie czuwania. Ustalenie czasu opóźnienia załączania stanu czuwania można uzyskać przez zmianę wartości C9. Zwiększenie wartości powoduje wydłużenie czasu. Częstotliwość generatora można ustalić dobierając pojemność kondensatora C14.
Podłączyć omomierz multimetru do styków przekaźnika Pk2. Na krótki moment czasu zewrzeć jedno z wejść NO. Powinna zadziałać sygnalizacja alarmu co objawi się słyszalnym załączeniem przekaźników i małą rezystancją zwartych styków. Przekaźnik Pkl powinien włączać się i wyłączać z częstotliwością generatora 1 Hz. Można sprawdzić to omomierzem, a na pewno będzie to słychać. Alarm powinien się wyłączyć po około 30 s. Czas trwania alarmu można ustalić przez dobór wartości pojemności C9. Wartość tej pojemności nie powinna przekroczyć 100 /iF.
Na krótko odłączyć jedno z wejść NC od masy. Także powinna zadziałać sygnalizacja alarmu, najwyżej z minimalnym opóźnieniem rzędu 1 s.
Zewrzeć do masy lub "+" zasilania wejście NL. Po około 20 s powinien zadziałać alarm. Czas opóźnienia ustalić przez dobór pojemności kondensatora Cli.
Zewrzeć na stałe wejście NO i sprawdzić czy nastąpi ponowne włączanie się alarmu na okresy 30 s z przerwą około 1 s. Podobne sprawdzenie można wykonać dla wejść NC i I\IL. Dla wejścia NL przerwa między kolejnymi alarmami może wynosić około 10 s.
Sposób podłączenia zewnętrznych elementów systemu alarmowego do centralki pokazano na rys. 4.
Jest to jedna z możliwych wersji zwłaszcza w odniesieniu do elementów sygnalizacji. Czujniki, ultradźwiękowy i podczerwieni opisane w dwóch poprzednich numerach Praktycznego Elektronika są przystosowane do współpracy z centralką. Nie należy montować w nich układów związanych z włączaniem przekaźników. Zamiast tych czujników można zastosować styki normalnie zwarte (NC) połączone przez rezystor 2,2 kfi między wejście NL i masę.
Wykaz elementów:
US1, US2
US3, US5, US6
US4
Tl
T2, T4
T3, T5
Dl, D2, D3, D4,
D5, D6, Dli, D12,
D13, D14
D7, D8, D9, D10
D15
R32
R8, R14
Rl, R6, R13, R19,
R27, R28, R29,
R30, R31
R9, RIO, Rll, R12,
R15, R16, R17, R18
R3, R4, R5
LM 393N
CD 4011
CD 4538 (CD 4528)
BC 547B
BC 557B
BD 136
1N4148
BZP 683 C12 (12 V)
LED
1,8 kfi/0,125 W
2,2 kfi/0,125 W
- 10 kft/0,125 W
- 22 kfi/0,125 W -33 kfi/0,125 W
12
Praktyczny Elektronik 1/1997
R2, R7, R25 - 100 kfi/0,125 W C1.C2 - 100 ^F/16 V 04/U
R23 - 470 kfi/0,125 W Pkl, Pk2 -RX81P/12V
R20, R21, R22, płytka drukowana nr 308
R24, R26, R33 - 1 Mfi/0,125 W
C3, C4, C5, C6, Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
C7, C8, C12, C15 - 100 nF/63 V MKSE-20 pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE.
C14 - 470 nF/63 V MKSE-20 Cena: 4,60 zł + koszty wysyłki.
C13 - 2,2 /iF/50 V 04/U Podzespoły elektroniczne można zamawiać
Cli - 22 //F/16 V 04/U w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
C9, CIO - 47 //F/16 V 04/U
O R. K.
Elektronika inaczej cz. 12 - półprzewodniki
Po rozpatrzeniu elementów biernych przechodzimy do elementów czynnych. Wstępem będzie zapoznanie z właściwościami materiałów półprzewodnikowych.
Przewodnictwo prądu w metalach i półprzewodnikach
Metale są dobrymi przewodnikami prądu elektrycznego. Składają się z atomów związanych siłami wzajemnego przyciągania, ułożonych w formie przestrzennej sieci. Elektrony z zewnętrznej orbity każdego z atomów uwalniają się tworząc tzw. chmurę elektronów. Posiadają one możliwość przemieszczania się pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego. Elektron charakteryzuje się ładunkiem elektrycznym ujemnym. Pozostałe elektrony wraz z jądrami atomów tworzą nieruchome jony o ładunku elektrycznym dodatnim. Strukturę nośników prądu w metalu prezentuje rys. 1.
�_ �" �_�_ �_
�~ �_ �_�" �_
�~ �"�] �"
NIERUCHOMY JON DODATNI
ELEKTRON SWOBODNY
Rys. 1 Nośniki prądu w metalu
Sumaryczny ładunek elektryczny wewnątrz metalu jest równy zeru. Rozłożenie swobodnych elektronów i jonów dodatnich jest równomierne w całej objętości materiału. Przyłożenie zewnętrznego pola elektrycznego spowoduje przemieszczanie się swobodnych elektronów w kierunku punktu o wyższym potencjale. Jony dodatnie istotne dla budowy materiału i neutralizowania ładunku są nieruchome i nie biorą udziału w przewodnictwie prądu. W 1 cm1-* metalu znajduje się około 10 ^ atomów i co najmniej tyle swobodnych elektronów będzie uczestniczyło w przewodnictwie prądu. Dzięki tak dużej ilości nośników prądu metale są dobrymi przewodnikami.
Półprzewodniki także składają się z atomów materiału ułożonych w formie regularnej sieci przestrzennej. Budowa taka nazywana jest często krystaliczną. Ponieważ wiązania ostatniej warstwy elektronów są silniejsze niż w metalach, jedynie doprowadzenie dodatkowej energii np. podwyższenie temperatury może spowodować oderwanie się elektronu od atomu. Powstaje wtedy swobodny elektron oraz miejsce po elektronie, o ładunku dodatnim nazywane dziurą. Dziura ma właściwość pobierania elektronów z sąsiednich atomów, a więc jest w efekcie dodatnim jonem ruchomym. Po pobraniu elektronu z sąsiedniego atomu dziura dotychczasowa neutralizuje się (nazywane jest to rekombinacją). Nowa dziura pojawia się w atomie z którego został pobrany elektron itd.
W czystym półprzewodniku nazywanym często samoistnym ilości dziur i elektronów są sobie równe. Strukturę nośników prądu w półprzewodniku samoistnym pokazuje rys. 2.

+
i r ELEKTRON DZIURA
Rys. 2 Nośniki prądu w półprzewodniku samoistnym
Sumaryczny ładunek materiału półprzewodnikowego także pozostaje neutralnym. Ilość atomów materiału półprzewodnikowego w 1 cm1-' także wynosi 10 , ale ilość nośników prądu jest zdecydowanie mniejsza niż w metalu. Przewodzenie prądu jest więc dużo gorsze niż w przypadku metali, ale nie można już tych materiałów zaliczyć do grupy izolatorów (materiałów, które nie przewodzą prądu elektrycznego). Ponieważ stanowią grupę pośrednią między metalami, a izolatorami nazwano je półprzewodnikami.
Praktyczny Elektronik 1/1997
13
Wykorzystanie półprzewodników samoistnych (czystych) do jakich należą krzem i german jest ograniczone. Nie nadają się one do budowy znanych powszechnie przyrządów półprzewodnikowych jakimi są diody i tranzystory. Do budowy tych elementów niezbędna jest umiejętność wytwarzania materiałów półprzewodnikowych o wyraźnej przewadze ilości jednego z rodzajów nośników (dziur lub elektronów). Uzyskuje się to przez dodanie do czystego półprzewodnika samoistnego niewielkich ilości innego materiału nazywanego domieszką. Uzyskany tak półprzewodnik nazywany jest domieszkowanym.
Domieszki pozwalające na uzyskanie swobodnych elektronów (podobnie jak w metalu) nazywane są domieszkami donorowyrni. Po ich wprowadzeniu uzyskuje się swobodne elektrony i dodatnie nieruchome jony nazywane jonami donorowyrni. Zmodyfikowany półprzewodnik charakteryzuje się przewagą ilości elektronów nad ilością dziur i nazywany jest półprzewodnikiem typu N.
Inny rodzaj domieszki wiąże elektron z sąsiedniego atomu w wyniku czego powstaje nieruchomy jon ujemny i dziura. Domieszka tego rodzaju nazywana jest akceptorową. Nieruchomy jon ujemny nazywany jest jonem akceptorowym. Uzyskany w ten sposób półprzewodnik charakteryzuje się przewagą ilości dziur nad ilością elektronów i nazywany jest półprzewodnikiem typu P.
Schematycznie półprzewodniki domieszkowane obu typów pokazano na rys. 3.
o)
b)
�
+ �
- �~ ' _�
DZIURA JON DONOROWY ELEKTRON
JON DZIURA j AKCEPTOROWY ELEKTRON
Rys. 3 Półprzewodniki domieszkowane
W półprzewodnikach tych występują różnice w ilościach nośników prądu - dziur i elektronów. Sumaryczny ładunek kompensowany jest występowaniem nieruchomych jonów akceptorowych w przypadku półprzewodnika typu P lub donorowych w półprzewodniku typu N. Zwiększenie ilości domieszki zwiększa ilość nośników, a więc poprawia właściwości przewodzenia materiału półprzewodnikowego.
Nośniki, których ilość przeważa w danym materiale nazywane są podstawowymi lub tuiększościowymi. Nośniki, których ilość jest mniejsza nazywane są dodatkowymi lub mniejszościowymi. Tak więc w półprzewodniku typu N nośnikami większościowymi są elektrony, a mniejszościowymi dziury. W półprzewodniku typu P odwrotnie nośnikami większościowymi są dziury, a mniejszościowymi elektrony.
Przewodnictwo prądu w półprzewodniku
Rozpatrzymy je na przykładzie próbki jednorodnego półprzewodnika typu P. Jednorodność próbki polega na równomiernym rozłożeniu atomów domieszki w objętości półprzewodnika co daje w efekcie równomierne rozłożenie nośników. Możliwe jest nierównomierne rozłożenie domieszek, które może spowodować wystąpienie wewnętrznego pola elektrycznego w półprzewodniku.
Przyłożone do końców próbki napięcie wywołuje w niej pole elektryczne skierowane od punktu o wyższym potencjale do punktu o niższym potencjale. Nośniki prądu o ładunku dodatnim jakimi są dziury (w tym przypadku nośniki większościowe) poruszać się będą w kierunku punktu o niższym potencjale do "minusa". Nośniki prądu o ładunku ujemnym (elektrony nośniki mniejszościowe) będą przemieszczać się w kierunku punktu o wyższym potencjale do "plusa". W konsekwencji prąd płynący ze źródła napięcia będzie wewnątrz półprzewodnika rozdzielał się na dwie składowe: prąd wynikający z ruchu dziur i prąd wynikający z ruchu elektronów. Wprawdzie kierunki ruchu tych nośników są przeciwne to kierunek umowny prądu jaki określaliśmy na początku naszego cyklu jest zgodny dla obu rodzajów nośników (zgodny z kierunkiem przemieszczania ładunku dodatniego i przeciwny do kierunku przemieszczania ładunku ujemnego). Ilustracją przepływu prądu w półprzewodniku jest rys. 4.
1 RUCH ' | DZIUR

0 �+ � � E_ + ,�
\ RUCH / 1 ELEKTRONÓW 0 u


Rys. 4 Przepływ prądu w półprzewodniku typu P
Charakterystyka napięciowo prądowa jednorodnej próbki materiału półprzewodnikowego jest liniowa, a więc może być opisana za pomocą znanego nam prawa Ohma.
i = Gu
gdzie: i - prąd [A],
G- konduktancja próbki między zaciskami [S], u - napięcie [V].
Konduktancję będącą odwrotnością rezystancji można obliczyć z przytoczonego niżej wzoru:
G = tr(S/l)
gdzie: a - konduktywność materiału [1/fi m], S - powierzchnia przekroju [m*], I - długość próbki [m].
14
Praktyczny Elektronik 1/1997
Konduktywność często wyrażana jest w [1/Qcm] i wynosi ona dla metali w temperaturze pokojowej 104 -^ 106, a dla czystego krzemu 1CT5 -f- lO"6. O ile konduktywność metali maleje ze wzrostem temperatury, to konduktywność półprzewodników wzrasta (maleje rezystancja). Konduktywność półprzewodników domieszkowanych jest proporcjonalna do koncentracji domieszek a więc ilości nośników.
Zaznaczone na charakterystyce dwie proste odpowiadają różnym koncentracjom nośników. Prosta (1) to materiał o mniejszej ilości nośników, a prosta (2) odpowiada materiałowi o większej ilości nośników. Analogiczne rozważania można przeprowadzić dla półprzewodnika typu N.
Zaznaczyć trzeba, że oba rodzaje nośników różnią się szybkością przemieszczania, nazywaną ruchliwością. Większą ruchliwością charakteryzują się elektrony. Dziury posiadają mniejszą szybkość przemieszczania.
Liniowa zależność prądu od napięcia w materiałach półprzewodnikowych występuje w ograniczonym zakresie napięć. Przy dużych napięciach, a więc dużych natężeniach pola elektrycznego wewnątrz półprzewodnika następuje wyzwalanie dodatkowych nośników i wzrasta konduktywność. Efekt ten wykorzystany jest w wary-storach. Objawia się nieliniowością charakterystyki napięciowo - prądowej.
Złącze PN
Bardziej skomplikowanym przypadkiem o interesujących właściwościach jest materiał półprzewodnikowy posiadający dwa rodzaje przewodnictwa tzn. składający się z półprzewodników typu N i typu P. Miejsce połączenia dwóch rodzajów półprzewodników nazywane jest złączem P-N.
Złącze P-N można uzyskać przez złączenie dwóch rodzajów półprzewodników i np. stopienie (zgrzanie). Aktualnie uzyskuje sieje przez domieszkowanie połowy objętości materiału domieszkami donorowymi i drugiej połowy domieszkami akceptorowymi. Tak uzyskane złącze nazywane jest często warstiuowym.
Ważną właściwością złącza jest asymetria koncentracji elektronów i dziur. W obszarze półprzewodnika typu P dziury są nośnikami większościowymi i osiągają przykładowo koncentrację (ilość na cm^) 10^ l/cm . W obszarze półprzewodnika typu N dziury są nośnikami mniejszościowymi i posiadają przykładowo koncentrację 10r l/cm . Analogicznie rzecz się ma z elektronami w półprzewodnikach typu N i P. W obszarze złącza można mówić o skokowej zmianie koncentracji nośników nazywanej gradientem koncentracji. Porównać to można do różnicy poziomów cieczy w dwóch znajdujących się koło siebie naczyniach.
W dotychczasowych rozważaniach zakładaliśmy, że przy braku zewnętrznego pola elektrycznego nośniki prądu są nieruchome. W rzeczywistości dzieje się jednak inaczej -energia cieplna, która umożliwia powstanie nośników prądu w półprzewodniku samoistnym jednocześnie nadaje nośnikom energię kinetyczną powodującą ich bezładne poruszanie się wewnątrz materiału. Przy
temperaturze pokojowej (20�C) nośniki osiągają średnią szybkość rzędu 10 cm/s. Przypominają więc one cząstki gazu lub cieczy zamkniętej w naczyniu.
Jeśli połączyć dwa naczynia o różnych poziomach cieczy nastąpi przepływ z naczynia o wyższym poziomie do naczynia o niższym poziomie, który zakończy się z chwilą wyrównania poziomów. Podobnie rzecz się ma po połączeniu dwóch półprzewodników różnego typu. Wskutek chaotycznego ruchu nośników przy występującym ich gradiencie (różnicy poziomów) następuje przemieszczanie się nośników nazywane dyfuzją. Dziury przemieszczają się z półprzewodnika typu P do N, a elektrony z półprzewodnika typu N do P. Zjawisko to pokazane jest schematycznie na rys. 5.
OBSZAR ŁADUNKU p PRZESTRZENNEGO N

0+ �+ -+Ś � -0 � E � -� -�
0 + � + 0 + 0 �-+ � 0 '� -� -
DYFUZJA DZIUR DYFUZJA ELEKTRONÓW
Rys. 5 Złącze P-N
Analogicznie do wyrównania poziomów cieczy można by oczekiwać, że proces dyfuzji będzie prowadził do wyrównania koncentracji nośników w całej objętości półprzewodnika. Będzie jednak inaczej. Podczas dyfuzji dziur do półprzewodnika typu N, w półprzewodniku typu P pozostają niezrównoważone ujemne jony akceptorowe. W tym samym czasie elektrony dyfundujące do półprzewodnika typu P pozostawiają niezrównoważone dodatnie jony donorowe. Wkrótce w pobliżu złącza powstaje zwiększona koncentracja ładunków ujemnych w półprzewodniku typu P i ładunków dodatnich w półprzewodniku typu N. Obszar ten nazywany jest obszarem ładunku przestrzennego. Powstaje w nim pole elektryczne o natężeniu E.
W miarę przebiegu dyfuzji wzrastają przeciwne sobie ładunki po obu stronach złącza. Rośnie także pole elektryczne przeciwdziałające dalszemu przemieszczaniu się nośników. Dyfuzja ustaje wskutek tego przed spodziewanym wyrównaniem koncentracji nośników. Pole elektryczne jakie powstało w obszarze ładunku przestrzennego wstrzymuje wprawdzie dyfuzję nośników większościowych, ale wywołuje jednocześnie ruch nośników mniejszościowych w kierunku przeciwnym. W stanie równowagi jaki następuje bez udziału zewnętrznego pola elektrycznego (napięcia) minimalne prądy pochodzące od ruchu nośników mniejszościowych kompensowane są minimalnym prądem dyfuzyjnym.
Jeśli istnieje pole elektryczne musi także występować napięcie elektryczne jako różnica potencjałów.
Praktyczny Elektronik 1/1991
15
Napięcie jakie wytworzy się w obszarze ładunku przestrzennego nazywane jest barierą potencjału.
Dyfuzja jak i ruch nośników mniejszościowych odbywają się tylko w pobliżu złącza. W dalszym obszarze półprzewodniki pozostają jednorodnymi i neutralnymi (o zerowym ładunku wypadkowym). Granice między obszarami ładunku przestrzennego i neutralnego półprzewodnika są bardzo łagodne. Na rys. 5 zaznaczono je liniami przerywanymi.
Przepływ prądu przez złącze P-N
Dotychczas rozpatrywaliśmy złącze P-N bez przyłożonego zewnętrznego napięcia. Bariera potencjału jaka powstaje wewnątrz złącza przeciwdziała przemieszczaniu się (dyfuzji) nośników większościowych. W zależności od kierunku przyłożonego napięcia zewnętrznego bariera potencjału może zostać zredukowana lub zwiększona.
Zaczniemy od przyłożenia wyższego potencjału (+) do półprzewodnika typu P i niższego () do półprzewodnika typu N. Kierunek zewnętrznego pola elektrycznego jest przeciwny kierunkowi pola elektrycznego obszaru ładunku przestrzennego. Stopniowe zwiększanie napięcia zewnętrznego powoduje redukowanie bariery potencjału i ponownie wzrost składowej dyfuzyjnej prądu. Po przekroczeniu wartości napięcia 0,1-^0,2 V dla germanu lub 0,6-r-0,7 V dla krzemu stromość charakterystyki napięciowo prądowej zdecydowanie wzrasta. Ten kierunek podłączenia napięcia zewnętrznego nazywany jest polaryzacją w kierunku przewodzenia pokazaną na rys. 6.
RUCH DZIUR - RUCH ELEKTRONÓW P N
0+ 0+ + 0! "� �
+ 1 -*- E I 1 -�
] �:
�+ +� ;� i �_ �_
Rys. 6 Złącze P-N polaryzowane w kierunku przewodzenia
Prąd płynący wewnątrz półprzewodnika będzie składał się jak w przypadku półprzewodnika samoistnego z prądu dziur i prądu elektronów. Wskutek dużego gradientu koncentracji nośników w złączu wystarcza niewielki wzrost napięcia, aby uzyskać znaczny przyrost prądu.
Polaryzacja w kierunku przewodzenia sprzyja dyfuzji nośników większościowych przez złącze do obszaru gdzie są one nośnikami mniejszościowymi. Powoduje to znaczny wzrost koncentracji nośników mniejszościowych w pobliżu złącza. Efekt ten nazywany jest iniek-
cją nośników mniejszościowych i jest wykorzystywany w tranzystorach bipolarnych.
Przyłożenie zewnętrznego napięcia do złącza w kierunku przeciwnym tzn. wyższy potencjał (+) do półprzewodnika typu N, a niższy () do półprzewodnika typu P, powoduje pogłębienie bariery potencjału i rozszerzenie obszaru ładunku przestrzennego. Pokazane jest na rys. 7.
RUCH DZIUR
RUCH ELEKTRONÓW -
p
� 0 0 � �
0 � E � _ i;
++ � � � + !(ą) ------- u
�+. 0 � � '�
i� i
J X
R-ys. 7 Złącze P-N polaryzowane zaporowo
W efekcie całkowicie likwidowany jest szczątkowy prąd pochodzący od dyfuzji nośników większościowych. Pozostajejedynie niewielki prąd nośników mniejszościowych. Elektrony przemieszczają się od półprzewodnika typu P do N, a dziury od półprzewodnika typu N do P. Prąd ten ze wzrostem napięcia ulega nasyceniu wskutek wykorzystania wszystkich nośników mniejszościowych. Dalszy wzrost napięcia w kierunku zaporowym nie powoduje wzrostu prądu, nazywanego prądem, nasycenia.
Wprawdzie prąd nasycenia nie zależy od napięcia, istotny wpływ na niego mają wszystkie czynniki zwiększające ilość nośników mniejszościowych. Takimi czynnikami mogą być: wzrost temperatury, oświetlenie, działanie promieni rentgenowskich, czy wreszcie injekcja nośników mniejszościowych za pomocą drugiego złącza polaryzowanego w kierunku przewodzenia. Ostatni czynnik jest wykorzystywany w tranzystorach bipolarnych.
Szerokość obszaru ładunku przestrzennego zmienia się wraz ze zmianami przyłożonego napięcia zewnętrznego. Właściwość ta jest wykorzystana do budowy złą-czowego tranzystora unipolarnego (polowego- JFET).
Jak już zauważyliśmy wcześniej złącze P-N może przewodzić duże prądy w kierunku przewodzenia i stanowi przeszkodę dla przepływu prądu przy polaryzacji w kierunku zaporowym. Właściwość ta jest wykorzystana do budowy bardzo popularnych przyrządów półprzewodnikowych jakimi są diody, używane przeważnie do prostowania prądu zmiennego.
Aby złącze P-N (np. dioda) nadawało się do wykorzystania niezbędne jest dołączenie do niego wyprowadzeń metalowych. Dołączony metal nie powinien zmieniać właściwości złącza np. przez stworzenie z półprzewodnikiem nowego złącza przewodzącego prąd w jednym kierunku. Dobiera się metale, które zapewniają li-
16
Praktyczny Elektronik 1/1997
niowość takiego połączenia i przewodnictwo w obu kierunkach.
Istnieje grupa metali, które na styku z półprzewodnikiem tworzą złącze o właściwościach odpowiadają-
cych złączu P-N. W ten sposób budowane są tzw. diody ostrzowe i coraz bardziej rozpowszechnione diody Schotki.
O Ciąg dalszy w następnym numerze.
Sygnalizator czasu trwania rozmowy telefonicznej
Jak dowiedzieliśmy się pewnego grudniowego wieczoru, Telekomunikacja Polska S. A. nierzetelnie nalicza opłaty abonentom (informacja z NIK). Fakt ten nie usprawiedliwia tych, którzy zbyt częstą korzystają z aparatu telefonicznego. Impulsy naliczane za przeprowadzoną rozmowę telefoniczną, różnią się w zależności od strefy do której dzwonimy. Rozmowy miejscowe także posiadają zróżnicowane naliczanie impulsów. Kontrolowanie czasu rozmowy jest dosyć trudne. Przedstawiony w tym artykule prosty sygnalizator świetlno dźwiękowy który przypomni Warn o kolejnych naliczanych impulsach.
Zapytałem kilku znajomych, czy orientują się ile płacą za rozmowy telefoniczne. Otóż żaden z nich nie potrafił sprecyzować całej operacji naliczania opłat za rozmowy telefoniczne. Przyznaję, że sam nie potrafiłem na to pytanie odpowiedzieć. Udałem się więc po informację do źródeł, czyli do telekomunikacji. Uwaga! Za informacje o strefach, opłatach i jednostkach taryfika-cyjnych należy zapłacić (bagatela 4,26 zł).
Mnie osobiście i myślę że Was drodzy czytelnicy zainteresuje tylko kilka informacji. Mamy trzy strefy w Polsce. Pierwsza strefa obejmuje obszar do 25 km. Druga zawarta jest w obszarze od 25 km do 100 km. Trzecia strefa znajduje się powyżej 100 km od miejsca do którego dzwonimy. Opłaty za rozmowy miejscowe (w obszarze jednej miejscowości) są takie same jak w strefie pierwszej. W niektórych województwach strefa pierwsza posiada większy obszar niż 25 km.
Często słyszymy takie zdanie. Kilka razy zadzwoniłem do znajomych, a zapłaciłem jak za rozmowę zagraniczną. I tutaj uwaga. Za rozpoczęcie rozmowy i każde rozpoczęcie kolejnych trzech minut rozmowy, w strefie pierwszej zliczana jest jedna jednostka taryfikacyjna. W strefie drugiej zliczane są cztery jednostki taryfikacyjne za jedną minutę. W trzeciej strefie zliczanych jest sześć jednostek za jedną minutę.
Prościej można to przedstawić w następujący sposób. Za jedną minutę rozmowy w strefie trzeciej, możemy przeprowadzić 6 rozmów 3 minutowych w strefie pierwszej.
Za jedną minutę w strefie drugiej, możemy wykorzystać 4 rozmowy 3 minutowe w strefie pierwszej.
Warunkiem spełnienia tych wszystkich spekulacji w naliczaniu jest rzetelność ze strony telekomunikacji. Bywa, że rozmowa nie została zrealizowana (nikt się
nie zgłaszał), a jednostki taryfikacyjne były zliczane. Są także przypadki zliczania jednostek z większą częstotliwością niż powinno to odbywać się w danej strefie. Artykuł ten, opisuje prosty sygnalizator świetlno--dźwiękowy, który pozwoli Warn wprowadzić samokontrolę czasu przeprowadzanej rozmowy telefonicznej.
Opis układu
Układ sygnalizatora nie ingeruje w linię telefoniczną, ani w instalację aparatu. Istnieje możliwość zainstalowania tego urządzenia wewnątrz aparatu, lub w odrębnej obudowie. Wykorzystany zostanie przycisk (włącznik) słuchawki telefonicznej. Tam umieścić należy dodatkowy włącznik zasilania sygnalizatora. Mechaniczne rozwiązanie pozostawiam Czytelnikom. Zależy ono od typu aparatu.
PŁYTKA SYGNALIZATORA NR 303
STREFA ZEROWANIE
Rys. 1 Schemat blokowy sygnalizatora
Schemat blokowy sygnalizatora umieszczony jest na rysunku 1. Układ sygnalizatora zbudowany został na dwóch układach scalonych serii CMOS. Pierwszy z nich to układ tajmera, z którego generowany jest cykl impulsów. Włącznikiem WŁ1 możemy zmienić częstotliwość ukazywania się kolejnych impulsów. Drugim układem jest licznik BCD, który zlicza kolejne impulsy z tajmera. Jego wyjścia Ql-^Q4 wykorzystane są do sterowania diod świecących i przetwornika piezoelektrycznego. Zastosowany przetwornik powinien mieć wbudowany wewnętrzny generator.
Włącznik WŁ2 służy do zerowania tajmera oraz licznika. Włącznik WŁ3 załącza zasilanie sygnalizatora i od momentu jego załączenia następuje praca całego układu.
Praktyczny Elektronik 1/1997
17
Schemat ideowy zamieszczony jest na rysunku 2. Włącznikiem WŁ1 zmieniamy częstotliwość pracy wewnętrznego generatora w tajmerze. Pojemności kondensatorów Cl i C2 dobrane zostały w taki sposób, aby odzwierciedlały odliczanie kolejnych jednostek taryfikacyjnych dla strefy I i II. Cykl kolejnego zliczania przez licznik, dla strefy I będzie wynosił 1 min. Dla strefy II cykl pojawiać się będzie co 15 sekund.
Cl - In (CYKL 15s) C2 - 3n (CYKL 1min)
R.ys. 2 Schemat ideowy sygnalizatora
Czytelnikom którzy będą chcieli indywidualnie dobrać czas pojawiania się cykli z tajmera, przypomnę zasadę obliczenia wartości elementów. Wartości elementów zewnętrznych Rl, R2, Cl i C2 decydują o częstotliwości pracy generatora, którego typowy zakres częstotliwości wynosi 0-f-500 kHz. Częstotliwość generacji można zapisać wzorem:
2,3-Rl
[F]
Wzór ten słuszny jest dla zakresu częstotliwości 1-^100 kHz. Wartość rezystancji R2 powinna wynosić: R2 = 2 Ś Rl i równocześnie R2 <10 kft, natomiast rezystancja Rl powinna być większa niż 500 fl przy Uqq = 5 V i większa od 200 fi przy Uqq = 15 V.
Stopień podziału wewnętrznego programowalnego dzielnika częstotliwości zależy od podania na wejścia sterujące A i B odpowiednich stanów logicznych (Tabela 1)
Tabela 1
Wejścia Liczba stopni dzielnika Stopień podziału
A B n 2n
0 0 0 1 1 0 1 1 13 10 8 16 8192 1024 256 65536
W proponowanym rozwiązaniu wejścia A i B tajmera mają na stałe podaną jedynkę. Ten stopień podziału umożliwia zastosowanie mniejszych pojemności.
Dla pozycji "I strefy", włącznika WL1, licznik zlicza kolejne minuty. Po odliczeniu 4 minut zapala się dioda zielona. Czas czterech minut liczony jest od momentu podniesienia słuchawki telefonicznej, a więc załączenia WŁ3 i podania zasilania z baterii. Po podniesieniu słuchawki, wykręcamy numer abonenta do którego dzwonimy i oczekujemy jego zgłc;ienia. Dlatego doliczona została jedna minuta do trzech minut pierwszej jednostki Laryfikacyjnej Kolejna sygnalizacja pojawiać się będzie co minutę. Taka sygnalizacja, informować będzie o zbliżającym się zaliczeniu drugiej jednostki. Zapala się wówczas dioda czerwona i ze światłem diody zielonej (dwukolorowa dioda) da nam kolor świecenia pomarańczowy. Po upływie kolejnej minuty pozostanie zapalona dioda zielona, a dodatkowo włączony zostanie sygnał dźwiękowy. Sygnał ten emitowany jest z przetwornika piezoelektrycznego z wbudowanym generatorem,
np.: 5 kHz. Ostatnia minuta sygnalizowana jest świeceniem obu diod, kolorem pomarańczowym, oraz sygnałem dźwiękowym. Upłynie wtedy 7 minut od momentu podniesienia słuchawki.
W czasie gdy licznik zlicza pierwsze trzy minuty, na wyjściach Ql i Q2 pojawia się stan wysoki. Dioda D3 oraz sygnalizator dźwiękowy nie działają, ponieważ na wyjściu Q3 licznika jest stan niski. Odwrócony poprzez tranzystor Tl daje nam jedynkę na katodach diod i przetworniku. Pojawienie się jedynki na wyjściu Q3, zmieni także poziom napięcia na kolektorze Tl. Wtedy katody diod oraz przetwornik łączą się z masą poprzez złącze kolektor-emiter Tl. Istnieje wtedy możliwość zadziałania diod oraz przetwornika.
Gdy na wyjściu Q4 licznika otrzymamy jedynkę, następuje wyzerowanie licznika. Tajmer zacznie odliczać swoje cykle od początku. Wyzerowanie to następuje w ósmej minucie trwania rozmowy telefonicznej. Czas ten powinien być wystarczający do przeprowadzenia rozmowy towarzyskiej. Osoby które rozmawiają dłużej, więcej będą płacić. Włącznikiem WŁ2 możemy wyzerować licznik i tajmer w dowolnym momencie.
Analogicznie przebiega proces zliczania kolejnych cykli dla pozycji "II strefa" włącznika WŁ1. Różnią się tylko czasy sygnalizowania kolejnych cykli. Jak szybko one przemijają przekonacie się sami.
Montaż i uruchomienie
Mozaikę ścieżek drukowanych i rysunek montażowy przedstawia rysunek 3.
18
Praktyczny Elektronik 1/1997
Przed przystąpieniem do montażu elementów pamiętać należy o zamontowaniu zworki z drutu pod układem US2. Jak pokazano na rysunku blokowym, włączniki oraz dioda świecąca, umieszczone są poza płytką drukowaną. Długości przewodów łączących poszczególne włączniki oraz diodę, musicie dobrać indywidualnie, w zależności od sposobu umieszczenia sygnalizatora.
Rys. 3 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
To małe urządzenie umieścić możemy wewnątrz aparatu telefonicznego lub w osobnej obudowie. Zasilane jest z baterii typu 6F22 +9 V, lub akumulatorka. Pobór prądu z włączonym przetwornikiem i obiema diodami świecącymi wynosi ok. 25 mA. Jedyna zmiana w aparacie telefonicznym, te ingerencja w mechanikę włącznika (widełek) słuchawki. Wewnątrz aparatu należy umieścić dodatkowy włącznik. Powinien on załączać zasilanie sygnalizatora w momencie podniesienia słuchawki telefonicznej.
Przełącznik WŁ1 i włącznik WŁ2 powinny być dostępne z zewnątrz obudowy. Dioda świecąca dwuko-lorowa o okrągłej obudowie, jest łatwiejsza w montażu. Wystarczy wywiercić otwór odpowiednim wier-
tłem. Przetwornik piezoelektryczny z wbudowanym generatorem może pozostać wewnątrz obudowy. Zbyt głośna sygnalizacja dźwiękowa może utrudniać rozmowę przez telefon. Zasłaniając przetwornik kawałkiem płótna możemy stłumić sygnał dźwiękowy.
Tak zmontowany układ jest gotowy do pracy, pod warunkiem wcześniejszego dobrania pojemności kondensatorów Cl i C2.
Możecie zadać pytanie. Czy warto "psuć" obudowę aparatu telefonicznego, montując ten prosty sygnalizator? Odpowiedź jest prosta. Przeliczcie cenę aparatu na ilość impulsów telefonicznych naliczanych niepotrzebnie. Nakład pracy i włożone pieniądze w tą malutką inwestycję zwrócą się Warn w krótkim czasie. Jedyny warunek to samokontrola czasu przeprowadzanej rozmowy telefonicznej.
Wykaz elementów
USl - CD 4541
US2 -CD 4518
Tl - BC 547B
Dl, D2, D3 - 1N4148
D4, D4' - dioda świecąca dwukolorowa
ze wspólną katodą
R4, R5 -820 fi/0,125 W
R8 -47 kfi/0,125 W
Rl, R3, R6 - 100 kfi/0,125 W
R2, R7 - 200 ktt/0,125 W
Cl - 1 nF/50 V ceramiczny
C2 - 3 nF/50 V ceramiczny
C3 - 10 nF/50 V ceramiczny
C4 - 47 nF/50 V ceramiczny
C5 - 22 /j/16 V 04/U
P - przetwornik piezoelektryczny
z wbudowanym generatorem
WŁ1 - suwakowy miniaturowy 1-sekcyjny
WŁ2 - mikrowłącznik
WŁ3 - mikroprzełącznik
płytka drukowana numer 303
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 1,20 zł + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O Ireneusz Konieczny
Laboratoryjny zasilacz z ograniczeniem prądowym serii 2001 sterowany mikroprocesorem cz. 3
W trybie przełączania funkcji, użytkownik ma możliwość wybrania, jakie nastawy lub pomiary mają pojawić się na lewym, a jakie na prawym panelu. Przykładowo chcemy obserwować nastawę napięcia dodatniego
oraz temperaturę radiatora (na lewym panelu) - w tym celu wciskamy klawisze [9] oraz [5]. Funkcje realizowane przez poszczególne klawisze w trybie przełączania funkcji zostały wymienione powyżej przy opisie klawiatury.
Praktyczny Elektronik 1/1997
19
LUB
WYŚWIETLANIE POMIARU PRĄDU
WYŚWIETLANIE NASTAWY PRĄDU
WYŚWIETLANIE MAKSYMALNEJ NASTAWY OGRANICZENIA PRĄDOWEGO (KONFIGURACJA)
WYŚWIETLANIE NASTAWY NAPIĘCIA WYŚWIETLANIE MAKSYMALNEJ NASTAWY
NAPIĘCIA (KONFIGURACJA)
aa
WYŚWIETLANIE TEMPERATURY RADIATORA (�C)
R-ys. 4 Przykłady wyświetlania informacji na wyświetlaczu
Wskazania wyświetlane na wyświetlaczach dają się zinterpretować jednoznacznie dzięki przyjętej konwencji oznaczeń. (0 tym co jest wyświetlane na wyświetlaczach użytkownik może się zorientować. ..). Przykłady przedstawiono na rysunku 4.
Wyjaśnienia wymaga wyświetlanie nastaw konfiguracyjnych (klawisze [8] i [0]). Przełączanie między wyświetlaniem maksymalnej nastawy ograniczenia prądowego, a maksymalnej nastawy napięcia odbywa się sekwencyjnie tym samym klawiszem.
Zmiana nastawy możliwa jest po jej uprzednim wybraniu (w trybie przełączania funkcji). Gdy żądana nastawa zostanie już wyświetlona na panelu, należy przejść do trybu dokonywania nastaw odpowiedniej części zasilacza (klawisz [WYB.]). Kolejnym krokiem jest wpisanie wartości numerycznej (cyfry będą przesuwały się od lewej strony do prawej) i jej akceptacja klawiszem [WPR.]. Jeżeli wartość numeryczna została wprowadzona błędnie, można ją wprowadzić od nowa (cyfry najbardziej na lewo będą ginęły). Na przykład chcemy ustawić wartość napięcia dodatniego na 13,47 V. W tym celu wybieramy wyświetlanie nastawy napięcia dodatniego klawiszem [9] (tryb przełączanie funkcji). Następnie klawiszem [WYB.] przełączamy sterownik na tryb dokonywania nastaw części dodatniej (miga kropka dziesiętna na wyświetlaczu W8). Wpisujemy wartość kolejno klawiszami [1], [3], [4], [7], po czym ją akceptujemy klawiszem [WPR.].
Jeżeli wartość numeryczna wprowadzona z klawiatury będzie większa od maksymalnej dopuszczalnej (skonfigurowanej), to wciśnięcie klawisza [WPR.] spowoduje powrót do wartości poprzednio ustawionej.
W analogiczny sposób dokonujemy pozostałych nastaw. Przy wyświetlaniu pomiarów (pr~^u lub temperatury) ustawienie wartości numerycznej z przyczyn oczywistych nie jest możliwe.
Nie ma konieczności stosowania pamięci EEPROM. Nie będą wówczas pamiętane poszczególne nastawy zasilacza po jego wyłączeniu. Mi-krokontroler wykryje jej nieobecność i przyjmie domyślne wartości parametrów zasilacza (U = 0 -f- 35 V, I = 0 H- 3 A).
Sterownik mikroprocesorowy połączony jest z układem zasilacza za pośrednictwem bloku przetworników C/A. Zadaniem tego
bloku jest zamiana sygnałów cyfrowych PWM1-^PWM4 o ustawianym zmiennym wypełnieniu na sygnały analogowe mogące sterować bezpośrednio analogową częścią wykonawczą zasilacza opisaną w pierwszej części artykułu (PE 11/96). Dodatkowo blok ten posiada układ do pomiaru temperatury radiatora i tranzystor mogący włączyć wentylator chłodzący ra-diator. Schemat układu zamieszczono na rysunku 5.
Do wejść PWM1^-PWM4 bloku przetworników C/A doprowadzone są przebiegi cyfrowe z mikroprocesora. Ich częstotliwość wynosi 244 Hz, a wypełnienie zależy od nastaw wybranych przy pomocy klawiatury. Każdy z sygnałów steruje pracą jednego z czterech przełączników analogowych US1 i US2. Pierwszy przełącznik (US1; nóżki 10, 1, 2, 15) w takt sygnałów z procesora ustawia się raz w pozycji górnej (tak jak na schemacie ideowym) a drugi raz w pozycji dolnej. W ten sposób na jego wyjściu (nóżka 15 US1) otrzymuje się ciąg prostokątnych impulsów których amplituda ma ściśle określoną wartość. Dla pozycji górnej jest to dokładnie +5 V pochodzące ze źródła napięcia referencyjnego a dla pozycji dolnej 0 V, czyli potencjał masy.
Układy US1 i US2 zasilane są napięciem + 12 V i -5 V. Dzięki temu klucze analogowe przełącznika nie przełączają napięć będących w pobliżu napięcia zasilania. Pozwala to na zachowanie dużej stabilności amplitudy bez względu na wypełnienie przebiegu sterującego. Drugim bardzo ważnym zagadnieniem jest prowadzenie masy. Masa dołączona do nóżek zasilających układy US1 połączona jest z cyfrową masą układów mikroprocesora natomiast masa wejść przełączników połączona jest z masą analogową. Takie rozwiązanie gwarantuje stałość amplitudy przebiegu i brak zakłóceń z części cyfrowej.
Dalej przebieg prostokątny doprowadzony jest do wejścia aktywnego filtru dolnoprzepustowego o nachyleniu 40 dB/dekadę. Filtr ten został zrealizowany na wzmacniaczu operacyjnym US3A. Tłumienie częstotliwości PWM 244 Hz wprowadzane przez ten filtr wynosi 65 dB i jest w pełni wystarczające. Stała czasowa filtru jest nieco mniejsza niż 1 sek. Oznacza to że odfiltrowana z przebiegu prostokątnego składowa stała ustala się w czasie krótszym niż 1 sekunda od chwili
20
Praktyczny Elektronik 1/1997
u o
PWM1
PWM2
PWM3
� PWM4
! K]
.O ANAL0G3
~ Reg U 10mF=F
L
RegI
_L C10
i US3 ~r1OOn TL�84 ~
+ 12V
Ri*n ?<
10k ,1 a >1------'ÓANALOG2
_,------_ Reg-U
_L ci2
-T-10On
i 16 nóżka - +5V ref
\ 8 nóżka - MASA CYFROWA
i 7 nóżka-----5V ref
P44 O--------------------------------------
Rys. 5 Schemat ideowy bloku przetworników C/A
wprowadzenia zmiany wypełnienia przebiegu sterującego. Za filtrem aktywnym umieszczono jeszcze dodatkowy filtr LC (LI, C9) eliminujący ewentualne zakłócenia i szumy z wyjścia wzmacniacza operacyjnego. W przypadku kłopotów z nabyciem dławika Li filtr ten można pominąć stosując zamiast dławika LI zworę. Napięcie stałe z wyjścia filtru doprowadzone jest do wejścia sterującego w części analogowej zasilacza.
Dwa pierwsze filtry dostarczają napięć dodatnich do sterowania dodatniej części zasilacza. Matomiast dwa ostatnie filtry dostarczają napięć ujemnych do sterowania części ujemnej zasilacza. Osiągnięto to dzięki doprowadzeniu do przełączników napięcia 5 V.
Układ US4A spełnia funkcję miernika temperatury radiatora. Dwie połączone szeregowo diody krzemowe DX spełniają rolę czujnika temperatury. Spadek napięcia na diodach maleje o ok. 4,6 mV na każdy stopień wzrostu temperatury. Sygnał z diod zostaje wzmocniony do poziomu 50 mV/�C i skierowany do wejścia analogowego układu mikroprocesora. Potencjometr Pl służy do zerowania układu, a potencjometr P2 umożliwia regulację wzmocnienia.
Układ US4B odwraca polaryzację sygnału pomiaru prądu części ujemnej zasilacza. Zastosowano tu typowy układ wzmacniacza odwracającego o wzmocnieniu równym jedności.
Tranzystor Tl służy do załączania wentylatora chłodzącego radiator. Jest on sterowany z mikroprocesora
i włącza się w chwili gdy temperatura radiatora przekroczy 45�C. Tranzystor Tl zabezpieczony jest diodami Dl i D2 przed przepięciami wytwarzanymi przez silnik wentylatora. Układ umożliwia bezpośrednie sterowanie wentylatora zasilanego napięciem +12 V, pobierającego prąd nie większy niż 500 mA. W przypadku zastosowania innych wentylatorów konieczne jest zastosowanie dodatkowego przekaźnika.
Montaż i uruchomienie
Sterownik został zmontowany na dwóch płytkach -wyświetlacza i procesora. Na płytce wyświetlacza znajdują się wskaźniki siedmiosegmentowe LED, klawiatura, wyprowadzenia napięciowe zasilacza oraz diody sygnalizujące przejście zasilacza w tryb stabilizacji prądu (ograniczenia prądowego). Elementy zamontowane na płytce wyświetlaczy umieszczono na końcu wykazu elementów i oznaczono gwiazdką. Kondensatory Cl-^C4, i diody D5-^D8 umieszczono w wykazie drugi raz. Najpierw figurowały one w wykazie elementów części analogowej (płytka 300) pod numerami C3, C4, Cli, C12, D2, D10, D15, D16.
Płytka procesora zawiera mikrokontroler z otoczeniem niezbędnym do jego poprawnej pracy, pamięć EEPROM oraz układy sterujące wyświetlaczami LED. Płytki zostały zaprojektowane w taki sposób, żeby maksymalnie uprościć montaż. Obydwie płytki łączą się ze sobą za pośrednictwem dwóch złączy. Z płytki sterów-
Praktyczny Elektronik 1/199?
21
nika wychodzą dodatkowo dwa złącza do części analogowej. W zasilaczu obie płytki umieszcza się pionowo jedna za drugą, zwrócone do siebie stroną druku. W takim układzie przewody z gniazd Gl-Gl' i G2-G2' pasują do siebie bez krzyżowania się.
Płytki są jednostronne, dlatego też w pierwszej kolejności należy wykonać połączenia mostkowe. Pod układ US1 należy zastosować podstawkę PLCC 68. W przypadku trudności z nabyciem procesora SAB
80535, można zastosować zmodyfikowaną wersję tego mikrokontrolera, wykonaną w technologii CMOS 80C535 lub 80C515. Jest ona co prawda droższa, ale pobiera kilkakrotnie mniej prądu niż wersja MYMOS.
Płytkę przetworników C/A mocuje się w pozycji poziomej stroną drukowaną do góry przy pomocy odcinków drutu (j>0,8 mm do płytki analogowej części zasilacza. Pokazano to na rysunku 9.
R.ys. 6 Płytka drukowana procesora i wyświetlaczy
22
Praktyczny Elektronik 1/1997
o
m *
O
o WL8 O o . cn . O
; Y ]
o O O ' E o:
o OJ Św o -{X-o
o
co
c
{R29ł- O>
i, O
w J1_T> ULN2803A
xi
urtę
> > <>
_zzao
Vcc o
PP45--J
PP44
PWM4 -(~R7
PWM3
PWM2
PWM1
i � 1M
O
Rys. 7 Rozmieszczenie elementów
Diody DX służące do pomiaru temperatury umieszcza się w centralnej części radiatora i łączy przewodami z płytką przetworników C/A. Na rysunku 10 zamieszczono natomiast schemat połączeń wszystkich płytek wchodzących w skład zasilacza.
Zalecane jest uruchamianie zasilacza w dwóch etapach. W pierwszym uruchamia się część analogową zasilacza tak jak opisano to w poprzednich częściach artykułu. Do wstępnego uruchomienia można wykorzystać schemat połączeń z rysunku 4 w PE 11/96, sto-
sując w miejsce potencjometrów dziesięcioobrotowych Pxl i Px2 zwykłe potencjometry montażowe.
W drugim etapie można uruchomić sam układ sterownika mikroprocesorowego, który po zmontowaniu wszystkich elementów powinien działać poprawnie zaraz po włączeniu zasilania (aby to stwierdzić wystarczy doprowadzić napięcie +5 V do wyprowadzenia nr 7 G3 i masę do wyprowadzenia 8 G3. Można teraz zapoznać się z funkcjami klawiatury i ustawić maksymalną wartość napięcia i prądu przy której zasilacz będzie praco-
Praktyczny Elektronik 1/1997
23
wał. Wartości te zostaną zapamiętane w pamięci nieu-lotnej EEPROM.
Następnie można wykonać połączenia pomiędzy wszystkimi płytkami drukowanymi za wyjątkiem przewodu ANALOG 3. Proces dokładnego strojenia zasilacza dla części ujemnej jest identyczny jak dla części dodatniej, dlatego ograniczymy się do opisu uruchomienia części dodatniej.
Regulacja zasilacza, w pierwszej kolejności, polega na wpisaniu z klawiatury napięcia 0,00 V dla części do-
datniej, a następnie takim ustawieniu potencjometru P2 na płytce analogowej, aby na wyjściu uzyskać napięcie 0,00 V. Z kolei na wyświetlaczu ustawia się maksymalne napięcie wyjściowe +35 V (lub niższe jeżeli zasilacz ma pracować w mniejszym zakresie napięć) i regulując potencjometrem Pl ustawia się napięcie wyjściowe zasilacza na wartość +35 V. Można następnie sprawdzić liniowość napięcia wyjściowego ustawiając na wyświe-tlaczych napięcie 20,00V i sprawdzając jego wartość na wyjściu.
Rys. 8 Płytka drukowana przetworników C/A i rozmieszczenie elementów
24
Praktyczny Elektronik 1/1997
______LM337_____ | 7805; PR1
3.15A
Ó ~220V
R-ys. 9 Połączenie pomiędzy płytkami zasilacza
Regulacja zasilacza, w pierwszej kolejności, polega na wpisaniu z klawiatury napięcia 0,00 V dla części dodatniej, a następnie takim ustawieniu potencjome-
tru P2 na płytce analogowej, aby na wyjściu uzyskać napięcie 0,00 V. Z kolei na wyświetlaczu ustawia się maksymalne napięcie wyjściowe +35 V (lub niższe jeżeli zasilacz ma pracować w mniejszym zakresie napięć) i regulując potencjometrem Pl ustawia się napięcie wyjściowe zasilacza na wartość +35 V. Można następnie sprawdzić liniowość napięcia wyjściowego ustawiając na wyświetlaczych napięcie 20,00 V i sprawdzając jego wartość na wyjściu.
Zasilacz przełącza się w tryb pomiaru prądu wyjściowego. Przy braku poboru prądu z zasilacza potencjometrem P4 ustawia się wskazania wyświetlacza na 0,00 mA. Następnie ustawia się z klawiatury ograniczenie prądowe na wartość 1,5 A i przełącza zasilacz w tryb pomiaru prądu wyjściowego. Do wyjścia podłącza się rezystor ok. 10 ft/10 W, lub żarówkę samochodową 12V/21 W i regulując potencjometrem P3 ustawia się wskazania wyświetlacza na 1,5 A. W tym czasie powinna się świecić dioda D8 sygnalizująca zadziałanie ograniczenia prądowego.
Analogicznie przeprowadza się regulacje części ujemnej zasilacza.
Regulacja układu pomiaru temperatury radia-tora jest dosyć kłopotliwa. Wymaga odłączenia diod DX od radiatora i umieszczenia ich w rurce igielitowej. Następnie diody zanurza się w szklance z zimną wodą, której temperaturę mierzy się zwykłym termometrem. Potencjometrem Pl na płytce przetworników C/A ustawia się napięcie na wyjściu układu US4A na wartość ok. +0,5 V.
Praktyczny Elektronik 1/1997
25
Pl P2 C15 C14
y y y y
POŁĄCZENIE Z DRUTU
ŚRUBA TULEJKA
REDUKCYJNA
PŁYTKA NR 301 T3 r T5 I
C9
PŁYTKA NR 300
PR1
Rys. 10 Widok połączenia płytki analogowej zasilacza z płytką przetworników C/A
Następnie można połączyć przewód ANALOG 3 z płytką procesora. Zasilacz ustawia się w funkcję pomiaru temperatury radiatora. Regulując potencjometrem Pl ustawia się na wyświetlaczu wartość temperatury taką jak wskazuje termometr zanurzony w szklance. Po wykonaniu tej czynności diody wkłada się do drugiej szklanki z gorącą wodą. Po nagrzaniu się diod potencjometrem P2 ustawia się wskazania na wyświetlaczu na wartość temperatury zmierzonej termometrem w szklance z gorącą wodą. Czynności te należy powtórzyć kilkakrotnie tak aby wskazania na wyświetlaczu pokrywały się dla szklanki z zimną i gorącą wodą. Teraz pozostaje sprawdzić czy przy temperaturze wyższej niż 45�C załączany jest wentylator.
Po tak przeprowadzonym procesie strojenia zasilacz jest gotowy do pracy. Wskazane jest ponowne strojenie zasilacza po kilku dniach eksploatacji.
Wykaz elementów - płytka procesora i wyświetlaczy
US1 - SAB 80535, SAB 80515
US2 - 74LS573
US3 -27(C)128
(EPROM - z programem ZASILACZ)
US4 - 24C02, ST24C02
US5 -74LS145
US6 - ULN 2803A
Tl - BC 547B
T2-^T9 - BC 327-16
R29-^R36 - 18 fi/0,25 W
R21-^R28 - 100 fi/0,25 W
R13-^-R20 -lkO/C,i25W
R2, R4 - 1 kfi/0,125 W 3%
Rll, R12 -3 kfi/0,125 W
R6 -4,7 kfi/0,125 W
Rl, R3 -9 kfi/0,125 W 1%
R5, R7^R10 - 10 kfi/0,125 W
RP1 - 8x10 kfi (drabinka rezystorowa)
C3, C4 - 30 pF/50 V ceramiczny
C5 - 10 nF/50 V ceramiczny
C6^-C8, Cli - 47 nF/50 V ceramiczny
C2 - 100 nF/100 V MKSE-018-02
Cl - 10 /iF/16 V 04/U
C9, CIO - 100 /xF/16V 04/U
BZ1 - przetwornik piezoelektryczny
D1*-^D4* - 1N4148
D5-, D6* - 1N4004
D7*, D8* - LED, kolor czerwony
C3*. C4ł - 100 nF/100 V MKSE-018-02
Cl*, C2' - 100//F/40 V 04/U
WŁ1*^WŁ12* - mikrowłączniki
Wl*-ł-W4* - wyświetlacz podwójny WA,
kolor dowolny (MAN 6910)
płytka drukowana numer 302
Wykaz elementów - płytka przetworników C/A
US1, US2
US3
US4
Tl
DX, Dl, D2
R9
R15
R13, R14
R16
R12
RIO
R1-^R8
Rll
Pl
P2
C1-C4
C14, C15 C13, C16, C17
płytka drukowana
- CD 4053
- TL 084
- TL 082
- BC 337-25
- 1N4148
-4,7 kfi/0,125 W -5,1 kfi/0,125 W
- 10 kfi/0,125 W
- 22 kfi/0.125 W -30 kfi/0,125 W -33 kfi/0,125 W
- 100 kfi/0,125 W -330 kfi/0,125 W
- 4,7 kfi CT 32 wieloobrotowy
- 47 kfi CT 32 wieioobrotowy
- 100 nF/100 V MKSE-018-02
- 220 nF/100 V MKSE-018-02
- 470 nF/100 V MKSE-018-02
- 1 /iF/63 V 04/U
- 10 /iF/16 V 04/U
- 1 mH (dławik miniaturowy; patrz opis w tekście)
numer 301
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki i zaprogramowane EPROMY z dopiskiem ZASILACZ można zamawiać w redakcji PE. Cena: płytka 302 - 13,00 zł
płytka 301 - 4,60 zł
EPROM ZASILACZ - 25,00 zł + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O Tomasz Kwiatkowski
26
Praktyczny Elektronik 1/1997
Programowany tajmer
W domu często zachodzi potrzeba włączenia lub wyłączenia jakiegoś urządzenia elektrycznego. Taką funkcję może spełniać elektroniczny zegar z programowaniem. Rozwiązanie to jest jednak zbyt drogie i skomplikowane. Z tego też względu opracowaliśmy znacznie prostszy układ umożliwiający nastawianie czasu w zakresie od 1 sekundy do 10 godzin. Czas który odmierza tajmer pokazywany jest na wyświetlaczu LED.
Tajmer może znaleźć wiele zastosowań. Klasycznym przykładem będzie wyłączenie telewizora, radia, ładowarki do akumulatorów, oświetlenia po upływie zadanego dokładnie czasu. Układ umożliwia także funkcję odwrotną, czyli włączenie urządzenia po zadanym czasie. Tajmer może także pełnić funkcję klasycznego mi-nutnika sygnalizując dźwiękiem odmierzenie czasu gotowania jajek na miękko, pieczenia ciasta. W trakcie odmierzania czasu możliwe jest natychmiastowe skasowanie układu i ponowne wpisanie nowej nastawy. Duża dokładność odmierzania czasu jest wynikiem zastosowania w tajmerze generatora kwarcowego.
Opis układu
Na rysunku 1 przedstawiono schemat blokowy taj-mera. Składa się on z generatora i dzielnika częstotliwości, który wytwarza wzorcowe odcinki czasu. Dla pierwszego zakresu wynoszą one 1 sekundę, a dla drugiego 1 minutę. Sygnały te doprowadzone są do układu sterowania. Stąd przebieg o określonej częstotliwości doprowadzany jest do licznika rewersyjnego, którego zawartość wyświetlana jest na wyświetlaczu zawierającym trzy cyfry. Umożliwia to ustawianie czasów od jednej sekundy (0.01) do dziewięciu minut i pięćdziesięciu dziewięciu sekund (9.59). Dla drugiego zakresu czasy te wynoszą odpowiednio jedną minutę (0.01) oraz dziewięć
godzin i pięćdziesiąt dziewięć minut (9.59). Na wyświetlaczu pokazywany jest czas jaki pozostał jeszcze do odmierzenia, tak jak ma to miejsce w klasycznym mi-nutniku. Po osiągnięciu przez licznik stanu 0.00 układ sterowania wyłącza przekaźnik i włącza sygnał dźwiękowy.
Generator zbudowano na układzie dzielnika częstotliwości CD 4060 (US2). Zaletą tego układu jest możliwość podłączenia rezonatora kwarcowego Ql. W układzie zastosowano popularny zegarkowy rezonator kwarcowy o częstotliwości pracy 32,768 kHz. Dzielnik posiada 14 stopni zatem na jego wyjściu otrzymuje się przebieg prostokątny o częstotliwości 2 Hz. Jeżeli od generatora nie jest wymagana duża dokładność częstotliwości, to można zastosować układ generatora RC. Zbędne są wtedy elementy Ql, C5, C6, a dodatkowo montuje się kondensator Cx. Wartości elementów i sposób podłączenia zamieszczono w prawej górnej części schematu ideowego (rys. 2).
Sygnał 2 Hz doprowadzony jest do dzielnika przez 2 i przez 120, zbudowanego na układzie CD 4520 (US3). Podział przez 2 uzyskuje się za pierwszym stopniem dzielnika. Natomiast podział przez 120 wymaga zastosowania sprzężenia zwrotnego. Rolę sprzężenia w liczniku spełnia bramka AND zbudowana na diodach Dl-^-D4. W chwili osiągnięcia przez licznik stanu 120 (binarnie 1111000) na katodach wszystkich diod wystąpi stan wysoki. Spowoduje to pojawienie się stanu wysokiego na wejściu zerującym licznika (nóżki 7 i 15 US2).
Zatem na nóżce 3 US2 otrzymuje się przebieg o okresie 1 sekundy, a na nóżce 13 US2 przebieg o okresie 1 minuty. Jeden z przebiegów, w zależności od położenia przełącznika WŁ1, przekazywany jest do układu sterowania.
GENERATOR
32,768 kHz
DZIELNIK
+ 12V
ZASILACZ 12V
0.0166...Hz
o o1
min. godz.
I__ ZEC
TAKT1
TAKT2
STEROWANIE
LICZNIK
..0"
WYŚWIETLACZ
i ~14V
Rys. 1 Schemat blokowy programowanego tajmera
Licznik główny tajmera zbudowano na trzech układach CD 4029 (US4-^US6). Licznik posiada możliwość zliczania w górę i w dół. W trakcie ustawiania czasu przez jaki ma pracować tajmer licznik zlicza w górę, tzn. każdy kolejny impuls doprowadzony do wejścia zegarowego licznika CL (nóżka 15 US4) powoduje zwiększenie stanu licznika o jeden. Warunkiem zliczania w górę jest doprowadzenie z układu sterowania stanu wysokiego do wejść UP/DOWN liczników.
Podczas odliczania czasu sygnał UP/DOWN przyjmuje stan niski i licznik wraz z każdym taktem zegara zmniejsza swój stan o jeden. Dzieje się tak aż do wyzerowania się licznika, kiedy to wyjścia CO wszystkich trzech liczników zostaną ustawione w stan niski. Sytuacja taka jest wykrywana przez bramkę OR zrealizowaną na diodach D7, D8, D10.
Praktyczny Elektronik 1/1997
27
EN 1/OUS3 CD4520 CLK l
Ol Q2 Q3 Qt Vss
01
C5 _L 33p-r-
__in|__I
~"-"J_C6 Cl 1
3|4 5
J!
s
EN >
>,US3 CD4520 2
Di4-_L C7 -jrua -a-
ITiOOn lOOnl _L _l_ J
C9 _L vD0 47nT Jvs:
_L _L 113112111J10I9 115 114
R12 n n n n n n n Ris

i i tilEltlUllI!
I
!ŚŚŚ Ś
-L
JEDNOSTKI SEKUND (JEDNOSTKI MINUT)
-I- W2
DZIESIĄTKI SEKUND (DZIESIĄTKI MINUT)
i W3 JEDNOSTKI MINUT (JEDNOSTKI GODZIN)
Rys. 2 Schemat ideowy generatora i licznika z dekoderami
Stan niski na wyjściu bramki diodowej ("0") "informuje" układ sterowania,ie zakończyło się odmierzanie czasu.
Jak powszechnie wiadomo minuta ma 60 sekund, a godzina 60 minut. Powoduje to określone komplikacje, gdyż wymaga zbudowania licznika rewersyjnego zliczającego do 6. Pierwszy i ostatni układ (US4 i US6)
pracują jako klasyczne liczniki rewersyjne zliczające do dziesięciu. Natomiast licznikowi środkowemu (US5) przypadła rola zliczania do 6.
Podobnie jak w dzielniku przez 120 skrócenie cyklu zliczania osiągnięto przez zastosowanie sprzężenia zwrotnego. Niestety w przypadku licznika rewersyjnego jest to bardziej kłopotliwe. W czasie zliczania w górę
Praktyczny Elektronik 1/1997
licznik powinien zliczać kolejno 1, 2, 3, 4, 5, 0, 1 itd. Zatem po 5 powinno wystąpić zero. Stan 5 (binarnie 0101) wykrywany jest przez bramkę diodową Dli i D12 i inwerter tranzystorowy T2 realizujący funkcję NAND. Oznacza to, że w chwili zliczenia liczby 5 na kolektorze tranzystora T2 pojawia się stan niski. Kolejny impuls doprowadzony do licznika sprawia, że wyjścia zmieniają swój stan na 6 (binarnie 0110), na kolektorze pojawia się natychmiast stan wysoki. Narastające zbocze sygnału na kolektorze T2 powoduje doprowadzenie dodatniego impulsu do wejścia wpisu równoległego PE licznika US5 (nóżka 1). Impuls ten powoduje przepisanie do licznika stanu z wejść wpisu równoległego Jl, J2, J3, J4. W trakcie zliczania w górę wszystkie wejścia są w stanie niskim, gdyż tranzystor Tl jest wysterowany wysokim stanem linii UP/DOWN doprowadzonym do licznika z układu sterowania. Wysterowany tranzystor Tl zwiera z masą wejścia Jl i J3.
Cały cykl odbywa się w czasie kilkuset nanosekund jest niezauważalny gołym okiem. Efektem tego jest pojawienie się na środkowym wyświetlaczu cyfry 0 po cyfrze 5. Narastające zbocze sygnału na kolektorze tranzystora T2 powoduje wpisanie impulsu przeniesienia do kolejnego licznika US6, który zwiększa swój stan o je-
den. Zatem jeżeli na wyświetlaczach była liczba 1.59, to w następnym takcie pojawi się liczba 2.00.
Trochę inaczej przebiega praca licznika w czasie zliczania w dół. Na linii UP/DOWN występuje stan niski i tranzystor Tl jest zatkany. Zatem do wejść wpisu równoległego doprowadzona jest cyfra 5 (binarnie 0101). W chwili gdy licznik osiągnie stan 0000 wyjście CO (nóżka 7 US5) także zmieni stan z wysokiego na niski. Kolejny takt zegara doprowadzony do wejścia licznika spowoduje, ze wyjście CO z powrotem osiągnie stan wysoki. Dodatnie zbocze tego impulsu za pośrednictwem diody D9 i kondensatora C8 zostanie doprowadzone do wejścia wpisu równoległego licznika (nóżka 1 US5). W efekcie tego do licznika zostanie wpisana liczba 5. Dodatnie zbocze sygnału CO spowoduje także zmniejszenie się stanu licznika US6. Jeżeli na wyświetlaczu była liczba 4.00, to w następnym takcie pojawi się liczba 3.59.
Sygnały Ql, Q2, Q3, Q4 z wyjść trzech liczników doprowadzone są do dekoderów kodu BCD na kod wskaźników siedmiosegmentowych, które współpracują z wyświetlaczami ze wspólną katodą.
Dokończenie w następnym numerze.
Dokończenie tekstu ze str. 2
Układ LM 3914 umieszczony jest w obudowie DIL 18. Duża zaletą jest szeroki zakres napięć zasilania od 3 V do 18 V. Schemat wewnętrzny układu zamieszczono na rysunku 1. Umożliwia on kolejne zapalanie diod począwszy od diody Dl, a skończywszy na diodzie D10. Kolejność zapalania poszczególnych diod w funkcji napięcia wejściowego jest liniowa. Nóżka 9 układu pozwala na zmianę sposobu zapalania diod. Jeżeli jest ona połączona z napięciem zasilania układu to otrzymuje się wyświetlanie linijki świetlnej. Natomiast w przypadku pozostawienia nóżki 9 niepodłączonej wyświetlany jest pływający punkt.
Układ posiada także możliwość programowania prądu płynącego przez diody świecące i nie wymaga stosowania zewnętrznych rezystorów ograniczających. Prąd może być regulowany w zakresie od 2 do 30 mA. Przy ustalaniu prądu diod należy zwrócić uwagę, aby nie została przekroczona całkowita moc strat w układzie wynosząca 1365 mW. Układ może sterować pracą diod świecących o dowolnych kolorach i spadkach napięć. Do wyjść sterujących można także podłączyć zewnętrzne wzmacniacze tranzystorowe.
Wewnątrz układu umieszczone jest precyzyjne regulowane źródło napięcia referencyjnego i dziesięciostop-niowy dzielnik napięcia. Napięcie wejściowe doprowadzane jest do bufora, dzięki czemu uzyskano bardzo mały wejściowy prąd polaryzacji i możliwość doprowadzania sygnałów począwszy od potencjału masy, aż do napięcia zasilania. Wejście odporne jest na doprowa-
dzenie napięć do wartości ą35 V. Napięcie wejściowe przy którym zapalana jest pierwsza dioda określone jest napięciem doprowadzonym do nóżki 4 układu (również może to być napięcie 0 V). Natomiast napięcie wejściowe przy którym zapalana jest ostatnia dioda określa napięcie nóżki 6. Do utrzymania stabilnych poziomów napięcia zapalania pierwszej i ostatniej diody przeznaczony jest wewnętrzny układ źródła napięcia referencyjnego, które może być regulowane od 1,2 V do 12 V.
Układ LM 3914 pozwala także na sterowanie wskaźników fluorescencyjnych i LCD.
Przy projektowaniu urządzenia wykorzystującego układ LM 3914 podstawowym zagadnieniem jest dobranie zakresu napięć w którym zapalają się diody i prądu diod. Na rysunku 2a przedstawiono fragment układu napięcia referencyjnego. Wartość napięcia można obliczyć na podstawie wzoru:
+0,08 mA- R2 [kfi]
Napięcie V(OUT) mierzone jest względem masy układu. Jeżeli teraz wyjście REF(OUT) połączy się z wejściem RHI, to ostatnia dioda linijki zapali się w przypadku gdy mierzone napięcie doprowadzone do wejścia SIG(IN) zrówna się z napięciem V(OUT). Dla dokładnej regulacji napięcia V(OUT) w miejsce rezystora R2 można zastosować potencjometr.
Praktyczny Elektronik 1/1997
29
V+ LED
KOMPARATORY ' O
TA NÓŻKA OKRESU JASNOŚĆ ŚWIECENIA 1 k DIOD
i LINIA-PUNKT
Rys. 1 Schemat blokowy układu LM 3914
Wejście określające poziom napięcia przy którym zapali się pierwsza dioda w tym przypadku było zwarte do masy. Dalej przedstawimy układ w którym tak nie jest.
Prąd każdej z diod w przybliżeniu jest równy dziesięciokrotnej wartości prądu wypływającego z wyjścia REF(OUT) układu. Można go obliczyć na podstawie przybliżonego wzoru:
LED
[mA] =
12,5 Rl [kft]
Jeżeli zależy nam na dokładniejszym wyznaczeniu prądu diod możemy posłużyć się wykresem z rysunku 2b.
Na przykład chcemy zaprojektować układ miernika napięcia 0-f-5 V. Zakładamy, że prąd diod powinien wynosić 10 mA. Na podstawie wzoru obliczamy wartość rezystora Rl:
Rl = 12,5/10= l,25kfi Następnie obliczamy wartość rezystora R2: R2 = (REF(OUT)-R1)/1,25-1 =
= (5-l,25)/l,25- 1 = 3,75 kfi
Na rysunku 3 zamieszczono typową aplikację układu LM 3914. Zakres sygnału zapalającego diody wynosi dla podanych wartości elementów 0-^5 V. Napięcie zasilania może zawierać się w przedziale 6,8 do 18 V. Prąd płynący przez każdą z diod świecących wynosi ok. 10 mA. Przełącznik WL1 umożliwia wybór pracy w trybie linijki świetlnej lub pływającego punktu. Na schemacie zaznaczono sposób prowadzenia mas wykluczający powstawanie zakłóceń. We wszystkich aplikacjach zalecane jest takie prowadzenie ścieżek masy.
b)
PRĄD 30 DIOD (mA) 25
__OUT______ADJ ___ __|
LM 3914
REF ADJ
VREF=1,25V Iaoj =0,08mA
0 0,5 1,0 1.5 2.0 2.5 3,0 3,5 4,0
PRĄD WYJŚCIA REF0UT (mA)
Rys. 2 Układ ustawiania napięcia referencyjnego
30
Praktyczny Elektronik 1/1997
--------O vLED
mox12V
4
2.2
LM 3914
REF REF V+ RlO SIG RH| OUT ADJ MODĘ
Wt1 ZWART - LINIA WL1 ROZWARTY - PUNKT
ŹRÓDŁO
SYGNAŁU
0+5V
0
R1
WL1
V +
------O
6,8h-18V
R1 - 1,25k R2 - 3,75k
R2
Re,0utV-1.25(i +
Rys. 3 Typowa aplikacja układu LM 3914, LM 3915, LM 3916
Warto zauważyć, że diody mogą być zasilane z odrębnego źródła, np. napięciem niestabilizowanym. Umożliwia to zmniejszenie mocy strat w stabilizatorze. Możliwe jest nawet zasilanie diod napięciem niefiltro-wanym, prosto z prostownika. Producent układu zaleca jednakże stosowanie kondensatora blokującego zasilanie o wartości min. 2,2 fiF (kondensator tantalowy), lub min. 10 fxf (kondensator elektrolityczny aluminiowy) jeżeli doprowadzenie zasilania do diod jest dłuższe niż 15 cm. Kondensator zapobiega wtedy powstawaniu pasożytniczych oscylacji.
Bardzo ważnym zagadnieniem jest moc wydzielana w układzie. Załóżmy, że zapalone są wszystkie diody, a prąd pojedynczej diody wynosi 10 mA. Przy dziesięciu diodach daje to łącznie 100 mA. Zatem moc tracona w stopniach końcowych będzie wynosiła: Ptot= 100 mA(V(LED)- 1,7 V). Daje to maksymalne napięcie zasilania na poziomie ok. 12 V. Jeżeli diody będą zasilane wyższym napięciem konieczne jest stosowanie rezystorów ograniczających, na których wydzieli się część mocy.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
Spis treści rocznika 1996 miesięcznika Praktyczny Elektronik
Elektroakustyka
Echo i pogłos elektroniczny Wzmacniacz "Super - bass" Urządzenie pseudostereofoniczne Wachlarzowy miernik wysterowania Prosty automat perkusyjny cz. 1 Prosty automat perkusyjny cz. 2 Elektroniczny stroik do gitary Wzmacniacz mocy DMOS - 150 W Metronom Samochodowy wzm. Hi-Fi 100 W
1/96 20
2/96 17
2/96 24
3/96 25
5/96 4
6/96 4
7/96 27
8/96 17
9/96 7
11/96 18
Miernictwo
Mikroprocesorowy miernik
częstotliwości cz.4 1/96 27
Prosty generator wzorcowy -
zamiennik MC 1210 3/96 2
Generator szumów małej częstotliwości 3/96 17
Układy dodatkowe generatora
szumu różowego 4/96 11
Rejestrator sygnałów cyfrowych 6/96 22
Rejestrator sygnałów cyfrowych
dokończenie 7/96 4
Ultradźwiękowy miernik odległości 7/96 18
Lokalizator zwarć - prosta przystawka
do cyfrowego miernika uniwersalnego 7/96 2
Akustyczny wskaźnik rezystancji 8/96 2
Prosty betametr 8/96 23
Pomiar napięcia przebicia
tranzystorów i diod 9/96 2
Miernik pojemności - przystawka
do multimetru 9/96 4
Częstościomierz analogowy 9/96 19
Regulowane źródło prądowe 10/96 22
Omomierz z liniową skalą 11/96 4
Uniwersalny tester rezonatorów kwarcowych 11/96 7
Jednozakresowy woltomierz - amperomierz
3 i 1/2 cyfry 12/96 17
Technika motoryzacyjna
Dodatkowe światło "STOP" w samochodzie 1/96 18
Migające światło w drzwiach samochodu 3/96 4
Obrotomierz analogowy 4/96 24
Automatyczny wyłącznik ogrzewania
szyby tylnej w samochodzie Polonez 5/96 20
Przetwornica DC/DC 12V/2 x 30V
do samochodowego wzmacniacza mocy 10/96 4
Kontroler stanu akumulatora
z symulatorem alarmu 10/96 25
Zabezpieczenie zapłonu w samochodzie 11/96 24
Technika RTV
Cyfrowy odczyt częstotliwości stacji UKF 1/96 9 Automatyczny włącznik zapisu
do magnetofonu typu MDS-440 6/96 12
Miniaturowy odbiornik stereofoniczny 7/96 7
Praktyczny Elektronik 1/1997
31
Miniaturowy odbiornik stereofoniczny -
uzupełnienie 8/96 13
Technika komputerowa
Program do częstościomierza
mikroprocesorowego 5/96 22
Rejestrator sygnałów cyfrowych 6/96 22
Rejestrator sygnałów cyfrowych -
program do PC 7/96 4
Automatyczny włącznik wentylatora
do komputerów PC 12/96
Urządzenia zasilające
Zasilacz 6-^20 V/l,5 a, +5 V/2 A
z woltomierzem i amperomierzem 3
i 1/2 cyfry - dokończenie
Prostownik do ładowania akumulatorów
Przetwornice napięć z przełączanymi
pojemnościami
Zasilacz napięcia zmiennego
Przetwornica DC/DC 12V/2 x 30V
do samochodowego wzmacniacza mocy
Miniaturowa przetwornica podwyższająca
napięcie
Laboratoryjny zasilacz z ograniczeniem
prądowym serii 2001 - sterowany
mikroprocesorem cz. 1
Laboratoryjny zasilacz z ograniczeniem
prądowym serii 2001 - sterowany
mikroprocesorem cz. 2
Praktyka i teoria
Zakłócenia i ich redukcja cz.9
Montaż półprzewodnikowych
podzespołów mocy
Elektronika - inaczej cz. 1
Elektronika - inaczej cz 2
Odprowadzanie ciepła z półprzewodnikowych
podzespołów mocy
Elektronika inaczej cz. 3 -
obwody rezystancyjne
Odprowadzanie ciepła z półprzewodnikowych
podzespołów mocy
Elektronika inaczej cz. 4 - źródła sterowane
Tajmer 555
Elektronika inaczej cz 5 -
wzmacniacz operacyjny
Elektronika inaczej cz. 6 -
pojemność i indukcyjność
Elektronika inaczej cz. 7 - stany przejściowe
Elektronika inaczej cz. 8 - rezystory
Wysokostabilne diody referencyjne
Elektronika inaczej cz. 9 - kondensatory
Wysokostabilne źródła prądowe
Elektronika inaczej cz. 10 - cewki indukcyjne
Trójkońcówkowe stabilizatory
napięcia LM 317 i 337
Elektronika inaczej cz 11 - transformatory
1/96 4 2/96 4
4/96 4 5/96 11
10/96 4 10/96 26
11/96 30 12/96 25
1/96 14
2/96 2 2/96 14 3/96 5
4/96 2 4/96 11
5/96 2 5/96 16 6/96 2
6/96 16
7/96 11
8/96 14
9/96 11
10/96 2
11/96 2
11/96 13
12/96 2
12/96 9
Elektronika domowa
Siedmiokanałowa aparatura
zdalnego sterowania cz. 1 1/96 33
Siedmiokanałowa aparatura
zdalnego sterowania cz. 2
Jaskinia hazardu - ruletka
Regulator oświetlenia do żarówek
halogenowych
Klaskomat
Siedmiokanałowa aparatura
zdalnego sterowania cz. 3
Zamek szyfrowy na kartę optyczną
Sygnalizator zaniku linii telefonicznej
Regulator mocy lutownicy transformatorowej
Siedmiokanałowa aparatura
zdalnego sterowania cz. 4
Detektor gazu z sygnalizacją akustyczną
Centralka domofonu
Wyjaśnienia do zegara mikroprocesorowego
Automatyczny włącznik sterowany
światłem żarówki
Centralka domofonu - uzupełnienie
Siedmiokanałowa aparatura zdalnego
sterowania - strojenie odbiornika
lntervox
Czujnik ultradźwiękowy
Czujnik podczerwieni
Zabawki
Dydaktyczny sterownik świateł ulicznych Syrena policyjna Latarnia morska Zabawka - tester refleksu
Katalogi
Przełączniki obrotowe typu MPS 10/96 28
Różne
Karta zamówień 2/96 30
Wykaz płytek drukowanych 2/96 31
Poprawka do artykułu pt. "Automatyczna
blokada zabezpieczająca przed
piratami telefonicznymi" 4/96 30
Wykaz płytek drukowanych - dokończenie 4/96 30
Uwagi do częstościomierza
mikroprocesorowego 5/96 22
Karta zamówień 6/96 15
Karta zamówień 7/96 26
Wykaz płytek drukowanych 7/96 29
Zasady prenumeraty 8/96 27
1 Znów za rok matura..." -
propozycje prac maturalnych 9/96 27
Wykaz cenowy elementów w sprzedaży
wysyłkowej 9/96 30
Karta zamówień 10/96 19
Zasady prenumeraty za rok 1997 11/96 23
Zasady prenumeraty za rok 1997 12/96 13
2/96 6
2/96 19
3/96 21
4/96 16
4/96 19
5/96 26
6/96 20
7/96 15
8/96 26
8/96 4
8/96 8
8/96 30
9/96 22
9/96 27
9/96 29
10/96 13
11/96 8
12/96 6
3/96 10
9/96 17
10/96 10
12/96 20
POTRÓJNE TRANSCEIVERY DIGITAL 942 (KF + CB + UKF)
Emisje: CW, SSB, FM, AM, RTTY, SSTV, FAX, Packet-Radio. Zakresy: 20 kHz -h 31,7 MHz, 50-^60 MHz, 140-h 150 MHz w jednym urządzeniu. Moc 4 W, czułość 0,2 nV. Cena 1900 zł.
TRANSCEIVERY DIGITAL 96
Emisje: CW, SSB, RTTY, SSTV, FAX, Packet-Radio. Pełne pokrycie 50 kHz 4- 31 MHz. Mikroprocesorowe sterowanie, syntezer częstotliwości, cyfrowa skala, przestrajanie cyfrową gałką, pamięci, wbudowany klucz elektronowy, moc 4 W, czułość 0,2 nV, duża odporność na skrośną modulację, BK, XIT, RIT, itd. Cena 850 zł
LINIOWE WZMACNIACZE 1,5 -=- 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 180 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 - 410 zł, DIGITAL 96 - 350 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 z PLL + wobulator, dip-meter 200 MHz, miernik cyfrowy I, U, R, C, zasilacz impulsowy 12V/20A radiotelefon CB, transciver KF SSB/CW, sterowanie proporcjonalne KF, wzmacniacz UKF 100W, telewizja amatorska 430 MHz, wykrywacz metali VI.F
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
K!
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
SPRZEDAŻ WYSYŁKOWA
Supermikroszpieg z odbiornikiem - 40 zł Autoalarmy sterowane pilotem - 120-230 zł Mikrofon podsłuchowy o rozmiarach baterii R-6 odbiór na dowolnym odbiorniku FM zasięg 200 m -20zl
Oraz wiele innych urządzeń m.in. elektrozawory paliwa, centralne zamki, zestawy do samodzielnego montażu.Szczegółowe informacje -koperta + znaczek na adres:
MN al. Rzeczypospolitej 100/2, 59-220 LEGNICA tel. 076 - 60-16-19 pn-pt. 17��-2100, sob-niedz. 1000-160�
SKLEP RTV "KRAM
WROCŁAW
ul. Daszyńskiego 42
d/ Klary Zetkin
tel. 22-61-34
L
oferuje:
i adio-magnetofony, magnetofony, telewizory, magnetowidy, magnetofony, radia samochodowe.
Części elektroniczne:
układy scalone, epromy, tranzystory diody, diody LED, diody migające, tranzystory, rezystory, kondensatory,
zestawy HOBBY-ELEKTRONIK
Posiadam;, u sprzeda/;. Pil liii dn !ŚŚ�ŚŚ nych typów telewizorów, nia.-neti".'. ; zestawów SAT. ora/wie/ ''�Ś'Ś Di'1
Tani wysyłkowy
sklep części elektronicznych
87-1OO TORUŃ
ul. Rakowicza 7A/36
(zainteresowanym oferty)
Sprzedaż wysyłkowa prowadzona ]est w ścisłej współpracy z redakcji} Praktycznego Elektronika przez firnu; LARO S.C. Asortyment elementów obejmuje wszystkie urządzenia publikowane na łamach Praktycznego Elektronika. Szczegółowy wyka/, elementów, wraz z cenami można znaleźć w numerze 9/96 PE na stronach M)..M
LARO S.C.
65-958 ZIELONA GÓRA skr. poczt, nr 149
Multimetr (7107) z gen. B-49 zł, C-86 zł
U-/-=0...750V ;!-/=> 0...2A
R O...2OMn ;f 10Hz...10MHz
C 2pF...2p.F ; G 3Hz..500kHz(3,5V)
Pomiar diod i (5 tranzyst. / wynik na 3 i 1/2 LED
Samochodowy wskaźnik
z zegarkiem B-29,8 zł
- obrotomierz oraz termometr 16 diod LED
- wskaźnik 2 dowolnych temperatur, w dowolnym miejscu
- wskaźnik napięcia, 4 LED; zegarek LCD 6 mm wys.
Automat Akwariowy B-31 zł
- automatyczny włącznik oświetlenia oraz filtra
- dwa niezależne termostaty; możliwe ręczne sterowanie
Ceny: B - płytka, części, obudowa, przełączn.
C - zmontowana płytka
D. F. Elektronik ul. Duża Góra 37/53 30 -X57 KRAKÓW tel. SX-y()-24. 55-13-35
Sprzedam wobuloskop, analizator widma do 1 GHz tel. [phone]
Kupię Lampy 6I145C do Rubina 714 tel.[phone]
Ś \ Ś

PRAKTYCZNY
ISSN 1232-2628
NR IND 372161
cena 3,00 zł
XI X
Ś \ Ś
styczeń
nr 1 '98
X-
X
Ni X \
x_
V Vi
\
\
X ._
V... ... VJ X

\__N; x
\
Tyrystory i triaki cz. 1
Cykl artykułów, który rozpoczynamy poświęcony jest praktycznym sposobom doboru parametrów
Tyrystory
tyrystorów i triaków do konkretnych warunków. Na początek podajemy zestawienie podstawowych parametrów tych elementów, najczęściej stosowanych typów.
Typ UDRM> URRM Śt(AV) !T(RMS) 'tsm 'gT UGT Obudowa
[V] [A] [A] [A] [A^-s] [mA] [V]
BT151-500R BT151-650R BT151-800R 500 650 800 7,5 7,5 7,5 12 12 12 100 100 100 50 50 50 15 15 15 1,5 1,5 1,5 TO220AB nieizolowana
BT151F-500 BT151F-650 BT151F-800 500 650 800 5,7 5,7 5,7 9 9 9 100 100 100 50 50 50 15 15 15 1,5 1,5 1,5 SOT186 izolowana
Triaki
Typ UDRM 'T(RMSi 'tsm l2t 'GT UGT Obudowa
[V] [A] [A] [A2-s] [mA] [V]
BT136-500 500 4 25 3,1 35 1,5
BT136-600 600 4 25 3,1 35 1,5
BT136-800 800 4 25 3,1 35 1,5
BT136-500F 500 4 25 3,1 25 1,5
BT136-600F 600 4 25 3,1 25 1,5 TO220AB nieizolowana
BT136-800F 800 4 25 3,1 25 1,5
BT136-500G 500 4 25 3,1 50 1,5
BT136-600G 600 4 25 3,1 50 1,5
BT136-800G 800 4 25 3,1 50 1,5
BT138-500 500 12 90 40 35 1,5
BT138-600 600 12 90 40 35 1,5
BT138-800 800 12 90 40 35 1,5
BT138-500F 500 12 90 40 25 1,5
BT138-600F 600 12 90 40 25 1,5 TO220AB nieizolowana
BT138-800F 800 12 90 40 25 1,5
BT138-500G 500 12 90 40 bO 1,5
BT138-600G 600 12 90 40 50 1,5
BT138-800G 800 12 90 40 50 1,5
BTA10-400B 400 10 100 50 50 1,5
BTA10-600B 600 10 100 50 50 1,5
BTA10-700B 700 10 100 50 50 1,5
BTA10-800B 800 10 100 50 50 1,5
BTA10-400C 400 10 100 50 25 1,5 TO220AB izolowana
BTA10-600C 600 10 100 50 25 1,5
BTA10-700C 700 10 100 50 25 1,5
BTA10-800C 800 10 100 50 25 1,5
BTA16-400B 400 16 160 128 50 1,5
BTA16-600B 600 16 160 128 50 1,5
BTA16-700B 700 16 160 128 50 1,5 TO220AB izolowana
BTA16-800B 800 16 160 128 50 1,5
Uwagi:
1) Triaki serii BT138F-XXX różnią się od triaków serii BT138-XXX obudową: SOT186 - izolowana. Pozostałe parametry bez zmian.
2) Triaki serii BTB10-XXX i BTB16-XXX różnią się od triaków serii BTA10-XXX i BTA16-XXX. obudową: TO220AB - nieizolowana. Pozostałe parametry bez zmian.
Dokończenie tekstu na str. 31
Styczeń nr 1/98
SPIS TREŚCI
Tyrystory i triaki cz. 1......................................................................................2
Zasilacz do kolejki elektrycznej.......................................................................4
Mini generator serwisowy.................................................................................8
Wzmacniacz mocy na tranzystorach polowych................................................10
Elektronika inaczej cz. 23 - wzmacniacze selektywne.....................................15
Video korektor mikroprocesorowy rozkodowywacz kaset.............................19
Próbnik akumulatora samochodowego............................................................20
Impulsowy stabilizator napięcia z wbudowaną indukcyjnością........................23
Częstościomierz z automatyczną zmianą zakresów..........................................27
Reminiscencje na temat woltomierza ICL 7107 i 7117....................................30
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; 1-12/97. 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 9/97 i 10/97.
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 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
Redakcja nie ponosi żadnej odpowiedzialności za treść reklam i ogłoszeń.
Adres redakcji:
"Praktyczny Elektronik"
ul. Jaskółcza 2/5
65-001 Zielona Góra
tel. [phone] w godzinach 8�"-100<'
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 1/1998
Zasilacz do kolejki elektrycznej
Gwiazdkę mamy już za sobą. Jednym z żelaznych prezentów pod choinkę były zapewne jak co roku kolejki elektryczne. Większość zestawów wyposażona jest w prosty zasilacz bateryjny umożliwiający zmianę kierunku jazdy i dwie prędkości. Niniejszy artykuł zawiera opis regulatora jazdy z płynnym ruszaniem i zatrzymywaniem oraz z hamulcem awaryjnym.
Parowóz kolejki elektrycznej posiada miniaturowy silnik prądu stałego o napięciu pracy mogącym zmieniać się od 3 V do 12 V. Zakres zmian napięcia zasilania zależeć będzie od konkretnego modelu. Zmianę kierunku jazdy osiąga się dzięki zmianie biegunowości zasilania. Proste regulatory jazdy posiadają dwie baterie i przełącznik pozwalający na skokowe podłączenie jednej lub dwóch baterii. Droższe zestawy wyposażone są w transformatorowy zasilacz sieciowy. Transformator posiada wtedy dwa lub trzy przełączane odczepy.
Takie rozwiązanie daje niewielkie możliwości regulacji prędkości kolejki. Poza tym takie sterowanie silnikiem powoduję, że pociąg zachowuje się sztucznie, tzn. po włączeniu osiąga natychmiast zadaną prędkość. Podobnie jest przy zatrzymaniu, kiedy skład staje w miejscu, inaczej niż ma to miejsce w przypadku prawdziwego pociągu. Prezentowany zasilacz umożliwia płynne ruszanie i zatrzymywanie kolejki. Płynne hamowanie wymaga pewnej wprawy od "maszynisty", gdyż kolejka może minąć stację i zatrzymać się w szczerym polu, można też niechcący przejechać dróżnika, lub zderzyć się z samochodem na przejeździe kolejowym, wszystko tak jak na prawdziwej kolei.
Ponadto każdy prawdziwy pociąg wyposażony jest w hamulce awaryjne, których działanie zmniejsza do minimum drogę hamowania, lecz nie jest ono w stanie zatrzymać pociągu w miejscu. Prawdziwy ciężki skład towarowy może potrzebować prawie kilometra na zupełne zatrzymanie się. Każdy z modelarzy potrafi przeliczyć, w oparciu o skalę modelu, tę odległość na odcinek wymagany do zatrzymania się koiDodatkowo cały układ wyposażono we wstępną regulację prędkości maksymalnej i minimalnej umożliwiającą wyregulowanie zasilacza tak aby mógł on współpracować z każdym modelem kolejki. Całość dopełnia sygnalizacja kierunku jazdy, postoju, i włączenia hamulca awaryjnego.
Opis układu
Zasilacz do kolejki pracuje w zakresie napięć wejściowych od +8 V do +20 V. Dużą zaletą układu jest możliwość zasilania napięciem o jednej polaryzacji. Niewielki prąd pobierany w stanie spoczynkowym pozwala na zasilanie układu także z baterii lub miniaturowych akumulatorów. Jak w każdym zasilaczu na
wejściu umieszczono prostownik PR1 i filtr Cl, C2. Przy zasilaniu z baterii prostownik PR1 można pominąć. Natomiast jeżeli transformator sieciowy naszego dotychczasowego zasilacza do kolejki posiada uzwojenie symetryczne z odczepem, możemy zamiast mostka Graetz'a zastosować dwie diody DX1 i DX2 Odczep transformatora łączy się z masą (linia przerywana na schemacie ideowym (rys. 1). Kolejnym elementem zasilacza jest tranzystor szeregowy stabilizatora Tl połączony w układ Darlingtona z T3. Zastosowanie tranzystorów pnp umożliwia, przy pojedynczej polaryzacji napięcia zasilającego, całkowite zatkanie tranzystora Tl i otrzymanie zerowego napięcia wyjściowego.
Tranzystor T2 wraz z rezystorem Rl tworzą układ zabezpieczenia przeciwzwarciowego. Jeżeli prąd płynący przez rezystor Rl spowoduje na nim powstanie spadku napięcia większego niż 0,6 V (napięcie polaryzacji złącza baza-emiter), to tranzystor T2 włączy się i spowoduje zatkanie tranzystorów Tl i T3. Ograniczenie prądu zwarcia można obliczyć na podstawie wzoru | [A] = 0,6 V/ Rl [L2], dla podanych wartości elementów wynosi on ok. 1,2 A.
We wzmacniaczu błędu zastosowano wzmacniacz operacyjny LM 358 (US2A). Jego zaletą jest możliwość doprowadzenia napięć wejściowych na poziomie masy, przy pojedynczym napięciu zasilania. Ponieważ wzmacniacz LM 358 nie jest w stanie wystawić na swoim wyjściu napięcia równego napięciu zasilania konieczne było zastosowanie diody Zenera Dl. Można oczywiście zastosować tu wzmacniacz o szerszym zakresie zmian napięcia wyjściowego tzw. Rail-to-Rail, lecz zdecydowano się na tańszy i łatwiej dostępny układ. Do wejścia nieod-wracającego wzmacniacza US2A doprowadzono sprzężenie zwrotne z wyjścia zasilacza, a do wejścia odwracającego regulowane napięcie referencyjne. W przypadku gdy napięcie wyjściowe zmniejszy się na wskutek wzrostu obciążenia, to wzmacniacz operacyjny dążąc do zrównania napięć na swoich wejściach obniży napięcie wyjściowe. Spowoduje to większe wysterowanie tranzystorów T3 i Tl i wzrost napięcia wyjściowego. Potencjometr Pl przeznaczony jest do regulacji maksymalnego napięcia wyjściowego zasilacza.
Wartość napięcia wyjściowego zależy od doprowadzonego do wejścia odwracającego napięcia referencyjnego. Napięcie to można regulować potencjometrem P2. Dla wygody użytkowników zastosowano jeden potencjometr umożliwiający równocześnie regulację prędkości i kierunku jazdy. W położeniu środkowym potencjometru kolejka jest zatrzymana, po skręceniu w prawo rusza do przodu, a po skręceniu w lewo rusza do tyłu. Uzyskanie takich funkcji nie jest wbrew pozorom takie łatwe. Jako potencjometr P2 zastosowano stereofoniczny potencjometr przeznaczony do regulacji balansu (oznaczany przez TELPOD jako M+N). Charakterystyka takiego potencjometru jest liniowa, z załamaniem w położeniu środkowym (rys. 2a). Potencjometr o takiej charakterystyce, w położeniu środkowym i odpowiednio
Praktyczny Elektronik 1/1998
połączony nie wnosi żadnego tłumienia sygnału. Można go też podłączyć w taki sposób, aby jego wyprowadzenia (X i Y) dla położenia środkowego były zwarte z masą (w naszym przypadku z dodatnią okładką kondensatora C8). W takim układzie na wyjściach poten-
cjometru otrzymamy napięcia których przebieg w funkcji kąta obrotu przedstawiono na rysunku 2b. Napięcia te mogą się zmieniać od +5 V do pewnej wartości minimalnej (0-^3,6 V), zależnej od ustawienia potencjometru montażowego P3.
R.ys. 1 Schemat ideowy zasilacza do kolejki elektrycznej
Praktyczny Elektronik 1/1998
+Uwy min + 5V
+ 2-Uwy min
-Umin
-Unom
Rys. 2 Napięcia w punktach układu w funkcji kąta obrotu potencjometru P2
Napięcia z suwaków potencjometru P2 doprowadzone są do sumującego wzmacniacza różnicowego US2B. Przebieg napięcia na wyjściu wzmacniacza w funkcji kąta obrotu przedstawiono na rysunku 2c. Zatem z dwóch napięć otrzymaliśmy jedno napięcie zmieniające się liniowo, z minimum dla środkowego położenia potencjometru P2. Napięcie wyjściowe wzmacniacza US2B, traktowane jako zmienne napięcie referencyjne doprowadzone jest za pośrednictwem rezystorów R14, R15, R16 do wejścia odwracającego wzmacniacza US2A. Wszelkie zmiany, wolne lub szybkie, napięcia na wyjściu US2B są całkowane przez kondensator Cli. Efektem tego jest powolna zmiana napięcia wyjściowego zasilacza powodująca płynne ruszanie i zatrzymywanie się pociągu. Stała czasowa układu zależy od sumy wartości R14, R15, R16 i od Cli. Dla podanych na schemacie ideowym wartości elementów wynosi ona ok. 3,7 sek.
Napięcie referencyjne można zewrzeć do masy, powodując tym samym pojawienie się zerowego napięcia wyjściowego zasilacza, przełącznikiem WŁ1, pełniącym funkcję hamulca awaryjnego. Także w tym przypadku zatrzymanie pociągu nie nastąpi natychmiast. Czas hamowania wyznacza stała czasowa rozładowania kon-
densatora Cli określona rezystorem R16 (ok. 1 sek.) Włączenie hamulca awaryjnego sygnalizowane jest zapaleniem się diody D8.
Do pełni szczęścia brakuje jeszcze zmiany kierunku jazdy, której dokonuje przekaźnik Pkl. W stanie spoczynkowym jego styki zajmują pozycję tak jak pokazano to na schemacie ideowym. Wtedy to na wyjściu (+) występuje napięcie dodatnie względem wyjścia (). Po załączeniu przekaźnika jego styki zmieniają polaryzację napięcia wyjściowego na przeciwną.
a)
R18
WY1
R22U L
O WY2
J_
b)
U wy
Uh-
R2
R1+R2
-UH
ŚUr
WY1
Ux-Uy
UxUx = Uy
Ux>Uy
Rys. 3 Komparator okienkowy: a) schemat ideowy, b) stany na wyjściu
Za sterowanie przekaźnika odpowiedzialny jest komparator okienkowy US3A i US3B. Zadaniem komparatora jest wykrywanie różnic napięć na wyjściach X i Y potencjometru P2. Jeżeli potencjometr ustawiony jest w pozycji środkowej, to napięcia Ux i Uy na obu jego suwakach są równe i są także równe napięciu na kondensatorze C8. Napięcia te doprowadzono do wejść komparatora (rys. 3a). Napięcie odniesienia komparatora Up doprowadzane jest z kondensatora C8. Ponieważ na wejściach Ux i Uy znajdują się dzielniki napięcia R18, R21 i R20, R22, napięcie UR doprowadzone do nóżek 5 i 2 US3 jest większe niż napięcia na nóżkach 6 i 3 US3. W takiej sytuacji wyjście komparatora US3A będzie w stanie wysokim, a wyjście US3B w stanie niskim (rys. 3b). Spowoduje to zapalenie się diody D4 STOP. Równocześnie ta kombinacja stanów na wyjściach US3A i US3B powoduje włączenie tranzystora T5 i zwarcie napięcia referencyjnego do masy (punkt połączenia rezystorów R14 i R15). Napięcie wyjściowe zasilacza spadnie więc do zera powodując zatrzymanie się pociągu. Spadek napięcia referencyjnego na konden-
Praktyczny Elektronik 1/1998
ARTKELE Pkl
16 15 D6 07
Rys. 4 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
satorze Cli odbywa się ze stałą czasową R15, R16, Cli (ok. 2 sek.). Zatem pociąg nie zatrzyma się od razu, lecz będzie płynnie zwalniał, aż do całkowitego zatrzymania się.
Komparator posiada niewielką pętlę histerezy AU powodującą, że napięcie wyjściowe zasilacza jest zerowe nawet dla niezbyt dokładnego ustawienia potencjometru P2 w pozycji środkowej.
Jeżeli teraz potencjometr P2 skręcimy w prawo, to napięcie Ux będzie większe niż Uy, które pozostanie na niezmienionym poziomie. W takiej sytuacji wyjście komparatora US3A zmieni stan z wysokiego na niski, a wyjście komparatora US3B pozostanie dalej w stanie niskim (rys. 3b). Zapali się dioda D3 sygnalizująca jazdę do przodu, a tranzystor T5 zostanie wyłączony. Napięcie wyjściowe zasilacza płynnie wzrośnie od zera do wartości zadanej nastawieniem potencjometru P2. Zmniejszając prędkość pociągu (kręcąc potencjometrem P2 w lewo) powoduje się zmniejszanie napięcia wyjściowego zasilacza, do pewnej minimalnej wartości ustawionej potencjometrem P3. Dalsze skręcanie potencjometru w lewo spowoduje płynne zatrzymanie się pociągu.
Kręcąc dalej potencjometrem w lewo doprowadzimy do sytuacji kiedy napięcie Uy będzie większe od Ux. Na wyjściach obu komparatorów pojawi się stan
wysoki. Zapali się dioda D5 sygnalizująca jazdę do tyłu, tranzystor T6 zostanie włączony, a tranzystor T5 zablokowany. Włączy się także przekaźnik zmieniając polaryzację napięcia wyjściowego na przeciwną. Pociąg ruszy teraz do tyłu. Zmiany napięcia wyjściowego zasilacza w funkcji kąta obrotu potencjometru P2 przedstawiono na rysunku 2c. Prąd spoczynkowy zasilacza wynosi 10 mA, a przy załączonym przekaźniku Pkl 60 mA.
Montaż i uruchomienie
Wszystkie elementy zasilacza umieszczono na jednej płytce drukowanej. W zależności od źródła napięcia zasilania można zrezygnować z kilku elementów. Gdy zasilacz będzie współpracował z bateriami lub akumulatorami nie montuje się prostownika PR1, a wartość kondensatora Cl zmniejsza się do 220 /tF/16 V. Przewody z baterii lutuje się w otwory "+" i"" prostownika PR1. Ważne jest aby nie pomylić biegunowości, gdyż grozi to uszkodzeniem wszystkich układów scalonych.
Natomiast przy zasilaniu z transformatora sieciowego z odczepem nie montuje się prostownika PR1. Należy wtedy wlutować dwie diody prostownicze DX1 i DX2. Odczep transformatora podłącza się do punktu masy znajdującego się pomiędzy punktami do których doprowadza się napięcie zmienne.
Przy zasilaniu układu napięciem niższym niż 12 V konieczna jest zmiana przekaźnika Pkl na typ o odpowiednio niższym napięciu zadziałania cewki.
Praktyczny Elektronik 1/1998
Podczas uruchamiania zasilacza można wylutować kondensator Cli i obciążyć wstępnie zasilacz rezystorem 1 kU/0,5 W, tak aby zmiany napięcia na jego wyjściu odbywały się bez żadnego opóźnienia. Po włączeniu zasilania sprawdzamy czy diody D3-^D5 zapalają się podczas kręcenia potencjometrem P2, tak jak podano to w opisie. Następnie do wyjścia dołączamy woltomierz napięcia stałego i sprawdzamy zmiany wartości napięcia, oraz jego polaryzacji. Po naciśnięciu Wł_l powinna zapalić się dioda D8, a napięcie wyjściowe powinno spaść do zera.
Potencjometr montażowy P3 ustawiamy w takiej pozycji aby napięcie na kondensatorze C8 wynosiło 0 V. Potencjometr P2 skręcamy w prawo do oporu. Z kolei potencjometrem Pl ustawiamy maksymalne napięcie wyjściowe, równe napięciu znamionowemu silnika kolejki elektrycznej Unom. Nie zalecam zwiększania napięcia wyjściowego ponad znamionowe napięcie, gdyż grozi to przegrzaniem i spaleniem miniaturowego silnika. Teraz można już podłączyć zasilacz do kolejki. Do parowozu podłącza się największy skład jaki może on ciągnąć, który nie wykolei się na zakręcie. Teraz zmniejsza się powoli prędkość jazdy, mierząc napięcie wyjściowe zasilacza, do takiego poziomu, aby pociąg jechał jak najwolniej, ale bez zatrzymywania się na wzniesieniach, lub rozjazdach.
Znając wartość minimalnego napięcia Umin przy którym pociąg jeszcze jedzie można dokonać końcowej regulacji zasilacza. W tym celu potencjometr P2 ustawia się w pozycji środkowej, a następnie minimalnie przekręca się go w prawo, tak aby zgasła dioda D4 STOP. a zapaliła się dioda D3 JAZDA DO PRZODU. Potencjometrem P3 ustawia się minimalne napięcie wyjściowe Umin. Następnie potencjometrem Pl ponownie ustawia się napięcie znamionowe, oczywiście przy potencjometrze P2 skręconym w prawo do oporu. Obie te regulacje są zależne i należy je powtórzyć kilka razy. Efektem końcowym powinno być zerowe napięcie wyjściowe dla środkowego ustawienia potencjometru P2, minimalne napięcie Umin dla początku jazdy i Unom dla prawej skrajnej pozycji potencjometru P2 (rys. 2d). Regulacja ta ma na celu uniemożliwienie ustawienia małego napięcia wyjściowego np. 1 V przy którym silnik nie będzie się obracał.
Pozostaje jeszcze przykręcenie radiatora o powierzchni ok. 100 cm' do tranzystora Tl. Teraz już można wlutować kondensator Cli i przystąpić do zabawy.
Wykaz elementów
US1 - LM 78L05
US2, US3 - LM 358
(nie stosować zamienników) Tl - BDP 282
T2, T3 - BC 557B
T44-T6 - BC 547B
Dl - BZP 680 C3V9
(BZX 79 na napięcie 3,9 V) D2, D6, D7 - 1N4148
D3 - LED kolor zielony
D4, D8 - LED kolor czerwony
D5 - LED kolor żółty
PR1 -W04 (1,5 A/400 V)
DX1, DX2 - 1N4007; patrz opis w tekście
Rl -0,47^/2 W
R5 - 1,2 ktt/0,125 W
R17, R25-^R27 - 2 kfi/0,25 W R2 - 2,2 kfi/0,125 W
R3 - 3,3 kO/0,125 W
R7 -4,7 kft/0,125 W
R4, R29, R31 - 10 kO/0.125 W
R13 - 15 kS2/O,125 W
R6, R15, R16,
R18-^R20 -22 kf2/0,125 W
R14 -39 kft/0,125 W
R28, R30 -47 kSl/0,125 W
R8^-R12 - 100 kQ/0,125 W
R21, R22 -470 kO/0,125 W
R23, R24 - 2,2 M^/0,125 W
Pl, P3 -47 kQ TVP 1232
P2 - 47 kfi M + N;
potencjometr balansu
Pkl - RM 82P/12 V; opis w tekście
C2, C4, C6 - 47 nF/50 V ceramiczny
C5 -220 nF/100 V MKSE-018-02
C9, C10 - 1 A'F/63 V 04/U
C7, C8 - 10 //F/25 V 04/U
Cli - 47 //T/16 V 04/U
C3 - 220 //F/25 V 04/U
Cl - 2200 //F/25 V 04/U
WL1 - mikroprzełącznik PA
płytka drukowana numer 369 Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 4,41 zł + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
Mini generator serwisowy
Przy naprawach wzmacniaczy lub tunerów nieocenione usługi oddaje prosty generator sygnałowy. Umożliwia on szybkie zlokalizowanie miejsca usterki. Wykonanie opisanego w artykule genera-
tora nie zajmie więcej niż dziesięć minut, a w trakcie różnych napraw pozwoli zaoszczędzić wiele godzin. Urządzenie zasilane jest baterią i mieści się w niewielkiej obudowie od pilota breloczka dostępnej w sklepach z częściami elektronicznymi.
Praktyczny Elektronik 1/1998
WL1 r-O O
147"ir
BAT tL C1 12V
R-ys. 1 Schemat ideowy generatora serwisowego
Generator serwisowy wytwarza przebieg prostokątny i sinusoidalny o częstotliwości ok. 1 kHz. Sercem generatora jest układ CD 4049 (US1). Negatory A i B pracują w typowym układzie generatora. Częstotliwość generacji można zmieniać dobierając wartość kondensatora C3. W przybliżeniu dla kondensatora o pojemności 100 pF układ będzie generował częstotliwość 10 kHz, a dla kondensatora 10 nF - 100 Hz. W zależności od egzemplarza układu scalonego częstotliwości generacji mogą się różnić nawet
0 ą20% w stosunku do podanych.
Negatory C i D pełnią funkcję separatorów. Z wyjścia bramki C sygnał prostokątny doprowadzony jest do dzielnika R3, R4. Przy napięciu zasilania +12 V na wyjściu otrzymuje się amplitudę przebiegu prostokątnego ok. 5 Vpp. Układ kształtowania przebiegu sinusoidalnego zbudowano na linearyzowanych bramkach E, F. Rezystory R5 i R7 wraz z kondensatorami C4 i C5 tworzą filtr dolnoprzepustowy eliminując wyższe harmoniczne przebiegu prostokątnego, co w efekcie daje sygnał o kształcie zbliżonym do sinusoidalnego. Wartość skuteczna przebiegu za dzielnikiem R9, RIO wynosi ok. 1 V.
Generator zasilany jest baterią alkaliczną o napięciu 12 V. Pobór prądu jest niewielki
1 nie przekracza 10 mA. Zasilanie generatora włączane jest tylko podczas pracy co pozwala na długi "żywot" baterii.
Płytka drukowana została zaprojektowana pod typową obudowę od pilota, w której mieści się bateria i mikrołącznik WŁ1. Z przodu obudowy wyprowadzono trzy przewody. Przewód masy należy zakończyć " krokodylkiem", a prze-
wody sygnałowe prostokąta i sinusa ostro zakończonymi sondami. Można tu wykorzystać przewody stosowane w miernikach uniwersalnych.
Mini generator sygnałowy może znaleźć szereg zastosowań. Amplituda przebiegu prostokątnego wynosi 5 V, zatem generator może służyć do sprawdzania układów logicznych CMOS, HC, HCTiTTL-LS zasilanych napięciem +5 V. Po zmianie rezystora R4 i dobraniu amplitudy można też sprawdzać układy logiczne zasilane innym napięciem (max. 12 V).
Jednakże głównym zastosowaniem mini generatora jest lokalizacja uszkodzeń wzmacniaczy m.cz. i tunerów AM/FM. Często sam pomiar napięć stałych w punktach układu jest niewystarczający do zlokalizowania uszkodzenia, na przykład przy przerwie na druku, uszkodzonym kondensatorze elektrolitycznym, czy w końcu przy braku podanych napięć stałych. Generator pozwala sprawdzić przechodzenie sygnału przez posz-
Rys. 2 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
czególne stopnie wzmacniacza. Na rysunku 2a przedstawiono schemat blokowy typowego wzmacniacza m.cz. Lokalizację uszkodzenia rozpoczyna się od tyłu, czyli od podania sygnału sinusoidalnego na wejście wzmacniacza mocy, następnie bada się potencjometr wzmocnienia i balansu i tak dalej jak podają liczby w kółeczkach. W którymś momencie sygnał nie będzie słyszalny w głośniku, świadczy to o tym że ostatnio badany stopień jest uszkodzony.
Podobna procedura ma miejsce przy lokalizacji uszkodzeń tunera. Różnica polega na sygnale którym bada się układ. Stopnie końcowe i dekoder stereo testuje się sygnałem sinusoidalnym, natomiast stopnie p.cz. i w.cz. sygnałem prostokątnym. Sygnał prostokątny zawiera bowiem bardzo dużo harmonicznych, inaczej mówiąc przebiegów sinusoidalnych o wielokrotności częstotliwości podstawowej. Harmoniczne bez problemu potrafią przenikać przez stopnie w.cz. nawet głowicy UKF dając sygnał na wyjściu odbiornika Podobnie jak poprzednio lokalizację uszkodzenia prowadzi się do końca, czyli od wyjścia tunera.
10
Praktyczny Elektronik 1/1998
POTENCJOMETRY SIŁY GŁOSU i BALłNSU
UKŁAD KONTURU
WZMACNIACZ MOCY
Ffll
b)
"UL (3)
GŁOWICA UKF
MIESZAC2
FILTR 10,7 MH2
WZMACNIACZ p.cz.
DEMODULATOR
DEKODER STEREO
STOPIEŃ WYJŚCIOWY
FILTR MPX
V
OBWODY
WEJŚCIOWE.
PRZEŁĄCZNIKI
ZAKRESÓW
WZMACNIACZ
p.cz. 465 kHz
detektor -Ot-
SEPARATOR m.cz.
-LTL(6) "LTL(5) TJLft)
"UL (3)
Rys. 3 Schemat blokowy z podaną kolejnością szukania uszkodzenia: a) wzmacniacza m.cz.. b) tunera AM/FM
Wykaz elementów
US1 - CD 4049
RIO* -220 0/0,125 W
R4* -820ft/0,125W
R3, R9 -lkft/0,125W
R5, R7 - 100 kft/0,125 W
R2 -390 kft/0,125 W
Rl -820 kft/0,125 W
R6, R8 -2,2 Mft/0,125 W
C3 - 1 nF/50 V ceramiczny
C4, C5 - 3,3 nF/50 V ceramiczny
Cl
C6
C2
WŁ1
BAT
- 47 nF/50 V ceramiczny
- 1 ^ F/50 V 04/U
- 10 //.F/25 V 04/U
- mikrołącznik
- miniaturowa bateria alkaliczna 12 V
płytka drukowana numer 368
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE.
Cena: 1,62 zł + koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać
w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O Jacek Szukalski
Wzmacniacz mocy na tranzystorach polowych
Jeszcze jeden wzmacniacz! Niestety należą one do żelaznych pozycji czasopism elektronicznych. Każdy nowo opisywany jest lepszy od poprzednich. Teraz nie może być inaczej. Proponowane rozwiązanie wykorzystuje jako elementy mocy nowoczesne tranzystory polowe z izolowaną bramką tzw. hexfety.
Parametry techniczne:
Rezystancja obciążenia Moc muzyczna Znamionowa moc wyjściowa Zniekształcenia nieliniowe Pasmo częstotliwości Czułość
8 n
50 W
30 W
0,1 %
5 Hz^50 kHz
0,7 V
Praktyczny Elektronik 1/1998
U
Tłumienie zakłóceń 90 dB
Napięcie zasilające (zmienne) 2-^21 V
Maksymalny pobór mocy 60 VA
Tranzystory polowe mocy
Na pierwszy rzut oka idealne elementy do realizacji wzmacniaczy mocy. Nie wymagają mocy sterującej a parametry wyjściowe są imponujące. Podawane w katalogach dopuszczalne prądy drenu rzędu dziesiątek A i wysokie napięcia umożliwiają osiąganie wysokich mocy wyjściowych.
Elementy te szczególnie nadają się do realizowania kluczy elektronicznych ponieważ ich rezystancja w stanie załączenia wynosi około 0,1 Q (a nawet mniej). Wielkość tej rezystancji określa spadek napięcia na tranzystorze przy pełnym wysterowaniu. Ograniczenie użytkowych wartości prądów i napięć wynika głównie z zależności dopuszczalnej mocy strat od temperatury. Mała rezystancja załączonego tranzystora może prowadzić do przekroczenia dopuszczalnej wartości prądu. Wskazane jest dlatego stosowanie ograniczania maksymalnego prądu.
Wątpliwości może budzić nieliniowość charakterystyki przejściowej przy małych prądach drenu. Zmniejszenie jej wpływu wymaga stosowania silnych sprzężeń zwrotnych. Kolejnym utrudnieniem dla projektantów są duża pojemność wejściowa Crc i pojemność zwrotna Cnr: Łącznie wartość wypadkowej pojemności między bramką a źródłem sięga rzędu pojedynczych nF. Większą pojemność posiadają tranzystory przystosowane do przewodzenia większych prądów. Duże pojemności wejściowe wymagają sterowania tranzystorów polowych z układów o małej rezystancji wyjściowej.
Dla ilustracji właściwości tranzystorów polowych mocy tzw. hexfetów na rys. 1 pokazano niektóre charakterystyki tranzystora IRF530 wybranego do realizacji opisywanego wzmacniacza mocy.
Jest to tranzystor z kanałem indukowanym typu n w obudowie TO220. Do zrealizowania wzmacniacza niezbędny jest także tranzystor komplementarny z kanałem typu p. Takim tranzystorem jest IRF9530.
Parametry dopuszczalne IRF530:
Uq5 r Upc 100 V
Urc 20 V
ID (25�C) 16 A
ID (100�C) 11 A
Pstr (25�C) 90 W
Tranzystorem o wyższych parametrach dopuszczalnych jest IRF540. Także i on posiada odpowiednik z kanałem typu p - IRF9540. Tranzystory z kanałem p mają zawsze nieco mniejsze wartości parametrów dopuszczalnych i niestety większe pojemności.
Schemat ideowy i działanie
Staraliśmy się uprościć schemat wzmacniacza w stosunku do innych konstrukcji przy zachowaniu jak najlepszych parametrów. Dlatego jako podstawowy człon wzmacniający wykorzystano wzmacniacz operacyjny TL081 (także z wejściami FET).
Sygnał wejściowy podawany jest na wejście nie-odwracające wzmacniacza operacyjnego USl. Wzmacniacz ten właściwie pełni funkcję przetwornika napięcie - prąd. Napięcie wejściowe zamieniane jest na dwa prądy płynące przez tranzystory Tl, T3 i rezystory R7, R16. Spadki napięć na tych rezystorach wykorzystane są do sterowania tranzystorów mocy T5 i T6. Inaczej do sterowania tranzystorów końcowych wykorzystane są zmiany prądów zasilających wzmacniacz operacyjny. Rozwiązanie to umożliwia wykorzystanie typowego wzmacniacza operacyjnego o niskich napięciach zasilających do sterowania stopnia wyjściowego zasilanego napięciami dwukrotnie wyższymi.
Wzmacniacz USl zasilany jest przez wymienione wyżej elementy napięciem stabilizowanym. Stabilizację napięć zapewniają diody zenera Dl i D2 współpracujące z tranzystorami Tl i T3. Elementy te tworzą typowe stabilizatory napięć dodatniego i ujemnego. Kondensatory C5 i C6 mają za zadanie zmniejszyć napięcie szumów wprowadzane przez diody zenera. Przy napięciach znamionowych diod wynoszących 15 V napięcia zasilające USl wynoszą około 14,3 V.
Ptot [w] 90 80 70 60 50 40 30 20 10
Id W i-----1
I I
I




s



s









30 -
20
10
VDS = 25V
/
ł /
/
/

/ ------ ------
___
50
100 150 T [�C] 2
Id W
35
30
25
20
15
10
5
0
/vgs = iov 9V

i RV

/ 7V
f
1 6V
f
1 4V
u I
12 16 20 24
Vds
R.ys. 1 Charakterystyki tranzystora hoxt'et typu IR.F53O
12
Praktyczny Elektronik 1/1998
R15
3,3k i i T4 U R16UBC337
13
| |C12l M 0-330 100flU100n-r U 5W
Rys. 2 Schemat ideowy
Prąd spoczynkowy zasilania US1 typowo wynosi 1,4 mA. Prąd taki ale w odwrotnych kierunkach płynie przez rezystory R7 i R16. Przewidziano pracę tranzystorów końcowych w klasie AB. Oznacza to, że bez wy-sterowania powinien płynąć przez oba tranzystory pewien prąd początkowy. Dla zmniejszenia nieliniowości początkowego odcinka charakterystyki powinien to być prąd rzędu 50-^100 mA. Uzyskanie takiego prądu wymaga doprowadzenia napięcia Ucg (bramka - źródło) zależnie od egzemplarza tranzystora od 2,5 do 4,3 V. W tym celu przez rezystory R7 i R16 przepływa dodatkowy prąd wymuszony przez rezystory R8, R17 i Pl. Zmiana wielkości tego prądu przez zmianę rezystancji Pl służy do ustalenia prądu początkowego tranzystorów końcowych. Kondensatory C7 i C8 eliminują sprzężenie dla składowej zmiennej między bramkami tranzystorów T5 i T6. Rezystory R8 i R17 zapewniają poprawę symetrii układu.
Prąd zasilania wzmacniacza operacyjnego zmniejsza się ze wzrostem temperatury i efekt ten jest wykorzystany do stabilizacji termicznej tranzystorów końcowych od zmian temperatury otoczenia. Zmniejszenie prądu zasilającego USl zmniejsza napięcie początkowe ^GS Tranzystory hexfet posiadają przykrą właściwość zmniejszania napięcia progowego Ucg (przy, którym zaczyna płynąć prąd drenu) wraz ze wzrostem temperatury. Stabilizacja tranzystorów końcowych od nagrzewania w czasie pracy realizowana jest za pomocą rezystorów R21 i R22 zapewniających ujemne sprzężenie zwrotne. Ze względu na stabilizację, ich wartości powinny być jak największe. Duże wartości rezystorów
wywołują spadki napięć ograniczające moc wyjściową. Kompromisem będzie zastosowanie rezystorów z przedziału 0,33-^0,47 Cl. Trzeba jednak będzie się liczyć z możliwością wzrostu prądu spoczynkowego po nagrzaniu o 100%. Ewentualna niesymetria napięć progowych T5 i T6 zostanie skompensowana automatycznie przez niesymetrię prądów zasilających USl dzięki sprzężeniu zwrotnemu. Napięcie wyjściowe wzmacniacza w stanie bez wysterowania jest bliskie 0 V.
Dodatnia połówka sinusoidy sygnału wejściowego powoduje wzrost prądu pobieranego z doprowadzenia 7 USl. Prąd ten zamyka się do masy przez rezystor R12. Mała wartość rezystora powoduje dość znaczne zmiany prądu przy niewielkich zmianach napięcia na wyjściu wzmacniacza operacyjnego. Wzrost prądu USl powoduje proporcjonalny wzrost spadku napięcia na rezystorze R7. Napięcie to przez rezystor R9 podawane jest na bramkę tranzystora T5. Wzrasta prąd tranzystora T5 i w konsekwencji napięcie wyjściowe.
Ujemna połówka sinusoidy sygnału wejściowego spowoduje natomiast wzrost prądu wypływającego z wyprowadzenia 4 USl. Prąd ten płynie przez R12 od masy i dalej przez USl, T3, i R16 do " " zasilania. Wzrost prądu zwiększy spadek napięcia na rezystorze R16 i przez rezystor R18 zwiększy napięcie Ucg tranzystora T6, powodując wzrost jego prądu. Napięcie wyjściowe zmieni się w stronę napięcia ujemnego.
Do wyjścia wzmacniacza dołączone są dreny tranzystorów polowych. Układ jaki one tworzą nie jest typowym dla tranzystorów bipolarnych wtórnikiem mocy. Tranzystory te dają wzmocnienie napięciowe reduko-
Praktyczny Elektronik 1/1998
13
wane przez dwa sprzężenia zwrotne ujemne. Pierwsze to sprzężenie prądowe szeregowe, oddzielne dla każdego tranzystora, na rezystorach R21 i R22 (wykorzystane także do stabilizacji prądu spoczynkowego). Drugie natomiast napięciowe - szeregowe obejmujące oba tranzystory i decydujące o wzmocnieniu napięciowym stopnia wyjściowego mocy. Układ tego sprzężenia tworzą rezystory R13 i R12. Stosunek rezystancji R13/R12 wyznacza wzmocnienie napięciowe stopnia wyjściowego (4,5 V/V). Wzmocnienie to jest niezbędne dla pełnego wysterowania tranzystorów końcowych sterowanych ze wzmacniacza operacyjnego o niższym napięciu zasilania.
Właściwe sprzężenie zwrotne realizowane jest z wyjścia wzmacniacza za pośrednictwem rezystora R3. Sygnał zwrotny podawany jest na wejście odwracające USl. Dla składowej stałej wzmocnienie napięciowe wynosi (R3/R5) + 1 (wzmacniacz nieodwracający). Ze względu na potrzebę uzyskania napięcia wyjściowego bez wysterowania o wartości bliskiej 0 V najkorzystniejsze jest wzmocnienie równe 1. Uzyskuje się to przez zastosowanie kondensatora C4 oddzielającego rezystor dzielnika R4 dla składowej stałej. Wprowadzenie rezystora R5 zwiększyło wzmocnienie dla składowej stałej do 5,7 V/V. Jest ono niezbędne dla uniknięcia "zatrzaskiwania" się wzmacniacza operacyjnego przy impulsach sygnału wyjściowego. Napięcie wyjściowe bez wysterowania nie przekracza 10 mV.
Dla składowej zmiennej równolegle do R5 dołącza się R4 i wzmocnienie napięciowe wzrasta do 27 V/V zapewniając zakładaną czułość wzmacniacza. Chcąc uzyskać większą czułość (mniejsze napięcie wejściowe dla pełnego wysterowania) należy zmniejszyć wartość rezystora R4. Kondensatory C2, C3, C9 ograniczają pasmo przenoszenia wzmacniacza dla poprawy stabilności pracy. Wzbudzaniu się wzmacniacza zapobiega także układ CIO, R14 dołączony równolegle do jego wyjścia.
Spadki napięć na rezystorach R21, R22 wykorzystywane są jako sygnały sterujące układami ograniczania prądu tranzystorów końcowych zrealizowanych na tranzystorach T2 i T4. Rezystory Rll, RIO i R20, R19 pełnią rolę dzielników napięciowych. Przekroczenie napięcia UgL = 0,6 V tranzystora T2 czy T4 powoduje jego przewodzenie i ograniczanie napięcia sterującego odpowiednio T5 lub T6. Tym samym następuje ograniczenie dalszego wzrostu prądu drenu i zabezpieczenie tranzystora mocy przed uszkodzeniem. Aktualnie dobrane elementy ograniczają amplitudę prądu do 6 A (wartość skuteczna 4,2 A). Zwiększenie dopuszczalnej wartości prądu wyjściowego można uzyskać przez zwiększenie rezystancji Rll i R20 lub zmniejszenie RIO i R19.
Bezpiecznik Bl na wyjściu wzmacniacza przewidziano dla zabezpieczenia głośnika w przypadku uszkodzenia jednego z tranzystorów wyjściowych. Możliwość taka jest wprawdzie mało prawdopodobna dzięki ograniczeniu prądu tranzystorów końcowych.
Na płytce wzmacniacza przewidziano montaż elementów zasilacza, prostownika i kondensatorów filtrujących. Skróci to połączenia wysokoprądowe obwo-
dów napięcia stałego. Wejścia prostownika, a właściwie uzwojenia wtórne transformatora sieciowego także zabezpieczono bezpiecznikami B2 i B3. Napięcie zasilania wzmacniacza to napięcie symetryczne, zmienne o wartości skutecznej bez obciążenia 2x(21-^22) V (napięcie stałe ą30 V). Pobór prądu przy mocy znamionowej nie przekracza 2x1,5 A wartości skutecznej.
Montaż i uruchomienie
Przed kompletowaniem elementów należy rozważyć koncepcję ostateczną wariantu wykonania. Opisywany wzmacniacz może być wykorzystany do budowy wzmacniacza stereofonicznego, bez lub z przedwzmacniaczem, jako wzmacniacz do kolumny aktywnej itp. Możliwe jest zwiększenie mocy wyjściowej do 50 W po zastosowaniu tranzystorów IRF540 i IRF9540 oraz zwiększeniu stałego napięcia zasilania do ą36 V (zmienne 2x26 V bez obciążenia).
Po skompletowaniu elementów należy dopasować otwory w płytce do ich wyprowadzeń. W pierwszej kolejności zamontować zwory, kołki montażowe i gniazda bezpiecznikowe. Rezystory R21 i R22 zamontować na wysokość 5 mm nad płytką przez odpowiednie ukształtowanie wyprowadzeń. Tranzystory Tl-=-T4, prostownik PR1 zamontować na długość wyprowadzeń 5 mm. Tranzystory końcowe zamontować dopiero po wstępnym uruchomieniu płytki. Powinny być montowane bezpośrednio do płytki drukowanej i jednocześnie przykręcone do radiatora przez izolacyjne podkładki mikowe (pamiętać o smarze silikonowym). Radiator powinien być wykonany z profilu aluminiowego o formie zbliżonej do pokazanej na rysunku montażowym i wysokości co najmniej 50 mm.
Jako transformator sieciowy zalecamy transformator TS90/16 umożliwiający jednoczesne zasilanie dwóch wzmacniaczy. Był on stosowany w amplitunerach AWS produkcji diorowskiej. Należy połączyć punkty 2 i 8 uzwojeń pierwotnych. Napięcie sieci 220 V dołączyć do wyprowadzeń 3 i 9'. Środek uzwojenia wtórnego uzyskamy po połączeniu punktów 2 i 10. Wyprowadzenia napięć zasilających 21 V to punkty 1' i 9.
Po sprawdzeniu poprawności montażu płytki bez tranzystorów T5 i T6, podłączyć transformator sieciowy. Zaizolować obwody sieciowe aby zabezpieczyć się przed porażeniem. Przykładowy schemat połączeń zewnętrznych wzmacniacza stereofonicznego można znaleźć w PE 3/97 str. 8.
Do uruchomienia wzmacniacza niezbędny jest mul-timetr, a wskazane są: generator m.cz. i oscyloskop. Rezystor nastawny Pl ustawić na maksimum rezystancji. Po włączeniu zasilania sprawdzić wartości napięć zasilających. Napięcia na kondensatorach filtrujących C13, C14 powinny wynosić ą29-r-30 V. Napięcia na wyprowadzeniach 7 i 4 USl odpowiednio +14,3 V i 14,3 V. Spadki napięć na rezystorach R7 i R16 powinny wynosić około 2,7 V. Napięcie na wyjściu wzmacniacza powinno wynosić 0 V. Sprawdzić wpływ regulacji Pl na napięcia na rezystorach R7 i R16. Powinny zmieniać się w prze-
14
Praktyczny Elektronik 1/1098
dziale 2,7-^4,6 V. Ustawić najmniejszą możliwą wartość (2J V).
Odłączyć zasilanie i po rozładowaniu kondensatorów C13, C14 przystąpić do montażu tranzystorów T5 i T6. Po ich zamontowaniu i sprawdzeniu poprawności montażu, załączyć ponownie zasilanie. Sprawdzić mul-timetrem napięcia zasilające. Powinny mieć takie same wartości jak poprzednio.
Podłączyć multimetr kolejno do R21 i R22, spadki napięć na nich powinny być równe 0 V, co oznacza brak
prądu drenu i wzbudzania się wzmacniacza. Podłączyć multimetr do R21 i regulując rezystorem nastawnym Pl uzyskać napięcie 16,5 mV (50 mA). Takie samo napięcie powinno być na R22. Po około 1/2 godziny przeprowadzić ponowną regulację.
Poprawnie zmontowany wzmacniacz w tym momencie nadaje się już do sprawdzenia działania. Najlepiej sprawdzić to podając sygnał z generatora m.cz. i obserwując przebiegi sygnału wyjściowego.
Rys. 3 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Praktyczny Elektronik 1/1998
15
Ustawić częstotliwość sygnału równą 1 kHz i stopniowo zwiększając napięcie wejściowe obserwować przebieg wyjściowy. Nie powinny występować na nim żadne zniekształcenia i pogrubienia czy przerwy świadczące o wzbudzaniu się wzmacniacza. Po przekroczeniu sygnału maksymalnego nastąpi ograniczanie sinusoidy sygnału wyjściowego. Kolejną próbę dokonać po podłączeniu rezystancji obciążenia. Zmieniając częstotliwość sygnału z generatora sprawdzić pasmo przenoszenia wzmacniacza.
Jeśli nie posiadamy generatora i oscyloskopu, pozostaje sprawdzenie na słuch podając sygnał z magnetofonu czy odtwarzacza płyt CD. Przypominamy o szacunku dla sąsiadów podczas eksperymentów i życzymy przyjemnych wrażeń. Pomogą nam w tym dobre zespoły głośnikowe o mocy znamionowej 50 W i paśmie częstotliwości od 40 do 20 000 Hz.
Wykaz elementów:
US1
Tl
T2
T3
T4
T5
T6
Dl, D2
PR1
R21, R22
-TL 081
- BC 547
- BC 327
- BC 557
- BC 337
- IRF 9530
- IRF 530
- BZP 680 C15
- KBU4D (4 A/100 V)
- 0,33 0/ (2-=-5) W
R14
R9, RIO, R18, R19
Rll, R12, R20
Rl, R13
R7, R16
R4
R6, R15
R5
R8, R17
R2, R3
Pl
C2, C3
C9
Cli, C12, C15
C5, C6, C10
Cl
C7, C8
C4
C13, C14
Bl, B2, B3
-lfi/lW
- 100 fi/0,125 W
- 220 f2/0,25 W
- 1 kfi/0,25 W
- 1,5 kfi/0,125 W
- 2,2 kf2/0,125 W
- 3,3 kfi/0,25 W
- 10 kfi/0,125 W
- 15 kfi/0,125 W -47 kn/0,125 W
- 100 kfi TVP 1232
- 100 pF/50 V KCP -3,3 nF/400 V MKSE-20
- 100 nF/63 V MKSE-20 -220 nF/63 V MKSE-20 -470 nF/63 V MKSE-20
- 10 //F/25 V 04/U
- 22 //F/25 V 04/U
- 4700 //F/50 V
- WTA3,15 A/250 V
Płytka drukowana numer 359
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 5,54 zł + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O R. K.
Elektronika inaczej cz. 24 wzmacniacze selektywne wielkiej częstotliwości
Do realizacji wzmacniaczy selektywnych wielkiej częstotliwości nie wykorzystuje się sprzężeń zwrotnych tak popularnych w dziedzinie niskich częstotliwości. Właściwości selektywne uzyskuje się po zastosowaniu obwodu, którego podstawowe parametry np. impedan-cja silnie zależą od częstotliwości. Wzmacniacz selektywny wielkiej częstotliwości stanowi kaskadowe połączenie członu wzmacniającego (często szerokopasmowego) oraz obwodu selektywnego. Schemat blokowy typowego dla w.cz. rozwiązania prezentuje rys. 1.
Zadaniem wzmacniacza selektywnego jest wzmacnianie sygnałów o częstotliwościach leżących w tzw. paśmie wzmacniacza. Podstawowym parametrem jest wzmocnienie przy częstotliwości środkowej'wzmacnianego pasma (kUr)- Od obwodu selektywnego zależą parametry i właściwości selektywne wzmacniacza. Pasmo B jest określane jako zakres częstotliwości mieszczący się między częstotliwościami granicznymi wyznaczonymi przy spadku wzmocnienia o 3 dB (0,7 kur)-Ideałem byłoby, aby wzmacniacz selektywny wzmacniał określone pasmo częstotliwości a sygnały o innych częstotliwościach zdecydowanie tłumił. Przykładową cha-
rakterystykę częstotliwościową wzmacniacza selektywnego pokazano na rys. 2a. Rys. 2b pokazuje natomiast charakterystykę wzmacniacza idealnego.

c U1 OBWÓD SELEKTYWNY c u2

Rys. 1 Schemat blokowy wzmacniacza selektywnego w.cz.
Parametrem różnicującym charakterystyki wzmacniaczy selektywnych jest współczynnik prostokątno-ści p. Współczynnik ten oblicza się jako stosunek pasma B do zakresu częstotliwości, przy których wzmocnienie spada 10x, tzn. o 20 dB. Dla wzmacniacza idealnego wynosi on 1. Im charakterystyka wzmacniacza jest bliższa ideałowi, tym współczynnik prostokątności jest bardziej zbliżony do 1 (zawsze jednak jest mniejszy od 1).
16
Praktyczny Elektronik 1/1998
Rys. 2 Charakterystyka częstotliwościowa wzmacniacza selektywnego
Obwody selektywne
Do podstawowych obwodów selektywnych stosowanych przy realizacji wzmacniaczy selektywnych wielkiej częstotliwości należą obwody rezonansowe. Jako pierwszy rozpatrzymy obwód rezonansu szeregowego. Składa się on z szeregowo połączonych indukcyjności L i pojemności C. Straty obu tych elementów reprezentuje rezystancja r.
�) L C r _ uL ^ uc ^ ur u
b) r \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \\ 1 1 l'\ II II //

fr f
Rys. 3 Szeregowy obwód rezonansowy
Przy szeregowym połączeniu indukcyjności i pojemności płynie przez nie taki sam prąd, natomiast spadki napięć mają kierunki przeciwne. Wynika to stąd, że napięcie na indukcyjności wyprzedza prąd o 90�, a na-
pięcie na pojemności spóźnia się o 90�. Dla pewnej częstotliwości wyznaczonej wartościami indukcyjności i pojemności oba te spadki zredukują się i napięcie na obwodzie u będzie równe napięciu na rezystancji Uf. Częstotliwość, przy której zachodzi to zjawisko nazywamy częstotliwością rezonansową fr. Samo zjawisko zaś nazywane jest rezonansem napięć. Częstotliwość rezonansową można wyznaczyć z tzw. wzoru Thomsona:
gdzie: fr - częstotliwość rezonansowa [Hz], L indukcyjność [H], C - pojemność [F].
Jest to podstawowy wzór radiotechniki.
W rezonansie napięcia na indukcyjności i pojemności mogą być wielokrotnie większe od napięcia na obwodzie u. Zjawisko to nazywamy przepięciem. Stosunek napięcia na indukcyjności lub pojemności do napięcia obwodu w rezonansie ur nazywany jest dobrociąQ.
Q = U|_/ur = U(-/ur
Dobroć można także wyrazić przez wartości elementów obwodu rezonansowego:
Q = (2-n-fr-L)/r = l/(2-n-fr-C-r)
Interesujący charakter ma przebieg tzw. modułu impedancji |z| w funkcji częstotliwości pokazany na rys. 3b. Impedancja obwodu osiąga minimum dla częstotliwości rezonansowej i jest wtedy równa rezystancji r. Na rysunku pokazano dwa przebiegi impedancji. Oznaczony cyfrą 1 dotyczy obwodu o większej dobroci. Dobroć obwodu wpływa na kształt krzywej - zwiększenie dobroci powoduje "wyostrzenie" krzywej i tym samym zmianę pasma.
B = fr/Q
Zgodnie z podaną wyżej zależnością wzrost dobroci powoduje zmniejszenie pasma. Z uwagi na charakter zmian impedancji szeregowy obwód rezonansowy stosowany jest najczęściej jako tzw. eliminator częstotliwości tzn. włączony równolegle do toru sygnałowego zwiera go dla sygnału o częstotliwości rezonansowej.
Powszechnie stosowany we wzmacniaczach selektywnych w.cz. jest równoległy obwód rezonansowy pokazany na rys. 4a.
Przy równoległym połączeniu indukcyjności L i pojemności C napięcie na nich jest jednakowe, natomiast prądy znajdują się w fazach przeciwnych. Prąd płynący przez indukcyjność opóźnia się o 90� względem napięcia, natomiast prąd płynący przez pojemność wyprzedza napięcie o 90�. Dla częstotliwości określonej podanym wyżej wzorem Thomsona następuje zrównanie wartości bezwzględnych obu tych prądów i ich wzajemne skompensowanie. Prąd dopływający do obwodu będzie równy prądowi płynącemu przez rezystancję R reprezentującą wypadkowe straty obwodu.
Praktyczny Elektronik 1/1998
17
Rys. 4 Równoległy obwód rezonansowy
Mamy tutaj doczynienia z tzw. rezonansem prądów. Prądy płynące przez indukcyjność i pojemność w rezonansie są wielokrotnie większe od prądu dopływającego do obwodu. Stosunek tych prądów to nic innego tylko dobroć Q.
Q = iL/i = ic/i
Wyrażenia na dobroć w oparciu o parametry obwodu przyjmują następującą postać:
Q = R/(2-n-fr L) = R-2-n-fr C
Przebieg modułu impedancji obwodu równoległego pokazany jest na rys. 4b. Obwód ten osiąga największą impedancję przy częstotliwości rezonansowej i jest ona równa rezystancji strat R. Na rysunku pokazano dwie charakterystyki odpowiadające obwodom o różnej dobroci. Większą dobroć posiada obwód o charakterystyce oznaczonej cyfrą 2. Zmniejszenie dobroci obwodu można uzyskać przez zmniejszenie rezystancji R. Pasmo obwodu równoległego zależy od dobroci w taki sam sposób jak w przypadku obwodu szeregowego. Jest on często wykorzystywany do realizacji wzmacniaczy selektywnych w.cz.
Wadą pojedynczych obwodów rezonansowych jest mały współczynnik prostokątności nie przekraczający 0,3 Dużo korzystniejsze właściwości uzyskuje się po sprzężeniu dwóch obwodów rezonansowych w tzw. dwuobwodowym filtrze pasmowym.
Pokazane na rys. 5a dwa obwody rezonansowe sprzężone są za pośrednictwem indukcyjności wzajemnej M. Okazuje się, że zmiana stopnia sprzężenia obwodów wpływa w zasadniczy sposób na charakterystykę przenoszenia reprezentowaną jako zależność stosunku napięć U2/u^ od częstotliwości. Na rys. 4b pokazane są trzy przebiegi zależne od stopnia sprzężenia. Oznaczony cyfrą 1 dotyczy słabego sprzężenia - krzywa przenoszenia odpowiada krzywej pojedynczego obwodu. Przebieg oznaczony cyfrą 2 dotyczy tzw. sprzężenia kry-
tycznego, kiedy krzywa "jednogarbna" staje się "dwu-garbną" . Przebieg 3 odpowiada krzywej "dwugarbnej" jaką uzyskuje się dla sprzężenia ponadkrytycznego.
a)
UJ
R.ys. 5 Dwuobwodowy filtr pasmowy
Należy zwrócić uwagę, że wzrost sprzężenia powoduje wzrost nachylenia zboczy krzywej co jest równoważne zwiększeniu współczynnika prostokątności. Dwuobwodowy filtr pasmowy pozwala na uzyskanie współczynnika prostokątności rzędu 0,6. Jeszcze lepsze parametry można uzyskać po sprzężeniu większej ilości pojedynczych obwodów. Oczywiście bardziej skomplikowana jest budowa takiego filtru jak i jego strojenie - dobieranie parametrów elementów. Strojenie filtrów jest uciążliwym zabiegiem technologicznym w produkcji urządzeń. Zmniejszenie liczby elementów strojonych uzyskuje się przez zastosowanie filtrów ceramicznych wykorzystujących właściwości piezoelektryczne materiałów.
Materiały piezoelektryczne to materiały w których sygnał elektryczny wpływa na ich wymiary mechaniczne i odwrotnie. Dobranie odpowiedniego kształtu próbki materiału pozwala na uzyskanie określonych właściwości elektrycznych np. selektywnej charakterystyki częstotliwościowej. Zasadniczo spotyka się dwa rodzaje filtrów ceramicznych: dwu i trójkońcówkowe.
Filtr ceramiczny dwukońcówkowy można scharakteryzować za pomocą przebiegu jego impedancji w funkcji częstotliwości. Ma ona charakter zbliżony do charakterystyki szeregowego obwodu rezonansowego.
Minimalna wartość impedancji rzędu IO-t-30 Q jest osiągana przy częstotliwości środkowej filtru f0. Specyficzne dla tego rodzaju filtrów jest duże tłumienie sygnałów o częstotliwościach bliskich częstotliwości środkowej. Przy dalszym wzroście odstrojenia od fo tłumienie spada co wynika ze zmniejszenia impedancji filtru. Dla wyeliminowania tego efektu niezbędne jest zastosowanie przynajmniej pojedynczego obwodu rezonansowego.
18
Praktyczny Elektronik 1/1998
Rys. 6 Filtr ceramiczny dwukońcówkowy
Filtry dwukońcówkowe stosowane są powszechnie we wzmacniaczach pośredniej częstotliwości torów AM odbiorników radiowych (465, 455 kHz). Najczęściej wykorzystywane są tam do budowy tzw. filtrów hybrydowych. Tak nazywane są filtry dwuobwodowe w obwodzie sprzężenia, których zastosowano filtr ceramiczny.
Filtr trój końcówkowy traktowany jest jako element transmisyjny z zaciskami wejściowymi 1-3 i wyjściowymi 2-3 (patrząc na oznaczenia z rys. 7a).
R.ys. 7 Filtr ceramiczny trójkońcówkowy
Charakterystykę takiego filtru określa się jako przebieg współczynnika przenoszenia l^/u-^ w funkcji częstotliwości. Specyficzną właściwością filtru trójkońców-kowego jest wprowadzane tłumienie sygnału o częstotliwości środkowej fo. Przy dopasowaniu wynosi ono najczęściej 6 dB. Dopasowanie zapewnia się przez odpowiednią wielkość rezystancji źródła sygnału Rg i obciążenia Ro. Nie zapewnienie warunków dopasowania wpływa także niekorzystnie na charakterystykę przenoszenia.
Filtry tego rodzaju stosowane są we wzmacniaczach p.cz. FM odbiorników radiowych i telewizyjnych
o częstotliwościach środkowych 10,7 MHz. 5,5 MHz, 6,5 MHz. Spotyka się je także w nowszych konstrukcjach wzmacniaczy p.cz. AM. Możliwe jest kaskadowe łączenie filtrów trój końcówkowych. Daje ono zwiększenie tłumienia wprowadzanego przez filtr przy odstroje-niu (tzw. selektywności) bez znacznego zawężenia pasma.
Inną odmianą filtrów ceramicznych są filtry z falą powierzchniową służące np. do kształtowania skomplikowanej charakterystyki przenoszenia wzmacniacza p.cz. wizji odbiorników telewizyjnych. W porównaniu do poprzednio omawianych charakteryzują się większym pasmem przenoszonych częstotliwości.
Przykłady rozwiązań wzmacniaczy selektywnych w.cz.
Jako pierwszy przedstawiamy wzmacniacz współpracujący z pojedynczym obwodem rezonansowym. Jest to dobrze nam znany układ wzmacniacza ze wspólnym emiterem, w którym rezystor kolektorowy zastąpiono pojedynczym obwodem rezonansowym.
Rys. 8 Wzmacniacz selektywny z pojedynczym obwodem rezonansowym
Wzmocnienie wzmacniacza zależy od częstotliwości zgodnie z charakterystyką impedancji obwodu rezonansowego. Należy zauważyć, że obwód rezonansowy jest bezpośrednio dołączony do obwodu kolektorowego tranzystora, który można traktować jako źródło prądowe. Obciążenie wzmacniacza Ro dołączone jest au-totransformatorowo - przez odczep na indukcyjności L. Dzięki transformującym właściwościom takiego połączenia zmniejsza się wpływ rezystancji Ro na dobroć obwodu, ale jednocześnie zmniejsza się wzmocnienie ponieważ jest to przekładnia obniżająca napięcie. Dla częstotliwości rezonansowej wzmocnienie określone jest następującym wzorem:
kur = gm Ś Rw � n gdzie: gm - współczynnik proporcjonalności z układu
zastępczego tranzystora typu łl lub y2]_e' Rw - rezystancja wypadkowa obwodu, n - przekładnia autotransformatora.
Rezystancja wypadkowa obwodu to rezystancja zastępcza równoległego połączenia rezystancji strat R
Praktyczny Elektronik 1/1998
1.9
i przetransformowanej rezystancji obciążenia R'o. Także dobroć obwodu określona będzie jako dobroć wypadkowa Qw:
Qw = Rw/(2-n-fr-L)
Pasmo wzmacniacza zależy od dobroci wypadkowej i wynosi:
B = fr/Qw
Kolejny schemat przedstawia wzmacniacz selektywny z dwuobwodowym filtrem pasmowym. W obwodzie sprzężenia filtru zastosowano dodatkowo dwu-końcówkowy filtr ceramiczny. Także jest to wzmacniacz w układzie ze wspólnym emiterem.
Rys. 9 Wzmacniacz selektywny z filtrem pasmowym, hybrydowym
W tym przypadku sprzężenie między obwodami rezonansowymi realizowane jest za pomocą dodatkowych uzwojeń. W ich obwód włączony jest filtr ceramiczny. Mała impedancja filtru ceramicznego przy częstotliwości rezonansowej zwiększa sprzężenie obwodów. Wzrost jej przy odstrojeniu, zmniejsza sprzężenie powodując dodatkową poprawę współczynnika prostokątności.
Dla zmniejszenia wpływu obciążenia na dobroć drugiego obwodu rezonansowego zastosowano dzielnik pojemnościowy Cl, C2. Wprawdzie zmniejsza on sygnał wyjściowy, a więc i wzmocnienie, ale zwiększa rezystancję transformowaną do obwodu (Ro).
Określenie wzmocnienia takiego wzmacniacza jest bardziej kłopotliwe. Oprócz parametrów tranzystora, obwodów rezonansowych, wpływa na nie także stopień sprzężenia obwodów i przekładnia dzielnika pojemnościowego. Zaletą tego rozwiązania jest większy
współczynnik prostokątności, albo inaczej większa se-lektywność. Selektywność jest to właściwość wydzielania (wzmacniania) określonego pasma częstotliwości i tłumienia sygnałów o innych częstotliwościach.
Ostatni już schemat jest ilustracją sposobu wykorzystania filtru ceramicznego trójkońcówkowego. Jest to także wzmacniacz w układzie ze wspólnym emiterem. Nawet posiada rezystor kolektorowy R[^.
9 + Uz
" fl Rk
c i J Ś ;
o-H K 1 i i
12 -fi tce |u2[jRo
o
R.ys. 10 Wziiiacniacz selektywny z filtrem ceramicznym
Przy dopasowaniu -jeśli rezystancje R|^ i Ro będą równe, wzmocnienie dla częstotliwości środkowej fo wyniesie:
ku =(gm-RK)/2
Podzielenie przez 2 odpowiada właśnie tłumieniu 6 dB dla częstotliwości środkowej. Dołączenie kaskadowo kolejnego filtru spowoduje wzrost tłumienia do 12 dB. Uzyskanie dużej selektywności za pomocą połączonych kaskadowo filtrów ceramicznych wymaga zastosowania dodatkowego wzmacniacza dla skompensowania tłumienia sygnału wprowadzanego przez filtry.
Wzmacniacz* selektywne z obwodami rezonansowymi wykorzystywane są do budowy wzmacniaczy selektywnych przestrajanych przez zmianę indukcyjności lub pojemności. Wzmacniacze takie stosowane są na wejściach urządzeń odbiorczych. Wzmacniacze przewidziane do pracy przy określonej częstotliwości środkowej np. wzmacniacze p.cz. aktualnie realizowane są jako wzmacniacze z tzw. selektywnością skupioną. Układ scalony zapewnia wzmocnienie a filtr umieszczany na wejściu układu określa charakterystykę częstotliwościową wzmacniacza.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
Video korektor mikroprocesorowy rozkodowywacz kaset
Wykaz elementów
USl - AT 89C1051
US2 - LM 1894
US3 - 54HC4053
US4 - LM 7805
US5 - LM 7812
Tl, T3-^T6 - BC 547B
T2 - BC 547B
D1-: -D5 - LED
D6, D7 - 1N4148
Ql - rezonator kwarcowy 12 MHz
R13 , R20 - 10 0/0,125 W
Rl - 68 0/0,125 W
20
Praktyczny Elektronik 1/1998
R21 - 100 n/O,125 W
R23 -150 n/0,125 W
R5 - 180 fi/0,125 W
R14 -330 0/0,125 W
R25-^R29 -360 O/O,125 W
R7, Rll, R12 -470 n/0,125 W
R6, R17, R19 -680 n/0,125 W
R3, R4 - 820 n/0,125 W
R8, R30, R31 - 1 kn/0,125 W
R9 - 1,5 kn/0,125 W
R18 -2,4 kn/0,125 W
R2, R22 -3,9 kn/0,125 W
R24 - 10 kn/0,125 W
R16 -68 kn/0,125 W
R15 -680 kn/0,125 W
Pl -2,2kn
C7, C8 - 33 pF/50 V ceramiczny
C5 - 220 pF/50 V ceramiczny
C3 - 470 pF/50 V ceramiczny
C15 - 1 nF/50 V ceramiczny
C13, C17 - 3,3 nF/25 V KSF-020-ZM
C19, C22, C23,
C12, C14
C4
CIO, Cli, C18,
C20, C21
C9
C2
C24, C25, C29
Cl, l :i6
C6
płytka drukowana
- 47 nF/50 V ceramiczny
- 100 nF/100 V MKSE-018-02
- 470 nF/100 V MKSE-018-02
- 1 //F/36 V 04/U
- 10 //F/25 V 04/U
- 22 //F/25 V 04/U
- 47 //F/25 V 04/U
- 100 /iF/16 V 04/U
- 220 //F/16 V 04/U numer 365
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym. Płytki i zaprogramowany mikrokontroler
z dopiskiem VIDEO można zamawiać w redakcji PE.
Cena: płytka 365 - 7,87 zł
Mikrokontroler VIDEO - 35,00 zł + koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać
w firmie LARO patrz IV strona okładki.
O Tomasz Kwiatkowski
Próbnik akumulatora samochodowego
Fala mrozów w grudniu zeszłego roku dała się wszystkim zmotoryzowanym we znaki. Jedną z najczęstszych przyczyn unieruchomienia samochodu zimą jest akumulator. Latem i jesienią nie było większych problemów z uruchamianiem silnika, a zimą, wtedy gdy człowiek najbardziej się spieszy akumulator, a wraz z nim cały samochód odmawia posłuszeństwa. Opisane poniżej urządzenie przeznaczone jest do szybkiego badania stanu akumulatora pod obciążeniem. Układ jest na tyle prosty, że może go wykonać nawet mało zaawansowany amator.
Gdy zimą zwłaszcza w czasie silnych mrozów nasz akumulator odmówi posłuszeństwa z reguły jest już za późno na badanie jego stanu. Dlatego też problemem tym należy się zająć nieco wcześniej. Popularnym i tanim przyrządem do kontroli akumulatora jest ae-rometr. Przyrząd ten stanowi szklana rurka. Na dolną część nałożona jest gumowa lub szklana końcówka, a na górną gumowa gruszka. W rurce umieszczony jest pływak z naniesioną podziałką, wyskalowany w jednostkach gęstości elektrolitu (g/cm ). Pływak zanurza się w elektrolicie tym głębiej im jego gęstość jest mniejsza. Pomiar gęstości polega na zassaniu z celi akumulatora elektrolitu i odczytaniu na skali gęstości. Podziałką często zaznaczona jest różnymi kolorami, które określają stan akumulatora (np. Czerwony akumulator wyładowany, Żółty - akumulator naładowany słabo, Zielony -akumulator naładowany dobrze).
Badanie akumulatora aerometrem nie daje jednak informacji rzetelnej informacji o stanie elektrycznym akumulatora, a określa tylko stan chemiczny elektrolitu i zawartość kwasu. Pojemność akumulatora i jego rezystancję wewnętrzną, czyli zdolność oddawania prądu do obciążenia można określić tylko na podstawie pomiaru napięcia w czasie rozładowywania akumulatora dużym prądem.
Pragnę przypomnieć, że pomiar napięcia na zaciskach nieobciążonego akumulatora jest także mylący, gdyż nawet stary zużyty akumulator będzie miał stosunkowo wysokie napięcie -siłę elektromotoryczną. Napięcie to drastycznie spadnie przy rozładowywaniu, na wskutek dużej rezystancji wewnętrznej wywołanej zasiarczeniem płyt.
Opisany poniżej próbnik umożliwia pomiar napięcia na zaciskach akumulatora przy prądzie rozładowania ok. 50 A. Konstrukcja miernika pozwala na przyłożenie go bezpośrednio do zacisków akumulatora, tak jak w starych miernikach widełkowych.
Opis układu
Obciążenie akumulatora stanowi dziewięć równolegle połączonych rezystorów RX o rezystancji 2,2 n każdy. Daje to wypadkową rezystancję 0,24 n przez którą przepływa prąd rozładowania akumulatora rzędu 50 A. Dioda D2 sygnalizuje prawidłową polaryzację napięcia. Przy złym podłączeniu próbnika zapali się czerwona dioda Dl. Dioda D3 zabezpiecza układ LM 3914 w przypadku odwrotnego podłączenia zasilania.
Praktyczny Elektronik 1/1998
Ś21
GROT
D3 1N4001
Wi
9*2,22/10W CZERWONA ZIELONA
C1 C 1O(jF-
CZERWONE
ZOLTE
10V 10.5V HV 11.5V 12V 12.5V 13V 13.5V 14V 14.5V
D4JD5JD6JD7 bS |D9 bi0bii|D12 D13 li 5 17 16 15
US1 LM 3914
REF REF
V" V+ RLo SIG Rhi OUT ADJ MODĘ
R2 12k
0
P2 470SI
Rys. 1 Schemat ideowy próbnika akumulatorów
Elementem pomiarowym jest układ LM 3914 sterujący linijką świetlną złożoną z dziesięciu diod świecących. Zasilanie układu doprowadzane jest bezpośrednio z badanego akumulatora. Dzięki wewnętrznym układom stabilizacji w LM 3914 na dokładność pomiaru nie wpływa wielkość napięcia na zaciskach akumulatora która może zawierać się w granicach 5-=-17 V.
Napięcie mierzone bezpośrednio z zacisków akumulatora doprowadzane jest do dzielnika R2, R3 i dalej do wejścia pomiarowego SIG układu US1. Obwód ten nie jest zabezpieczony diodą D3, ale nie ma to żadnego znaczenia, gdyż zabezpieczenie wejścia SIG znajduje się wewnątrz układu US1.
Skala miernika obejmuje zakres napięć od 10 V do 14,5 V z krokiem 0,5 V. Potencjometr Pl umożliwia regulację szerokości zakresu pomiarowego, czyli różnicy napięć przy której zapala się pierwsza i ostatnia dioda linijki świetlnej. W tym konkretnym przypadku różnica ta wynosi 4,5 V. Natomiast potencjometr P2 przeznaczony jest do regulacji przesunięcia skali można nim ustawić np. zakres pomiaru od 11 V do 15,5 V. Obie regulacje są wzajemnie niezależne.
Włącznik WŁ1 przeznaczony jest do zmiany zakresu pomiarowego na niższy obejmujący napięcia od 6,0 V do 10,5 V. Także na tym zakresie kolejne diody zapalają się co 0,5 V. Zakres ten posiada odrębną regulację przesunięcia skali przy pomocy potencjometru P3.
Montaż i uruchomienie
Przed rozpoczęciem montażu płytkę drukowaną próbnika przecinamy wzdłuż linii przerywanych. Otrzymujemy w ten sposób dwa wąskie paski laminatu ze ścieżką miedzianą przerwaną na wysokości strzałki. Paski te posłużą nam do usztywnienia konstrukcji po przylutowa-niu w taki sposób jak pokazano to na rysunku 3a. W narożniku pomiędzy płytką główną i paskami należy przylutować z każdej strony dwa odcinki drutu miedzią-nego o przekroju 2,5 mm . W zakreślonej części paska nie montuje się drutu. Nie należy żałować cyny, wszystkie połączenia muszą być pewne, gdyż tędy popłynie prąd o wartości ok. 50 A. Podczas montażu pasków należy zwrócić uwagę, aby pionowe strzałki naniesione po stronie opisowej pokrywały się. Gwarantuje to zachowanie przerwy pomiędzy ścieżką masy i plusa.
Po przylutowaniu pasków można przystąpić do montażu całej płytki. Przed uruchomieniem nie montuje się połączenia przewodem izolowanym. Sposób montażu dziewięciu rezystorów RX pokazano na rysunku 3b. Górne rezystory powinny być połączone razem, co usztywni całą konstrukcję. Zamiast dziewięciu rezystorów 2,2 Cl o mocy 10 W każdy można zastosować 18 rezystorów 4,7 fi/5 W.
Kolejną czynnością będzie wykonanie dwóch grotów którymi będzie dotykać się zacisków akumulatora. Groty wykonano przez zlutowanie ze sobą czterech dru-tów miedzianych o przekroju 2,5 mmz (rys. 3c). Czubki grotów po wystygnięciu można naostrzyć pilnikiem. Gotowe groty lutuje się do płytki drukowanej w oznaczonych na płytce drukowanej miejscach. Rozstaw grotów wynosi 16 cm. Warto sprawdzić, czy nasz akumulator ma taki rozstaw zacisków. Jeżeli nie należy skorygować odległość pomiędzy grotami. Groty powinny zostać starannie przylutowane do płytki, także tu nie należy żałować cyny.
Na płytce drukowanej po stronie ścieżek należy nałożyć warstwę cyny o grubości ok. 1 mm pomiędzy miejscem przy-lutowania �grota " +" i miejscem lutowania rezystorów RX.
22
Praktyczny Elektronik 1/1998
MIEJSCE PRZECIĘCIA
CZERWONE~ ~ ~ŻOŁTE~ ~~
ZIELONE
RX
RX'
iOOOOOOOOOO
ĄD4 05 06 D7 08 09 010 011 D12 013 D3l C1 '
LM 314
USl
MIEJSCE
RX
O
-TrTT-
MOCOWANIA GROTU |
01 D2 WL1
CZERWONA ZIELONA
ARTKELE371
MIEJSCE I MOCOWANIA GROTU
MIEJSCE PRZECIĘCIA
Rys. 2 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Podobnie postępujemy przy grocie " " nakładając warstwę cyny pomiędzy grotem a bocznymi paskami. Identycznie należy postąpić przy drugich końcach rezystorów RX. Spełnienie tych warunków jest ważne, gdyż rezystancja wypadkowa RX wynosi 0,24 Cl, każde złe lub niepewne połączenie nawet o niewielkiej rezystancji będzie wpływało na zwiększenie rezystancji obciążenia, a zatem na zmniejszenie prądu obciążenia przy którym mierzymy napięcie.
Gotowy próbnik możemy teraz wyskalować. W tym celu anodę diody Dl łączymy z plusem zasilacza regulowanego, a grot " " z minusem zasilacza. Do wyjścia zasilacza podłączamy miernik. Napięcie wyjściowe zasilacza ustawiamy na 10,5 V i regulując potencjometrem P2 doprowadzamy do zapalenia się pierwszej diody linijki D4 (doda powinna być na granicy świecenia się). Następnie napięcie wyjściowe zasilacza ustawiamy na 14,5 V i regulując potencjometrem Pl doprowadzamy do zapalenia się wszystkich diod. Ostatnia dioda D13 powinna być na granicy świecenia się.
Dolny zakres regulujemy przy zwartym włączniku WŁ1. Napięcie wyjściowe zasilacza ustawiamy na
10,5 V, a potencjometrem P3 doprowadzamy do zapalenia się wszystkich diod. Wskazane jest ponowne sprawdzenie zakresów i ewentualna niewielka korekta. Regulacje Pl i P2 nie są zależne, natomiast regulacja P3 zależy od wcześniej przeprowadzonej regulacji P2.
Wyskalowany próbnik po wlutowaniu połączenia przewodem izolowanym pokazanym na opisie płytki drukowanej gotowy jest do pomiarów. Pomiar wykonuje się na akumulatorze dociskając groty próbnika do zacisków akumulatora. Pomiar przeprowadza się krótko max 10 sek. Należy uważać, aby nie poparzyć się rezystorami RX które mogą nagrzać się do temperatury 75�C.
Wykaz elementów
USl - LM 3914
Tl - BC 547B
Dl, D4^D6 - LED czerwony
D2, D10-f-D13 LED zielony
D7-f -D9 - LED żółty
D3 - 1N4007
RX - 2,2 n/10 W np. typ RDCO-10
Praktyczny Elektronik 1/1998
R4 -560ft/0,125W
R5 - 1,2 kfi/0,125 W
Rl - 1,2 kft/0,25 W
R6 - 1,8 kfi/0,125 W
R3 -3,3 kft/0,125 W
R2 - 12 kfi/0,125 W
Pl, P2 - 470 fi TVP 1232
Pl - 1 kfi TVP 1232
Cl - 10 //F/25 V 04/U
WŁ1 - mikrołącznik
płytka drukowana numer 371
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 6,96 zł + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O mgr inż. Dariusz Cichoński
�)
b)
REZYSTOR RX
P2. P3
DIODY LED
UST
PRZYLUTOWANE DRUTY WZMACNIAJĄCE KONSTRUKCJE
DRUTY MIEDZIANE
< / X Śi /
/ 1 / / 1 / / 1
/ 1 / 1
/ 1 / / 1 / / 1
< / / 4
ZAOSTRZYĆ CZUBEK PILNIKIEM
m m et m m m ii m m m
GROTY
Rys. 3 Sposób montażu próbnika: a) umocowanie bocznych płytek wzmacniających, b) połączenie rezystorów obciążenia RX, c) wykonanie grota, d) widok zmontowanego urządzenia
Impulsowy stabilizator napięcia z wbudowaną indukcyjnością
Zasilacze impulsowe zdobywają w ostatnich latach coraz większą popularność. Są powszechnie stosowane w komputerach osobistych, telewizorach i innych urządzeniach powszechnego użytku. Coraz chętniej sięgają po nie amatorzy. Na łamach naszego pisma publikowaliśmy kilka rozwiązań stabilizatorów impulsowych. Prezentowany obecnie układ ma jedną wielką zaletę jest nią wbudowana indukcyjność. Odpada więc ten element który zniechęca wielu amatorów do budowy zasilacza impulsowego.
Czym uzasadniona jest wzrastająca popularność układów impulsowych? Po pierwsze charakteryzują się dużą sprawnością nawet przy znacznych różnicach pomiędzy napięciem wejściowym a wyjściowym. Ponieważ
element regulacyjny pracuje dwustanowo (jest albo włączony albo wyłączony), traci się w nim bardzo mało mocy. Rozwój technologii oraz zwiększanie częstotliwości pracy elementów przełączających pozwala na radykalne zmniejszenie rozmiarów i ciężaru elementów indukcyjnych. W efekcie otrzymujemy zasilacz napięcia stałego bardzo mały, lekki i o dużej sprawności.
Istnieje kilka konfiguracji stabilizatorów umożliwiających obniżanie, zwiększanie oraz odwracanie polaryzacji napięcia wyjściowego. Ponadto, zasilacze impulsowe mogą być tak zaprojektowane, aby istniała izolacja galwaniczna pomiędzy napięciem wejściowym a wyjściowym. Oznacza to na przykład możliwość skonstruowania zasilacza zasilanego bezpośrednio z wyjścia układu prostującego napięcie sieciowe bez potrzeby stosowania transformatora sieciowego. Wszystkie powyż-
24
Praktyczny Elektronik 1/1998
sze cechy decydują o tak dużym rozpowszechnieniu zasilaczy impulsowych.
Niestety urządzenia te posiadają również wady. Podstawową jest większa w porównaniu z klasycznym zasilaczem liniowym wartość napięcia tętnień na wyjściu. Kluczowanie elementu wykonawczego powoduje generowanie zakłóceń impulsowych, które poprzez przewody zasilające mogą docierać do sieci oświetleniowej. Bardziej złożona konstrukcja powoduje, że przy mniejszych mocach wciąż opłaca się stosować klasyczne stabilizatory liniowe.
W tym artykule proponujemy Czytelnikom wykonanie stabilizatora impulsowego obniżającego wartość napięcia w oparciu o nowoczesny układ National Se-miconductors LM 2825. Aby ułatwić zrozumienie zasady działania tego układu, zaczniemy od opisu zasady działania stabilizatora zmniejszającego wartość napięcia (ang. step-down lub bucking regulator). Jego schemat blokowy został przedstawiony na rysunku 1.
r L TT"
IT Y Id IL Ic lo r i
T ' rS
Uwe Z \ D C T U Wy Robc
o-

Rys. 1 Schemat blokowy impulsowego stabilizatora obniżającego napięcie
Gdy klucz tranzystorowy jest włączony, na cewce pojawia się napięcie o stałej wartości: (Uwe-Uwy), co powoduje liniowe narastanie prądu w cewce L. Prąd ten wpływa oczywiście do kondensatora i do obciążenia. Po wyłączeniu tranzystora prąd nadal płynie przez cewkę w tym samym kierunku (cewka opiera się wszelkim gwałtownym zmianom prądu, co wynika z równania różniczkowego na przyrost prądu w cewce dl/dt = U/L). Obwód prądu zamyka się przez diodę D, która wchodzi w stan przewodzenia. Kondensator umieszczony na wyjściu układu pełni funkcję akumulatora energii (z cewki). Wygładza piłozębne tętnienia napięcia wyjściowego (im większa jest wartość pojemności kondensatora, tym mniejsza jest amplituda tętnień). W tej fazie wartość napięcia na cewce jest prawie stała i równa Uwy minus spadek napięcia na diodzie (ok. 0,6 V), co powoduje liniowe zmniejszanie się prądu w cewce. Następnie klucz zostaje ponownie włączony i cykl powtarza się. Wzmacniacz błędu porównuje napięcie odniesienia z napięciem wyjściowym. Jego wyjście reguluje szerokość (przy stałej częstotliwości) lub częstotliwość (przy stałej szerokości) impulsów sterujących kluczem. W realizacjach praktycznych rolę klucza
spełnia tranzystor (najczęściej MOS), a dioda D jest typu Schottky'ego.
SPRAWNOŚĆ [%] 90
85 80 75 70 65 60
12V Iwy=O.f ~~^----, A
5V
3,3V Ś--------. *-Ś*.
------- 3,0V � -x, -Ś,
"-~x

Uwe [
5 10 15 20 25 30 35 40
Rys. 2 Sprawność układu LM 2825 w funkcji napięcia wejściowego
Układ LM 2825 produkowany przez firmę National Semiconductors, stanowi kompletny układ stabilizatora impulsowego obniżającego napięcie o wydajności 1 A. Jest umieszczony w 24-końcówkowej obudowie. Posiada ograniczenie prądowe, zabezpieczenie zwarciowe oraz temperaturowe. Oto podstawowe jego cechy:
- brak wymaganych elementów zewnętrznych;
- niezawodność układu scalonego;
- średni czas pracy (MTBF) równy 20 min godz.;
- ograniczenie emisji zakłóceń do poziomu klasy B;
- duża gęstość mocy równa 35W/cal ,
Maksymalne napięcie pracy układu LM 2825 wynosi 40 V. W stanie ograniczonego poboru mocy pobiera 65 /iA prądu. Przeciętna sprawność układu jest rzędu 80%. Jest ona zależna od wartości stabilizowanego napięcia oraz napięcia wejściowego. Na rysunku 2 zobrazowano zależność sprawności od napięcia wejściowego dla kilku wartości napięcia wyjściowego.
Układ produkowany jest w pięciu wersjach:
- LM 2825-3.3 napięcie wyjściowe ustalone na 3,3 V;
- LM 2825-5.0 napięcie wyjściowe ustalone na 5,0 V;
- LM 2825-12 napięcie wyjściowe ustalone na 12,0 V;
- LM 2825-ADJ napięcie wyjściowe regulowane w zakresie od 1,23 V do 8,0 V;
- LM 2825H-ADJ napięcie wyjściowe regulowane w zakresie od 7 V do 15,0 V.
Typowe wartości wybranych parametrów dla wersji 5 i 12 V przedstawiono w Tabeli 1.
Opis konstrukcji
Do poprawnej pracy układu (w wersji 3,3 V, 5,0 V i 12,0 V) nie są potrzebne żadne elementy zewnętrzne. Podstawowy układ aplikacyjny jest przedstawiony na rysunku 3. Układ scalony zawiera w swoim wnętrzu wszystkie elementy czynne oraz bierne niezbędne do skonstruowania impulsowego stabilizatora obniżającego napięcie (patrz schemat blokowy rys. 1).
Praktyczny Elektronik 1/1998
25
Tabela 1 Wybrane parametry układu LIV 2825 (wartości typowe)
Parametr LM 2825-5 LM 2825-12 Jednostka
Napięcie wyjściowe 5 12 [V]
Wyjściowe napięcie tętnień 40a) ioob) [mV]
Sprawność 80c) 87d) [%]
Częstotliwość pracy 150 150 [kHz]
Tolerancja napięcia
wyjściowego 4 4 [%]
Emisja zakłóceń
elektromagnetycznych6'
30-^230 MHz 30 30 [dB /iV/m]
230-^1000 MHz 37 37 [dB /iV/m]
1-^10 GHz 46 46 [dB /iV/m]
a) - Uwe = 12 V, lobc = 1 A
b) - Uwe = 24 V, lobc = 1 A
c) - Uwe - 12 V, lobc = 0,5 A
d) - Uwe = 24 V, lobc = 0,5 A
e) - zmierzona w odległości .10 m
Uwy
R.ys. 3 Podstawowy schemat aplikacyjny LM 2825
Układ posiada jednak dodatkowe możliwości, które można wykorzystać w wersji trochę bardziej rozbudowanej. Po pierwsze stabilizator może przejść w tryb obniżonego poboru mocy. Prąd pobierany przez układ spada wówczas z 5 mA do 65 /./A (wartości przeciętne). Do tego celu służy wejście SD/SS, aktywne w stanie niskim, kompatybilne z progami napięć układów Tl L.
Po dodaniu jednego kondensatora możliwe jest również włączenie funkcji miękkiego startu (ang. soft-start). Aby wyjaśnić jej znaczenie przeanalizujmy moment włączenia napięcia w układzie. Podczas normalnego startu układ LM 2825 wymaga dużego prądu "rozruchowego". Rysunek 4a pokazuje, że napięcie wyjściowe osiąga wartość znamionową po około 400 //.s (na wyjściu występuje niewielki przerzut). W tym czasie prąd wejściowy przekracza impulsowo wartość 2A, podczas gdy prąd wyjściowy jest równy zaledwie 250 mA. Jeżeli źródło zasilania wytrzyma takie obciążenie, to układ wystartuje bez problemu. Jednakże niektóre zasilacze, o mniejszej wydajności prądowej, mogą nie dostarczyć tak dużego prądu co spowoduje kłopoty przy starcie urządzenia. Problemy przy starcie mogą się również zdarzyć przy podwyższonej temperaturze oraz większych napięciach wejściowych.
Aby wyeliminować powyższe niedogodności, układy stabilizatorów impulsowych wyposaża się w funkcję miękkiego startu. W naszym przypadku polega ona na stopniowym uruchamianiu układu, w trakcie ładowania kondensatora miękkiego startu Cl. Przetwornica przechodzi przez cztery fazy pracy:
R.ys. 4 Przebieg prj^du pobieranego z zasilacza i napięcia wyjściowego stabilizatora przy: a) zwykłym starcie, b) miękkim starcie
26
Praktyczny Elektronik 1/1998
1. Obniżony pobór mocy
układ pozostaje wyłączony (pobór prądu ok. 65 /iA);
2. Włączenie regulatora
w tej fazie napięcie wyjściowe utrzymane zostaje na poziomie 0 V, ale pobór prądu wzrasta do 5 mA;
3. Miękki start
w tym czasie regulator rozpoczyna kluczowanie in-dukcyjności przebiegiem o stopniowo zwiększanym współczynniku wypełnienia, co powoduje liniowe narastanie napięcia na wyjściu;
4. Normalna praca
na koniec regulator przechodzi do normalnej pracy, modulacji szerokości impulsów sygnałem ze wzmacniacza błędu.
Efekt działania funkcji miękkiego startu został przedstawiony na rysunku 4b. Jak widać na rysunku, napięcie narasta stopniowo (bez przerzutów), a pobór prądu nie przekracza w czasie rozruchu wartości znamionowej.

20mV/dz TĘTNIENIA f PRZED i FILTREM 1 TĘTNIENIA f ZA <

/ A �v /
V \ -------^ > V

Ś"Św -
FILTREM 1

2ys/dz
Rys. 5 Wpływ filtru wyjściowego na wartość tętnień napięcia na wyjściu zasilacza
Kolejnym usprawnieniem naszego stabilizatora może być dodanie filtra tłumiącego tętnienia na wyjściu. Jak już wcześniej wspominaliśmy, stabilizatory im-
pulsowe mają to do siebie, że generują tętnienia na wyjściu. Tak też jest w przypadku układu LM 2825. Wartość napięcia tętnień jest zależna od wielkości obciążenia, wartości napięcia wejściowego oraz wyjściowego. Zależności te przedstawia rysunek 5. Dodanie elementów L2 i C5 pozwala na kilkakrotną redukcję amplitudy napięcia tętnień. Rysunek 5 wyraźnie obrazuje różnicę pomiędzy pracą urządzenia z filtrem i bez. Dla lepszego efektu, elementy L2 i C5 muszą być umieszczone jak najbliżej układu scalonego oraz dodatkowo kondensator C5 powinien być dobrej jakości (tantalowy).
Wszystkie usprawnienia zostały uwidocznione na schemacie ideowym rys. 6. Do niego została zaprojektowana płytka, więc Czytelnik ma możliwość poekspe-rymentowania z poszczególnymi wariantami aplikacji.
r o
US1
R.ys. T Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
U we <-
MIĘKKI START O-----------
US1 LM 2825
~T100n
18
NC GND
NC
IN
IN
IN
IN
IN
IN
NC
SD/SS
ŚD/SS
GND GND
NC 0U7 OUT OUT OUT OUT
NC ADJ GND GND
L2 2,2 mH
f n
-o
o
U wy
D C5 "47pF
R.ys. 6 Schemat ideowy zasilacza impulsowego LM 2825
Osobnego omówienia wymagają układy w wersji regulowanej. Układ LM 2825-ADJ został zoptymalizowany do pracy w zakresie napięć wyjściowych od 1,23 V do 8,0 V, podczas gdy układ LM 2825H-ADJ pokrywa zakres od 7,0 V do 15,0 V. Ustalanie napięcia wyjściowego w obydwu wersjach odbywa się jednakowo:
Uwy = Uodn �(! +j|f), gdzie: - Uodn = 1,23 V
Praktyczny Elektronik 1/1998
27
Tabela 2
Wartości elementów dla różnych napięć zasilania
LM 2825-ADJ LM 2825H-ADJ
U wy R2 C4 U wy R2 C4
[V] [kn] [nF] [V] [kil] [nF]
2 0,63 brak 7 4,75 2,7
3 1,43 brak 8 5,49 2,2
4 2,26 2,7 9 6,34 1,8
5 3,09 2,7 10 7,15 1,5
6 3,92 2,2 11 8,06 1,0
7 4,75 1,8 12 8,87 0,82
8 5,49 1,5 13 9,53 0,68
14 10,5 0,68
15 11,3 0,68
Rezystor Rl powinien mieć wartość z zakresu od 240 Q do 1,5 kfi. Jeżeli przyjmiemy jego wartość jako parametr, to powyższe równanie można przekształcić do postaci:
U wy
R2 = Rl �
Uodn
-1)
W wersji regulowanej układu LM 2825 możliwe jest zredukowanie amplitudy tętnień o 25 do 30%. W tym celu należy zewrzeć wyprowadzenia 8 i 9 (zwierany zostaje wewnętrzny rezystor). Przy zwartych wyprowadzeniach 8 i 9 konieczne jest zastosowanie jeszcze jednego kondensatora (C5 na schemacie), bez którego układ byłby niestabilny. Żeby ułatwić i przyspieszyć zadanie
niektórym Czytelnikom, w Tabeli 2 zostały wyszczególnione wartości rezystora R2 oraz kondensatora C5 dla kilku wartości napięcia wyjściowego, przy ustalonej rezystancji Rl równej 1 kCl.
W wersji z ustaloną wartością napięcia wyjściowego nie należy montować elementów Rl, R2 i C5.
Wykaz elementów
US1
PR1
Rl
R2
Cl, C3
C5
C2
C4
L2
LI
płytka drukowana numer 378
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 1,62 zł + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O Tomasz Kwiatkowski
- LM 2825-3.3, LM 2825-5.0, LM 2825-12, LM 2825-ADJ, LM 2825H-ADJ
- W04 (1,5 A/400 V)
- 1 kfi/0,125 W, patrz opis w tekście
- patrz opis w tekście
- 100 nF/100 V MKSE-018-02
- 47 /iF/16V tantalowy
- 100 nF/A0 V 04/U
- patrz opis w tekście -2,2 jiH/1 A
- 10 //H/l A
Częstościomierz z automatyczną zmianą zakresów
Opisany w tym artykule częstościomierz powstaf jako modyfikacja sondy do pomiaru częstotliwości opisanej w PE 7/97. Z zafożenia przeznaczony on jest do generatora funkcyjnego, który opublikowany będzie na następnym numerze PE. Konstrukcja częstościomierza jest zwarta i dzięki temu może on znaleźć zastosowanie w innych urządzeniach, dlatego opis publikujemy w oddzielnym artykule.
Opis układu
Wszystkich zainteresowanych dokładnym opisem częstościomierza odsyłamy do artykułu pt. " Mikroprocesorowa sonda do pomiaru częstotliwości" PE 7/97. W stosunku do sondy opisywany obecnie częstościomierz posiada większą dokładność - pięć cyfr, oraz różni się układem sterowania wyświetlaczami i dzielnika wstępnego (rys. 1). Parametry częstościomierza są identyczne jak sondy, z tą tylko różnicą, że dokładność pomiaru wynosi 10 .
Sterowanie segmentami wyświetlacza, oraz kropkami dziesiętnymi odbywa się za pośrednictwem rejestru przesuwnego 74HC164 (USl) do którego szere-
gowo przesyłane są informacje z portów P1.3 i P1.5. mikrokontrolera AT89C2051 (US 3). Od dzielnie sterowane są diody D1-J-D3 informujące o aktualnie włączonym zakresie. Anody wyświetlaczy i diod D1-^D3 sterowane są tranzystorami Tl-=-T5. Łącznie sterowanie polem odczytowym odbywa się przez osiem portów P1.0-=-P1.7.
Zmniejszenie liczby portów sterujących polem odczytowym w stosunku do sondy umożliwiło wyeliminowanie multipleksera przełączającego wstępny dzielnik wejściowy 74HC393 (US2), który obecnie podłączony jest bezpośrednio do mikrokontrolera. Stopień podziału dzielnika wynosi 256. Dla sygnałów o częstotliwościach poniżej 100 kHz sygnał mierzony jest bezpośrednio (porty P3.3 i P3.5). Natomiast dla częstotliwości powyżej 100 kHz włącza się pomiar z wejścia za dzielnikiem (porty P3.2 i P3.4). Sygnały doprowadzone do wejścia fwe powinny być zgodne ze standardem TTL.
Dodatkowo układ częstościomierza wyposażony jest w szeregowe wyjście danych i wyjście zegarowe. Dane te będą wykorzystywane przez odrębny system mikroprocesorowy pomiaru charakterystyk częstotliwościowych. Przy klasycznym wykorzystaniu częstościomierza wyjście to pozostawia się niepodłączone.
Praktyczny Elektronik 1/1998
B
Śunii Śmmi
ANODA 1li B 1
"Ś"ŚŚiiiBiiiia


TAL2 ESET o 3.4/TO 3.5/T1 3.7
HOh
L.
-----o
o
o O CD
O O O O
CD
CN
Ul
3 o:
u
to I m
o o o o m o o
CNI
3 CLK CLR
R-ys. 1 Schemat ideowy częstościomierza z automatyczną zmianą zakresów
Zwiększenie dokładności pomiaru do pięciu cyfr spowodowało konieczność dokładnego ustawienia częstotliwości zegara na 24 MHz. Do regulacji służy trymer C3. Algorytm pomiaru częstotliwości jest taki sam jak w sondzie z PE 7/97. Jednakże odmienne sterowanie wymaga innego oprogramowania mikrokontrolera US3 i układ zastosowany w sondzie nie może zastą-
pić układu w obecnym rozwiązaniu.
Montaż
i uruchomienie
Układ częstościomierza zaprojektowano w formie modułowej, na trzech niewielkich płytkach drukowanych. Płytki umieszczone są jedna za drugą (rys. 3) i połączone odcinkami drutu.
Przed przystąpieniem do montażu należy rozwiercić otwory do mocowania wiertłem
0 średnicy 3,2 mm
1 rozciąć płytkę na trzy części. Po zamontowaniu wszystkich elementów (mi-krokontroler US3 montuje się w podstawkę) można zająć się stroną mechaniczną. Połączenie płytek wykonane jest za pomocą śrubek M3 i tulejek dystansowych które można wykonać z plastikowej rurki izolacyjnej o wewnętrznej średnicy (^3-^4 mm. Długość tulejek dystansowych dobiera się tak aby zostawić minimalny zapas miejsca na elementy, tak by cała konstrukcja nie była zbyt głęboka. Dlatego też przymiarkę dokonuje się po zamontowaniu elementów. Dwie pierwsze płytki zwrócone są elementami w stronę przednią, natomiast ostatnia z mikroprocesorem odwrócona jest stroną elementów do tyłu. Po przygotowaniu tulejek dystansowych w płytki wlutowuje się odcinki drutu.
Praktyczny Elektronik 1/1998
29
A2
W1 W2Q
GÓRA Q
Rys. 2 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
W pierwszej kolejności należy wlutować 14 drutów w płytkę wyświetlacza, w otwory oznaczone pojedynczym kółkiem, druty mają wystawać po stronie druku. Następnie w płytkę środkową (z układem 74HC164) wlutowuje się 10 drutów, także od strony druku w pola
oznaczone podwójnymi kółkami. Tak przygotowane płytki składa się razem. Druty z płytki wyświetlacza trafiają wprost w otwory w płytce środkowej, natomiast druty z płytki środkowej trafiają wprost do otworów w płytce mikrokontrolera.
POŁĄCZENIA
Z DRUTÓW
MIĘDZY PŁYTKAMI
ŚRUBA,
TULEJKI DYSTANSOWE , NAKRĘTKA
WYŚWIETLACZE
LED
Rys. 3 Widok zmontowanego częstosciomierza
Złożone razem płytki można skręcić razem śrubami M3 wraz z wcześniej przygotowanymi tulejkami dystansowymi. Dopiero teraz można przylutować końce drutów od płytek środkowej i mikrokontrolera. Wszystkie otwory w których lutujemy druty umieszczone są na brzegach płytek. Należy zachować dużą ostrożność, aby przy lutowaniu nie zrobnić cyną zwarć na płytkach. Wystające końce drutów można obciąć małymi obci-naczkami. Nie powinno to sprawić większych trudności.
Zmontowany częstościomierz po sprawdzeniu poprawności montażu gotowy jest do włączenia. Bez doprowadzonego sygnału na wyświetlaczu zapali się pięć poziomych kresek które będą migać. Po doprowadzeniu na wejście sygnału TTL wyświetlacz wskaże mierzoną częstotliwość, automatycznie wybierając zakres.
Wykaz elementów
USI -74HC164
US2 - 74HC393 (74AHC393)
30
Praktyczny Elektronik 1/1998
US3 - AT89C2051 z zapisanym programem
CZĘSTOŚCIOMIERZ
T1^T5 - BC 557B
D1^D3 - LED
W14-W5 - CQV31 WA, lub zamiennik
R2^R9, R15 - 200 fi/0,25 W
R10^R14 - 1 kfi/0,125 W
Rl - 10 kfi/0,125 W
C3 - 8,5/40 pF trymer ceramiczny
C2 - 33 pF/50 V ceramiczny
C4, C5 - 47 nF/50 V ceramiczny
Cl - 10 /iF/25 V 04/U
C6 - 47 /zF/16 V 04/U
płytka drukowana numer 372
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym. Płytki i zaprogramowany mikrokontroler
z dopiskiem CZĘSTOŚCIOMIERZ można zamawiać
w redakcji PE.
Cena: płytka 372-4,55 zł
Mikrokontroler CZĘSTOŚCIOMIERZ - 35,00 zł
+ koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać
w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O Tomasz Kwiatkowski
O mgr inż. Dariusz Cichoński
Reminiscencje na temat woltomierza ICL 7107 i 7117
Artykuł jest rozwinięciem tematu woltomierza opisanego w numerze 12/97 PE. Zawiera on kilka ciekawych, istotnych uwag które mogą być pomocne dla Czytelników pragnących zbudować opisane tam urządzenie.
Rok temu natknąłem się na artykuł poświęcony jed-nozakresowemu woltomierzowi - amperomierzowi zbudowanemu w oparciu o popularny układ scalony ICL 7107. Woltomierz ICL 7107 i jego mutacja ICL 7117 posiadają szereg dodatkowych możliwości które chciałbym przedstawić Czytelnikom Praktycznego Elektronika.
Układ woltomierza ICL 7107 działa w oparciu o zasadę podwójnego całkowania, oznacza to, że pomiar odbywa się w dwóch etapach. W pierwszym etapie wewnętrzny układ sterujący podłącza mierzone napięcie do integratora. Następuje faza całkowania, która trwa określony przez sterowanie wewnętrzne czas. Po tej fazie do wejścia integratora podłącza się na wejście integratora napięcie referencyjne o przeciwnej, w stosunku do napięcia mierzonego, polaryzacji. Czas tej fazy pomiaru jest zmienny i zależy od wielkości napięcia mierzonego.
Załóżmy, że na napięcie mierzone nałożony jest niewielki przydźwięk sieci o częstotliwości 50 Hz. Jeżeli czas trwania całkowania napięcia mierzonego będzie wynosił wielokrotność częstotliwości sieci, to błąd spowodowany składową zmienną będzie się kompensował dla każdego pełnego okresu. Napięcie mierzone będzie raz wyższe, a raz niższe w takt zmian częstotliwości sieci. Sytuacja ta nie powstanie kiedy czas pomiaru będzie różny od wielokrotności częstotliwości sieci energetycznej. Najgorszym jest przypadek gdy czas trwania pomiaru wynosi wielokrotność częstotliwości sieci plus pół okresu.
W podstawowej aplikacji układu częstotliwość wewnętrznego generatora RC taktującego pracą układu wynosi 48 kHz i jest dostosowana do częstotliwości
sieci amerykańskiej o częstotliwości 60 Hz. W Polsce jaki prawie całej Europie Zachodniej częstotliwość sieci ma wartość 50 Hz, z tego też względu częstotliwość generatora powinna wynosić 50 KHz Różnica ta jest niewielka. Jednakże w niektórych zastosowaniach przy dużym poziomie zakłóceń sieciowych warto zmierzyć częstotliwość generatora (nóżka 39) i dobrać wartość kondensatora C9.
Z częstotliwością generatora wiąże się liczba pomiarów w ciągu jednej sekundy. Dla częstotliwości 50 kHz wynosi ona 3 pomiary na sekundę. Nic nie stoi na przeszkodzie, aby w niektórych zastosowaniach zmienić liczbę pomiarów, lub zsynchronizować wewnętrzny generator.
\ 40 �
! 0 \
GENERATOR
39 7 38
R
100k 1O0p
----- DO MASY NÓŻKA 21
DO LICZNIKA
ICL 7107, ICL 7117 I
- 7"- - -P-----Ó-----------
Rys. 1 Generator wewnętrzny ICL 7107, ICL 7117
Na rysunku 1 pokazano generator w układzie ICL 7107 i 7117. Częstotliwość generatora RC można obliczyć na podstawie przybliżonego wzoru f = 0,45/RC. W miejsce układu RC możliwe jest także podłączenie rezonatora kwarcowego. Trzecią możliwością jest doprowadzenie zewnętrznych impulsów zegarowych.
Dokończenie w następnym numerze.
Praktyczny Elektronik 1/1998
31
Dokończenie tekstu ze str. 2
Optotriaki
Typ LED Triak Obudowa
Urm UFM 'fm 'ft UDRM 'tsm U|SO
[V] [V] [mA] [mA] [V] [A] [kV]
MOC3021 MOC3022 MOC3023 3 3 3 1,5 1,5 1,5 60 60 60 15 10 5 400 400 400 1 1 1 7,5 7,5 7,5 DIP 6-PIN Rys. Ic
MOC3041 MOC3042 MOC3043 6 6 6 1,5 1,5 1,5 60 60 60 15 10 5 400 400 400 1 1 1 7,5 7,5 7,5 DIP 6-PIN Rys. Id
Uwaga:
Optotriaki typu: MOC3041, MOC3042 i MOC3043 są wyposażone w układ synchronizacji załączania w zerze napięcia.
Wykaz oznaczeń:
IJdRM - powtarzalne szczytowe napięcie
blokowania; IIrRM - powtarzalne szczytowe napięcie
wsteczne; 'T(AVi -średni prąd przewodzenia;
T(RMS) TSM
"GT
U
RM
'fm 'ft
u
ISO
- skuteczny prąd przewodzenia;
- niepowtarzalny szczytowy prąd przewodzenia;
- parametr przeciążeniowy;
- prąd bramki przełączający;
- napięcie bramki przełączające;
- napięcie wsteczne maksymalne;
- napięcie przewodzenia maksymalne;
- prąd przewodzenia maksymalny;
- prąd przewodzenia przełączający;
- napięcie probiercze izolacji.
�)
TO220AB
b)
SOT 186
10,3
AL 1
] - L ._ 2.8 1
I < 1 1 i 1 ' i *
4,5
1,3.

Ol
15.8
10,2 _5,7
,3,0,
2.54 2.54
2,9
-ł. -,
U a_______i
L t
2,5i 2.54
<=)
DIPB
Rys. 1 Wymiary obudów
PO
praktyczny
irlektroiiflk
nr 01'99 (78)
CENA 3,60 PLN
ISSN 1232-2628
Szukaj nas w Internecie:
BEZPŁATNE OGŁOSZENIA DROBNE PATRZ INFORMACJE NA STR. 19
Nowe zasady sprzedaży płytek drukowanych - co miesiąc
3 wysyłki za darmo !!!
Następujące osoby wylosowały darmowe wysyłki płytek drukowanych:
Zygmunt Buczyński z Płocka Adam Brudnicki z Rybnika Henryk Zawadzki ze Szczecina
Ceny układów zawierających zapisany program:
Nazwa programu Opis Numer PE Typ układu Cena
AUTO Tester żarówek do samochodu 11/98 AT89C2051 25,00 zł
CZĘSTOŚCIOMIERZ Częstościomierz z automatyczną zmianą zakresów 1/98 AT89C2051 40,00 zł
GENERATOR Generator impulsów 4/98 AT89C52 45,00 zł
GWIAZDA Gwiazda betlejemska - ozdoba choinkowa 11/98 27C64 8,50 zł
KOMPUTEREK Komputerek samochodowy 12/97 AT89C2051 35,00 zł
LODÓWKA Regulator temperatury do lodówki i zamrażarki 9/98 ST62T65B 45,00 zł
MIERNIK, MIERNIKU Mikroprocesorowy miernik częstotliwości 10/95 27C128 22,00 zł
MIERNIK LC Samokalibrujący miernik LC 4/98 27C64 35,00 zł
PAL Generator PAL ster. mikroprocesorem 4/97 AT89C2051 38,00 zł
PASY Sygnalizator zapięcia pasów 11/95 27C512 1 9,00 zł
PECET Miernik częstotliwości - przystawka do PC 6/98 AT89C2051 32,00 zł
PIES, WYBUCH, OKRZYK Dzwonek "ZŁY PIES" 11/95 27C512 1 9,00 zł
POZYCJONER Pozycjoner satelitarny 5/97 AT89C2051 33,00 zł
PROGRAMATOR Mikroprocesorowy ster. sekwencji 6/97 AT89C2051 35,00 zł
RDS Dekoder RDS 3/98 27C64 40,00 zł
REGULATOR Mikroprocesorowy regulator mocy 10/98 PIC12C508 25,00 zł
SILNIK Uniwersalny sterownik silników krokowych 8/98 GAL16V8 1 2,00 zł
SKRZYŻOWANIE Sterownik świateł ulicznych 3/96 GAL1 6V8 1 2,00 zł
SONDA Mikro, sonda do pom. częstotliwości 7/97 AT89C2051 35,00 zł
SZYFR Strażnik sejfu - mikroprocesorowy zamek szyfrowy 12/98 PIC16F84 40,00 zł
z alarmem
ŚWIATŁA Mikroprocesorowy sterownik świateł 3/95 27C64 11,00 zł
TAJ MER Tajmer - zegar do ciemni fotograficznej 10/97 AT89C2051 35,00 zł
TARCZA Rot u jacy zegar 10/98 AT89C2051 35,00 zł
TERMOMETR Termometr-50 +100�C 1/94 AT89C1051 24,00 zł
TESTER Tester pojemności akumulat. Ni-Cd 8/97 AT89C2051 35,00 zł
VIDEO Video korektor - mikroprocesorowy 12/97 AT89C1051 36,00 zł
rozkodowywacz kaset
WOLTOMIERZ Woltomierz laboratoryjny ze skalą logarytmiczną 4/98 AT89C51 40,00 zł
WYKRYWACZ Inteligentny wykrywacz metali 11/98 PIC12C508 25,00 zł
ZASILACZ Mikroprocesorowy zasilacz 11/96 27C64 25,00 zł
ZEGAR Mikroprocesorowy zegar sterownik 6/95 27C64 1 5,00 zł
Hardware'owcy górą
Dwa miesiące temu narzekałem na mikroprocesory i spowodowane przez nie problemy. Mój kolega z kolei naśmiewał się z nostalgii do lampowego Domina po którym pozostało "wspomnienie rozgrzanych lamp". Postanowiłem więc zewrzeć szyki i zaatakować problem z innej flanki.
Jak już pisałem rozwój oprogramowania przegonił rozwój sprzętu, Jednakże po głębszym namyśle muszę stwierdzić, że oprogramowanie i to nawet najbardziej zaawansowane nie urasta do pięt sprzętowi. Ze skruchą muszę przyznać, że popełniłem błąd krytykując mikroprocesory. To nie one są winne. Winni są programiści i ich wytwory nazywane programami.
Po pierwsze już sama angielska nazwa wskazuje, że sprzęt i sprzętowcy to twardziele, a oprogramowanie i programiści to mięczaki (nie ja to wymyśliłem). Wszak sprzętowcy walczą z materią nieożywioną, topią metale (cynę i ołów), a czasami także kości (układy scalone), robią spięcia i wybuchy (zwłaszcza elektrolitów). Programiści zaś ślęczą przed monitorem i anemicznymi palcami stukają i pukają w klawiaturę, czasami od niechcenia pociągną mysz za ogon - okropieństwo!
Teraz już bardziej poważnie. W technice półprzewodników w ostatnich kilkunastu latach dokonał się jeden wielki przełom nie zawsze dostrzegany. Jest nim gigantyczny wzrost niezawodności przyrządów półprzewodnikowych. Proszę zwrócić uwagę jak rzadko psują się komputery. Oponenci powiedzą, że jednak się psują. Zgadza się, ale warto zauważyć, że dość dobry komputer zawiera około jednego miliarda tranzystorów lub struktur tranzystoropodobnych, przede wszystkim w pamięci RAM, a później w procesorze. To wszystko działa bezbłędnie, nie połyka bitów, nie myli się i nie psuje. Dzisiejszy sprzęt powszechnego użytku także jest dużo mniej awaryjny niż kilka nawet lat temu. Dużo częściej psują się w nim elementy mechaniczne niż elektroniczne.
Natomiast programy psują się (przestają działać, zawieszają się itp.) znacznie częściej. Mogę iść o zakład, że przeciętny użytkownik komputera zetknął się z tym mankamentem programów wiele razy, natomiast jego komputer czyli sprzęt nie zepsuł mu się. Wyszło więc na moje. Hardware'owcy górą.
Redaktor Naczelny
Spis treści
Uniwersalny sterownik modułu
alfanumerycznego wyświetlacza LCD........4
Ciekawostki ze świata..............................8
Walentynkowe serduszko -
miernik głębi uczuć..................................9
Systemy komputerowe dla każdego.......11
Antyusypiacz dla kierowców...................17
Giełda PE...............................................19
Tester wzmacniaczy operacyjnych...........21
Pomysły układowe -
proste zasilacze regulowane...................24
Elektronika inaczej cz. 36 -
przerzutniki............................................25
Detektor gołoledzi do samochodu..........28
Pomysły układowe - zastosowanie układu 555 w technice mikroprocesorowej do pomiaru napięcia.................31
Ceny płytek drukowanych......................32
Elektronika w Internecie.........................35
P-tytki 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, 1/94, 8-12/95, 3-12/96, 1-12/97, 1-10/98. Cena detaliczna jednego egzemplarza wynosi 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. Kupony prenumeraty zamieszczane są w numerach 11/98, 1 2/98, 2/99, 5/99, 8/99.
Adres Redakcji;
"Praktyczny Elektronik"
ul. Jaskółcza 2/5
65-001 Zielona Góra
tel/fax.:
(0-68) 324-71-03 w godzinach 8�O-1O�O
e-mail;
[e-mail]
Redaktor Naczelny;
mgr inż. Dariusz Cichoński
Z-ca Redaktora Naczelnego;
mgr inż. Tomasz Kwiatkowski
�Copyright by Wydawnictwo Techniczne ARTKELE Zielona Góra, 1 998r,
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,
Uniwersalny sterownik modułu alfanumerycznego wyświetlacza LCD
Proponujemy wykonanie prostego układu umożliwiającego sterowanie alfanumerycznym wyświetlaczem LCD poprzez złącze szeregowe RS-232 lub I2C. Wykorzystanie opisywanego modułu pozwoli zredukować liczbę niezbędnych sygnałów sterujących .
dzące szeregowym łączem RS-232 lub
sterownik modułu wyświetlacza LCD, Mikrokontroler US1 łączy się z modułu ,,-n Ś,-, ""f_^u;-h.^~ ;"+",t-.jsu
poniżej
Wyświetlacze ciekłokrystaliczne do poprawnej pracy potrzebują napięcia polaryzującego VLCD, Regulując jego war-
tlanycb znaków, Napięcie to w zależności
odelu
yświ
:go wyświetlacza LCD
kresu 0-f- 5 V lub-5-MD V, Na elementach D1, D2, R4, 04, 05 została zrealizowana prosta przetwornica napięcia dodatniego 'i? ujem ne. Mi krokontroler zmieniając
wpływać na wartość napięcia polaryzującego wyświetlacz VL0D, Zadaniem tranzystora T1 jest konwertowanie poziomów napięć występujących w złączu RS-232 na napię;.;- -riy
układu US ,ia-
ną przez niego jost odwracanie iazy sygnału TXD.
'Ś" Opis modułu wyświetlacza alfanumerycznego LCD
zs Ś -ŚŚ'-'X tirmv Hitachi
l-l' 'o odpowiedniki firmy
Sa 'Wyświetlacze posiadają
wiasny generaio'znaków. Na rysunku 2 przedstawiono tabelę dostępnych znaków, Oprócz zapisanyc oa-mięci ROMznaków, ist- ,,lllci ,,,oż-
0- i to nazdefi-
ni. Ś ym kształcie.
Ta Ś ustana doge-
ri(.' / , "ikrytycznych,
które nie występują w pamięci ROM.
Przesyłanie danych z mi kro kontrolera może odbywać się 8-bitowo lub 4-bitowo, Ze względu na mniejszą liczbę wymaganych do obsługi wyświetlacza wyprowadzeń wybrano wariant cztero bitowy. Na rysunku 3 przedstawiona została transmisja danych przy 4 bitowym interfejsie. Przesyłane dane są multi-pleksowane - w pierwszej kolejności zapisywany jest starszy nibble (bity D7-=- D4), a następnie młodszy (bity D3-=-D0) instrukcji.
Elekfi�koi/99

3ze4t^--!. IDU 0LM D1U OltD mi iinliioi n;iiii
.nim On \ p ! Ś?; =. i':{ P
..-.m:i T I
I! 2BEbr- rf 3jCbcs j 0 '!Ś'

Ś Ś�.�U11D 3p"ralt
i? iii
y 7GU9 7t 7 7 q Jt
1U5U L > 91 V i
_" Ś Ś JZJ I
.iu:i + Ś i.L k 7t t
Ł _łl T 1? -
-...:Ś _ - > i "', -;'_"
Ś11U
-.im / ŚU y

ys. 2 Tablica znaków modułu wyświetlacza alfanumerycznego LCD
- 1 wiersz po 16 + 24 znaki; -2 wiersze po 16 + 40 znaków;
- 4 wiersze po 20 znaków,
W tabelach 2 + 4 przedstawione zostały adresy poszczególnych pozycji kur-sora dla różnych wersji wyświetlaczy,
War
afak
Pamięć gene'
CC RAM) >.v które
l| lednie rozkazy (patrz tabela 1)
ii | zedstawiony został w tabeli 5. Z(
I I j na torrnat każdego ze znakov
I nktow), dwa najbardziej znaczćjo
it I zdego bajtu zapisywane^
i i jRAM nie mają swojego
i II la na wyświetlaczu,
Tabela 5 Prcykład programowani.
użytkownika
pa-
F (dwóikowo) id�*�) Znak
Ś
Ś

Ś Ś
Ś Ś
Ś Ś

ccci 11 00000000
Obsługa sterownika
Do st( no kilk.
Śania modułem LCD przewidzi instrukcji, które ze;1". Ś
Moduły LCD umożliwiają wyświetlenie Obsługa ste
Ś Ś Ś vwej w formatach zależnych za pośrednictwe "uud.u - ;," rynku występują moduły; RS-232 a także i
te zosi
aktywi,., .. Ś...: _, wyboru aktywne, będą pobierane
W tabeli 6 opisa
Tabela 6 Wybór aktywnego interfejsu
ZworkaZI Aktywny interfejs komunikacyjny
zwarta I2C
rozwarta RS-232
Rys. 3 Czterobitowy interfejs modułu LCD
je jako urządzeni równika LCDzost I i ma wartość 65hex,
Tabela 1 Wykaz rozkazów do sterowania wyświetlaczem LCD
Czynność Stan linii Czas wykonania
RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 DO
Czyszczenie ekranu, zerowanie adresu kursora 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 82/iS^-1,64ns
Zerowanie adresu kursora 0 0 0 0 0 0 0 0 1 x 40fis+ l,6ms
Ustawienie trybu wprowadzania znaków (kierunek przemieszczania kursora, przesuwanie ekranu) ID=0: zmniejszaj , . Ir> . . , . adres kursora po wpisaniu znaku ID = 1: zwiększaj S=1: przesuwaj ekran po wpisaniu znaku 0 0 0 0 0 0 0 1 ID x 40[is
Sterowanie wyświetlaniem D = 0: wyłączenie wyświetlania D=l: włączenie wyświetlania C = 0: kursor niewidoczny C= 1: kursor widoczny B = l: kursor migający 0 0 0 0 0 0 1 D C B 40[is
Przesuwanie kursora lub ekranu SC=0: przesuń kursor SC = 1: przesuń ekran R = 0: w lewo R=1: w prawo 0 0 0 0 0 1 SC R x x 40[is
Ustawienie parametrów pracy DL=0: sterowanie 4 bitowe DL=1: sterowanie 8 bitowe N=0: 1 wiersz N = 1: 2 wiersze F = 0: znak 5x7 punktów F=l: znak 5x10 punktów 0 0 0 0 1 DL N F xx 40[is
Ustawienie adresu pamięci generatora znaków (CG RAM) 0 0 0 1 A5 A4 A3 A2 Al A0 40[is
Ustawienie adresu kursora (DD RAM) 0 0 1 A6 A5 A4 A3 A2 Al A0 40[is
Odczytanie bitu zajętości oraz adresu Z=0: moduł gotowy do przyjmowania rozkazów A: adres generatora znaków lub adres kursora 0 1 Z A6 A5 A4 A3 A2 Al A0 1 flS
Wpisanie danych* 1 0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 Dl DO 40fis
Odczytanie danych* 1 1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 Dl DO 40fis
x - stan nieistotny
* - jeśli ostatnio ustawianym adresem byt adres generatora znaków, to dane dotyczą pamięci generatora znaków, w przeciwnym przypadku - pamięci ekranu
Tabela 2 Adres pozycji kursora dla wyświetlacza 1-wierszowego
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 39 40 *- pozycja znaku
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A OB OC OD 26 27 *- adres wiersza nr 1 w pamięci DDRAM
Tabela 3 Adres >ozycji kursora dla wyświetlacza 2-wierszowego
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 39 40 *- pozycja znaku
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A OB OC OD 26 27 *- adres wiersza nr 1 w pamięci DDRAM
40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 4A 4B 4C 4D 66 67 *- adres wiersza nr 2 w pamięci DDRAM
Tabela 4 Adres >ozycji kursora dla wyświetlacza 4-wierszowego
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 19 20 *- pozycja znaku
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A OB OC OD 12 13 *- adres wiersza nr 1 w pamięci DDRAM
40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 4A 4B 4C 4D 52 53 *- adres wiersza nr 2 w pamięci DDRAM
14 15 16 17 18 19 1A IB 1C 1D LJJ LJ_ 20 21 26 27 *- adres wiersza nr 3 w pamięci DDRAM
54 SS S6 S7 S8 so SA SB sc SD SF SF 60 61 66 67 *- adres wiersza nr 4 w pamięci
DDRAM
praktyczny
1 1J"")�)!
clemonikoi/99
7
Komunikacja ze sterownikiem jest możliwa tylko w jedną stronę tzn. sterownik potrafi jedynie odbierać dane, nie jest w stanie ich wysyłać. W związku z tym należy przestrzegać czasów realizacji poszczególnych komend. Mikrokontroler odbiera kolejny rozkaz po zakończeniu poprzedniego. Rozkazy wysyłane (przez urządzenie zewnętrzne) przed zakończeniem wykonywania bieżącego rozkazu będą ignorowane.
Po włączeniu zasilania mikrokontroler komunikuje się samoczynnie z modułem LCD i ustala następujące parametry pracy:
- adres kursora ustawiony na 0;
- pamięć DDRAM wyczyszczona;
- rozmiar czcionki 5x7 punktów;
- format wyświetlania 2 wiersze;
- wyświetlanie włączone;
- kursor niewidoczny;
- miganie kursora wyłączone;
- zwiększanie adresu kursora po wpisaniu znaku;
- po wpisaniu znaku ekran nie przesuwa się;
-w pamięci CGRAM zaprogramowane polskie małe litery diakrytyczne (ąęćńłóśż);
- maksymalny kontrast wyświetlacza (min. VLCD).
Do obsługi wyświetlacza przewidziano kilka rozkazów, które zamieszczono w tabeli 7.
Tabela 7 Rozkazy sterownika
Rozkaz Działanie Czas wykonania
FFhex Inicjał izacja wyświetlacza 4 lub 20 ms*
FEhex Zapis rozkazu 40 fis
FDhex Zapis danej 40 fis
FChex Konfiguracja sterownika
*- tylko zaraz po włączeniu zasilania
W przypadku interfejsu RS-232 pierwszym odbieranym bajtem jest bajt zawierający rozkaz. W przypadku komunikacji za pośrednictwem interfejsu I2C, bajt rozkazu musi być poprzedzony adresem urządzenia tzn. bajtem o wartości
65hex-
Ś Opis rozkazów
Poniżej zamieszczony został opis poszczególnych rozkazów akceptowalnych przez mikrokontroler.
Rozkaz OFFh - inicjalizacja wyświetlacza - rozkaz ułatwiający przeprowadzenie inicjał izacji wyświetlacza. W jednym rozkazie zawarte są niemal wszystkie parametry inicjalizacyjne modułu LCD.
Składnia
Składnia
bajt 1 bajt 2
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 DO
OFFh Z LJ_ N D C B ID S
Z -zerowanie adresu kursora (Z=1); F - rozmiar czcionki - znaki 5x7 punktów (F = 0) lub 5x10 punktów
(F = ;1)
N -format wyświetlania - 1 wiersz (N = 0) lub 2 wiersze (N = 1);
D -włączenie (D = 1) lub wyłączenie (D = 0) wyświetlania;
C - kursor widoczny (C = 1) lub niewidoczny (C = 0);
B -włączenie migania kursora (B = 1);
ID-zwiększanie (ID = 1) lub zmniejszanie (ID = 0) adresu kursora po wpisaniu znaku;
S -przesuwanie ekranu po wpisaniu znaku (S = 1).
Rozkaz OFEh - zapisanie instrukcji - polecenie umożliwiające zapisanie instrukcji sterującej wyświetlacza LCD.
bajt 1 bajt 2
OFEh Rozkaz - zgodnie z tabelą 1
Rozkaz FD - zapisanie danej - polecenie umożliwiające zapisanie danej do pamięci wyświetlacza LCD. Składnia
bajt 1 bajt 2
OFDh 8-bitów danych*
*- mikrokontroler automatycznie tłumaczy je na 4-bitowy interfejs modułu LCD.
Rozkaz FC - konfiguracja sterownika -zdefiniowanie parametrów pracy mikro-kontrolera. Składnia
bajt 1 bajt 2
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 DO
OFCh X X X X PD V1 V0 K
x - nie istotne;
K -wielkość polskich znaków diakrytycznych zaprogramowanych w pamięci CGRAM (dotyczy tylko czcionek o rozmiarze 5x7 punktów).
Adres w pamięci DDRAM K = 0 (czcionki małych liter) K = 1 (czcionki wielkich liter)
Znak Znak
00 08 ą A
01 09 ć c
02 0A ę Ę
03 OB ń N
04 OC ł Ł
05 OD ó Ó
06 0E ś Ś
07 0F ż Z
V0, V1 -zmiana wartości napięcia sterującego VLCD.
PD - przejście w tryb obniżonego poboru mocy oraz wyłączenie napięcia VLCD (PD = 1).
V1 vo Wartość
0 0 minimalna (-) => kontrast maksymalny
0 1 pośrednia (bliżej -)
1 0 pośrednia (bliżej +)
1 1 maksymalna ( + ) => kontrast minimalny
Rys. 4 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Ś Montaż i uruchomienie
Po zmontowaniu ze sprawnych elementów układ praktycznie nie wymaga
8
m
Tabela 8 Opis najczęściej występujących złącz modułów LCD
Numer wyprowadzenia Złącze w wersji 1 (14 wyprowadzeń) Złącze w wersji 11(16 wyprowadzeń)
1 GND vcc
2 VCC nie podłączone
3 VLCD E
4 R/#S nie podłączone
5 R/#W R/#S
6 E GND
7 DO D7
8 D1 D6
9 D2 D5
10 D3 D4
11 D4 D3
12 D5 D2
13 D6 D1
14 D7 DO
15 brak nie podłączone
16 brak R/#W
uruchamiania. Sprawdzenie działania jest możliwe dopiero po dołączeniu sterownika do systemu mikroprocesorowego,
z którym będzie on współpracował. Układ należy zasilać napięciem stabilizowanym + 5 V.
Po uruchomieniu modułu można sprawdzić wartość napięcia VLCD. Powinno mieć wartość około -3,3 V. W przypadku, gdy posiadany przez nas moduł wyświetlacza LCD może pracować z dodatnimi napięciami VLCD, wskazane jest zamontowanie potencjometru montażowego pomiędzy anodą diody D1, a plusem zasilania. Suwak potencjometru łączymy z wyprowadzeniem nr 3 gniazda G1. Umożliwi to bardziej precyzyjną regulację kontrastu.
W przypadku łączenia sterownika z innym mi kro kontro I erem za pośrednictwem interfejsu RS-232 np. drugim procesorem 8051, elementy T1 oraz R1 i R2 są zbędne i należy je pominąć. Połączenie sterownika z interfejsem RS-232 komputera PC wymaga zamontowania elementów R1, R2 iT1.
Aby ułatwić przystosowanie posiadanego modułu wyświetlacza do współpra-
Półprzewodniki
US1 - AT 89C2051 z programem "LCD"
T1 - BC 548B
D1, D2 - 1N4148
Rezystory
R4 -470 n/0,125 W
R2, R3 -4,7 kQ/0,125 W
R1 -10kQ/0,125W
Kondensatory
C1,
C4^C6 - 10/*F/16V
C2, C3 - 33 pF/50 V ceramiczny
Inne
Q1 - rezonator kwarcowy 12 MHz
płytka drukowana numer 439
cy ze sterownikiem w tabeli 7 opisane zostały najczęściej występujące złącza modułów LCD.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona
0 mgr inż. Tomasz Kwiatkowski
Ciekawostki ze świata
Nowy mikrokontroler Motoroli
Motorola wprowadziła na rynek nowy mikrokontroler bazujący na architekturze 68HC08. Jest to uniwersalny mikrokontroler z 20 kB pamięci FLASH (In-System Programmable - z ang. programowalnej w systemie). Obecność pamięci FALSH, którą można programować w systemie, zdecydowanie ułatwia i przyspiesza tworzenie nowych aplikacji. Układ o oznaczeniu 68HC08GP20 posiada min. następujące peryferia: - interfejs SPI -interfejs UART
- dwa 1 6-bitowe programowalne tajmery
- 8-kanałowy 8-bitowy przetwornik A/C
- 33 linie we/wy
- rozbudowane mechanizmy zapewniające stabilną pracę procesora
- pętlę PLL 32 kHz
- kilka zaawansowanych trybów oszczędzania energii
Układ dostępny jest w 40 nóżkowej obudowie DIL lub 44 nóżkowej obudowie QFP.
Intel nie stoi w miejscu
Wiodącą firmą produkującą na świecie procesory do komputerów osobistych jest Intel. Niedawno pojawił się procesor Pentium� II 450 MHz. Jest to najszybszy procesor wykorzystujący technologię rozszerzeń multimedialnych MMX. Procesor ten w wyglądzie już nie przypomina nam dawnych kości do minikomputerów. Jest to prostokątna płytka drukowana z centralnie umiejscowionym chipem oraz z całą strukturą wspomagającą rozmieszczoną po bokach. Możemy przy tej prędkości taktowania (od 350 MHz) przyspieszyć taktowanie magistrali do 100 MHz. Na pokładzie procesora znaleźć można pamięć podręczną pierwszego
poziomu 32 KB oraz drugiego poziomu "cache" L2 512 KB. Ta druga jest o połowę od pierwszej, która działa przy 450 MHz. Procesor jest wykonany w technologii 0,25 mikrometra (szerokość kanału tranzystora). Jeżeli nie zastosujemy odpowiedniego chłodzenia to możemy mieć problemy z pracą procesora. Przy zasilaniu napięciem 2,0 V pobór prądu wynosi 13,3 A, moc wydzielona wynosi 27,1 W. Zapewne nie jest to ostatnie słowo firmy Intel. Już niedługo możemy się spodziewać nowych modeli procesorów, już teraz wielka rodzina produktów zalewa cały świat zostawiając konkurencję nieco z tyłu.
^ Opracował CC.
praktyczny
Wpi Ś� .praktyczny-.
irkktrorakoi/99
Walentynkowe serduszko -miernik głębi uczuć
W polskiej tradycji na dobre zadomowiło się święto zakochanych, które przypada na 14 lutego w dniu Świętego Walentego. Zwyczaj ten pochodzi z kręgu kultury anglosaskiej. Wprawdzie w Polsce mamy swoje święto zakochanych w Noc Świętojańską, ale karierę zrobił Walenty, a nie Jan. Widać lubimy obce wynalazki takie jak pizza, hot-dog, hamburger. Nie chcąc płynąć pod prąd zmian obyczajowych przyłączamy się do Walentego i przedstawiamy prostą, ale atrakcyjną zabawkę, którą można podarować swojej dziewczynie właśnie na Walentynki.
O Walentynkach pomysł
Jak święto zakochanych to święto zakochanych i nie ma rady trzeba zrobić jakieś urządzenie do pomiaru sfery uczuć. Po głębokim namyśle postanowiłem zaprojektować miernik gtębi uczuć, lub inaczej mówiąc miernik miłości. Wytrawni elektronicy zapewne wiedzą, że można mierzyć różnego rodzaju wielkości fizyczne. Dzielą się one na dwie grupy: wielkości elektrycznych i nieelektrycznych. Do pierwszej z nich można zaliczyć między innymi: napięcie, natężenie prądu, rezystancję, natężenie pola magnetycznego i wiele innych związanych z elektrycznością. Do drugiej grupy natomiast zalicza się takie wielkości jak temperatura, ciśnienie, przepływ cieczy, odległość i także miłość, która nie jest wielkością fizyczną tylko psychiczną.
Podchodząc do pomiaru dowolnej wielkości musimy znać definicję wielkości mierzonej. Na przykład definicja natężenia przepływu prądu jest następująca:
NatŚżenie przepływu pr"du elektrycznego jest to stosunek ładunku przepływaj,,-
cego przez poprzeczny przekrj przewodnika do czasu przepływu.
Prawda, że proste. Jednostką podstawową natężenia przepływu prądu jest Amper. Gdy wszystko już wiemy wystarczy wziąć miernik uniwersalny i już można zmierzyć prąd.
Z miłością niestety nie jest tak prosto. Przeszukałem całą dostępną literaturę i nigdzie nie znalazłem odpowiedniej definicji. Chcąc już porzucić ten temat przypomniałem sobie jednak wykłady z analizy matematycznej, na których kiedyś mówiono coś na temat miłości. Jako, że byłem pilnym studentem sięgnąłem do zakurzonych notatek i znalazłem to czego m szukał.
Definicja miłości jawi się następująco:
Miło jest to granica namiŚtno ci gdy odległo miŚdzy osobnikami płci przeciwnej maleje do zera.
Jednak co matematyka, to matematyka. Proszę zwrócić uwagę, iż definicja miłości jest krótsza od definicji natężenia przepływu prądu elektrycznego. Co to
znaczy namiętność nie muszę chyba tłumaczyć.
Na koniec jeszcze jedna uwaga. Nie wolno pomijać w definicji zastrzeżenia o przeciwności płci, bo inaczej nieszczęście gotowe.
Mając definicję postanowiłem przystąpić do pracy, ale nagle spostrzegłem, że jeszcze czegoś brakuje do szczęścia. Nie mam bowiem jednostki miłości i cała praca nad miernikiem zda się psu na budę, bo nie będzie go można wyskalować. Ponownie sięgnąłem do notatek, ale co za pech kartki w notatniku miały ośle rogi i zapisek o jednostkach najnormalniej w świecie wytarł się. Totalna katastrofa, bez jednostki ani rusz.
Problem pomógł mi rozwiązać mój kolega, który rzekł: nie masz jednostki to ją wymyśl. Wszak gdy odkryto prąd elektryczne też nie było Ampera, ale później go wymyślono. Co prawda mi zawsze wydawało się, że Amper urodził się, ale może i został wymyślony. Kto tam to pamięta.
Ponieważ miłość ma jakiś związek z sercem jako jednostkę miłości obrałem serduszko i od razu wszystko poszło gładko. Źródłem miłości, jak podaje medycyna, jest mózg, który powoduje wydzielanie różnych hormonów np. adrenaliny ta z kolei pobudza serce do szybszego i bardziej namiętnego pikania. Teraz już chyba wszyscy wiedzą do czego zmierzam. Trzeba zaprojektować i wykonać miernik uderzeń serca, a otrzymamy miernik głębi uczuć, czy jak kto woli miernik miłości.
Pracujące serce, a szczególnie serce zakochane wydaje dźwięk bum-bum, przerwa bum-bum i tak w kółko Macieju. Dźwięk ten można wychwycić mikrofonem umieszczonym blisko serca na klatce z piersiami, tętnicy szyjnej, lub tętnicy w nadgarstku. Innych tętnic nie będę wymieniał z uwagi, że jest to poważny artykuł elektroniczny, a nie medyczny. Urządzenie gwoli większej uniwersalności może współpracować z mikrofonem piezoelektrycznym M1, najlepiej o charakterystyce kardioidalnej, ale nie koniecznie, lub miniaturowym głośniczkiem piezoelektrycznym, który z powodzeniem pełni funkcję mikrofonu w zakresie małych częstotliwości.
Miłosne bicie serca zamienione na prozaiczny przebieg elektryczny zostaje wzmocnione przez wzmacniacz uczuciowy US2. Jego wzmocnienie jest regulowane tłumikiem miłosnym P1 w zakresie od 2 do 101 V/V. Rezystor R4 przeznaczony jest do zasilania mikrofonu M1. Pomi-
10
1 -I
US1 LM3915
REF REF V+ Rlo SIG Rhi OUT ADJ MODĘ
3 4 5 6 7
I
C1 10/iF
R1 1,2k
1
US2 LM358
D11, D12-1N4148
Rys. 1 Schemat ideowy miernika głębi uczuć
ja się go jednak w przypadku zastosowa- US2B. Wszak powszechnie wiadomo,
W ramach oszczędności zastosowano prostownik pótokresowy i półprzewodnikowy. Koszt bowiem prostownika całoo-kresowego i całoprzewodnikowego jest bardzo wysoki. Dla pociechy mogę dodać, że za to prostownik jest idealny na dwóch diodach D11 i D12.
Wyprostowany sygnał podlega filtracji w układzie R10, C6. Stała czasowa filtru jest bardzo krytyczna. Z jednej strony musi odfiltrować uczucia nienawiści, chęć zdrady, a z drugiej nie może stłumić miłości, która w czystej postaci kierowana jest do mózgu elektro-serduśnego turbo plus z dopalaczem US1. Jego zadaniem jest obliczanie i wyświetlanie głębi uczuć. Klasa zastosowanego mózgu pozwoliła na pracę w czasie rzeczywistym on-line. Dzięki temu możemy poznać głębię uczuć drugiej osoby w każdej dowolnej chwili, na bieżąco.
Komputer wytwarza własne napięcie referencyjno-moralne nóżka 7 US1, które ma wartość ok. 9,2 V. Jest to wartość maksymalna głębi uczucia jaką może pokazać miernik. Napięcie referencyjno-moralne podzielone przez dzielnik przyzwoitości R2, R3 daje dolny próg pomiaru, a równocześnie polaryzuje wzmacniacze uczuć US2A i US2B napięciem emocjonalnym ok. 5,5 V.
Tak więc w stanie spoczynkowym stałe napięcie na wyjściu US2B wynosi 5,5 V i jest równe dolnemu napięciu referencyjnemu mózgu US1 RL0. Natomiast górne napięcie referencyjne RH| ma war-
nia głośniczka piezo.
iż kobieta zmienną jest i zmienność tą na- tość 9,2 V. Różnica napięć RH| i RL0 �d-
Wzmocniony sygnał trafia do elek- leży wyprostować. W przypadku stosowa-tronowego pótokresowego i pótprzewo- nia miernika u mężczyzn, którzy są dnikowego idealnego prostownika uczuć w uczuciach stali, prostownik jest zbędny.
Rys. 2 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
powiada zakresowi napięć uczuciowych dla których zapalają się kolejne diody od D1 do D10. Dzięki temu rozwiązaniu układ może być zasilany pojedynczym napięciem +12 V i nie wymaga stosowania dodatkowych dzielników do polaryzacji wstępnej.
Pole odczytowe wykonano w postaci serca i umieszczono na odrębnej płytce drukowanej. Posiada ona w środku otwór umożliwiający zamocowanie serduszka w dziurce od guzika. Wystarczy do płytki przykręcić dłuższą śrubkę z nakrętką od jakiejś odznaki. Szczególnie dobrze nadaje się nakrętka od odznaki z podobizną towarzysza Ilicza. Jest ona odpowiedniej wielkości i posiada właściwy kręgosłup ideologiczny.
Pozostała część układu wraz z miniaturową bateryjką bez problemu mieści się w niewielkiej nawet kieszonce. Połączenia pomiędzy polem odczytowym, a płytką wykonano tasiemką tzw. klejonką. Podciąg dalszy na stronie 30
Elektronik oi/99
u
Systemy komputerowe dla każdego
Ekspansja komputerów w nasz codzienny świat ciągle trwa. Jeszcze niedawno mikroprocesory można było znaleźć tylko w droższych samochodach, gdy dziś posiada je coraz więcej żelazek. Właśnie tej wszechobecnej postaci komputerów, zwanej mikrokomputerami jednoukładowymi, poświęcony będzie cykl artykułów rozpoczynający się w tym numerze. Opisane zostaną podstawy jak i zaawansowane techniki tworzenia układów cyfrowych sterowanych mikroprocesorowo. Dla lepszego zobrazowania teoretycznej wiedzy zostanie przedstawiona prosta płytka z nowoczesnym mikrokontrolerem firmy Atmel, na bazie której będą powstawały kolejne, coraz bardziej skomplikowane, programy i rozszerzenia układu. Dzięki nowej technice i dużej (jak na mikrokon-t roi er) szybkości przetwarzania, możliwa będzie realizacja na płytce demonstracyjnej prostych algorytmów przetwarzania sygnałów w czasie rzeczywistym, takich jak: filtracja, dodawanie pogłosu, zmiana częstotliwości, itp.
B Podstawy i projektowanie
W pierwszej części przedstawione zostaną podstawy techniki mikroprocesorowej, porównanie najpopularniejszych obecnie mikrokontrolerów oraz opis i sposób programowania wybranego mi-krokontrolera AVR. Za miesiąc opiszemy demonstracyjną płytkę uruchomieniową
wraz z pierwszym przykładowym programem. Zapraszamy do wspólnej zabawy.
Ś Podstawowe pojęcia
Sercem komputera jest, tłumacząc semantycznie angielskie pojęcie, centralna jednostka przetwarzająca (ang. CPU). Jeśli jednostka ta znajduje się w pojedyn-
PRZEŁĄCZNIK
CZUJNIK TEMPERATURY
00.00 U U'UU
WYŚWIETLACZ LCD
Rys. 1 Budowa typowego systemu komputerowego
1 Dla dociekliwych: słowo proces, będące rdzeniem słowa "procesor", pochodzi z łacińskiego czasownika "cedo" (z formą imiesłowu czasu przeszłego "ces-sum"), które oznacza "iść", "kroczyć". Stąd "pro-cessum" - "iść naprzód", "postępować".
2 Nazwa ta jest kolejnym ślepym zapożyczeniem z języka angielskiego. Właściwa nazwa powinna brzmieć "mikroste-rownik" i w istocie jest ona przez niektórych używana. Uwzględniając jednak vox populi autor będzie systematycznie używał określenia "mikrokontroler".
czym układzie scalonym, nazywana jest mikroprocesorem. Pojęcie "mikroprocesor" zapożyczone zostało przez większość języków (również przez język polski) z języka angielskiego1 , dlatego też najczęściej utożsamiane jest z angielskim pojęciem CPU. W dobie ciągłego postępu w gęstości upakowania układów scalonych nie jest to szczególnym błędem, należy jednak zauważyć, że w literaturze angielskiej oba te pojęcia występują niezależnie i są całkowicie rozróżnialne, co trudno zauważyć na przykład w literaturze polskiej.
System komputerowy jest to mikroprocesor z dołączonymi urządzeniami wejścia/wyjścia (takimi jak klawiatura, monitor, drukarka, kontroler szyny, i wieloma innymi), pamięcią, programem (wykonywanym przez mikroprocesor) oraz dowolnym odniesieniem czasowym. Brak ostatniego czynnika uczyni system komputerowy praktycznie nieuruchamial-nym, gdyż zarówno człowiek, jak i wszelkie współczesne maszyny, funkcjonują w oparciu o odniesienie do upływu czasu.
Mikrokontroler2 jest bardzo małym produktem, zawierającym w sobie wiele elementów systemu komputerowego. Używa on przeważnie mikroprocesora, pamięci i układów wspomagających urządzenia wejścia/wyjścia, znajdujących się razem w jednym układzie scalonym. Może on być zaprogramowany przez serię instrukcji wpisywanych do jego pamięci wewnętrznej lub czasami również zewnętrznej (dołączanej jako dodatkowy układ).
Zanim nastała epoka mikrokontrolerów, do sterowania urządzeń projektowano skomplikowane układy cyfrowe, których funkcja była zdeterminowana przez elementy i połączenia występujące między nimi. Funkcja mikrokontrolera zaś, zależy głównie od programu, jedynie w bardzo małym stopniu od dodatkowych elementów i połączeń. W związkuz wciąż zwiększającymi się rozmiarami i złożonością urządzeń cyfrowych, mi kro kontrolery stały się atrakcyjne z następujących powodów:
- dodanie kolejnej funkcji w układzie zbudowanym z prostych układów scalonych wymaga rozbudowania go, podczas gdy mikrokontroler zazwyczaj wymaga jedynie zmiany programu;
- wszelka zmiana w układzie cyfrowym pociąga za sobą konieczność zmiany ułożenia elementów i przenoszenia połączeń; zmiana programu mikrokontrolera jest zaś trywialna.
12
Tabela 1 Porównanie rodzajów pamięci typu ROM
Typ pamięci ROM PROM EPROM Flash EPROM EEPROM
Sposób programowania przez produceta przez użytkownika (programator) przez użytkownika (programator) przez użytkownika (procesor) przez użytkownika (procesor)
Liczba programowań 1 1 >1000 >1000 >100000
Sposób kasowania brak brak ultrafioletem elektronicznie (cata pamięć) elektronicznie
Względny koszt bardzo maty maty maty średni duży
Mi kro kontro I ery są bardzo użyteczne wszędzie tam, gdzie wymagana jest implementacja dużej ilości obliczeń i procesów decyzyjnych. Łatwiej jest użyć mocy obliczeniowej mikroprocesora, niż skonstruować wyszukany układ cyfrowy. Obecnie mikrokontrolery wypierają inne rozwiązania, oferując wiele dodatkowych funkcji za coraz mniejszą cenę.
B Budowa systemu komputerowego
Systemy komputerowe, obojętnie jakich są rozmiarów, zawsze składają się z tych samych podstawowych części (rys. 1): procesora (CPU), urządzeń wejścia/wyjścia, pamięci, programu i odniesienia czasowego (zegara). Procesor przetwarza informacje zgodnie z podanym programem, składającym się z instrukcji i danych, w specjalnym języku zwanym "kodem maszynowym". Kontroluje on wszystkie operacje systemu komputerowego i zapewnia sygnały sterujące dla wszelkich dołączonych urządzeń.
Urządzenia wejściowe dostarczają informację do systemu komputerowego
ze świata zewnętrznego. Niektóre z nich przetwarzają informację z analogowej (np. poziom napięcia lub natężenia prądu) na cyfrową, aby system mógł ją zrozumieć i przetwarzać. Inne zmieniają informację pochodzącą z świata rzeczywistego na stały przedział napięcia 0 V do + 5V, wymagany najczęściej przez system komputerowy. Przykładem tych ostatnich są dwustanowe przełączniki, z których można zbudować np. klawiaturę komputera.
Urządzenia wyjściowe są kontrolowane przez sygnały przychodzące z systemu. Niektóre sygnały wymagają konwersji z poziomu 0 -^ +5 V na inny odpowiedni dla danego urządzenia. Przykładami urządzeń wyjściowych mogą być wyświetlacze ciekłokrystaliczne, monitory, urządzenia klimatyzacji, itp.
Pamięć może przechowywać informacje takie jak instrukcje lub dane, wykorzystywane przez procesor. Dwoma podstawowymi typami pamięci są: - pamięć typu RAM (ang. random access memory - pamięć o swobodnym dostępie);
START B=1
Ustaw wzmocnienie na poziom
ZwięKsz współczynnik
współczynnik
Rys. 2
Pętla sterująca automatycznej regulacji poziomu wzmocnienia
- pamięć typu ROM (ang. read-only memory - pamięć tylko z możliwością odczytu).
Pamięć RAM używana jest do tymczasowego przechowywania danych lub instrukcji. Procesor może bez specjalnych ograniczeń czytać i pisać do tego typu pamięci. Jej zawartość jest jednak tracona z chwilą wyłączenia zasilania układów. Wady tej nie posiada pamięć ROM, jej zawartość nie może być jednak zmieniona w prosty sposób. Istnieje wiele odmian tego typu pamięci, a ich podstawowe właściwości zostały podsumowane w tabeli 1.
Zegar systemu komputerowego pozwala na uzyskanie odniesienia czasowego, wykorzystywanego przez program mikroprocesora. Najczęściej zegarem jest stabilizowany kwarcem generator przebiegów prostokątnych.
9 Projektowanie układów z mikrokontrolerami
Projektowanie wyspecjalizowanych układów opartych na użyciu mikrokontro-lerów oparte jest jedynie przez nasze umiejętności i wyobraźnię, ponieważ elementy systemów mikrokontrolerowych łatwo dają się składać we wspólną całość. Takie podejście pozwala nam zresztą niskim kosztem uzyskać różnorodność funkcji, upraszczających kontrolę procesów i zwiększających ogólną wydajność.
Wiele stosowanych układów z mikrokontrolerami posiada analogowe wejścia i wyjścia, a rezultaty działania tych układów sprowadzają się do zastąpienia analogowych układów sterujących, złożonych z pętli sterujących. Każda pętla sterująca reguluje wyjście jako funkcję jednego lub większej ilości wejść. Przykłady pętli sterujących w typowym układzie kontroli automatycznej regulacji wzmocnienia sygnału zostały przedstawione na rysunku 2.
Dla prostych układów sterowania taki schemat blokowy jest właściwym punktem wyjścia. Na jego podstawie można bowiem oszacować ile i jakie urządzenia wejściowe i wyjściowe będą potrzebne w konstrukcji, jaki rodzaj mi kro kontrolera będzie najodpowiedniejszy, jakich dodatkowych układów trzeba będzie użyć. Po skompletowaniu tych informacji można przystąpić do projektowania i uruchamiania układu. Ostatnim etapem projektu jest oprogramowanie mikrokontrolera i przetestowanie programu.
ikkktionik 01/99
13
LINIE STERUJĄCE
REJESTR/BUFORWE/WY
REJESTR/BUFOR WE/WY
UKŁAD TRANSMISJI SZEREGOWEJ
UKŁAD CZASOWY
UKŁAD PRZERWAŃ
UKŁAD STEROWANIA
DEKODER ROZKAZÓW
LICZNIK ROZKAZÓW
PAMIĘĆ PROGRAMU
WEWNĘTRZNA SZYNA DANYCH I ADRESOWA
REJESTR/BUFOR WE/WY
REJESTR/BUFORWE/WY
PAMIĘĆ EEPROM
PAMIEC RAM
REJESTRY ROBOCZE
JEDNOSTKA
ARYT M ETYCZNO-
LOGICZNA
REJESTR
STANU
PROGRAMU
Rys. 3
Budowa wnętrza
mikrokontrolera
Ś Budowa wewnętrzna typowego mikrokontrolera
Niektórzy wciąż jeszcze wyznają zasadę: "mniej wiesz - dłużej żyjesz", jednak w naszym przypadku znajomość wewnętrznej budowy mikrokontrolerow pozwoli na łatwiejsze zrozumienie zagadnień związanych z ich programowaniem i obsługą dołączonych układów zewnętrznych. Schemat blokowy typowego mikrokontrolera przedstawiono na rysunku 3.
"Mózgiem" mikrokontrolera jest część oznaczona na rysunku jako "układ Tabela 2 Porównanie czterech
sterowania". Układ ten steruje pracą licznika rozkazów, wykonuje instrukcje pobrane i zdekodowane przez dekoder rozkazów, przyjmuje sygnały o specjalnych zdarzeniach (od układu przerwań), inicjuje mikrokontroler po włączeniu zasilania oraz odpowiada za stan linii sterujących, zapewniających poprawny dostęp do zewnętrznych zasobów systemu. Licznik rozkazów jest najczęściej 16-bitowym rejestrem liczącym "w przód", z możliwością inicjowania dowolną wartością. Pamięć programu to przeważnie kilka kilobajtów pamięci EPROM, Flash EPROM lub EEPROM. Nie zawsze występująca popularnych mikrokontrolerow.
8051 AVR PIC 1 6CXX 68HC05
Maks. pamięć programu wewn.: 32 kB zewn.: 64 kB wewn.: 8 kB zewn.: 64 kB wewn.: 8 kB zewn.: - wewn.: 7.5 kB zewn.: -
Maks. pamięć RAM wewn.: 256 B zewn.: 64 kB wewn.: 512 B zewn.: 64 kB wewn.: 368 B zewn.: - wewn.: 304 B zewn.: -
Maks. pamięć EEPROM 512 B 512 B 128 B -
Przerwania wewn.: 4 zewn.: 2 wewn.: 14 zewn.: 3 wewn.: 4 zewn.: 2 wewn.: 4 zewn.: 1
Instrukcje 108 118 58 210
Maks. częstotliwość zegara 33 MHz 8 MHz 20 MHz 2,1 MHz
Rejestry robocze acc + 8 32 128 acc
Cykl rozkazowy 1 2 taktów 1 takt 4 takty ok. 3 takty
Układy czasowe (liczniki) 3 3 3 1
Transmisja szeregowa RS232 RS232 + SPI RS232 RS232 + SPI
Porty wejść i a/wyjścia 4 4 4 4
Środowiska uruchomieniowe duży wybór łatwo dostępne mały wybór dostępne mały wybór dostępne duży wybór dostępne
Popularność bardzo duża mała średnia duża
dodatkowa pamięć EEPROM jest przeznaczona dla użytkownika i umożliwia pamiętanie danych na wypadek wyłączenia zasilania. Pamięć RAM natomiast jest typową pamięcią roboczą do wykorzystania przez program mikrokontrolera.
Drugim bardzo ważnym blokiem wewnętrznym mikrokontrolera jest jednostka arytmetyczno-logiczna. Odpowiedzialna jest ona bowiem za wszelkie operacje arytmetyczne i logiczne jakie wykonuje mikrokontroler. Od jej wydajności w dużej mierze zależy wydajność całego systemu. W niektórych mikrokontrolerach jednostka ta wyposażona jest nawet w szybkie układy sprzętowego mnożenia i dzielenia. Źródłem argumentów dla jednostki arytmetyczno-logicznej są wewnętrzna szyna danych oraz blok rejestrów roboczych (w niektórych przypadkach blok ten składa się praktycznie tylko z jednego rejestru, zwanego akumulatorem). Dodatkowe informacje o wyniku przeprowadzonej operacji zapisywane są w rejestrze stanu procesora. Na podstawie danych zawartym w tym rejestrze programista może stwierdzić, czy wynikiem ostatnio wykonanego obliczenia było zero, czy też nie, liczba ujemna, czy dodatnia, itd.
Do komunikacji mikrokontrolera ze światem zewnętrznym służą porty wejścia/wyjścia. Porty te są wyspecjalizowanymi rejestrami dwukierunkowymi, przy czym zazwyczaj niektórym liniom portów przypisane są rozmaite funkcje specjalne, takie jak transmisja szeregowa, zewnętrzne sygnały dla układów czasowych, zewnętrzne wejścia zgłoszenia przerwania, itp. Przeważnie funkcje portów mają dość rozbudowane opcje (kierunek działania portu, szybkość transmisji szeregowej, sposób przyjmowania przerwania zewnę-
14

cykle/rozkazy D "O O O "c


r i
"8051" "AVR" "PIC" "68HC05 ^l Wydajność
Rys. 4 Porównanie wydajności różnych typów mikrokontrolerów
trznego, itp.), które ustawiane są przez wpisywanie odpowiednich wartości do jednego z rejestrów specjalnych mikro-kontrolera.
ŚI Porównanie najpopularniejszych mikrokontrolerów
Popularność mikrokontrolerów jako elementów układów cyfrowych sprawiła, że niemal każda większa firma elektroniczna opracowała swoją serię (nierzadko więcej niż jedną) mikrokomputerów jed-noukładowych. Obecnie ich wybór jest tak ogromny, że nie sposób jest zestawić wszystkie rodziny w jednej tabeli. Dla porównania wybrano więc cztery rodziny
0 różnym stopniu popularności.
W przypadku mikrokontrolerów stopień popularności układu zależy w dużej mierze od jego przeznaczenia. Najmniejsze z produkowanych obecnie posiadają jedynie 8 nóżek i znajdują zastosowanie w urządzeniach wymagających znacznej miniaturyzacji i ograniczonego poboru prądu. Największe (np. rodzina SH-3 firmy Hitachi) przeznaczone są głównie do najmniejszych obecnie komputerów przenośnych, tzw. palmtopów.
Podobnie jak w przypadku mikroprocesorów, również architektury wewnętrzne mikrokontrolerów można podzielić na dwa typy:
- CISC jest skrótem od angielskiego określenia Complex Instruction Set Compter, co oznacza komputer o złożonych rozkazach;
- RISC to Reduced Instruction Set Computer, czyli komputer o rozkazach zredukowanych.
Cała różnica pomiędzy tymi architekturami zawiera się w rodzajach instrukcji
1 sposobie ich wykonywania przez mikroprocesor. Mikroprocesory o architekturze CISC posiadają zazwyczaj wiele skompli-
kowanych instrukcji, które wykonują się najczęściej w czasie trwania kilku do kilkudziesięciu cykli zegara taktującego. Z konieczności format instrukcji jest skomplikowany, a czas ich wykonywania mocno zróżnicowany. W architekturze RISC natomiast znajdujemy całkiem przeciwstawne cechy: ujednolicony format wszystkich rozkazów, ten sam (lub prawie ten sam) czas realizacji dla każdego z nich, operacje arytmetyczno-logiczne wykonywane wyłącznie na rejestrach wewnętrznych (co wymusza wbudowanie jak największej ilości takowych).
Spośród porównywanych mikrokontrolerów jedynie AVR może być przykładem pełnej klasycznej architektury RISC. Niektórej jej cechy posiada również rodzina mikrokontrolerów PIC. Pozostałe dwa: 8051 oraz 68HC05, posiadają stuprocentową architekturę CISC (chronologicznie są to również najstarsze konstrukcje).
Przy porównywaniu ilości rejestrów roboczych symbolem "acc" oznaczono wyróżniony rejestr, tzw. "akumulator", na którym tylko i wyłącznie można wykonywać większość operacji arytmetyczno-lo-gicznych mikroprocesora. W przypadku mikrokontrolerów AVR nie wyróżniono takiego rejestru, umożliwiając wykonywanie tych operacji na wszystkich rejestrach roboczych. Znaczna redukcja ilości rejestrów w mikrokontrolerze 68HC05 spowodowała z kolei zwiększenie ilości rozkazów.
Niewątpliwie najpopularniejszym spośród porównywanych mikrokontrolerów jest układ 8051. Jest on obecnie produkowany przez większość potentatów produkcji układów scalonych w ogromnej ilości wersji. Pierwotna konstrukcja jest dość stara, jednak wypuszczając kolejne wersje układu, niemal wszyscy producenci zachowywali pełną zgodność programową z pierwowzorem, co niewątpliwie przyczyniło się do popularności układu.
Chcąc porównać bezwzględnie wydajność prezentowanych mikrokontrolerów napotykamy na spore trudności. Ich konstrukcje są bowiem tak różne, iż nie sposób opracować algorytmów dających obiektywne rezultaty. Stąd często spotykane w literaturze fachowej "porównania" wydajności pewnych, najczęściej nieprzypadkowo wybranych, układów, w których łatwo przewidzieć wynik porównania spoglądając na autorstwo publikacji. Jedną z częściej porównywanych wielkości, jest średnia ilość cykli zegara mikrokontrolera potrzebna
do wykonania pojedynczego rozkazu (dla wybranych przez nas układów porównanie to przedstawia rysunek 4). Aby jednak móc wyciągać z niego wnioski, należy wziąć pod uwagę typowe częstotliwości zegarów taktujących dane mikrokontrolery. Dla przykładu, podstawową wartością częstotliwości zegara dla serii 8051 jest 12 MHz, podczas gdy dla serii AVR jest to 4 lub co najwyżej 8 MHz. Tak więc średni czas wykonania instrukcji w mikrokontrolerze 8051 nie będzie ponad 15 razy dłuższy od średniego czasu dla AVR, lecz jedynie 5 razy.
Ponieważ popularność mikrokontrolera 8051 sprawiła, że dostępnych jest mnóstwo opracowań na temat jego programowania i aplikacji w układach cyfrowych, zdecydowano się w niniejszym cyklu artykułów oprzeć bazę sprzętową na jednej z najnowocześniejszych konstrukcji, mikrokontrolerze AVR.
Ś Mikrokontrolery RISC serii AVR
Seria mikrokontrolerów AVR firmy Atmel to układy o architekturze RISC. Ich podstawową cechą jest to, iż prawie wszystkie instrukcje wykonywane są w czasie pojedynczego cyklu zegarowego, co ma niebagatelny wpływ na wydajność programów. Model AVR 90LS8515 wybrany do naszej płytki demonstracyjnej charakteryzuje się ponadto następującymi parametrami:
-posiada 118 instrukcji, w większości wykonywanych w pojedynczym cyklu;
- 8 kB wewnętrznej pamięci Flash EEPROM na pamięć programu;
- możliwości programowania układu przez szeregowy interfejs SPI;
-512 B pamięci EEPROM ogólnego przeznaczenia; -512 B pamięci RAM;
- możliwość podłączenia do 64 kB pamięci zewnętrznej;
- 32 jednobajtowe rejestry ogólnego przeznaczenia;
-32 programowalne linie wejścia / wyjścia, pogrupowane w 4 porty;
-programowalny układ transmisji szeregowej standardu RS232;
- dopuszczalne napięcie zasilania: 3,3 V + 6,0 V;
- możliwość taktowania dowolnym zegarem z zakresu 0^-8 MHz;
- układ zerowania procesora przy włączeniu zasilania;
-analogowy komparator napięcia;
oi/99
15
-specjalne tryby pracy do oszczędności
poboru mocy;
-wbudowane układy czasowo-licznikowe - bogaty zasób możliwości zgłaszania
przerwań.
Dla programisty najważniejszy jest zawsze tzw. model programowy procesora. Składa się on z opisu rejestrów wewnętrznych, sposobów dostępu do zasobów zewnętrznych oraz listy dostępnych instrukcji procesora. W mikrokontrolerze AVR najistotniejszą rolę petnią 32 ośmio-bitowe rejestry robocze, oznaczane symbolicznie jako rO, rl, r2,..., r31. Sześć ostatnich spetnia dodatkową funkcję, tworząc parami trzy szesnaste bitowe rejestry X, Y, Z, służące do odwoływania się w sposób pośredni do pamięci danych. Aby móc odróżnić poszczególne miejsca w pamięci komputera, wprowadzono pojęcie adresu. Adres komórki pamięci (najczęściej bajtu) jest jakby jej numerem porządkowym. Rejestry X, Y, Z mogą właśnie wskazywać taki numer porządkowy bajtu pamięci zewnętrznej, do którego chcemy się akurat w programie odwołać. Rejestry rO + r31 umieszczone są fizycznie w mikrokontrolerze w jego wewnętrznej pamięci RAM pod adresami odpowiednio od 0 do 31. Programista ma możliwość dostępu do nich jak do zwykłej pamięci. Obszar od adresu 32 do 95 zajmują w mi kro kontrolerach AVR tzw. rejestry specjalne. Zawierają one dane o aktualnym stanie mikrokontrolera, jego wbudowanych urządzeniach peryferyjnych (takich jak porty wejścia/wyjścia, układy transmisji szeregowej, układy czasowo-licznikowe, itp.) oraz umożliwiają przesyłanie sygnałów sterujących na zewnątrz układu. Jest to tak zwana przestrzeń wejścia/wyjścia (nazwa nadana przez producenta - nie do końca adekwatna). Oprócz "normalnego" dostępu jak do zwykłej pamięci, może ona być również adresowana w odrębny sposób, lecz tylko przez niektóre instrukcje. Dokładny opis tych rejestrów będzie zamieszczany stopniowo wraz z poznawaniem kolejnych ważnych modułów układu AVR.
Głównym rejestrem zawierającym aktualny stan mikrokontrolera jest rejestr SREG umieszczony w przestrzeni wejścia wyjścia pod adresem 95 ($5F). W rejestrze tym poszczególne bity mają swoje jednoliterowe określenia i spełniają odrębne funkcje.
7 6 5 4 3 2 1 0
1 T H S V N Z C
Znaczenie poszczególnych bitów jest następujące:
I -globalne włączenie przerwań
Jeśli bit ten jest ustawiony (posiada wartość 1), mikrokontroler przyjmuje wszelkie przychodzące przerwania. Dokłada zasada działania i filozofia mechanizmu przerwań zostanie opisana w dalszych częściach cyklu.;
T - chwilowa pamięć dla instrukcji kopiujących pojedyncze bity;
H - pomocniczy bit przeniesienia dla niektórych operacji arytmetycznych,
S - bit znaku
Informuje o znaku ostatnio wykonanej operacji arytmetycznej.;
V - bit przeniesienia liczb ze znakiem;
N - bit wartości ujemnej.
Jest ustawiany, jeśli w wyniku ostatnio wykonanej operacji arytmetycznej otrzymano liczbę ujemną.;
Z - bit zera
Ustawiany, jeśli w wyniku ostatnio wykonanej operacji arytmetycznej lub logicznej wystąpiło zero.;
C - bit przeniesienia
Jest to pomocniczy bit dla operacji arytmetycznych i logicznych. W przypadku operacji arytmetycznych jest ustawiany, jeśli wynik operacji nie mieści się w jednym bajcie.
Ś Systemy liczbowe
Niestety postać informacji jaką przetwarzają komputery różni się zasadniczo od tej, którą zwykli używać ludzie. Komputery bowiem przetwarzają wyłącznie liczby, lecz pamiętane w szczególnej formie. Dla człowieka naturalną podstawą reprezentacji liczb jest liczba 10 (być może dlatego, że mamy 10 palców u rąk). Komputer nie ma rąk (a tym bardziej palców), za to naturalnym nośnikiem informacji jest dla niego obecność lub brak napięcia w dowolnym medium. Są to tylko dwa stany (oznaczane symbolicznie jako 1 i 0), dlatego też naturalnym dla komputera sposobem reprezentacji liczb jest system dwójkowy.
W systemie dziesiętnym waga danej cyfry jest dziesięć razy większa od cyfry będącej bezpośrednio po jej prawej stronie. Cyfra pierwsza po prawej stronie mówi o liczbie jedynek, cyfra z jej lewej strony o liczbie dziesiątek, następna o liczbie setek, itd. W systemie dwójkowym waga danej cyfry jest
Tabela 3 Zależności pomiędzy różnymi systemami liczbowymi.
Dziesiętnie Dwójkowo Szesna-stkowo
0 0000 0
1 0001 1
2 0010 2
3 0011 3
4 0100 4
5 0101 5
6 ono 6
7 0111 7
8 1000 8
9 1001 9
10 1010 A
11 1011 B
12 1100 C
13 1101 D
14 1110 LJJ
15 1111 LJ_
16 10000 10
17 10001 11
100 1100100 64
255 11111111 FF
1024 10000000000 400
65535 1111111111111111 FFFF
dwa razy większa od cyfry po jej prawej stronie. Cyfra pierwsza po prawej reprezentuje więc liczbę jedynek, następna z lewej - liczbę dwójek, następna -liczbę czwórek, następna - liczbę ósemek, itd.
Jakkolwiek dla komputerów bardzo wygodne jest operowanie liczbami dwójkowymi o długości 8, 1 6, a nawet 32 cyfr, przeciętny człowiek nie czuje się mocny w operowaniu tego typu zapisem. Praktyczny kompromis oferuje zapis liczb o podstawie szesnastkowej (zwanej również hexadecymalną). Jedna cyfra szesnastkowa reprezentuje cztery cyfry dwójkowe, tak więc np. dwójkowa liczba 8 bitowa zostanie zapisana tylko dwiema cyframi szesnastkowymi.
Zależność między cyfrą szesnastkowa, a odpowiadającymi jej czterema cyframi dwójkowymi jest na tyle prosta, że ludzie, którzy pracują z komputerami szybko i łatwo uczą się jej, zamieniając po pewnym czasie w pamięci liczby między obiema postaciami. Tabela 3 pokazuje relacje między dziesiętnym, dwójkowym i szesnastkowym sposobem reprezentacji liczb. Należy zawsze pamiętać, że te trzy systemy liczbowe reprezentują jedynie w różny sposób, lecz zawsze te same fizyczne wielkości.
16
m
Ponieważ reprezentacja szesnastu cyfr w systemie szesnastkowym wymaga posiadania ekstra symboli (oprócz standardowych cyfr 0 + 9), na dodatkowe sześć wybrano litery A + F. Aby uniknąć nieporozumienia, czy dana liczba jest zapisana w systemie dziesiątkowym, czy szesnastkowym (a może dwójkowym), przyjęto kilka konwencji zapisu liczb w komputerach. I tak, aby zaznaczyć, że dana liczba jest szesnastkowa dodaje się przed nią znak $ (np. $63 = 99) lub literę 'H' na końcu (z zastrzeżeniem, że jeśli liczba zaczyna się na jeden z symboli 'A' + 'F', należy również przed nim dodać zero), np. 0A5h = 165. Analogicznie o liczbie binarnej może świadczyć znak % przed nią (np. %1101 = 1 3) lub litera 'B' za nią (np. 11 001 B = 25). Do oznaczania liczby dziesiętnej nie stosuje się zazwyczaj żadnych specjalnych znaków lub dopuszcza się dodanie litery 'D' na końcu.
H Program mikrokontrolera
Jedyną postacią informacji przetwarzaną bezpośrednio przez komputery są praktycznie tylko liczby. Trudno by nam byto jednak wprowadzać program w postaci ciągu np. (134,54,235,23), otrzymując wynik w postaci (254,22,53). Z tych powodów stosuje się w komputerach szereg kodów, ułatwiających pracę człowieka z komputerem.
Najpopularniejszym i najbardziej znanym jest kod ASCII. Kod ten przyporządkowuje liczbom znaki alfanumeryczne, znaki specjalne oraz kody sterujące wyświetlaniem tekstu na ekranie. Orygi-
Tabela 4 Znaki alfanumeryczne w kodzie ASCII
Tabela 5 Przykładowe instrukcje mikrokontrolera AVR
2 3 4 5 6 7
0 odstęp 0 @ P - P
1 ! 1 A Q a q
2 2 B R b r
3 # 3 C S c s
4 $ 4 D T d t
5 % 5 E U e u
6 & 6 F V f V
7 7 G W w
8 ( 8 H X h X
9 ) 9 1 Y i y
A * 1 Z i z
B + K [ k {
C < L \ 1
D - = M 1 m }
E > N n ~
F / l 0 0 cofnięcie
Mnemonik Argumenty Opis Kod
ADD Rd , Rr dodaj rejest Rr do Rd 000011 rdddddrrrr
BCLR s skasuj bit s w rejestrze SREG 100101001sss1000
BLD Rd ,b prześlij bit T do bitu b w Rd 11111OOdddddObbb
CBI P, b kasuj bit w rejestrze wej/wyj 10011000pppppbbb
CLC kasuj bit C w rejestrze SREG 1001010010001000
LDI Rd , K ładuj stałą K do rejestru Rd 1110kkkkddddkkkk
MUL Rd , Rr pomnóż rejestr Rr przez Rd 100111 rdddddrrrr
nalnie kod ASCII posiadał 7 bitów, jest jednak zapisywany obecnie w jednym bajcie. Przykładowo liczba 65 odpowiada literze 'A'. Kompletną listę kodów ASCII pokazuje tabela 4 (kolumny tabeli odpowiadają lewej cyfrze szesnastkowej, wiersze -prawej; np. 41 H - 'A'. Oprócz typowych znaków alfanumerycznych wśród kodów ASCII występują również znaki sterujące (są to znaki o kodzie mniejszym od 32).
Innym kodem, jakiego używają komputery są kody instrukcji. Każda elementarna instrukcja posiada swój kod w postaci liczby, na podstawie którego procesor wie jaką elementarną operację ma akurat wykonać. O ile jednak kody ASCII są zestandaryzowane praktycznie dla wszystkich komputerów, to kody instrukcji zależą ściśle od typu użytego procesora. W praktyce kod instrukcji reprezentowane są w programach jako kilkuliterowe skróty, tzw. mnemoniki. W tabeli 5 przedstawiono kody kilku instrukcji mikrokontrolera AVR wraz z ich mnemonikami i opisem wykonywanej funkcji. Cała praca mikrokontrolera polega na odczytywaniu instrukcji po kolei (w zależności od układu z pamięci wewnętrznej lub zewnętrznej) i wykonywaniu ich w odpowiedni sposób. W układach serii AVR kod instrukcji jest zawsze szesnastobitowym słowem pobieranym w każdym cyklu zegara.
Ś Zaprogramowanie mikrokontrolera AVR
Jeśli napisaliśmy już program, składający się z ciągu mnemoników w postaci tekstowej, możemy wprowadzić go do mikrokontrolera i próbować uruchomić. Aby to jednak zrobić, musimy najpierw przetłumaczyć nasz program z tekstu na odpowiednie kody, które zostaną już bezpośrednio wpisane do pamięci wewnętrznej układu. Program, który dokonuje automatycznie takiego tłumaczenia nazywamy asemblerem.
Asembler to jednak nie tylko prosty translator. Nowoczesne asemblery posiadają wiele ułatwień znacznie upraszczających pracę przy tworzeniu programów na mikrokontrolery. Zostanie to dokładniej opisane w drugiej części naszego cyklu, gdy zasiądziemy do napisania i uruchomienia pierwszego programu.
Mając już wygenerowany przez asembler nasz program w postaci ciągu kodów maszynowych dla mikrokontrolera, możemy go załadować do pamięci wewnętrznej. W przypadku układów AVR jest to dość proste, gdyż zostały one wyposażone w specjalne złącze SPI, umożliwiające za pomocą kilku przewodów załadowanie programu do pamięci Flash EPROM mikrokontrolera. Opis takiego złącza, umożliwiającego programowanie AVR-a bezpośrednio na płytce testowej wprost z dowolnego komputera klasy PC zostanie zamieszczony w następnym numerze.
II Literatura i źródła informacji
Od kilku lat sytuacja na polskim rynku książek o tematyce elektronicznej znacznie się poprawia, co zaowocowało głównie licznymi publikacjami na temat najpopularniejszych typów mikrokon-trolerów. Ogólnie powszechna jest literatura na tematy związane z serią 8051 (patrz np. "Mikroprocesory firmy Intel", Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1 992). Jeśli natomiast chodzi o najnowszą technologię, jaką niewątpliwie reprezentuje seria AVR, pozostaje jedynie czerpanie z najpowszechniejszego źródła informacji - sieci Internet. Mikrokontrolery te produkowane są przez firmę Atmel, dlatego też kopalnią wiadomości, jak również narzędzi programistycznych jest serwer http://www.atmel.com.
0 mgr inż. Grzegorz Wróblewski
Elektronik oi/99
17
Antyusypiacz dla kierowców
Jazda samochodem zawsze dostarczała wiele emocji. Wymaga ona również nieustannego skupienia i uwagi. Zawodowi kierowcy oraz ci, którzy często zasiadają za kierownicą wiedzą jakie niebezpieczeństwa czyhają na drogach. Jednym z takich niebezpieczeństw jest ryzyko zaśnięcia za kierownicą spowodowane długotrwałą jazdą bez odpoczynku. Z takich sytuacji rzadko wychodzą cało kierowca i jego pojazd. Tym, którzy muszą dużo jeździć oraz mają tendencje do zasypiania za kierownicą (osobiście znam jednego kierowcę, któremu zdarzyło się 3 razy zasnąć za kierownicą) dedykujemy niniejszy artykuł. Prezentowane w nim urządzenie ma na celu ustrzeżenie kierującego pojazdem przed obudzeniem się w rowie.
cji programowej przez jednostkę centralną procesora, w zdefiniowanych (z reguły jednakowych) odstępach czasu. W przypadku braku reakcji następuje zadziałanie zabezpieczenia.
Antyusypiacz w odróżnieniu od wyżej wymienionych systemów nie posiada na stałe zdefiniowanej podstawy czasu. Sygnał ostrzegawczy generowany jest w losowo wybranych odstępach czasu. W chwili wygenerowania sygnału ostrzegawczego urządzenie oczekuje na reakcję kierowcy, która polega na "skasowaniu stanu wzbudzenia" przyciskiem. Brak reakcji na sygnał ostrzegawczy spowoduje uruchomienie sygnału alarmowego.
Konstrukcja antyusypiacza jest wyjątkowo prosta dzięki zastosowaniu 8-nóż-kowego mikrokontrolera PIC 12C508.
Układ został dodatkowo wyposażony w funkcję symulacji alarmu samochodowego.
Ś Konstrukcja antyusypiacza
Schemat ideowy antyusypiacza przedstawiony został na rysunku 1. Wszystkie funkcje związane z realizacją algo-
Działanie urządzenia można porównać z czuwakami stosowanymi w lokomotywach. Na analogicznej zasadzie opiera się również działanie układów nadzorujących pracę mikrokontrolerów - watchdog stosowanych w technice mikroprocesorowej. W obu przypadkach konieczne jest okresowe wykonanie określonej czynności przez człowieka bądź pewnej sekwen-
BU2ER
US1 PIC12C508
C1 47n
Vdd Vss
GFS/OSC1/CLKIN GPO
GP4/OSC2 GP1
GFS/MCLR Gl =2/T0CKI
On O
1 r
KASOWANIE
~|------T47/JF 220/iF ~r
O GND
rytmu działania antyusypiacza spetnia mikrokontroler US1. Zastosowanie mikrokontrolera firmy Microchip pozwoliło w znacznym stopniu uprościć konstrukcję całego urządzenia. W strukturę mikrokontrolera wbudowany został układ nadzorujący jego pracę (watchdog), układ automatycznego zerowania po włączeniu zasilania oraz wewnętrzny generator RC.
Zastosowanie wymienionych układów wewnętrznych pozwoliło na redukcję elementów dyskretnych do minimum. Duży prąd wyjściowy portów układu PIC12C508 (25 mA) pozwala na sterowanie BUZERA bezpośrednio z wyjść GP4 i GP5. Również dioda LED sygnalizująca stan urządzenia jest dołączona do portu
Odczytał
ustawienia
Z1 IZ2
Pobierz wartość losową x
Programuj czasomierz wartością x
TAK
Zapal LED, Włącz sygnał ostrzegawczy
Programui czasomierz na czas 3s
TAK
Zgaś LED, Wyłącz syg nał ostrzegawczy
TAK-
Rys. 1 Schemat ideowy antyusypiacza dla kierowców
Rys. 2 Algorytm działania programu
18
Tabela 1 Programowanie zakresu czasów uaktywnień za pomocą zworek Zł i Z2
Zwora Czas uaktywnienia
Z1 Z2 min. maks.
zwarta zwarta 1Osek. 1 min.
zwarta rozwarta 1 min. 5 min.
rozwarta zwarta 1Osek. 10 min.
rozwarta rozwarta 1 min. 30 min.
mikrokontrolera. Dzięki istnieniu wewnętrznych rezystorów pull-up na liniach GPO, GP1 i GP3 nie było konieczne stosowanie dodatkowych rezystorów do dołączenia klawisza WŁ1 i zworek Z1 i Z2. Napięcia + 5 V niezbędnego do poprawnej pracy mikrokontrolera dostarcza stabilizator US2. Urządzenie zasilane jest napięciem +1 2 V pochodzącym z instalacji samochodowej. Rezystor R2 ma za zadanie zmniejszenie strat mocy w stabilizatorze LM 78L05.
B Algorytm działania
Algorytm podstawowej ścieżki programu przedstawiony został na rysunku 2. Po włączeniu zasilania mikrokontroler odczytuje ustawienie zworek Z1 i Z2. Za ich pomocą możliwe jest zdefiniowanie zakresu czasów uaktywnień co przedstawione zostało w tabeli 1.
Po ustaleniu zakresu wartości czasów programowania, uruchamiany jest generator liczb losowych z takimi parametrami aby dostarczał wartości z zaprogramowanego zakresu. Następnym krokiem jest zaprogramowanie tajmera losową wartością i jego uaktywnienie. Po uptywie zadanego czasu urządzenie przechodzi do stanu wzbudzenia, w którym zapala się dioda świecąca i generowane są trzy impulsy ostrzegawcze w odstępach jednose-kundowych. W tym czasie testowany jest stan klawisza WŁ1. Jego wciśnięcie spowoduje wyjście ze stanu wzbudzenia (dioda LED gaśnie) i powrót do procedury programowania tajmera kolejną losową wartością.
Jeżeli w czasie 3 sekund od przejścia urządzenia w stan wzbudzenia nie zostanie wciśnięty klawisz WŁ1, urządzenie przejdzie w stan alarmu. W tym stanie dioda LED miga z częstotliwością 2 Hz a BUZER generuje modulowany sygnał alarmowy. Wyprowadzenie urządzenia ze stanu alarmu jest możliwe po dziesięciokrotnym wciśnięciu klawisza WŁ1 lub po wyłączeniu i ponownym włączeniu zasilania.
Jak wynika z powyższego opisu obsługa antyusypiacza jest prosta i polega na kasowaniu stanu wzbudzenia w losowych odstępach czasu. Aby uzyskać dużą skuteczność działania urządzenia, należy odpowiednio zaprogramować zakres czasów uaktywnień (zworki Z1 i Z2). Urządzenie powinno uaktywniać się na tyle często, żeby zapobiec zaśnięciu i jednocześnie na tyle rzadko, żeby zbytnio nie odrywało uwagi kierowcy.
Program obsługi wyposażony został w jeszcze jedną funkcję. Wciśnięcie klawisza WŁ1 w dowolnym momencie na czas dłuższy niż 2 sekundy spowoduje przejście urządzenia w tryb emulacji alarmu. W tym stanie dioda LED miga z częstotliwością 1 Hz i funkcje antyusypiacza stają się nieaktywne. Ponowne wciśnięcie klawisza WŁ1 spowoduje powrót urządzenia do normalnej pracy. Funkcja symulatora alarmu samochodowego pozwala zrobić użytek z antyusypiacza podczas postoju samochodu.
Ś Montaż i uruchomienie
Układ zmontowany ze sprawnych elementów nie wymaga żadnych zabiegów podczas uruchamiania. Aby sprawdzić poprawność działania urządzenia najlepiej ustawić najmniejszy zakres czasów uaktywnień tzn. zewrzeć zworki Z1 i Z2. Po włączeniu zasilania należy odczekać od 10 sekund do 1 minuty na zapalenie się diody elektroluminescencyjnej D1. Zapaleniu diody LED powinno towarzyszyć krótkie impulsy ostrzegawcze. Wciśnięcie klawisza WŁ1 przed wygenerowaniem trzeciego impulsu powinno zgasić diodę LED. Brak reakcji na sygnał ostrzegawczy spowoduje włączenie sygnału alarmowego.
Sygnał alarmowy powinien być dwa razy głośniejszy od impulsów ostrzegawczych (sygnały na wyjściach GP4 i GP5 są przesunięte w fazie o 1 80�). Jeżeli jednak okaże się zbyt cichy, to można pokusić się o prostą rozbudowę urządzenia pozwalającą znacznie zwiększyć moc generowanego sygnału alarmowego. W tym celu do wyjścia GP4 mikrokontrolera dołączamy klucz tranzystorowy. Między kolektor dodanego tranzystora a +1 2 V należy dotą-czyć drugi BUZER. Sygnały ostrzegawcze będą wówczas generowane tylko przez BUZER na ptytce, natomiast sygnał alarmowy przez obydwa przetworniki.
Antyusypiacz po umieszczeniu w odpowiedniej obudowie należy umieścić
Rys. 3 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów caż elementów
Półprzewodniki
US1 - PIC 12C508 z programem "SEN'
US2 - LM 78L05
D1 - LED, kolor świecenia czerwony
Rezystory
R2 - 68 Q/0,25 W
R1 -680 n/0,125 W
Kondensatory
C1 - 47 nF/50 V ceramiczny
C2 -47/iF/16V
C3 -220/*F/16V
Inne
WŁ1 - mikrowłącznik
BUZER - przetwornik piezoelektryczny
płytka drukowana numer 440
w pobliżu kierownicy tak żeby dioda D1 byta łatwo zauważalna. Urządzenie nie może znajdować się jednakże zbyt blisko, żeby dostęp do wyłącznika WŁ1 byt swobodny.
Warto również przewidzieć miejsce do zamontowania w urządzeniu wyłącznika zasilania, szczególnie wtedy gdy nie zamierzamy wykorzystywać funkcji symulatora alarmu.
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki i zaprogramowane układy PIC 12C508 z dopiskiem SEN można zamawiać w redakcji PE. Cena: płytka numer 440 - 2,00 zł
PIC 12C508SEN - 25,00 zł
+ koszty wysyłki.
Niektóre podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
mgr inż. Rafat Bierestowski
oi/99
19
GIEŁDA
Sprzedam TRX Digital 941 z osprzętem, wzm. mocy KF 250W cena 1,400 zł. Bogusław Bizior 22-450 Zawada 242 woj. zamojskie
Wykrywacz złota, skarbów, militariów sprzedam. Kupię układ scalony UL 1970 lub UAA1 70 30 szt. tel. [phone]
Skaner Uniden 4BC-60 400 zł, skaner Handic 1600 MK-III 850 zł, TRX CT-145 450 zł, TRX Armii Nato 2 szt. cena do uzgodnienia SWR-1 44-500 MHz 70 złtranzystory w.cz. mocy. Zbigniew Józwik ul. Poprzeczna 1 5/1 2 62-005 Owińskatel. 061 8126783
Sprzedam kompletne czujniki ruchu do systemów alarmowych oraz kity oscyloskopu tranzystorowego (części + dokumentacje). Informacje pod numerem tel.; 060 31 91437
Nowy magnetofon reporterski SonyTCM S68V zamienię nawszystkie tomy "Empfanger Schal-tungen" Der Radio Industrie. Mieczysław Trza-skacz ul. tódzka 39m33 97-300 Piotrków Tryb. tel. [phone]
Poszukuję zaprogramowany EPROM do wielofunkcyjnego częstościomierza 1.2GHZ opisanego w EE 09/93 Proszę o kontakt Andrzej Żuk 37-450 Stalowa Wola Poniatow-skiego 2m21 tel. [phone]
Sprzedam oscyloskop C1-99 100 MHz x 2 kana-ly 980zł, wobulo-skop XI-19A
1GHz- 2 kana-ly -290zł. Ksero Sanyo walizkowe A4- 680 zł. Tadeusz Stopka oś. tu-kaszówki 5/34 34-500 Zakopane
wymienię, wypożyczę .A. Wyka ul. Lipowa 6a/17 81-572 Gdynia, tel,0602 224228
Kupię TMS-3763, TMS-4464. Oferty z ceną proszę przesyłać na adres; Bartłomiej Lewko ul. Pogodna 14 22-670 Bełżec
Sprzedam dekoder surround z PE 2/97 złożony i uruchomiony cena 50 zł lub zamienię na PE rocznik 96, 95. Dariusz Dembowski 87-211 Wielkie Radowiska Kurkocin 36
Sprzedam lampy ECH81 EF80 EF95 ECC81 ECC85 EL95 ECC83 ECC803S QQEE03/12 EF806F EF806S E88CC. Magnetofon lampowy Wilga -Tonsil i Tonette ZRK. Piotr Trusiewicz Lu-boń ul. Szkolna 60
Sprzedam lampy ECC82, 83 EM84 PCC88-1,2,3,4 zł-cena zależy od ilości 032 2054634 Kornel
Wykrywacze metali, schematy, sondy, płytki, komplety elementów sprzedam, kupię, wymienię na inne. S. Królak ul. Wyki 19/ 6 75-329 Koszalin tel. [phone]
Sprzedam moduły końc. mocy MOS 100-300W.b.małe płytki (SMD) uruchomione, również moduły zasilacza. Niedrogo! tel.[phone]
Sprzedam radzieckie " Radio" z lat 1 970-1 987. Pełny wykaz koperta-hznaczek. Jerzy Sapa ul. Poniatowskiego 37/108 37-450 Stalowa Wola
^* Giełda "Praktycznego Elektronika"
Począwszy od numeru 11/98 wprowadziliśmy my nową rubrykę bezpłatnych ogłoszeń drobnych. Mamy nadzieję, że rubryka ta przysłuży się naszym Czytelnikom, którzy będą chcieli sprzedać, kupić lub wymienić podzespoły elektroniczne, urządzenia pomiarowe, schematy, literaturę itp.
Zasady zamieszczania ogłoszeń drobnych
1. Bezpłatne ogłoszenia drobne przyjmowane są wyłącznie od osób fizycznych.
2. Treść ogfoszenia może dotyczyć sprzedaży, kupna, wymiany lub innych propozycji związanych z branżą elektroniczną.
3. Ogłoszenia drobne zawierające nie więcej niż 180 znaków przyjmowane są wyłącznie na aktualnych kuponach zamieszczanych w "Praktycznym Elektroniku".
4. Kupon zawiera 180 kratek które należy wypełnić dużymi drukowanymi literami, z zachowaniem odstępu jednej wolnej kratki pomiędzy wyrazami.
5. Ogfoszenia można nadsyłać na adres redakcji:
"Praktyczny Elektronik", ul. Jaskółcza 2/5, 65-001 Zielona Góra, koniecznie z dopiskiem GIEŁDA PE.
WA/krywacz metali prod. zach. sprzedam, kupię,
f^i � l J TlTT1 Bezpłatne Ś -__ ~1 f\ M fu Ck r* fu* ogłoszenia Kupon ważny do \J lvi Vi- �Ł X 3JJ drobne 20.02.1999






miąi Adres. nazwisko. lć w kopercie z dopiskiem GIEŁDA PI

Kupony prosimy przesyh
20
Poszukuję schemat wykrywacza cząstek metali o średnicy od 0,2 mm mieszczących się w polu o średnicy ok. 60 mm. Eugeniusz Witucki 85-133 Bydgoszcz ul. Konopna 26/66
WA/konuję na zamówienie każdego rodzaju przewody połączeniowe standartowe - nietypowe dla wszelkiego rodzaju urządzeń RTV audio komputerowego telekom i inne parametry do uzgodnienia . Marek Staszewski Poznań ul Grunwaldzka 250/6 tel.[phone]
Poszukuję schematów radioodbiorników lampowych Pionier Kosmos orsz Nordmark kupię lampę AL4 kupię schematy radioodbiorników wyprodukowanych przed 1960 r. Proszę o oferty.Adam Nowak 29-100 Włoszczowa ul. Południowa 14 tel. [phone]
Sprzedam czasopisma "Audio" i "Radio - Audio". Kupię tanio oscyloskop dwukanałowy (może być uszkodzony) lub zamienię na Mini-disc Sony MDS - JE520 nowy 999 zł lub inne komponenty Sony Sylwester Szczepański 076 8563304 Legnica
Sprzedam:RX"R-250" miernik radiacji "RKSB-104" 35zł (cyfrowy).Analogowy "RK-67-3" 25zł. Cyfrowy autotester "KT-100" 1 OOzł. Kupię; mieś. "Radio" z lat 1 985 do 98 (ros.). Lampowy RLC. schemat "R-467". Anatol Fiołów ul. Kś. Ściegiennego 5 17-200 Hajnówka
Proponuję bezgotówkową wymianę. Przyślij schematy ciekawych urządzeń elektronicznych, odeślę ci tyle samo innych. Spis wysyłam za
darmo (ok. 1 50 pozycji). Uczciwość i terminowość 100%. Andrzej Piotrowski Korytniki 9/4 37-741 Krasiczyn
Sprzedam bazę danych w MS ACCES; części, schematy, artykuły itd.(spisane z prasy elektronicznej), które można przeszukiwać, ^o. i^dć, łączyć tematycznie... 1 5złtel.095 7351713
Filtry z serii FCD-465 PP107. Dokumentacje TRY-A UKF FM-SSB. Roczniki Radioamatora
1 Krótkofalowca z lat sześćdziesiątych kupię Mieczysław Biedroń ul. Mordarska 29 Limanowa 34-600
Wykonam obwody drukowane jedno i dwustronne z metalizacją odbiór za zaliczeniem pocztowym. A. Moniak Bolechowice 1 07 32-082 woj krakowskie tel. [phone] po godz. 18
Sprzedam diody prostownicze 100 Amper 16 szt. 1 5 zł/szt. Michał Cębrzyński, ul. Kopernika 9 42-287 Psary, tel. [phone].
Sprzedam oscyloskop Cl -118A dwukanałowy, 20 MHz.Cena:400złtel.043 6775370
Wysokiej klasy wykrywacze metali typu Pl z rozróżnieniem i selekcją sprzedam, wszechstronne zastosowanie. Zasięg w gruncie 2,5 m.
2 sondy 30 i 45cm. Ceny 500 , 1 500 zł. Z. Nowak ul. Leśna 7e/3 42-300 Myszków
Sprzedam zmontowany i uruchomiony wzmacniacz 2x50W lub 1x100W, kolorofony -1 50zł, zasilacz komputerowy - 50 zł i inne
?????????? ???????????????
Imię Nazwisko
?? ???????????????? ????????
ul./os. Ulica (miejscowość, wieś) Numer domu / posesji
Wszystkie dane
??
Kod pocztowy
Poczta (miejscowość)
JH
5.5
li
1%
Płytki
Numer Ilość
DDD szt. DD
??? szt. nn
??? szt. ??
DDD 2 ??
??? szt. ??
DDD 2 ?? DDD szt. DD
??? Szt. nn
Czasopisma
Numer/rocznik Ilość
nn/nnszt.nn nn/nn �*. nn nn/nnszt.nn nn/nn szt. nn nn/nn szt. nn nn/nn szt. nn
Uwagi:
nnn nnn nnn
nnn nnn
układy elektroniczne, schematy - 1 zł, czasopisma o elektronice. Marek Szafrański ul Obozowa 73/13 01-425 Warszawa
Sprzedam komputerowy spis wszystkich roczników PE EP EDW EE RE od 89 katalog w Access lub Excel Win95 1 dy.^.:. <:-.-j wyszukiwanie artykułów na określony temat cena 1 2 zł + opł. pocztowa Mariusz Dulewicz ul Królowej Jadwigi 9B/5 76-1 50 Darłowo tel. [phone]
Sprzedam wysokiej klasy wykrywacze typu Pl z rozróżnianiem do monet, skarbów, militariów oraz wykrywacze Pl ramowe o zasięgu do 5m Ceny 500 do1500zł Zbigniew Nowak ul. Leśna 7e/3 42-300 Myszków
Kierowco - elektroniczna blokada zapłonu silnika (w obud. do każdego auta, łatwa instalacja) - w 99% skuteczna p. złodziejom (niekon-wencj. rozwiązanie). 90 zł (zamów, na k. poczt.). Zawsze aktualne. Dariusz Knull pl. Ryme-ra4a/5 41-800 Zabrze
WA/krywacze metali z rozróżnianiem lub bez. Zasięg 3 metry. Gwarancja. Dokumentacje wykrywaczy sprzedam, kupię, zamienię. Naprawianie gratis WA/krywaczy tel.[phone]
Kupię modulator TV z PE 9/98; wzm. Mocy w.cz. do pilotów 433 MHz (500 m) zasięgu itp. Ksero ster. radiowe na ukł. Holtek (schematy aplikacje itp.) i opis 4-kanałowego zdał. ster. w podczerwieni, Dominik Szanweber, Pl. Władysława Jagiełły 32, 97-320 Wolborz, tel. [0-44) 61-64-797 30 1 9-tej.
^oszukuję schema-:ów przystawki zmieniającej OTV n oscyloskop. Arkadiusz Mache-Śzyński.Kropiwnik 1, 67-r-r RrTog Cł, :el. (0-oc; .-,00-48-84.
Wody elektronik ^oszukuje książek, :zasopism, związanych z naprawą TTV i serwisem. Poszukuję książek d podstawowych zagadnieniach i elektroniki i napr-n'ó. sprzętu RTV. Vlogą być używane. Sławomir larosz, ul. Kusociń-;kiego 17/101, 39-300 Mielec.
personalne wpisać literami drukowanymi
Kserokopie
Numer płytki
W przypadku zamawiania kserokopii artykutów 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 tytut artykułu i numer PEwrubryce UWAGI.
Elektronik oi/99
21
Tester wzmacniaczy operacyjnych
Przedstawiony w tym artykule tester scalonych wzmacniaczy operacyjnych może być pomocny podczas naprawy urządzeń elektronicznych, gdy podejrzewamy, że dany wzmacniacz operacyjny jest uszkodzony. Tester ten przydatny jest również przy montażu układów wykonanych w oparciu o wzmacniacze operacyjne - możemy być pewni, że układ zmontowany będzie z dobrych podzespołów.
Wzmacniacze operacyjne dzięki swojej uniwersalności znajdują szerokie zastosowanie do realizacji różnorodnych układów elektronicznych. Bogata oferta producentów podzespołów elektronicznych oraz stosunkowo niska cena powodują, że konstruktorzy układów elektronicznych w swojej pracy bardzo często sięgają po tego typu układy.
Wzmacniacze operacyjne, podobnie jak zwykłe wzmacniacze np. tranzystorowe służą do wzmacniania napięć lub mocy. Jednak wyższość wzmacniaczy operacyjnych polega na tym, że sposób działania takiego układu jest określony głównie poprzez elementy zewnętrzne dołączane do danego wzmacniacza operacyjnego. W wypadku zwykłych wzmacniaczy sposób działania układu mocno zależy od budowy wewnętrznej takiego układu.
Podstawowym ograniczeniem stosowania wzmacniaczy operacyjnych jest pasmo częstotliwościowe, które, ze względu na wymaganie dużego wzmoc-
nienia, nie jest szerokie. W zakresie małych częstotliwości układy ze wzmacniaczami operacyjnymi, jako elementami aktywnymi, prawie całkowicie zastąpiły klasyczne rozwiązania tranzystorowe. Wzmacniacze napięciowe budowane z użyciem wzmacniaczy operacyjnych nie wymagają separacji stopni pojemnością sprzęgającą. Występuje zatem ograniczenie pasma jedynie od góry. Tworzone wzmacniacze są zatem wzmacniaczami dolnoprzepustowymi. Pasmo przenoszenia wzmacniacza zależy wyłącznie od właściwości częstotliwościowych wzmacniacza operacyjnego. Prezentowany tutaj tester wzmacniaczy operacyjnych nie mierzy parametrów wzmacniacza operacyjnego, takich jak wejściowe napięcie niezrówno-ważenia czy częstotliwość graniczna, lecz sprawdza, czy prawidłowa jest wartość wzmocnienia napięciowego wzmacniacza z zamkniętą pętlą sprzężenia zwrotnego. Gdy wzmocnienie wzmacniacza odbiega od wartości uznanej za
Rys. 1 Podstawowe rodzaje układów pracy
wzmacniaczy operacyjnych: a) wzmacniacz odwracający fazę sygnału
wejściowego,
b) wzmacniacz nieodwracający fazy sygnału wejściowego
prawidłową, oznacza to, że układ jest uszkodzony.
Wyróżnić można dwa typy wzmacniaczy opartych na wzmacniaczach operacyjnych: odwracający fazę sygnału wejściowego (rysunek 1a), oraz nieod-wracający fazy sygnału wejściowego (rysunek 1 b).
Wzmocnienie wzmacniacza odwracającego fazę sygnału wejściowego (rysunek 1 a) jest określone za pomocą rezystorów R1 i R2 i wynosi: Ku = - (R2 / R1). Znak minusa świadczy o tym, że układ odwraca fazę. Analogicznie, wzmocnienie wzmacniacza nie-odwracającego fazy sygnału wejściowego (rysunek 1 b) jest określone wzorem: Ku = 1 + (R2 / R1). Jak widać w obu przypadkach wzmocnienie wzmacniacza nie zależy od rodzaju użytego wzmacniacza operacyjnego, lecz tylko od wartości elementów zewnętrznych. Znając wartości rezystorów dołączonych do wzmacniacza możemy obliczyć wzmocnienie układu niezależnie od typu zastosowanego wzmacniacza operacyjnego. Przyjęto tu milczące założenie, że wzmocnienie wzmacniacza operacyjnego w otwartej pętli sprzężenia zwrotnego jest bardzo duże.
Ś Opis układu
Schemat testera wzmacniaczy operacyjnych przedstawiony został na rysunku 2. Układ scalony US1 jest precyzyjnym, stabilizowanym termicznie źródłem napięcia o wartości 1,2 V. Układ ten wraz z rezystorami R1 i R2
22
R5 56k
US2 LM324
"ZŁY" "DOBRY"
LM 78L15
~T ~|~100n 100n~T ~T~
C9 22/jF
LM 79L15
+T1 ~|~100n 100n~T +T1
C10 22/jF
Rys. 2
Schemat ideowy testera wzmacniaczy operacyjnych
wytwarza napięcie wejściowe dla badanego wzmacniacza. Testowanie wzmacniacza jest możliwe w konfiguracji układu odwracającego i nieodwracającego fazę sygnału wejściowego. Wybór konfiguracji dokonywany jest za pomocą przełącznika bistabilnego WŁ1.
Uwy US2B/C US2C
0V U we
5,1V 6,8V
1 US2B
Uwy US2D i Uprogi Upr og2

0V U we
5,1V 6,8V
Upr og1 Upr og2
Uprog2-U rogi
Rys. 3 Poziomy napięć dla komparatora okienkowego
Wzmocnienie napięciowe badanego wzmacniacza operacyjnego w konfiguracji układu odwracającego określone jest przez elementy R3, R4 i P1 i wynosi: Ku = - (P1 + R7) / R3. Podobnie, dla konfiguracji wzmacniacza nie-odwracającego o wzmocnieniu decydują elementy R6, R8 i P2. W tym wypadku wzmocnienie jest równe: Ku = 1 + (R6/ (R8 + P2). Ze względu na fakt, że wartości rezystancji rezystorów określone są z pewną tolerancją, do dokładnego ustawienia wzmocnienia układu służą potencjometry montażowe P1 i P2. Zastosowanie ich eliminuje konieczność stosowania ciężko dostępnych i stosunkowo drogich precyzyjnych rezystorów o małej tolerancji. Dodatkowo, dla konfiguracji wzmacniacza odwracającego fazę, sygnał wyjściowy z badanego wzmacniacza podawany jest na wzmacniacz US2A. Wzmocnienie tego układu jest równe: Ku = - (R5 / R4) = - 1. Wzmacniacz ten ma na celu jedynie odwrócenie fazy sygnału i nie zmienia jego poziomu.
Sygnał z wyjścia wzmacniacza US1A (dla układu odwracającego) lub z wyjścia badanego wzmacniacza (dla układu
nieod wracającego) jest podawany na wejście komparatora okienkowego. Komparator ten ma za zadanie sprawdzić, czy poziom sygnału mieści się w zadanym przedziale. Działanie komparatora okienkowego można porównać do przełącznika progowego o dwóch wartościach progowych. Napięcie wyjściowe zmienia się skokowo przy ściśle określonych wartościach napięcia: dolnej i górnej. Wartości te określają szerokość "okienka" i są ustalone za pomocą elementów R9 i D2 (pierwsze napięcie progowe Uprog]) oraz R10 i D1 (drugie napięcie progowe Uprog2).
Komparator okienkowy składa się z dwóch kom paratorów progowych US2B i US2C, układu iloczynują-cego diody D3 i D4, oraz wzmacniacza US2D. Jeżeli napięcie wejściowe doprowadzone do komparatora (nóżki 13 i 10 US2 jest niższe niż Uprogl - 5,1 V, to wyjście US2C jest w stanie niskim. Po przekroczeniu progu napięcia komparator zmienia swój stan na wysoki (rysunku 3). Natomiast gdy napięcie wejściowe komparatora jest niższe niż Uprog2 - 6,8 V, wyjście US2B jest w stanie wysokim, który zmienia
ifekktionik 01/99
23
[o
Rys. 4 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
się na niski po przekroczeniu progu (rysunek 3).
Zatem gdy napięcie wejściowe komparatora mieści się w przedziale od + 5,1 V do +6,8 V, wówczas poziom napięcia wyjściowego, za układem ilo-czynującym wynosi około + 1 3 V i świeci dioda D6. Dioda D5 jest wówczas spolaryzowana w kierunku zaporowym i nie świeci. Gdy napięcie wejściowe znajduje się poza przedziałem - napięcie wyjściowe wynosi okoto -1 3 V. Teraz dioda D6 jest spolaryzowana w kierunku zaporowym, natomiast świeci dioda D5. Jeśli więc wzmocnienie badanego wzmacniacza zostanie tak dobrane, by jego napięcie wyjściowe (dla sprawnego wzmacniacza operacyjnego) mieściło się w przedziale od 5,1 V do 6,8 V, wówczas dla sprawnego wzmacniacza w kierunku przewodzenia spolaryzowana zostanie dioda D6, natomiast dla wzmacniacza uszkodzonego (napięcie wyjściowe poza przedziałem) - w kierunku przewodzenia spolaryzowana zostanie dioda D5. Diody te sygnalizują więc stan badanego wzmacniacza operacyjnego.
Cały układ zasilany jest napięciem symetrycznym ą15 V. W zasilaczu wykorzystano scalone stabilizatory napięć:
US3 dla napięcia +15 V oraz US4 dla napięcia -1 5 V.
Ś Montaż i uruchomienie
Cały układ zmontowany został na jednej płytce drukowanej. Na płytce znajduje się także przetącznik bistabilny typu ISOSTAT. Układ scalony US2 można umieścić w podstawce. Eliminuje to możliwość zniszczenia układu podczas lutowania, a także ułatwia ewentualną wymianę w wypadku jego uszkodzenia. Szczególną uwagę należy zwrócić na precyzję montażu układu US1. Układ ten można bardzo łatwo przegrzać podczas lutowania.
Badany wzmacniacz operacyjny należy umieścić w podstawce dołączonej do punktów H6 na ptytce zgodnie ze schematem ideowym. Do płytki należy też doprowadzić napięcie zasilania z transformatora sieciowego (2x18 V).
Po zmontowaniu układu w miejscu badanego wzmacniacza umieszcza się sprawny wzmacniacz operacyjny. Dla obu konfiguracji badanego wzmacniacza należy ustawić potencjometrami P1 i P2 napięcie wyjściowe (wyprowadzenie 13 lub 10 US2) około 6V (środek
wyicaz element ow^^^^^H
Półprzewodniki ^^^^^^^^^^|
US1 - LM 385-1,2
US2 - LM 324
US3 - LM78L15
US4 - LM79L15
D1 - dioda Zenera 6,8 V,
typ dowolny
D2 -diodaZenera 5,1 V,
typ dowolny
D3, D4 - 1N4148
D5 - dioda LED czerwona
D6 - dioda LED zielona
PR1 - mostek prostowniczy,
1 A/100Vnp. GB008
Rezystory -430 0/0,125 W -470 0/0,125 W
R10
R9, R12
R1 -2,2 kO/0,125 W
R2 - 10kfi/0,125 W
R11 -22kfi/0,125 W
R8 -33 kO/0,125 W
R3, R4, R5 - 56kO/0,125 W
R6, R7 -220kO/0,125 W
P2 - 100kQTVP 1232
P1 -47 kOTVP 1232
Kondensatory ^^^^^^^^^^H
C2 - 47 nF/50 V ceramiczny
C5^C8 - 100 nF/50 V ceramiczny
C1, C9, C10 - 22 /i F/25 V
C3, C4 -470/iF/50V
|nne 1
WŁ1 - przełącznik bistabilny typu
ISOSTAT (4 sekcje)
płytka drukowana numer 442
okienka). Powinna wówczas zaświecić dioda D6. Po odłączeniu "dobrego" wzmacniacza operacyjnego od układu, dioda D6 powinna zgasnąć, a zaświecić się dioda D5. Po tych regulacjach tester gotowy jest do pracy. Zmiana konfiguracji badanego wzmacniacza może odbywać się przy włączonym zasilaniu, natomiast podłączanie i odłączanie badanego wzmacniacza zaleca się wykonywać przy wyłączonym zasilaniu testera. Należy też uważać, by prawidłowo podłączyć badany wzmacniacz, gdyż w przeciwnym wypadku można spowodować jego uszkodzenie. Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 3,05 zł + koszty wysyłki. Niektóre podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO.
0 Radosław Smaga
24
Pomysły układowe -proste zasilacze regulowane
Obecnie prawie nikt nie buduje zasilaczy stabilizowanych z dyskretnych elementów. W wielu konstrukcjach królują monolityczne zasilacze trój końcówkowe, na czele ze stabilizatorami napięć dodatnich LM 78XX i ujemnych LM 79XX. Oba stabilizatorów produkowane są w kilkunastu wersjach napięciowych i prądowych. W życie jednak często ptata figle i nie posiadamy stabilizatora o napięciu wyjściowym takim jakiego potrzebujemy. Problemowi temu można zaradzić w prosty sposób, opisany w tym artykule. Jedynym ograniczeniem jest to, że stabilizator który posiadamy, musi być na napięcie niższe niż napięcie które chcemy uzyskać. Wynika ztego prosty wniosek, że warto mieć w zapasie stabil izatory na napięcie 5 V, zarówno dodatnie jak i ujemne.
Schemat klasycznego stabil izatora z układem LM 78XXzamieszczono na rysunku 1. Pominięto na nim, a także na pozostałych schematach, kondensatory elektrolityczne i ceramiczne, które powinny być umieszczone na wejściu i wyjściu układu. Napięcie wyjściowe układu zdeterminowane jest wewnętrznym dzielnikiem napięcia i nie podlega regulacji przez użytkownika. Wartość napięcia wyjściowego odniesiona jest do nóżki połączonej z masą układu.
Warto przypomnieć, że różnica napięcia wejściowego i wyjściowego dla tej rodziny układów powinna wynosić minimum 2 V. Jeżeli do wejścia układu doprowadzone jest napięcie z zasilacza niestabilizowanego różnicę tą należy powiększyć o wartość napięcia uwzględniającą napięcie tętnień UT. W praktyce wystarczy różnicę powiększyć do ok. 3,0-^3,5 V. Przy tym nie można się sugerować pomiarem napięcia przeprowadzonym
Rys. 1 Klasyczna aplikacja stabilizatora LM 78XX (na schemacie pominięto kondensatory elektrolityczne i ceramiczne na wejściu i wyjściu układu)
woltomierzem Uwo|t, gdyż wskaże on wartość średnią napięcia Uweśr, która jest wyższa od chwilowej wartości napięcia, w czasie gdy kondensator filtru jest rozładowywany (rys. 1).
Rys. 2 Układ z jednym rezystorem zwiększający napięcie wyjściowe stabilizatora
Najprostszym rozwiązaniem opisanego na wstępie problemu jest zastosowanie dodatkowego rezystora, lub potencjometru (rys. 2). W układzie tym wykorzystano fakt, że prąd spoczynkowy IQ wypływający z nóżki masowej jest w przybliżeniu stały, jego zmiany w funkcji prądu obciążenia wynoszą ok. 6%. Prąd IQ wywołuje na potencjometrze P1 spadek napięcia proporcjonalny do wartości rezystancji. Układ LM 78XX stabilizuje napięcie USJ pomiędzy swoim wyjściem, a nóżką masową połączoną z potencjometrem. Zatem napięcie wyjściowe układu z rys. 2 będzie sumą napięć stabilizatora i spadku napięcia na potencjometrze P1. Zmiany napięcia wyjściowego w funkcji prądu obciążenia będą mniejsze od 5% dla pełnego przedziału prądów obciążenia.
Rozwiązanie to jest szczególnie poleca-
O
o
= 0,5-M-lQ
lD[mA]=-
UP
usT[V]+o,ev
0,6V+(lD[rnA]
R1 [kQ] lQ[mA] Ś
-P1[kQ]
Rys. 3 Układ z dwoma rezystorami zwiększającymi napięcie wyjściowe stabilizatora
Rys. 4 Układ z tranzystorem zwiększający napięcie wyjściowe stabilizatora
ne w układach ze stałym poborem prądu, lub przy niewielkich wahaniach prądu obciążenia. Potencjometr można zastąpić odpowiednio dobranym rezystorem, co nie nastręcza trudności w zamontowaniu układu na płytce drukowanej, na której przewidziano miejsce dla samego stabilizatora.
Drugim rozwiązaniem jest układ przedstawiony na rysunku 3. Jago zaletą w stosunku do poprzedniego jest ograniczenie wpływu zmian prądu obciążenia na napięcie wyjściowe. Uzyskano to dzięki zastosowaniu dzielnika napięciowego R1, P1. W układzie tym podobnie jak poprzednio układ LM 78XX stabilizuje napięcie wyjściowe względem swojej nóżki masowej. Także tutaj napięcie wyjściowe jest równe sumie napięcia stabilizacji układu i spadku napięcia na potencjometrze P1. Prąd ID dzielnika rezystan-cyjnego R1, P1 powinien mieć wartość ok. 3^-5 razy większą niż prąd spoczynkowy IQ. Dzięki temu wpływ zmian prądu IQ na napięcie wyjściowe jest mniejszy i nie przekracza 2% w pełnym zakresie prądów obciążenia. Także zastosowanie tego rozwiązania nie powinno nastręczyć większych problemów.
Jeszcze lepsze parametry można uzyskać w układzie z rysunku 4. Dalszą minimalizację wpływu zmian prądu spoczynkowego IQ na napięcie wyjściowe otrzymuje się w wyniku zastosowania dodatkowego tranzystora. Wpływ zmian prądu spoczynkowego na napięcie wyjściowe w tym układzie nie przekracza 1 %. Niestety zamontowanie tego układu w miejsce samego stabilizatora na płytce drukowanej wymaga nieco "gimnastyki", ale generalnie jest możliwe.
Przedstawione powyżej przykłady mogą być również stosowane przy układach stabilizatorów napięcia ujemnego. W układzie z rysunku 4 należy tylko zmienić typ tranzystora na komplementarny np. BC 547B. Połączenia elektrod tranzystora pozostają bez zmian.
OS.E.
Elektronik oi/99
25
Elektronika inaczej cz. 36 -przerzutniki
Rozpatrywane dotychczas połączenia bramek logicznych dawały sygnał wyjściowy zależny jedynie od aktualnego rozkładu sygnałów wejściowych. Można elementarne bramki połączyć tak, że sygnał wyjściowy będzie zależny od aktualnego stanu wejść jak i od poprzedniej sytuacji. Tego rodzaju układ logiczny nazywany jest układem sekwencyjnym w odróżnieniu od poprzednio poznanych układów kombinacyjnych. Układy sekwencyjne wykorzystują grupę układów podstawowych nazywanych przerzutni-kami. Zasadniczą funkcją przerzutnika jest pamiętanie jednego bitu informacji.
B Przerzutnik RS
Można go zbudować przez odpowiednie połączenie dwóch bramek NAND. Jedno wejście każdej bramki połączone jestzwyjściem drugiej bramki. Połączenie to ilustruje rys. 1a.
Rys. 1 Przerzutnik RS
Dwa wolne wejścia bramek zostaną wykorzystane jako wejścia tak utworzonego układu. Podanie 1 na wejście S spowoduje pojawienie się stanu 1 na wyjściu Q. Podanie 1 na wejście R spowoduje zmianę stanu wyjścia na 0. Drugie wyjście - Q realizuje funkcję negacji wyjścia Q. Wejście S nazywane jest wejściem ustawiającym (Set) a wejście R wejściem zerującym (Reset). Stąd pochodzi nazwa przerzutnika - RS.
Stan wyjściowy przerzutnika zmienia się przez podawanie na wejścia kombinacji 0 - 1. Kombinacja 1-1 nie zmienia
stanu wyjść. Kombinacja 0-0 wprowadza wyjścia w stan trudny do przewidzenia tzw. stan nieokreślony i jest sytuacją niepożądaną. Działanie przerzutnika opisuje podana niżej tabelka:
s R Qn
0 0 0 -
0 0 1 -
1 0 0 1
1 0 1 1
0 1 0 0
0 1 1 0
1 1 0 0
1 1 1 1
Oznaczenie Qn określa stan wyjścia Q przed przyjściem określonej kombinacji sygnałów wejściowych S i R. Qn+1 oznacza stan wyjścia po przyjściu kombinacji sygnałów wejściowych. Jak więc widzimy sygnał wyjściowy przerzutnika zależy także od jego poprzedniej wartości.
Przerzutnik RS można zbudować korzystając z bramek NOR. Połączenia będą takie same, natomiast działanie nieco inne. Stanem nieokreślonym przerzutnika RS z bramek NOR będzie kombinacja 1-1. Nie zmienia stanu wyjść kombinacja 0-0.
Gdzie można zastosować przerzutnik RS? Jest to układ pamiętający stan 1 podany na wejście ustawiające lub zerujące. Stan ten można wymusić przełącznikiem chwilowym lub krótkotrwałym impulsem. Krótkotrwałe wciśnięcie przycisku spowoduje włączenie układu sterowanego przerzutni-kiem. Wyłączenie nastąpi po wciśnięciu przycisku zerującego. Inne zastosowanie, to wykrywanie krótkotrwałych impulsów.
Przerzutnik, którego stan wyjściowy zmienia się bezpośrednio po zmianie stanu wejść nazywany jest przerzut-nikiem asynchronicznym. Istniej dość duża grupa przerzutników, w których stan wyjścia zmienia się w określonym momencie czasu. Nazywane są one przerzutnikami synchronicznymi i wymagają dodatkowego sygnału tzw. sygnału zegarowego (CLK, C, T).
Ś Przerzutnik JK
Bardziej złożonym układem wewnętrznym i większą ilością wyprowadzeń charakteryzuje się przerzutnik JK. Ze względu na złożoność nie przytoczę jego schematu wewnętrznego a jedynie oznaczenie wyprowadzeń zewnętrznych. Jest on układem uniwersalnym, na bazie którego można realizować inne wersje przerzutników.
Ustawianie

Dane ------ J S Q
Zegar <; T Wy|ścia
Dane ------ K R Q
T
Zerowanie
Rys. 2 PrzerzutnikJK
Oznaczenie czterech wyprowadzeń znamy już z przerzutnika RS. Dodatkowymi są wejścia J i K służące do wprowadzania danych oraz wejście T przewidziane dla sygnału zegarowego. Przerzutnik ten może pracować zarówno asynchronicznie jak i synchronicznie.
Wejścia S i R używane są do określania stanów początkowych wyjść (ustawianie lub zerowanie- w odniesieniu do wyjścia Q). Rolę wejść w czasie dalszej pracy pełnią wejścia J i K. Nie mają one takich ograniczeń jak wejścia R, S. Akceptują wszystkie możliwe kombinacje sygnałów. Spotyka się wersje przerzutników JK tylko z jednym wejściem R lub S.
Przy pracy asynchronicznej sygnały wejściowe podaje się na wejścia R i S. Tabelka stanów wygląda następująco:
s R Q
0 0 nie wykorzystywane
1 0 1
0 1 0
1 1 praca synchroniczna
Praca synchroniczna może być realizowana jeśli stany wejść R i S są ustawione jednocześnie na 1. Stan wyjściowy zmienia się przy przejściu sygnału zegarowego T z poziomu wysokiego 1 na niski 0. Odwrotna sytuacja wystąpi jeśli wejście zegarowe nie będzie zanegowane jak w rozpatrywanym przykładzie. Stany wyjść po przełączeniu zależne są od stanów wejść J i K przed przełączeniem. Je-
26
śli oba wejścia znajdują się w stanie 0, to nie następuje zmiana stanu wyjścia po przełączeniu sygnału zegarowego. Jeśli znajdują się w stanie 1 - następuje zmiana stanu wyjścia na przeciwny (0 na 1 lub 1 na 0). Jeśli jedno wejście jest w stanie 1 a drugie w stanie 0 to ten układ jest przepisywany sygnałem zegarowym na wyjścia. Stan wejścia J jest przenoszony na wyjście Q a stan wejścia K na wyjście Q.
Po podłączeniu wejść J i K do +5 V (1 logiczna) zmiana stanu wyjścia Q następuje po każdej zmianie sygnału zegarowego z poziomu wysokiego na niski (1 na 0). Przejście to nazywane jest zboczem opadającym. Tak działający prze-rzutnik nazywany jest przerzutnikiem T. Popularnie nazywany jest także dwójką liczącą.

s Q -----
c T Q
b) i +5V
A
J s Q -----
T
C 1
K Q

Rys. 3 Przerzutnik T
Charakterystyczną właściwością prze-rzutnika T jest podział częstotliwości sygnału wejściowego. Sygnał wyjściowy ma dwa razy mniejszą częstotliwość niż sygnał wejściowy. Kaskadowo połączone przerzutniki T wykorzystuje się do zlicza-
nia impulsów lub do budowy liczników częstotliwości.
Przepisywanie sygnału wejściowego na wyjście to cecha przerzutnika typu D, nazywanego także zatrzaskiem. W ten sposób sygnał wejściowy zostaje zapamiętany do czasu ponownego zapisu.
Także przerzutnik D można wykonać z przerzutnika JK po podłączeniu inwerto-ra między wejścia J i K. Przerzutniki T i D wykonywane są w formie scalonej jako zestawy takich przerzutników w jednym układzie scalonym.
Przerzutnik D wykorzystuje się np. do zatrzaskiwania adresu przy tzw. multiple-ksowanych liniach danych i adresów w mikrokomputerach. Dzięki temu uzyskuje się jednoczesne występowanie pełnego adresu i danych. Inne zastosowanie to wykrywanie kierunku ruchu wirujących lub przesuwających się części maszyn. Do tego celu niezbędne są dwa przesunięte w fazie sygnały pochodzące np. z czujników optoelektronicznych, jeden sygnał podaje się na wejście D a drugi na wejście zegarowe T. Zależnie od kierunku ruchu zmienia się stan wejścia D w odniesieniu do opadającego zbocza sygnału na wejściu zegarowym. W efekcie poziom wysoki na wyjściu odpowiada jednemu kierunkowi ruchu a poziom niski drugiemu.
Ś Monowibrator
Układy logiczne w powiązaniu z elementami RC mogą być wykorzystane do generacji pojedynczych lub ciągów impulsów. Przykładem jest tutaj tzw. monowibrator. Inaczej nazywany także multi-wibratorem monostabilnym. Układ ten posiada jeden stan stabilny, do którego wraca po upływie pewnego czasu od wprowadzenia w stan przeciwny. Układ
Rys. 4 Przerzutnik D
Rys. 5 Monowibrator
ten wytwarza więc jeden impuls po pobudzeniu sygnałem zegarowym. Czas trwania impulsu nie zależy od parametrów sygnału wejściowego a jest dość precyzyjnie określony wartościami elementów RC.
Rys. 5b pokazuje jak zbudować monowibrator w oparciu o przerzutnik JK. Połączenie wejścia S z wyjściem Q przez rezystor R2 wymusza stan stabilny Q = 0 i Q = 1. Podłączenie wejść J i K przez R1 do +5 V uaktywnia wejście zegarowe T odpowiadające działaniu przerzutnika T. Niski stan napięcia (0) na wyjściu Q spowoduje zmniejszanie się napięcia na wejściu S. Szybkość zmiany zależy od wartości C i R2. Po osiągnięciu poziomu odpowiadającego 0 logicznemu nastąpi zmiana stanu wyjściowego na stabilny. Zadaniem diody D jest przyspieszenie rozładowania kondensatora C na początku stanu stabilnego. Poziom wysoki na wyjściu Q pojawia się jednocześnie na wejściu S. Opadające zbocze sygnału zegarowego wytworzy kolejny impuls wyjściowy, który trwa przez czas zależny od wartości C i R2.
Monowibrator służy nie tylko do wytwarzania pojedynczych impulsów
0 określonej długości. Może być wykorzystany do realizacji opóźnień czasowych. Np. sygnał z wyjścia Q może być wykorzystany jako sygnał zegarowy innego przerzutnika. Sygnał ten jest opóźniony względem sygnału zegarowego podawanego na wejście monowibratora.
Monowibratory wykonywane są w technikach TTL i CMOS. Wymagają dołączenia zewnętrznych elementów RC do ustalenia czasu trwania impulsu wyjściowego (opóźnienia).
9 Przerzutnik Schmitta
Spotkaliśmy się już z nim wcześniej -przy okazji zastosowań wzmacniaczy operacyjnych. Charakterystyczną jego cechą jest tzw. histereza. Oznacza ona różne poziomy sygnałów wejściowych wymagane do zmiany stanu wyjściowego z 0 na 1
1 odwrotnie. Realizowane w technologii TTL tzw. bramki Schmitta zmieniają stan wyjściowy z 1 na 0 przy napięciu wejściowym wyższym o 800 mV od napięcia wymaganego do przejścia ze stanu 0 na 1. Charakterystyka przejściowa takiej bramki pokazana jest na rys. 6b.
Stosowane są do formowania przebiegów prostokątnych na podstawie powolnych zmian sygnału wejściowego. In-
ikkktionik 01/99
27
Rys. 6 Bramka Schmitta
ne zastosowania to detekcja progowa i wytwarzanie ciągów impulsów.
H" Przykłady zastosowań przerzutników
Pierwszy przykład dotyczy wykorzystania przerzutników T do budowy licznika impulsów. Przerzutniki te należy potą-czyć kaskadowo tzn. wyjście Q dołączyć do wejścia T kolejnego przerzutnika.
Pokazany na rys. 7 układ składa się z trzech tzw. dwójek liczących (przerzutników T). Układ ten posiada wejście A, na które podawane są zliczane impulsy i trzy wyjścia Qo, Q,, Q2. Stany tych wyjść przedstawiają liczbę binarną odpowiadającą ilości zliczonych impulsów. Indeksy wyjść 0, 1, 2 odpowiadają wadze pozycji cyfr binarnych. Najmniejszą wagę ma wyjście Qo.
Taki licznik nazywany jest licznikiem binarnym. Potrafi liczyć do 111 binarnie (7 dziesiętnie). Każda zmiana sygnału wejściowego z 1 na 0 zmienia stan wyjścia przerzutnika T. Jeśli początkowe stany wyjść Q wynoszą 0 (liczba 000) to po pierwszym zboczu opadającym sygnału wejściowego pojawi się 1 na wyjściu Qo (100). Kolejne zbocze opadające spowoduje zmianę stanu Qo na 0. Opadające zbocze z wyjścia Qo wymusi stan 1 na wyjściu Q, (01 0). Z kolei opadające zbocze Q, wymusi zmianę stanu wyjścia Q_2 (001). Ósmy impuls wejściowy spowoduje wyzerowanie wszystkich wyjść i liczenie rozpocznie się od początku. Sygnały wyjściowe kolejnych przerzutników posiadają dwa razy mniejszą częstotliwość w odniesieniu do sygnału wejścio-

Q i Q i Q i
Ac T >c T Śc T
Q Q Q
t 1!< ff ta > c Q ) 2
wego każdego z nich. Przebieg na wyjściu Q_2 ma częstotliwość równą 1/8 częstotliwości sygnału na wejściu licznika.
Połączenie czterech przerzutników i wymuszenie zerowania po 10 impulsie stworzy tzw. licznik dziesiętny (liczący do 9). Nazywany jest on także dekadą liczącą. Zdekodowane wyjścia takiego licznika mogą sterować wyświetlaczem cyfrowym i wskazywać stan licznika. Impuls zerujący dekadę wymusza jednocześnie tzw. sygnał przeniesienia będący pierwszym impulsem zliczanym przez kolejną dekadę.
Następny przykład to rejestr przesuwny zbudowany w oparciu o przerzutniki D. Wyjście Q przerzutnika dołączone jest do wejścia D następnego przerzutnika. Wejście D pierwszego przerzutnika ma wymuszony stan 0 (dołączone do masy).
Wejścia zegarowe połączone są razem i doprowadzony jest do nich sygnał wejściowy. Sygnał z wyjścia Q ostatniego przerzutnika jest podawany do bramki AND i strobowany impulsami zegarowymi -wejściowymi. Wysoki poziom na wyjściu bramki pojawia się tylko wtedy gdy oba jej sygnały wejściowe mają poziom wysoki. Oznacza to przekazywanie stanu ostatniego przerzutnika w momencie występowania impulsów zegarowych na wyjście.
Rys. 7 Licznik impulsów
Do przerzutników można wprowadzić korzystając z nie narysowanych wejść ustawiających S liczbę binarną. Kolejne impulsy sygnału zegarowego będą powodowały przesuwanie się cyfr liczby na wyjście rejestru. Po trzech impulsach zegarowych wszystkie przerzutniki zostaną wyzerowane a na wyjściu wygenerowany ciąg impulsów odpowiadający szeregowej postaci liczby.
Rejestr przesuwny nadaje się doskonale do zamiany postaci liczb binarnych z równoległej na szeregową. Inne zastosowania to operacje arytmetyczne np. mnożenie lub dzielenie. Jest on podstawowym elementem maszyn cyfrowych -także mikrokomputerów.
O Ciąg dalszy w następnym numerze.
PODZESPOŁY ELEKTRONICZNE

r Q D T Q Q D T Q Q D T Q
Z \ Wy

i i 1

Rys. 8 Rejestr przesuwny
OFERUJE W HURCIE I DETALU
TRANSFORMATORY HR
UKŁADY SCALONE � TRANZYSTORY � DIODY LASERY CD � GŁOWICE VIDEO � GŁOWICE WCZ S-40 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]
28
Detektor gołoledzi do samochodu
Co prawda spory kawałek zimy mamy już za sobą, ale przed nami jeszcze dwa najmroźniejsze miesiące. Dlatego też warto pomyśleć nad detektorem gołoledzi, który może nas uchronić przed wypadkiem. Urządzenie to miało być opublikowane wcześniej, ale sam padłem ofiarą śliskich nawierzchni, co prawda nie na drodze, stąd opóźnienie.
Jedną z najbardziej niebezpiecznych sytuacji na drodze jest nagła zmiana przyczepności nawierzchni. Może ona być spowodowana wjechaniem na odcinek zabrudzony mokrą gliną naniesioną na jezdnię przez pojazdy rolnicze wjeżdżające na drogę z pola. Innym niebezpieczeństwem są spadające jesienią z drzew liście, które także są bardzo śliskie. Oba te niebezpieczeństwa są jednak wyraźnie widoczne na drodze. Natomiast oblodzenie drogi w wyniku gołoledzi jest słabo zauważalne. Go-łoledź jest bardziej niebezpieczna niż śliskość pośniegowa, gdyż występuje
nieoczekiwanie. Pół biedy, gdy pada marznący deszcz. W takiej sytuacji naturalne jest, że można oczekiwać gołoledzi i wszyscy kierujący pojazdami zdają sobie z tego sprawę drastycznie zmniejszając prędkość. Gołoledź powstająca w wyniku resublimacji (przechodzenia pary wodnej w stan stały z pominięciem stanu ciekłego) jest znacznie groźniejsza, gdyż pojawia się nieoczekiwanie na niektórych odcinkach drogi, mimo relatywnie dobrych warunków. Doświadczeni kierowcy wiedzą, że miejscami narażonymi na występowanie takiego rodzaju gołoledzi są mosty i wiadukty chłodzo-
Qi locyjF n-----T47n ~r
Rys. 1 Schemat ideowy detektora gołoledzi
ne od spodu, szczyty wzniesień, lub zacienione odcinki drogi.
Oblodzenie nawierzchni występuje jeżeli równocześnie zostaną spełnione dwa warunki:
-temperatura nawierzchni spadnie poniżej zera;
-względna wilgotność powietrza będzie większa niż 95%.
Powyższe warunki determinują wystąpienie gołoledzi "klasycznej", której nie należy mylić z marznącym deszczem, padającym nawet przy dodatniej temperaturze na schłodzone podłoże.
W takiej sytuacji bardzo przydatnym urządzeniem będzie proponowany układ, który ostrzega kierowcę przed możliwością wystąpienia powyższych warunków. Urządzenie to nie zwalnia jednak kierującego od zachowania szczególnej uwagi, a tylko pomaga mu w ocenie sytuacji meteorologicznej, którą jest dosyć ciężko określić siedząc w ciepłym i wygodnym wnętrzu pojazdu.
Same warunki wystąpienia gołoledzi wymuszają niejako konstrukcję detektora. Musi on mierzyć temperaturę na zewnątrz pojazdu i panującą tam wilgotność powietrza.
Ś Opis układu
Układ pomiaru wilgotności zrealizowano w oparciu o rezystancyjny, meandrowy czujnik wilgotności wykonany na płytce drukowanej. Rezystancja takiego czujnika zmniejsza się wraz ze wzrostem wilgotności. Rezystancja suchego czujnika wynosi ponad 20 N\Q i maleje do ok. 3-^8 N\Q gdy czujnik umieszczony jest w powietrzu o dużej wilgotności. Stała czasowa takiego czujnika wynosi w przybliżeniu 2-^3 sekundy.
Spadek rezystancji powoduje przepływ prądu przez bazę T1 i powstanie spadku napięcia na rezystorze R3. Tranzystor T1 pracuje w układzie typowego wzmacniacza prądowego. Sygnał z kolektora T1 doprowadzony jest do komparatora US1A. Napięcie referencyjne komparatora może być regulowane potencjometrem P1. W ten sposób została zapewniona regulacja czułości detektora. Komparator bezpośrednio steruje diodą LED sygnalizującą przekroczenie poziomu wilgotności ponad 95%.Komparator posiada dodatnie sprzężenie zwrotne, wprowadzane rezystorem R7, dzięki któremu otrzymuje się pętle histerezy.
praktyczny
cldrtroiiikoi/99
29
Drugim blokiem układu jest progowy miernik temperatury. Jako czujnik zastosowano tu termistor typu NTC. Wraz z rezystorem R9 i potencjometrem P2 tworzy on dzielnik napięcia. Zmiana napięcia na wyjściu dzielnika wynosi ok. 2,3%/K. Napięcie z dzielnika doprowadzane jest do dwóch komparatorów US2A i US2B. Dolny komparator posiada próg czułości ok. 3�C, a górny ok. 0�C. Także te komparatory posiadają pętle histerezy, która eliminuje powstawanie oscylacji podczas zmiany stanu na ich wyjściach.
Na układzie US1 B zbudowano prosty generator przebiegu prostokątnego o częstotliwości pracy ok. 2 Hz. Gdy na wyjściu US1 B pojawi się stan wysoki, powoduje on wzrost napięcia na wejściu nieodwracającym wzmacniacza (nóżka 5 US1 B) do wartości ok. 2/3 napięcia zasilania. W tym czasie przez rezystor R1 9 ładowany jest kondensator C5. Gdy napięcie na kondensatorze C5 przekroczy wartość 2/3 napięcia zasilania, wzmacniacz US1 B zmieni stan swojego wyjścia z wysokiego na niski. Spowoduje to doprowadzenie do wejścia nieodwracające-go napięcia o wartości 1/3 zasilania. Kondensator C5 zacznie się teraz rozładowy-
wać przez rezystor R1 9, aż do ponownej zmiany napięcia wyjściowego. Wypełnienie przebiegu wyjściowego wynosi w przybliżeniu 1/2.
Generator pomocniczy dostarcza impulsy do anody diody LED D2. W czasie kiedy temperatura jest wyższa niż +3�C Wyjście komparatora US2B jest w stanie wysokim, a wyjście US2A w niskim i dioda D2 nie świeci się. Gdy temperatura spadnie poniżej +3�C komparator US2B zmienia stan wyjścia na niski i dioda D2 zaczyna migać dzięki impulsom doprowadzonym z generatora pomocniczego. Dalszy spadek temperatury poniżej 0�C spowoduje zmianę stanu wyjścia komparatora US2A na wysoki i doprowadzenie do anody diody D2 stałego napięcia dodatniego. Stan taki sygnalizowany jest ciągłym świeceniem się diody D2. Dwupoziomowa sygnalizacja temperatury, umożliwia kierowcy lepszą ocenę sytuacji na drodze.
Ś Montaż i uruchomienie
W detektorze gołoledzi zastosowano meandrowy czujnik wilgotności powietrza wykonany na fragmencie płytki drukowanej. Część płytki z czujnikiem wilgot-
1L
Rys. 2
Płytka drukowana
i rozmieszczenie
elementów
ności i umieszczanym tam termistorem odcina się. Połączenia pomiędzy płytką czujników i pozostałą częścią układu najlepiej jest poprowadzić przewodem ekranowanym, ale nie jest to niezbędne.
Po zmontowaniu całego układu i połączeniu płytek można przystąpić do kalibracji. W warunkach domowych ciężko jest zmierzyć wilgotność względną powietrza. Można przyjąć, że chuchając w pobliżu ust otrzymuje się wilgotność względną powietrza na poziomie 90-^ 100%. Dlatego też "chuch" będzie wzorcem wilgotności. Aby ciepłe powietrze z ust nie skraplało się na płytce czujnika podczas chuchania należy przed regulacją rozgrzać płytkę do temperatury ciała ok. 40 �C. Także podczas chuchania płytka powinna być rozgrzana.
Przed regulacją płytkę czujnika wilgotności myje się spirytusem, lub denaturatem. Do mycia nie wolno stosować wody kolońskiej. Suchy czujnik wilgoci przedstawia sobą rezystancję ponad 20 MQ.
Wykaz elementów
Półprzewodniki
US1, US2 - LM358, TL082
U53
D2
D3, D4 Rezystory ,R12
lm
R8, R16 R11, R13 R5
R3, R17, R1 8, R20
-LM 78L09
- BC 558B
- LED kolor czerwony
- LED kolor zielony -1N4148
-330 L2/0,125 W
- 1 kQ/0,125 W
- 1,5 kQ/0,125 W -4,3 kQ/0,125 W -4,7 kQ/0,125 W
- 10kQ/0,125 W R4, R10, R19 -22kQ/0,125W R9 -33 kQ/0,125 W
-390kL2/0,125 W
R2 R1, R7, R14, R15
- 1 Mfi/0,125 W
- 10kQTVP 1232 -22kQTVP 1232
Kondensatory
C7 ^1
C3, C4 C2
C5, C8 C6
- 47 nF/50 V ceramiczny
- 1^F/50VMKSE
- 1 ^F/63 V
- 10/iF/25 V
- 22 /iF/25 V
- 100/iF/16V
-termistor NTC 10 płytka drukowana numer 426
30
Po włączeniu zasilania dioda D1 powinna być zgaszona. Następnie delikatnie chucha się na czujnik i regulując potencjometrem P1 doprowadza się do zapalenia diody D1. Przy właściwym ustawieniu P1 dioda D1 gaśnie w ciągu ok. 2 s po zaprzestaniu chuchania na czujnik.
Jeżeli ktoś posiada w domu higrometr (miernik wilgotności względnej powietrza), który dość często umieszczany jest razemz barometrem, może dokładnie wyregulować czujnik wilgotności. Wystarczyzamknąć się w łazience razem z higrometrem i detektorem gołoledzi, a następnie odkręcić gorącą wodę w prysznicu. Po kilku minutach w łazience wilgotność powietrza wzrośnie do żądanego poziomu 95%, przy którym ustawia się próg zapalenia diody D1.
Podczas regulacji detektora w wilgotnej łazience niezbędnym jest zasilanie urządzenia z baterii. Wszelkie próby z zasilaczami sieciowymi w warunkach wysokiej wilgotności zawsze prowadzą do porażenia prądem.
Regulacja miernika temperatury sprowadza się do ochłodzenia termistora do temperatury 0�C i ustawienia potencjometru P2 w takiej pozycji, aby dioda D2 przestała migać, a zapaliła się światłem ciągłym. Przy temp ok. w temperaturach od 0�C do + 2-^3�C dioda D2 powinna migać, a w temperaturach wyższych powinna zgasnąć. W warunkach zimowych termi-stor można umieścić za oknem i regulację przeprowadzić przy temperaturze 0�C, kontrolowanej termometrem zaokiennym.
Jeżeli nie dysponujemy termistorem 10 kL2, w jego miejsce można zastosować
termistor o innej wartości. Trzeba wtedy zmienić wartość rezystora R9 na taką, aby przy środkowym ustawieniu potencjometru P2, i umieszczeniu termistora TE w temperaturze ok. 0�C napięcie na kondensatorze C3 wynosiło ok. 4,5 V.
Zmontowane urządzenie umieszcza się w samochodzie. Diody sygnalizacyjne umieszczone są na desce rozdzielczej. Natomiast płytkę z czujnikami należy umieścić na zewnątrz karoserii możliwie blisko jezdni w miejscu dobrze przewietrzanym, ale nie narażonym na zabrudzenie, zachlapanie, lub zawilgocenie. Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 2,85 zł + koszty wysyłki.
O mgr inż. Dariusz Cichoński
ciąg dalszy
/-*. D8 D91 /nD8'
o�ci o�o
oTD9O to
\S LJb D1Q \_^
0
J D Cj
D3 D31
D2 D21
06�
/Śn D8 D91 /1D81 O�OJD�O ot� o to
�DD4 nTP
� D3 D31 V-J

U 0 U
0� J~ D7 D8 D91 �n� 39 Q �O
D10
A D5 D5' O
0 D3 D31 vJ
0 D2 D2 0
s~\ D8 D91 ^-^
�ci o�o
9
D5 04
D 0
D3 D3
D2 D2
06�
^
0
Rys. 3 Głębia uczuć: a) mała (1^3 serduszka), b) umiarkowana (4^6 serduszek), c) duża (7^9 serduszek), d) do grobowej deski (10 serduszek)
czas montażu tasiemki trzeba zwrócić szczególną uwagę na kolejność połączeń, gdyż w "plątaninie" kabli łatwo jest popełnić błąd.
Mikrofon powinien być umieszczony blisko ciała. Najlepiej przykleić go plastrem bezpośrednio do skóry. Jeżeli przewody od mikrofonudo płytki będą dłuższe niż 20 cm wskazane jest ich ekranowanie przed wpływem obcych pól miłosnych.
Możliwe jest także wykrywanie głębi uczuć w głosie na większą odległość. W takim przypadku mikrofon można umieścić bezpośrednio na płytce miernika.
Kalibrację miernika można przeprowadzić we dwoje. Pod warunkiem zachowania stałości uczucia, w oparciu o rysunek 3.
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE.
US1 -LM3915 (LM3914,
LM3916)
US2 - LM358
D2^D9�' - LED 03 mm,
kolor czerwony koniecznie!!!
D11, D12 -1N4148
R7, R10 - 1 kfi/0,125 W
R1 - 1,2kQ/0,125 W
R2 -2,2kQ/0,125 W
R3 -3,9 kQ/0,125 W
R4* - 10kQ/0,125W,
patrz opis w tekście
R5, R6,
R8, R9 - 100kQ/0,125 W
P1 - 100kQTVP 1232
C2, C6 - 1 ^F/63 V
C3, C5 - 1 //F/50 V ceramiczny,
lub MKSE
C1 - 10,uF/25 V
C4 - 22 hF/25 V
M1 - mikrofon piezoelektryczny,
lub głośniczek piezo, patrz opis w tekście
płytka drukowana numer 444
Cena: 2,45 zł + koszty wysyłki. Niektóre podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO.
^ Święty Walenty
praktyczny
Wpi Ś� .praktyczny-.
irkktrorakoi/99
31
Pomysły układowe -
zastosowanie układu 555
w technice mikroprocesorowej
do pomiaru napięcia
0 popularnych układach 555 pisano już wiele. My jednak w tym krótkim artykule pragniemy zaprezentować dwie proste aplikacje układu 555, które mogą się przydać wszystkim konstruktorom systemów mikroprocesorowych. Mogą one posłużyć za proste przetworniki wielkości analogowej na cyfrową. Układy te znajdą zastosowanie wszędzie tam gdzie nie jest wymagana duża dokładność lecz prostota konstrukcji.
W aplikacji przedstawionej na rysunku 1 układ 555 służy za modulator szerokości impulsów. Wymaga jedynie dwóch elementów zewnętrznych. Wyzwolenie układu ujemnym impulsem spowoduje wygenerowanie na wyjściu dodatniego impulsu o szerokości zależnej od napięcia na wejściu. Do obsługi wystarczą jedynie dwa wyprowadzenia mikrokontrolera -wyzwalanie oraz wejście przerwania zewnętrznego. Polaryzacja sygnału wyjściowego pozwala na generowanie przerwania wyzwalanego ujemnym zboczem jak to ma miejsce np. w mikrokontrolerach rodziny 8051. Aby określić wartość napięcia wejściowego, mikrokontroler odmierza czas od momentu wyzwolenia do momentu otrzymania przerwania zewnętrznego. Zależność szerokości impulsu od napięcia wejściowego nie jest liniowa. Opisuje ją poniższa zależność:
R1 9,1 k
C1 . 10rv
-O+Vcc
Vcc R
DIS
THR
TRIG GND CVolt
I Wy|ście
-o
Wyzwalanie
Rys. 2 Przebieg napięcia wyjściowego modulatora szerokości impulsów
Przykładowo dla wartości elementów przedstawionych na rysunku 1 przy napięciu wejściowym 2 V czas trwania impulsu wyjściowego będzie równy 46 fis a przy napięciu 4 V wyniesie 146 fis. Na rysunku 2 przedstawiono przebieg wyjściowy po podaniu na wejście fali sinusoidalnej i okresowym wyzwalaniu układu. W celu zwiększenia dokładności pomiaru mikrokontroler może przeprowadzać kalibrację układu dołączając na jego wejście napięcie o znanej wartości.
D rugi z prezentowan ych u kład ów również może znaleźć zastosowanie na styku elektroniki analogowej i cyfrowej. W aplikacji, którą ilustruje rysunek 3, układ 555 pracuje w konfiguracji generatora astabilnego (wejście wyzwalania 2 połączone jest z wyjściem rozładowującym 7). W wyniku takiej konfiguracji po-
O+Vcc
i Wy|ście
s s >
ii m
Rys. 4 Przebieg napięcia wyjściowego modulatora pozycji impulsów
łączeń powstał modulator pozycji impulsów, którego częstotliwość jest zależna od napięcia na wyprowadzeniu nr 5. Do obsługi tego układu wystarczy tylko jedno wyprowadzenie mikrokontrolera - wejście przerwań zewnętrznych. Podobnie jak w pierwszym układzie, również tutaj zależność częstotliwości generowanego sygnału od napięcia wejściowego nie jest liniowa. Zależności czasowe dla aplikacji z rysunku 3 można wyznaczyć z poniższych wzorów: Czas trwania stanu wysokiego (ton ):
Czas trwania stanu niskiego (toff):
Częstotliwość sygnału wyjściowego (/):
f =
1
Rys. 1 Modulator szerokości impulsów
Rys. 3 Modulator pozycji impulsów
*on + ton
Na rysunku 4 przedstawiony został przebieg generowany na wyjściu układu po podaniu na wejście fali trójkątnej.
Użyteczny zakres napięć wejściowych każdego z układów mieści się w zakresie od około 1 V do około 0,9Vcc. Rezystancja wejściowa wynosi około 3,3 kQ. Jej zwiększenie do 66 kQ jest możliwe po zastosowaniu układów 555 w wersji CMOS.
OS.E.
32
Ceny płytek drukowanych
Duży asortyment płytek drukowanych powoduje, że realizacja niektórych zamówień znacznie wydłuża się. Płytki znajdujące się w wykazie cenowym posiadają dodatkowe oznaczenie pojedynczą gwiazdką. Gwiazdka ta oznacza, że płytki sprzedawane będą do wyczerpania zapasów magazynowych. Po wyczerpaniu tych zapasów nie będą one oferowane w naszej sprzedaży wysyłkowej.
Ceny podane poniżej obowiązują do czasu ukazania się nowego cennika.
Przypominamy, że do płytek drukowanych nie dołączamy dokumentacji. Zamówienia prosimy składać wyłącznie na kartach zamówień (PE 11/98) lub kartach pocztowych. Nie przyjmujemy zamówień telefonicznych.
A,* Generator PAL (kpi. 2 płytki) PE 1/92 8.94 zł
E.* Wzmacniacz 1xTDA 2003 PE 1/92 0.50 zł
G,* Generator z mostkiem Wiena PE 1/92 0.50 zł
J,* Generator funkcyjny PE 2/92 1.46 zł
001 Analizator widma komplet (2 płytki) PE 3/92 6.33 zł
002* TranskoderSECAM-PAL PE 3/92 1.56 zł
003* Miernik fazy (regulacja skosu) PE 3/92 1.29 zł
005* Detektor zera PE 3/92 1.00 zł
009* Stroboskop samochodowy PE 5/92 1.00 zł
010* Woltomierz na C520 wersja LCD PE 4/92 1.15 zł
011* Woltomierz na C 520D wersja LED PE 4/92 1.18 zł
013* Wyświetlacz LED CQV 31 PE 4/92 1.00 zł
015* Wyświetlacz LED CQZL 16 PE 4/92 0.50 zł
016* Regulacja prądu podkładu PE 4/92 1.13 zł
01 7* Gwiazda betlejemska CD 401 5 PE 4/92 1.87 zł
018* Gwiazda betlejemska CD 4017 PE 4/92 1.87 zł
01 9* Gwiazda betlejemska listki(5 szt.) PE 4/92 1.08 zł
020* Wzmacniacz słuchawkowy PE 5/92 2.92 zł
021* Korektor-sterowanie potencjometrów PE 4/92 2.01 zł
022* Korektor-potencjometr elektroniczny PE 4/92 1.38 zł
023* Korektor wyświetlanie nastaw PE 5/92 4.82 zł
024* Zegar MC 1204 PE 5/92 3.79 zł
025* Fonia czterocewkowa PE 1/93 0.50 zł
027* Generator 1 MHz PE 1/93 0.50 zł
028* Pozytywka do zegara MC 1 204 PE 5/92 1,00 zł
029* Wyświetlacz do zegara MC 1204 PE 5/92 2.05 zł
031* Termometr PE 5/92 1.19 zł
032* Generator PAL- rozbudowa PE 5/92 6.29 zł
033* Sygnalizator akustyczny PE 1/93 1.00 zł
034* Analizator - pole odczytowe PE 1/93 5.50 zł
035 Uniwersalny zasilacz PE 1/93 1.62 zł
036* Betametr PE 1/93 2.87 zł
037* Dekoder PAL TC 500D/E PE 3/93 1.22 zł
038* Dekoder PAL R202/A PE 3/93 1.54 zł
039* Skala UKF PE 2/93 0.50 zł
040 Zegar MC 1206 PE 2/92 3.87 zł
041 Zegar MC 1206 -wyświetlacz PE 2/93 1.86 zł 042* Zegar MC 1 206 - wzmacniacze PE 2/93 1.00 zł 043* Zegar MC 1 206 - ukł. ciągłego wyśw. PE 2/93 3.91 zł 044* Betametr- układ parowania PE 2/93 1.12 zł 045* Miliwoltomierz ICL 7107 PE 2/93 1.16 zł
046* Miliwoltomierz ICL 7107-wyśw,
048* Zegar MC 1206-sekundy cyfrowe
049* Zegar MC 1206 - sekundy analogowe
051 * Mówiący dzwonek
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 reg, barwy dźwięku
059* Minutnik
061 * Miernik wysterowania
063* Pływające światła II
064* Tranzystorowy korektor graf, we/wy
065* Tranzystorowy korektor graf, filtry
066 Układ opóźnionego załączania kolumn
068* Klucz elektronowy - klawiatura
069* Klucz elektronowy
070* Korektor graf, - pamięć charakt,
071* Fonia do odbioru programu POLONIA
072* Pływające światła - generator
075* Sonda logiczna CMOS-TTL cyfrowa
078* Fonia stereo do odbioru Astry
080* Elektroniczna konewka
081 Dyskotekowe urządzenie iluminofon,
082* Wzmacniacz odczytu do magnetofonu
083* Komarołapka
084* Tester tranzystorów
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 1 50 MHz
095 Radiotelefon na pasmo 27 MHz 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
107 Zasilacz laboratoryjny 3-30 V/5 A
108 Wzmacniacz mocy 1 50 W 109* Układ logarytmujący
110 Termometr-50 +100 oC
111 * Automat Losujący
112* Automatyczny wyłącznik szyby tylnej
113* Stół mikserski - wzmacniacz kan,
114* Prosty tester tranzystorów
116* Blokada tarczy telefonicznej
117* Częstościomierz - wyświetlacz WA
119* Termometr - automatyka
1 20* Termometr - zasilanie bateryjne
1 21 * Ośmiokanałowa przystawka do osc,
122* Konwerter UKF/FM + Dł/Śr
1 24* Dekoder Pal do OTVC Rubin 71 4
1 25* Przystawka wobulacyjna
1 26 Echo do CB radio
127* Bootselektor do Amigi
130* Spowalniacz do Amigi
131 * Stół mikserski - wzmacniacz sumy
133 "Przedłużacz" do pilota
PE 2/93 1.16 zł
PE 3/93 1.88 zł
PE 3/93 10.20 zł
PE 3/93 2.53 zł
PE 4/93 1.00 zł
PE 4/93 1.00 zł
PE 4/93 1.00 zł
PE 4/93 1.68 zł
PE 5/93 2.49 zł
PE 5/93 6.27 zł
PE 4/93 0.50 zł
PE 4/93 1.26 zł
PE 6/93 1.34 zł
PE 6/93 1.11 zł
PE 6/93 4.99 zł
PE 6/93 1.13 zł
PE 5/93 1.42 zł
PE 5/93 2.72 zł
PE 7/93 4.87 zł
PE 5/93 0.62 zł
PE 6/93 1.00 zł
PE 6/93 2.31 zł
PE 6/93 1.17 zł
PE 7/93 1.42 zł
PE 7/93 8.31 zł
PE 8/83 2.88 zł
PE 8/93 1.23 zł
PE 8/93 1.04 zł
PE 9/93 1.00 zł
PE 9/93 3.26 zł
PE 9/93 3.44 zł
PE 9/93 3.63 zł
PE 10/93 2.88 zł
PE 11/93 3.29 zł
PE 11/93 2.26 zł
PE 12/93 1.00 zł
PE 9/93 2.00 zł
PE 10/93 3.48 zł
PE 11/93 4.77 zł
PE 10/93 1.75 zł
PE 12/93 1.89 zł
PE 11/93 1.00 zł
PE 11/93 0.62 zł
PE 11/93 1.00 zł
PE 12/93 7.62 zł
PE 12/93 6.50 zł
PE 12/93 1.84 zł
PE 1/94 2.70 zł
PE 1/94 2.70 zł
PE 12/93 1.00 zł
PE 3/94 2.80 zł
PE 1/94 1.00 zł
PE 2/94 1.15 zł
PE 1/94 1.00 zł
PE 2/94 0.50 zł
PE 2/94 0.50 zł
PE 2/94 6.51 zł
PE 2/94 0.50 zł
PE 3/94 2.15 zł
PE 3/94 1.96 zł
PE3/94 1.83 zł
PE3/94 0.50 zł
PE 4/94 0.57 zł
PE 4/94 2.03 zł
PE 4/94 1.00 zł
praktyczny
jrkktionik 01/99
33
134* Stół mikserski - zasilacz
135* Zdalne ster, - pilot
136* Zdalne ster, - wzmacniaczwstępny
137* Zdalne ster, - odbiornik
138* Przedwzm. Hi-Fi - układy analogowe
139 Zegar LM8560
140* Zdalne ster, - dekoder rozkazów
141 * Zdalne ster, - sterowanie potencjometr,
142* Zewnętrzna stacja dysków do Amigi
144* Aktywna sonda do oscyloskopu
145* Układ do przegr. taśm magnetowid,
147* Przedwzmacniacz Hi-Fi - wyświetlacz
148* tadowarka do akumulatorów
149* Sampler do Amigi
1 50* Oscyloskop-zasilacz
1 51 * Oscyloskop-generator i synchronizacji
1 52* Oscyloskop - wzmacniacz X i Z
1 53* Oscyloskop - wzmacniacz Y
1 54* Oscyloskop - dzielnik wejściowy
1 57* Zdalne ster, - potencjometry elekt,
158 Wzmacniacz 100 W
160* Kompandor
162* Układ Dolby HX PRO
1 64 Obrotomierz cyfrowy - licznik
165 Obrotomierz cyfrowy - mnożnik
1 66* Zdalne ster, - pot, analogowe
1 68* Stół mikserski - układ komutacji
1 69* Stół mikserski - wskaźnik przester,
1 70* Lampa sygnalizacyjna
1 71 * Symetryzator antenowy
173 Szpieg
1 74 Generator funkcyjny
1 76* Analizator widma
1 77* Układ kalibracji prądu podkładu
180* Przedwzmacniacz antenowy
186 Generator funkcyjny - płyta główna
187* Częstość io mierz jedno zakres owy
188* Charakterograf
189* Mikser audio
1 90* Sterownik świateł- sterownik
192* Układ fonii satelitarnej
1 94 Wykrywacz metali TRAN SET 1 50
1 97* Sterowanie oświetleniem w łazience
202* Miniaturowy zegar MC 1 204
203* Zdalne sterowanie oświetleniem
204* Elektroniczny przełącznik wejść
206* Przystawka "FUZZ" - "WAH-WAH11
207* Sonda logiczna z sygnał, akustyczną
208 Mikrofon bezprzewodowy
209* Przedłużacz do STK 4046V
210 Mikroprocesorowy zegar sterownik
21 2 Alarm samo"^*"1�'",' - pilot
213 Alarm samocnouowy - centralka
214 Alarm samochodowy - radiopow, 21 5* Przystawka kwadrofoniczna
21 6 Mikrofon bezprzewodowy - odbiornik
21 7* Generator sygnałowy AM
218* Modyfikacja alarmu samoch, z kodem
221 * Elektroniczny dzwonek do telefonu
222* Włącznik wentylatora chłodnicy
223* Przetwornik "True RMS"
224** Generator wobulowany
225* Zdalnie sterowany poten, - nad,
226* Zdalnie sterowany poten, - odb,
227* Automatyczna blokada telefoniczna
PE 5/94 1.18 zł 228
PE 5/94 4.57 zł 229
PE 5/94 1.00 zł 231
PE 5/94 4.45 zł 232
PE 5/94 2.79 zł 233
PE 5/94 2.50 zł 234
PE 7/94 6.59 zł 23 5
PE 6/94 1.29 zł 236
PE 6/94 1.06 zł 237
PE 6/94 0.50 zł 239
PE 6/94 2.46 zł 241
PE 7/94 1.18 zł 242
PE 7/94 2.83 zł 244
PE 7/94 0.83 zł 245
PE 7/94 5.54 zł 246
PE 8/94 5.54 zł 247
PE 8/94 4.44 zł 248
PE 9/94 5.54 zł 249
PE 9/94 1.09 zł 250
PE 9/94 3.42 zł 251
PE 8/94 12.28 zł 252
PE 9/94 1.95 zł 253
PE 9/94 1.64 zł 254
PE 10/94 3.55 zł 255
PE 10/94 2.24 zł 256
PE 10/94 7.46 zł 257
PE 11/94 4.60 zł 258
PE 11/94 1.37 zł 259
PE 11/94 2.28 zł 261
PE 11/94 1.37 zł 262
PE 11/94 1.00 zł 263
PE 12/94 2.06 zł 264
PE 1/95 6.72 zł 265
PE 12/94 3.14 zł 266
PE 12/94 1.00 zł 267
PE 1/95 9.01 zł 268
PE 2/95 0.50 zł 269
PE 2/95 2.62 zł 270
PE 2/95 9.53 zł 271
PE 3/95 8.81 zł 272
PE 2/95 2.15 zł 273
PE 3/95 1.92 zł 274
PE 4/95 3.20 zł 276
PE 5/95 2.73 zł 277
PE 5/95 2.05 zł 278
PE 5/95 6.88 zł 279
PE 5/95 1.05 zł 280
PE 6/95 0.50 zł 281
PE 6/95 1.34 zł 282
PE 6/95 0.60 zł 283
PE 6/95 12.69 zł 284
PE 6/95 1.00 zł 285
PE 6/95 5.84 zł 286
PE 7/95 3.09 zł 288
PE 7/95 1.71 zł 289
PE 7/95 2.53 zł 290
PE 8/95 2.37 zł 291
PE 9/95 1.46 zł 292
PE 8/95 0.50 zł 293
PE 8/95 1.00 zł 294
PE 9/95 0.80 zł 295
PE 9/95 3.19 zł 296
PE 9/95 1.00 zł 299
PE 9/95 2.52 zł 300
PE 9/95 1.29 zł 301
Prosty koder stereofoniczny Przystawka do efektu "TREMOLO" Uniwersalna ładowarka akumul, Ni-Cd Uniwersalna ładowarka akumul, Ni-Cd Mikropr, miernik częst, - pł,głów, Mikropr, miernik częst, - mikropr, Mikropr, miernik częst, - pł.przed. Mikropr. miernik częst, - wzm, we Preskaler 1.3 GHz Dzwonek- "ZŁY PIES" Gwiazda betlejemska - diody Gwiazda betlejemska - automatyka Automatyczny wyłącznik dodmofonu Zasilacz z woltomierzem i amper, Termostatyzowany generator kwarc. Aparatura zdalnego ster, - szyfr. Aparatura zdalnego ster, - odbiornik Aparatura zdalnego ster, - wykon. Cyfrowy odczyt częstotliwości UKF Dodatkowe światło STOP w samocho. Echo i pogłos elektroniczny Prostownik do ładowania akumulatora Super Bass Elektroniczna ruletka Przystawka pseudostereofoniczna Migające światło do samochodu Regulator żarówek halogenowych Generator wzorcowy 50 Hz Generator szumów Sterownik świateł ulicznych Generator szumu układy dodatkowe Przetwornica z + 5 V na -5 V Aparatura zdalnego sterowania - serwo Klaskomat
Obrotomierz analogowy Rejestrator sygnałów cyfrowych Zamek szyfrowy na kartę optyczną Zasilacz napięcia zmiennego Automat perkusyjny - generator Automat perkusyjny - matryca Automat perkusyjny - instrumenty Automatyczny włącznik zapisu Regulator mocy lutownicy transfer. Elektroniczny stroik do gitary Ultradźwiękowy miernik odległości Centralka domofonu Centralka domofonu - płyta przednia Prosty betametr
Wzmacniacz mocy DMOS - 1 50 W Detektor gazu z sygnalizacją dźwięk. Miernik pojemności - przyst, do wolt, Metronom
Automat, wyłącznik ster, światłami Syrena policyjna Latarnia morska lntervox
Przetwornica podwyższająca napięcie Przetwornica DC/DC 12V/ą30V Regulowane źródło prądowe Kontroler stanu akum, samochodego Czujnik ultradźwiękowy Samochodowy wzm, HiFi - 100 W Jednozakresowy wolt-amper, 3/5 cyfry Zasilacz laboratoryjny 2001 Zasilacz lab, z przetwornikiem, C/A
PE 10/95 1.56 zł
PE 10/95 0.76 zł
PE 10/95 4.80 zł
PE 10/95 2.52 zł
PE 10/95 2.68 zł
PE 10/95 4.68 zł
PE 11/95 4.68 zł
PE 11/95 5.83 zł
PE 12/95 1.00 zł
PE 11/95 4.23 zł
PE 11/95 8.75 zł
PE 11/95 2.22 zł
PE 12/95 0.72 zł
PE 12/95 12.43 zł
PE 12/95 2.51 zł
PE 2/96 3.47 zł
PE 8/96 2.19 zł
PE 2/96 4.64 zł
PE 1/96 6.60 zł
PE 1/96 0.51 zł
PE 1/96 8.51 zł
PE 2/96 1.3 5 zł
PE 2/96 1.38 zł
PE 2/96 3.36 zł
PE 2/96 1.51 zł
PE 3/96 0.80 zł
PE 3/96 2.55 zł
PE 3/96 1.00 zł
PE 3/96 1.05 zł
PE 3/96 1.28 zł
PE 4/96 1.06 zł
PE 4/96 1.45 zł
PE 4/96 3.25 zł
PE 4/96 2.38 zł
PE 4/96 1.56 zł
PE 6/96 8.50 zł
PE 5/96 7.00 zł
PE 5/96 3.27 zł
PE 5/96 3.77 zł
PE 5/96 1.51 zł
PE 6/96 4.54 zł
PE 6/96 0.55 zł
PE 7/96 1.00 zł
PE 7/96 0.69 zł
PE 7/96 5.97 zł
PE 8/96 2.11 zł
PE 8/96 1.04 zł
PE 8/96 0.50 zł
PE 8/96 7.36 zł
PE 8/96 4.07 zł
PE 9/96 2.49 zł
PE 9/96 1.29 zł
PE 9/96 3.76 zł
PE 9/96 1.00 zł
PE 10/96 2.15 zł
PE 10/96 1.26 zł
PE 10/96 1.00 zł
PE 10/96 5.70 zł
PE 10/96 0.88 zł
PE 10/96 1.00 zł
PE 11/96 3.38 zł
PE 11/96 4.93 zł
PE 12/96 2.97 zł
PE 12/96 6.78 zł
PE 1/97 4.60 zł
34
302 Zasilacz laboratoryjny - mikroproc.
303* Sygnalizator czasu rozmowy telefon,
304* Czujnik podczerwieni
305* Zabawka - tester refleksu
306* Automat, włącznik wentylatora w PC
307* Miernik poziomu hałasu
309 Wzm. mocy MOSFET - TDA 7296
310* Prosty FUZZ do gitary
311 * Programowany tajmer
312 Dekoder SURROUND
313* Sygnalizator gołoledzi do samochodu
314 Imobilajzer z oszukiwaczem do sam,
315* Domowy telefon - zabawka
317 Aparat (pod)słuchowy
318 S i ed mi o kanałowy analizator widma
319 Prosty regulator wycieraczek sam, 320* Mostek R L C
321 Generator PAL ster, mikroprocesorem
322* Elektr, przerywacz kierunkowskazów
323 Precyzyjny miernik wysterowania VU
324* Włącznik wentylatora w łazience
325* Mówiący dzwonek - sygn, do samoch,
326* Efekt CHORUS
327 Pozycjoner - pilot
328 Pozycjoner - sterownik
329 Przedwzm, z elektr, przeł, wejść 330* Przetwornica do żarówek halogen, 331 * Tester pilotów
332* Tuner telewizyjny
333 Mikroprocesorowy ster, sekwencji
334* Sygnalizator dźwiękowy gotów, słoi
33 5* Konwerter ultradźwiękowy
336 Uniwersalny zasilacz LM 317. LM350
337 Mikro, sonda do pom. częstotliwości
338 Zasilacz impulsowy
339** Programator do tunera telewizyjnego
340 Generator sekwencji pseudolosowych
341 Tester pojemności akumulat, Ni-Cd
342 Szybka, uniwersalna ładowarka 343* Wykrywacz kłamstw
344* Fonia równoległa stereo
346 Prostownik do ładowania akumulatora
347* Budzik do zegara MC 1204
348 Sterownik regulator temperatury
349 Sterownik bipol, silników krokowych
350 Tajmer-zegar do ciemni fotograf, 351* Układ HX PRO
3 52* Przystawka logarytmująca
3 53 Automatyczny włącznik wycieraczek
3 54 Detektor deszczu
355 Śnieżne gwiazdki na choinkę
3 56 Urządzenie usuwające osad w istalacji
3 57* Korektor wizyjny -dekoder
3 58* Korektor wizyjny - korektor RGB
3 59 Wzmacniacz mocy na tranz, polowych
360* Radio radioamatora
361* Akustyczny próbnik przejścia
362* Generator impulsów
363 Modyfikacja świateł dziennych
364 Komputerek samochodowy
365 Video korektor - rozkodowyw, kaset
366 Diodowy wsk.mocy do wzm, m.cz.
367 Fazowy sterownik mocy
368 Mini generator serwisowy 369* Zasilacz do kolejki elektrycznej
PE 1/97 13.00 zł 370
PE 1/97 0.60 zł 371
PE 12/96 2,29 zł 372
PE 12/96 7.55 zł 373
PE 12/96 1.00 zł 374
PE 1/97 2.50 zł 375
PE 3/97 2.70 zł 376
PE 2/97 1.10 zł 378
PE 2/97 9.84 zł 379
PE 2/97 5.78 zł 380
PE 2/97 1.10 zł 382
PE 2/97 4.61 zł 383
PE 3/97 1.25 zł 384
PE 3/97 1.90 zł 386
PE 3/97 8.34 zł 387
PE 4/97 1.95 zł 388
PE 4/97 4.29 zł 389
PE 4/97 3.98 zł 390
PE 4/97 1.20 zł 391
PE 4/97 3.25 zł 392
PE 4/97 1.70 zł 393
PE 5/97 1.20 zł 394
PE 5/97 4.26 zł 395
PE 5/97 2.24 zł 396
PE 5/97 3.94 zł 399
PE 5/97 5.68 zł 400
PE 6/97 2.73 zł 401
PE 5/97 1.20 zł 402
PE 6/97 12.20 zł 403
PE 6/97 4.59 zł 404
PE 6/97 1.76 zł 405
PE 6/97 3.23 zł 406
PE 7/97 2.23 zł 408
PE 7/97 4.93 zł 409
PE 7/97 5.45 zł 410
PE 7/97 8.91 zł 411
PE 7/97 1.98 zł 412
PE 8/97 4.93 zł 413
PE 8/97 11.50 zł 414
PE 8/97 1.29 zł 415
PE 8/97 5.61 zł 416
PE 9/97 3.39 zł 417
PE 10/97 7.56 zł 418
PE 9/97 2.15 zł 419
PE 9/97 4.95 zł 420
PE 10/97 5.52 zł 421
PE 10/97 3.79 zł 422
PE 10/97 2.46 zł 423
PE 10/97 3.88 zł 424
PE 10/97 1.20 zł 425
PE 11/97 2.22 zł 426
PE 11/97 1.54 zł 427
PE 11/97 6.38 zł 428
PE 12/97 6.96 zł 429
PE 1/98 5.54 zł 430
PE 11/97 1.22 zł 431
PE 11/97 1.20 zł 432
PE 11/97 8.32 zł 433
PE 11/97 1.86 zł 434
PE 12/97 5.50 zł 435
PE 12/97 7.87 zł 436
PE 12/97 4.05 zł 437
PE 12/97 3.58 zł 438
PE 1/98 1.62 zł
PE 1/98 4.41 zł
Sterownik zwrotnic i semaforów Próbnik akumulatora samochodowego Częstościo, z aut, zmianą zakresu Generator funk, 10 MHz płyta czołowa Generator funk, 10 MHz ukł, sterów. Generator funkcyjny 10 MHz płgł. Generator funkcyjny 10 MHz zasilacz Impulsowy stabilizator napięcia Elektroniczny symulator rezystancji Dekoder RDS - część odbiorcza Płynne wygaszanie oświetlenia w sam. Uniwersalny tajmer Aktywny rozdzielacz sygnału ant. Układ kontroli przepalenia żarówki Dekoder RDS - część mikroproces. Generator impulsów Stroboskop dyskotekowy - wysokonap. Stroboskop dyskotekowy - sterownik Elektroniczny potencjometr wieloobrot Dźwiękowy sygnalizator samochodu Optyczny sygnalizator dzwonka telef, Samokalibrujący miernik LC Uniwersalna karta we-wy do IBM PC Wzmacniacz - przystawka do telefonu Miniaturowa kamera telewizyjna Radiopowiadomienie o dużym zasięgu Radiopowiadomienie - dokończenie Miernik częstot,- do komputera PC Stół mikserski - wzmacniacz kanałowy Stół mikserski - wzmacniacz Stół mikserski - wzmacniacz sumy Zasilacz impulsowy 12Y/10A Stół mikserski - wskaźnik wysterow. Stół mikserski - korektor graficzny Zabezpieczenie mieszkania Miniaturowy zasilacz impulsowy Modulator wizyjny Wzmacniacz mocy w,cz. Rowerowy alarm
Układ regulacji gł, do magnetowidu Uniwersalny sterownik silników krok. Wielofunkcyjny sygn, akust, do sam. Kompletny wzmacniacz m.cz. 2x40 W Gwiazda betlejemska - ozdoba choink Modulator - nadajnik TV małej mocy Regulator temperatury lodówki Laboratoryjny woltomierz ze skalą log Prostownik TRUE RMS do woltomierza Peak Hołd Level Meter tadowanie akumulatorów kwasowych Mikroprocesorowy regulator mocy Totalnie odlotowy zmieniacz mowy Kieszonkowy odbiornik stereo UKF-FM Kontroler napięcia akumulatorów Rotujący zegar
Inteligentny wykrywacz metali Tester żarówek do samochodu Bezprzewodowy dzwonek + bariera Generator sygnałowy małej częstot. Efekt gitarowy "Distortion" Sygnalizator cofania do samochodu Mini automat perkusyjny Mikropr, zamek szyfrowy z alarmem
PE 2/98 2.83 zł
PE 1/98 6.96 zł
PE 1/98 4.55 zł
PE 3/98 13.78 zł
PE 3/98 5.82 zł
PE 3/98 8.18 zł
PE 3/98 2.21 zł
PE 1/98 1.62 zł
PE 2/98 4.16 zł
PE 2/98 1.46 zł
PE2/98 1.54 zł
PE 3/98 3.19 zł
PE 3/98 4.37 zł
PE 3/98 1.80 zł
PE 3/98 5.78 zł
PE 4/98 6.58 zł
PE 4/98 6.15 zł
PE 4/98 3.38 zł
PE 4/98 4.80 zł
PE 4/98 1.20 zł
PE 5/98 1.50 zł
PE 4/98 9.28 zł
PE 5/98 11.45 zł
PE 5/98 2.41 zł
PE 5/98 4.45 zł
PE 6/98 4.21 zł
PE 7/98 6.72 zł
PE 6/98 1.76 zł
PE 6/98 5.19 zł
PE 7/98 4.94 zł
PE 6/98 5.19 zł
PE 6/98 6.63 zł
PE 7/98 5.19 zł
PE 7/98 8.33 zł
PE 7/98 5.34 zł
PE 7/98 2.42 zł
PE 7/98 1.89 zł
PE 8/98 3.95 zł
PE 8/98 1.50 zł
PE 8/98 1.50 zł
PE 8/98 3.62 zł
PE 8/98 1.72 zł
PE 9/98 13.54 zł
PE 11/98 4.19 zł
PE 9/98 3.39 zł
PE 9/98 14.26 zł
PE 9/98 14.26 zł
PE 10/98 1.82 zł
PE 9/98 3.36 zł
PE 9/98 3.14 zł
PE 10/98 4.87 zł
PE 11/98 3.34 zł
PE 10/98 3.16 zł
PE 10/98 1.50 zł
PE 10/98 4.21 zł
PE 11/98 1.50 zł
PE 11/98 2.45 zł
PE 11/98 4.73 zł
PE 12/98 5.51 zł
PE 12/98 2.52 zł
PE 12/98 1.80 zł
PE 12/98 2.77 zł
PE 12/98 2.43 zł
0 Redakcja
Elektronika w Internecie
Serdecznie zapraszamy do nowego działu, w którym będziemy zamieszczać różne ciekawostki znalezione w Internecie. Chcielibyśmy, abyście to Wy zadecydowali o ich rodzaju i dziedzinach, z których mają pochodzić. Zapraszamy więc do wspólnego redagowania nowej rubryki. Jeśli uważacie, że znaleziona przez Was strona internetowa zawiera informacje, z którymi chętnie zapoznali by się inni czytelnicy, lub sami posiadacie takową, napiszcie do nas. Zdajemy też sobie sprawę z tego, że wielu z Was dopiero zaczyna, lub będzie zaczynać swoją przygodę z Internetem. Mając na uwadze, jak wiele może to przynieść pożytku dla naszego hobby, serdecznie zachęcamy. Na najczęstsze pytania dotyczące elektroniki w Internecie odpowiemy na łamach pisma. Zapraszamy do lektury.
Samsung rozpoczął produkcję 1 AA-megabajtowego modułu pamięci RIMM (Rambus In-line Memory Module), umożliwiającego transfer do 1,6 GB na sekundę.
Samsung donosi, że 25% rynku wyświetlaczy TFT jest opanowane przez producentów koreańskich, a 17% przez Samsung Electronics. Wysoka cena tych produktów podyktowana jest dużym popytem przy niskiej produkcji. Dysproporcja ta powinna być ograniczona w przyszłym roku.
Samsung Electronics uruchamia produkcję przenośnego odtwarzacza plików MP3. Yepp, bo taką nosi nazwę, posiada 40 MB pamięci (która może być wykorzystana również do przechowywania grafiki lub tekstu) oraz wymiary 58 mm x85 mm x 17 mm.
napięć 1,8V -r 6,0V i pobierają prąd mniejszy od 100 nA.
OKI Semiconductor wprowadziło na rynek nową serię 16-bitowych mikrokon-trolerów - MSM66573. Układ umożliwia stosowanie kilku trybów oszczędzania energii (rn.in. może pracować z zegarem 30 MHz lub 32,768 kHz), wyposażony jest w 64K pamięci ROM, OTP (MSM66P573) lub Flash (MSM66Q573) , 4 K pamięci RAM, 10-bitowy przetwornik AG, oraz układ watchdog. Gena - 4 dolary 38 centów (w partiach powyżej 1 0000 sztuk).
Texas Instruments opracował konstrukcję procesora DSP przeznaczonego dla cyfrowych telefonów bezprzewodowych, a operującego na napięciach rzędu 1 V. Moc zużywana przez te układy jest 1 5 razy mniejsza od zużywanej przez analogiczne zasilane napięciem 33 V (przy 60 MHz). Prototyp jest zrealizowanym w technologii 0.25 mikrona odpowiednikiem 0,6-mi kro nowego układu LG545,
Texas Instruments opracował układ, który łączy procesor DSP przeznaczony dla modemów tradycyjnych (56 kbps, protokoły V.9O i V.34) i ADSL. Ghip przewidziany jest do pracy na zlaczu PGI, a opiera sie na układach DSP TMS320G6x. Robocza nazwa to G6000 DSP.
Texas Instruments połączył miedź i oparty na SiO2 izolator (xeorgel), uzyskując materiał o mniejszej rezystywności i pojemności niż dotychczas stosowane, co pozwoli na opracowanie układów DSP i procesorów do 10 razy szybszych niz produkowane do tej pory.
Samsung Electronics będzie produkował ułady w technologii 0,18 mikrometra. Prototyp procesora Alpha wykonanego w tej technologii powinien być gotowy w połowie przyszłego roku. Będzie on pracowałz częstotliwością do 1 GHz, przy jednoczesniej redukcji rozmiarów układu o połowę.
Gatalyst Semiconductor rozpoczął produkcję szeregowej pamięci EEPROM o pojemności 256 Kb, pracującej z częstotliwością 1 MHz. Układy 24WG256 i 24WG257 pracują w zakresie
Sony Semiconductor Gompany of America wyprodukowało 4-Mbitowy układ pamięci SRAM (rodzina GXK77b) pracujący z czestotliwocią 300 MHZ (3,3 ns).
O Paweł Kowaiczuk O Marcin Witek e//[e-mail].p/
ELDRUK
ul. Kożuchowska 63
65-364 Zielona Góra, tel. [phone]
Nie wykonujemy pojedynczych egzemplarzy płytek drukowanych.
Produkcja obwodów drukowanych
EPROM
CZĘŚCI ELEKTRONICZNE
ul. Parkowa 25
51-616 Wrocław
tel.[phone]
fax [phone]
tel. kom. 0-90 398-646
do
Czynne od poniedziałku piątku wgodz. 9.00 - 15.00 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 Z80.., ICL71.., ATMEL89.., UKŁADY PAL, GAL, WZMACNIACZE OPERACYJNE, KOMPARATORY, TIME-
32..,
RY, 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
PŁYTY GŁÓWNE, PROCESORY, PAMIĘCI SIMM/DIMM, WENTYLATORY, KARTY MUZYCZNE, KARTY VIDEO, MYSZY, FAX-MODEM-y, FLOPP-y, DYSKI TWARDE, CD-ROM-y, KLAWIATURY, OBUDOWY, ZASILACZE, GŁOŚNIKI I INNE.
Programujemy EPROMy, FLASH/ EEPROMy, GALe, PALe, procesoiy 87.., 89.. oraz inne układy programowalne.
Na życzenie prześlemy ofertę. Możliwość sprzedaży wysyłkowej.
Sprzedam wobuloskop do 1 GHz tel. [phone]
INTERNET MOŹEjR
ZAKUPY W INTERNECIE CZĘŚCI ELEKTRONICZNE
G_^- Zakład EMftMlkl "CYFRONIKA" Lm," 3Ł3t5KMkdwlul.SąilMblci43 *j� Ml. Mt-54-M tal Jfax 267-30-fO ^^� a-irallxyfronln9cyfranlaLconi.pl dnJtowfluy katalog bazptetnto
www.cyfronika.com.pl
LARO
tel.
(0-68) 32-44-984
LARO 9.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.
Samochodowy Wskaźnik z zegarkiem
infc obrotów; tłmptmtury liM-kd); nunk LCD ny:A.-W.B-att!J.C-
Mu Itlmafr Samochodowy
Pomiar Mmp. mniu. nmn^tmtf.Obn/amtMzaflrowp Wriu&iK U akulUlDon, wjm. ODjdDda CBAy; A - 11zł, II - B34 C - 94d
HultlmatrriDrzganaratoram
U-f-0 TSO^I-f-D 3A;Rł5 50UW C ZpF..2mF: f POHi.. 1 EHiKc O Słfe. O.BM ponta- diod I b tnnz.; Unt 4..SW0.1 A 14O1CEaQA1BłBS8łC
pygy y
Automit Akwariowy lutonwi włącznik dmm . �niitn
dtkł 1SO1�60 A13łB32tC67t
LICZIII k Impu ISOWtol. (a*x opw w fl)
- 7lkwita iinty Inp. da 700; motlhHtt EkanlA rum tm HmlijK. wyn. IIOidEhiSDjiMipA-iizt^B-Md.C-Sfcd cwiy: A - płyta; B - płytki + ccq*d ł obu dna. C - nrmt prydn + o
DF Elektronik o�ą�"��3 -bb7k�ihi�
od ni
Sklep internet o wy czynny 24 godziniMM(-dobę 7 d Zawsze aktualny katalog produktów na stronach 1 Zawsze dostępna pomoc techniczna i poszerzone opisy produ Wizytówka firmy (adresy, tgjefony, osoby odpowiedzialne) i Błyskawiczny kontakt przez pocztę elektroniczną |e-mail) , Twoi klienci znajdą Cię wcześniej niż Ty Ich (rejestracja w krajowych i światowych centrach wyszukiwawczych)
PForrucyjrw: ceny ód konrn r-rjłcui ' L Skiep inbcmcCDW/ za jedyne 4&Ć zj V VA IMiHia wlErynn mtetnelnwa 1*0*1+ u>
IMfihrtrwni OM 141 71 U, 071 141 14 &3
Ś ŚŚŚŚ
3 b m
LA U Wta
i i
| nr ind 372161 | || | cena 9000zł
I Ś Ś Ś Ś i wrzesień NH2_
Ś Ś
1
I
Ś Ś
Ś Ś
JBBH
'
ŚŚŚŚŚŚŚŚŚŚŚŚ
Ś ŚŚŚŚŚŚ Ś Ś ŚŚŚŚŚ.
Tabela 1. Parametry stabilizatorów serii 78XX
Maksymalne napięcie wejściowe:
78L02.....78L08 U/ma* 30 V
7805.....7818, 78L12.....78L18,
78M05,...,78M18 U/max 35 V
7824, 78L24, 78M20, 78M24 U/ma* 40 V
Zakres temperatur pracy Ta 0...125 �C
Zakres temperatur przechowywania T*�j -65...150 �C
Współczynnik stabilizacji napięcia WSN 2 %
Maksymalny prąd wyjściowy:
78XX 'Omax 1 A
78LXX 'Omax 100 mA
78MXX 'Omax 500 mA
Prąd spoczynkowy:
78XX, 78MXX h 4,2...4,6 mA
78LXX h 2,6...4,4 mA
Rezystancja wyjściowa:
78XX, 78MXX '0 0,002...0,4 fi
78LXX '0 0,1...0,4 Q
Tłumienie tętnień zasilacza:
78XX SVR 53...78 dB
78LXX SVR 43...51 dB
78MXX SVR 66...78 dB
Napięcie wyjściowe:
78L02 U/=4,3 V Uo 2,5...2,7 V
7805, 78L05, 78M05 U/=10 V Uo 4,8...5,2 V
7806, 78M06, U/=ll V Uo 5,75...6,25 V
7808, 78L08, 78M08 U/=14 V Uo 7,7...8,3 V
7812, 78L12, 78M12 U/=19 V Uo 11,5...12,5 V
7815, 78L17, 78M15 U/=23 V Uo 14,4...15,6 V
7818, 78L18, 78M18 U/=27 V Uo 17,3...18,7 V
78M20 U/=29 V Uo 19,2...20,8 V
7824, 78L24, 78M24 U/=33 V Uo 23,0...25,0 V
UWAGA: Napięcia wyjściowe podano przy następujących wartościach prądów: 78XX lo=0,5 A, 78LXX lo=40 mA, 78MXX lo=300 mA
Tabela 2. Parametry stabilizatorów serii 79XX
Maksymalne napięcie wejściowe
79L03,...,79L05 -U/mar 30 V
7902,...,7918, 79L12.....79L18,
79M05.....79M15 -Ujm"x 35 V
7924, 79L24, 79M20, 79M24 -U/mar 40 V
Zakres temperatur pracy Ta 0...125 �C
Zakres temperatur przechowywania T,tg -65...150 �C
Współczynnik stabilizacji napięcia WSN 1 %
Maksymalny prąd wyjściowy:
79XX 'Omax 1 A
79LXX 'Omax 100 mA
79MXX >Omax 500 mA
Prąd spoczynkowy:
79XX li 1...3 mA
79LXX li 6...6,5 mA
79MXX li 1...1.5 mA
Tłumienie tętnień zasilacza:
79XX SVR 54...60 dB
79LXX SVR 39...51 dB
79MXX SVR 58..60 dB
Napięcie wyjściowe:
7902 U/=-7 V -Uo 1,90...2,10 V
79L03 U/=-10 V -Uo 2,70...3,30 V
7905, 79L05 79M05, U/=-10 V -Uo 4,80...5,20 V
7906, 79M06 U/=-ll V -UO 5,75..6,25 V
7908, 79M08 U/=-14 V -Uo 7,70...8,300 V
7912, 79L12, 79M12 U/=-19 V -UO 11,5...12,5 V
7915, 79L15, 79M15 U/=-23 V -UO 14,4...15,6 V
7918, 79L18 U/=-27 V -Uo 17,3...18,7 V
79M20 U/=-29 V -Uo 19,2...20,8 V
7924, 79L24, 79M24 U/=-33 V -UO 23,0...25,0 V
UWAGA: Napięcia wyjściowe podano przy następujących wartościach prądów: 79XX lo=0,5 A, 79LXX lo=40 mA, 79XX lo=300 mA
PRAKTYCZ
WRZESIEŃ NR 2/1992
SPIS TREŚCI
Generator PAL dokończenie ........................................................... 4
Korektor graficzny ............................................................................ 7
Generator funkcyjny ........................................................................ 12
Transkoder SECAM-PAL ................................................................. 15
Zasilacz stabilizowany ....................................................................... 17
W NASTĘPNYM NUMERZE
Transkoder SECAM-PAL dokończenie Korektor graficzny sterowanie elektroniczne Analizator widma Alarm samochodowy
Płytki drukowane wysyłane są w terminie do dwóch tygodni za zaliczeniem pocztowym. Koszt wysyłki 15 000 zł.
Wydawca ARTKELE Zielona Góra
Ogłoszenia i reklamy
Ogłoszenia można nadsyłać listownie na adres redakcji załączając dowód wpłaty należności za ogłoszenie na konto ARTKELE ZAKŁAD ELEKTRONICZNY ul. Olbrychta 10 Zielona Góra, BANK SPÓŁDZIELCZY Zielona Góra nr 997283-102847-136-61.
Ceny
1 cm2 ogłoszenia ramkowego 6 000 zł (najmniejsze ogłoszenie 15 cm2)
ogłoszenia drobne do 40 słów 4 000 zł za słowo.
Redakcja nie ponosi żadnej odpowiedzialności za treść ogłoszenia.
Adres
Redakcja "Praktyczny Elektronik"
ul. Olbrychta 10
tel. 58-84
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 2/1992
Telewizyjny generator pasów kolorowych systemu PAL
Część II
Układ kodowania sygnału chrominancji i modulatora zbudowano w oparciu o układy scalone LM 1886 i LM 1889. Pierwszy z nich (Rys. 1) zawiera w sobie trzybitowe przetworniki analogowo--cyfrowe do których wejść doprowadzono sygnały kolorów podstawowych RGB i sygnał luminancji Y. Przetworniki te dają możliwość uzyskania 512 odcieni barw, ale nie wykorzystano tego gdyż generator wytwarza tylko osiem pasów barwnych. Sygnał Y doprowadzony jest do wszystkich przetworników równocześnie w celu uzyskania 100% poziomu bieli w sygnale wizyjnym.
Sygnały RGB po przetworzeniu na postać analogową i dodaniu do nich impulsów wygaszania (nóżka 9 USl) doprowadzone są do wewnętrznej macierzy kodującej na wyjściach której otrzymuje się gotowe sygnały różnicowe koloru i sygnał luminancji. Sygnał luminancji po nałożeniu na niego impulsów synchronizacji otrzymujemy na nóżce 6 USl.
Sygnały chrominancji zostają dodatkowo "wyposażone" w impuls synchronizacji koloru burst. Dodatkowo sygnał różnicowy koloru czerwonego ma zmieniającą się co linię fazę. Zmianą fazy steruje sygnał pomocniczy H/2, o częstotliwości równej połowie częstotliwości linii i wypełnieniu 1/2. Sygnały różnicowe są dostępne na nóżkach 3 (R-Y) i 4 (B-Y) układu scalonego USl.
Otrzymane w ten sposób przebiegi doprowadzone zostają do układu LM 1889 (Rys. 2), który zamienia je w kompleksowy sygnał wizyjny. Układ ten zawiera w sobie modulatory koloru, generator podnośnej koloru, generator podnośnej fonii, oraz dwa generatory nośnej wizji (w przedstawionym rozwiązaniu wykorzystano jeden z nich).
Generator podnośnej chrominancji pracuje z rezonatorem kwarcowym Ql. Wytwarza on przebieg o częstotliwości 4,43 MHz. Trymer CIO służy do dokładnej regulacji częstotliwości.
Układ generatora podnośnej fonii pracuje z zewnętrznym obwodem rezonansowym L2, C19, R19 dostrojonym do częstotliwości różnicowej foni 6,5 MHz. Dodatkowo dołączane przełącznikiem P2
kondensatory C23, C24 pozwalają zmienić częstotliwość na 5,5 MHz.
9_Wm input
8 Srfó INOUT
r\
3 + m/fimA
8 -r OurPUT 0-Y OUTDUT
~ mm
IHPUT 7 GATE
Rys. 1. Schemat blokowy układu scalonego LM 1886
choohu.
LEAd t-Y Ji
IHPUT
S/AS INIHJT'
cm
IHHJT
CHA I
min _g_
CHOOMA
osc.
CHB
osc.
CHA
osc
CHOOMA LAQ
17 CHOOHA OSC OUTPUT G_OWOI1A SUPOLY
fS_$0im TANK
L^
1
U OF ~Sl/PPŁY CHSOHA
susami)
12_VIDE0 IHPUT
L�_
1J_CHA OUTOUT 10_CHB OUTPUT
Rys. 2. Schemat blokowy układu scalonego LM 1889
Do modulacji podnośnej foni wykorzystano sygnał prostokątny 1,3 MHz doprowadzony z bloku cyfrowego. Sygnał ten podlega wzmocnieniu przez tranzystor T2, a następnie po przejściu przez filtr dolnoprzepustowy moduluje częstotliwość pracy generatora za pośrednictwem diody pojemnościowej D3. Filtr dolnoprzepustowy ma na celu zmianę kształtu przebiegu prostokątnego, na zbliżony do sinusa. Przez elementy Rll i C15 zmodulowany sygnał fonii dodawany jest do sygnału wizyjnego.
Praktyczny elektronik 2/1992
Obwód rezonansowy LI, C16 pracuje w układzie generatora nośnej wizji. Zmodulowany kompleksowy sygnał wizji otrzymuje się na nóżce 10 US2. Przełącznik Pl służy do wyboru rodzaju pracy: W.CZ./VIDEO. Sygnał VIDEO dostępny jest na nóżce 11 US2. Tranzystor Tl pracujący w układzie wtórnika emiterowego zapewnia małą impedancję wyjściową dla sygnału VIDEO.Całości dopełnia stabilizator +12V (US3) i pomocniczy stabilizator +5V na diodzie Zenera Dl.
Montaż i uruchomienie
Blok analogowy zmontowano na płytce drukowanej jednostronnej. Umieszczono na niej wszystkie elementy za wyjątkiem przełączników Pl i P2. Połączenia płytek cyfrowej i analogowej dokonano odcinkiem taśmy klejonej o długości 5 cm (większa długość nie jest wskazana). Dwa oddzielne gniazda dla sygnałów W.CZ. i VIDEO wraz z przełącznikami Pl i P2 przymocowano do obudowy generatora.
W przypadku wykorzystania zasilacza stabilizowanego + 12V stabilizator US3 nie jest konieczny. Należy wówczas zewrzeć odpowiednie pola odcinkiem przewodu. Prawidłowo zmontowany układ pobiera ok. 90 mA ze źródła +12V.
Uruchamianie rozpoczynamy od zestrojenia generatora nośnej wizji. Przełącznik Pl ustawiamy w pozycji B. Wyjście W.CZ. łączymy z gniazdem antenowym odbiornika telwizyjnego, dostrojonego do jednego z kanałów 1-^12. Regulując cewkę LI, którą rozciągamy lub ściskamy doprowadzamy do stanu kiedy na ekranie telewizora otrzymamy wyraźny obraz pasów (mogą być czarno-białe). Try-merem C16 dokonujemy precyzyjnego dostrojenia do częstotliwości środkowej kanału. Jeżeli telewizor nie "chwyta" synchronizacji pionowej lub poziomej konieczne jest ustawienie częstotliwości linii potencjometrem Pl umieszczonym na płytce bloku cyfrowego. Pomocny może okazać się oscyloskop, który pozwoli skontrolować obecność sygnałów R-Y, B-Y, Y na wejściach układu LM 1889.
Po zestrojeniu generatora W.CZ. w cewkę LI wkładamy kawałek gąbki i całość zalewamy stopioną parafiną. Czynności tej nie można zlekceważyć, gdyż nieumocowana należycie cewka LI będzie powodować tzw. mikrofonowanie pod wpływem drgań mechanicznych objawiające się zakłóceniami na ekranie odbiornika.
W drugiej kolejności regulujemy częstotliwość pracy generatora podnośnej koloru przy pomocy trymera CIO. Można do tego celu wykorzystać czę-
stościomierz podłączony do nóżki 1 US2. Częstotliwość generacji powinna wynosić 4,433619 MHz.
W przypadku gdy nie mamy do dyspozycji czę-stościomierza regulujemy trymerem CIO aby doprowadzić do pojawienia się obrazu kolorowego. Trymer CIO należy ustawić w pozycji pośrodku między położeniami w których kolor pojawia się.
W zależności od typu zastosowanego rezonatora kwarcowego konieczne może okazać się wmontowanie dodatkowego kondensatora Cli o pojemności kilkudziesięciu pikofaradów. W modelowym wykonaniu generatora PAL zastosowano polski rezonator kwarcowy produkcji OMIG-u, który polecam jako bardzo dobry.
Strojenie generatora podnośnej fonii rozpoczynamy od częstotliwości 6,5 MHz. W tym celu przełącznik P2 ustawiamy w pozycji "rozwarty" i regulując cewkę L2 doprowadzamy do uzyskania czystego tonu z głośnika telewizora. Przełączając przełącznik w pozycję "zwarty" powtarzamy regulację za pomocą trymera C24 dla częstotliwości fonii 5,5 MHz. W zależności od wartości zastosowanego trymera C24 konieczne może być wlutowanie kondensatora C23 o wartości ok. 10-^20 pF.
Na zakończenie przełącznikiem Pl włączamy tryb pracy VIDEO i potencjometrem R16 ustawiamy amplitudę sygnału na wyjściu równą IV pp.
Wykaz elementów
US 1 LM 1886
US2 LM 1889
US3 LM 7812
Tl BC 238 lub dowolny
npn małej mocy
T2 BC 238C lub dowolny
małej mocy H21 >300
Dl BZP 683 C 5V1
D2 dowolna krzemowa np. BAVP 17
D3 BB 105G lub BB 105
z dowolnym indeksem literowym
Ql rezonator kwarcowy
4,433619 MHz prod. OMIG
Rl 220 n/0,5 W
R2 100 kn/0,125 W
R3 5,6 kn/0,125 W
R4 2,2 kn/0,125 W
R5, R21 4,7 kn/0,125 W
R6, R7 1 kn/0,125 W
R8, Rll 3,3 kn/0,125 W
R9 820 n/0,125 W
RIO, R12 270 n/0,125 W
R13 82 n/0,125 W
R14 l,8kft/0,125 W
Praktyczny elektronik 2/1992
R15 75 fi/0,125 W
R17 15 kfi/0,125 W
R18, R19, R20 10 kfi/0,125 W
R22 47 kfi/0,125 W
Cl, C3.
C18, C25 47 /jF/16 V 04/U
C2, C4, C26 47 nF/16 V typ KFP
C5, C6 100 pF typ KCPf
C7 100 nF/100 V MKSE-018-02
C8, C14 10 nF/16 V typ KFP
C9, C12 36 pF typ KCPf
Cli dobierany patrz opis
w tekście
C20, C21,
C22 22 nF/100 V MKSE-018-02
C13 10 //F/16 V typ 04/U
C15 22 pF typ KCPf
C17 1 nF/500V typ KFP
C19 33 pF typ KCPf
C23
LI
L2
R16 CIO, C16,
C24
Pl, P2
dobierany 10-t- pF patrz opis w tekście
cewka powietrzna
4 zwoje 6 mm drutem CuL
4>0J mm; 1 mm od siebie
7x7 431 (11/jH) lub
38 zwojów drutem CuL 00,1 mm na
dowolnym rdzeniu z cewek serii 400
1 kfi TVP 1232 "stojący"
KCD-7-7/30 pF/160 V lub inny podobny 7 mm dowolny bistabilny
płytka drukowana jednostronna 55x110 mm h
Płytka drukowana wysyłana jest za zaliczeniem po cztowym.
Cena 7 300 zł + koszty wysyłki.
Rys. 3. Schemat ideowy bloku analogowego generatora
Praktyczny elektronik 2/1992
m u i -vc14_ et cg,h'

^JPi3Wff3CĄ^
US1
ooooooooooo
Rys. 4. Rozmieszczenie elementów
Rys. 5. Schemat płytki drukowanej
D.C. O
Korektor graficzny
Artykułem tym rozpoczynamy cykl opisów urządzeń. Będą to urządzenia, które można montować w wersjach prostych i rozbudowanych, przy czym rozbudowę urządzenia będzie można przerwać na dowolnym etapie uzależnionym od woli Czytelnika. Publikowany obecnie korektor graficzny uzupełnimy w następnym numerze PE opisem układu elektronicznej regulacji nastaw potencjometrów wraz z możliwością wyświetlania stanu na diodach. W przyszłości przedstawimy blok pamięci charakterystyk oraz zdalne sterowanie korektorem.
W sprzęcie elektroakustycznym często stosuje się specjalne korektory charakterystyki częstotliwościowej tzw. korektory graficzne. Nazwa pochodzi stąd, iż ustawienie potencjometrów suwakowych
na płycie czołowej urządzenia obrazuje przebieg charakterystyki przenoszenia korektora.
Korektory graficzne wyodrębniają z pasma akustycznego kilka (z reguły pięć do dziesięciu) pasm wokół pewnych częstotliwości, które mogą być wzmacniane lub tłumione w stosunku do pozostałych. Dzięki praktycznie dowolnemu kształtowaniu charakterystyki częstotliwościowej całego zestawu elektroakustycznego możliwe jest uzyskanie takich efektów jak:
zmniejszenie lub całkowite wyeliminowanie nierównomierności przenoszenia kolumn głośnikowych, wzmacniacza, przetwornika gramofonowego,
skorygowanie charakterystyki pomieszczenia odsłuchowego,
regulację barwy dźwięku,
eliminację gwizdów interferencyjnych na falach DSK,
Praktyczny elektronik 2/1992
eliminację przydiwięku sieci,
eliminację sprzęgania się gramofonu przy głośnym odsłu-chu.
W literaturze fachowej możemy spotkać się z wieloma rozwiązaniami korektorów graficznych. Najczęściej spotykanym jest korektor o dziesięciu pasmach regulacji z podziałem częstotliwości co oktawę. Zakres regulacji wynosi z reguły tl2 dB. Wzmocnienie dla pozycji środkowych suwaków potencjometrów ma wartość równą 0 dB. Dobroci filtrów są dobrane tak, aby dla jednakowego ustawienia wszystkich potencjometrów charakterystyka przenoszenia była płaska.
W przypadku korektora z podziałem częstotliwości co oktawę wynosi ona dwa.
Projektując opisywany korektor jako filtry dla poszczególnych częstotliwości wybrano obwody rezonansowe zrealizowane na układach żyratorów (symulowanych indukcyjności). Zadecydował o tym fakt, że filtry aktywne na wzmacniaczach operacyjnych wymagają stosowania elementów RC o zawężonych tolerancjach, które to elementy są trudno dostępne.
Opis układu
Korektor graficzny zaprojektowano jako dziesięcio oktawowy (dziesięć regulowanych częstotliwości) z zakresem regulacji 112 dB. Częstotliwości środkowe filtrów są typowe i wynoszą: 31, 62, 125, 250, 500 Hz; 1, 2, 4, 8, 16kHz.
W korektorze zastosowano podwójne niskoszumowe wzmacniacze operacyjne (rys. 2) /xA 739. 0 wyborze tych wzmacniaczy zadecydowały: małe szumy własne (współczynnik szumów F=2 dB),
Rys. 1. Schemat ideowy korektora graficznego
Praktyczny elektronik 2/1992
szybkość narostu napięcia wyjściowego (S�=l V co daje niezniekształcony przebieg sinusoidalny o amplitudzie 8 V, przy częstotliwości 20 kHz), stopień wyjściowy pracujący w klasie A. Jak widać wzmacniacze te gwarantują uzyskanie bardzo wysokich parametrów korektora.
Rys. 2. Schemat blokowy wzmacniacza (iA 739
Wzmacniacz operacyjny USla pracuje w układzie nieodwracającym i zapewnia wraz z dzielnikiem Rl i R2 wzmocnienie jednostkowe. Kondensatory Cl i C2 ograniczają pasmo przenoszenia wzmacniacza do ok. 55 kHz, poprawiając właściwości szumowe i odporność na zakłócenia w.cz. Z wyjścia wzmacniacza sygnał doprowadzony jest przez kondensator bipolarny (utworzony z dwóch kondensatorów elektrolitycznych) do wejścia nie-odwracającego wzmacniacza USlb. Pomiędzy jego
Rys. 3. Rozmieszczenie elementów płytka we/wy
wejście odwracające i nieodwracające włączone są potencjometry suwakowe Pl-rP10, do których dołączone są wejścia filtrów. Rezystory R5 i R8 decydują o zakresie regulacji wzmocnienia całego korektora. Kondensator C6 ogranicza pasmo wzmacniacza USl do wartości 41 kHz.
Filtry rezonansowe zbudowano na wzmacniaczach operacyjnych US2aH-US6b. Układ żyratora stanowią elementy (dla filtru 32 Hz) US2a, RIO, Rll, C8. Kondensator C7 stanowi element szeregowego obwodu rezonansowego. Dla tak utworzonego filtru do obliczenia wartości kondensatorów słuszne są wzory:
C- = \/(2wf0QRl0)
Cs=Q/(2Trf0Rn) Natomiast wartość indukcyjności żyratora wynosi:
L = R10RnC8
Elementy oznaczone na schemacie Rk, Ck, Cr stanowią zewnętrzną kompensację wzmacniaczy operacyjnych.
Parametry korektora są następujące:
pasmo przenoszenia: 10 Hz...20kHz przy spadku na krańcach pasma 0,5 dB,
stosunek sygnału do szumu: 85 dB, niewa-żony,
- zniekształcenia nieliniowe w całym paśmie dla dowolnego ustawienia potencjometrów <0,03%.
Pomiary były przeprowadzone przy nominalnym sygnale wejściowym UWe=0,75 V.
Rys. 6. Schemat płytki drukowanej we/wy
10
Praktyczny elektronik 2/1992
Rys. 4. Rozmieszczenie elementów płytka filtrów
Rys. 7. Schemat płytki drukowanej filtrów
Praktyczny elektronik 2/1902
11
Montaż i uruchomienie
Układ korektora zmontowano na dwóch płytkach drukowanych (jeden kanał). Na jednej umieszczono układy wejściowe i wyjściowe, a na drugiej filtry wraz z potencjometrami. Potencjometry suwakowe zamontowano na płytce drukowanej od strony druku za pomocą odcinków drutu o długości 1,5 cm (można do tego celu wykorzystać obcięte końcówki rezystorów). Druty te należy wygiąć tak jak pokazano to na rys. 5. Wygięcie to zabezpiecza potencjometry przed uszkodzeniem.
Rys. 5. Montaż potencjometrów
Przewody łączące płytki i gniazda wejściowe powinny być ekranowane.
Całość zasilana jest z symetrycznego zasilacza stabilizowanego + 12 Vi
Czytelnicy, którzy będą -chcieli wykonać korektor z elektronicznym sterowaniem mogą zmontować cały układ, za wyjątkiem potencjometrów suwakowych, które zostaną zastąpione układem elektronicznym. ';
Wykaz elementów (jeden kanał)
USl-MJs6 //A 739 (TBA 2
Rl, R2,
R3, R4 ' 24 kft/0,125 W
R5, R8 . 6,2 kQ/0,125W
RS 100 kQ/0,125W
R7 160 kQ/0,125W
R9 330 fi/0,125 W
RIO, R12, R14, R16, R18, R20, R22, R24, R26, R28 Rll, R13, R15, R17, R19, R21, R23
R25, R29 R27
R30, R31 R32, R33 Ra. (12 szt.) Cl. C2 C3, C4 C5, C6 C7 C8 C9
CIO, C17 Cli
C12, C19 C13
C14 C15
Clć
C18
C20
C21
C22
C23
C24
C25
C26
C27, C28,
C31, C32
C29, C30
C33, C34
Ca- (12 szt.)
Cr (12 szt.)
1 kfi/0,125W
100 kQ/0,125W
82 kfi/0,125W
91 kfi/0,125W
56 fi/0,125W
10 fi/0,125\V
10 fi/0,125\V
120 pF typ H CPf
47 /iF/25 V typ 04/U
620 pF typ KCPf
2,2 //F/100 V typ MKSE-018-02
0,1 //F/100 V typ MKSE-018-02
1 //F/100'V typ MKSE-018-02
68 nF/100 V typ MKSE-018-02
0,47 //F/100 V typ MKSE-018-02
33 nF/100 V typ MKSE-018-02
220 nF/100 V + 47 nF/100 V
typ MKSE-018-02
15 nF/250 V typ MKSE-018-02
0,1 //F/100 V + ń nF/100 V Ś-
typ MKSE-018-02
8.2 nF/160 V typ KSF 020
3,9 nF/160 V typ KSF 020
1,8 nF/160 V typ KSF 020
22 nF/100 V typ MKSE-018-02
820 pF/160 V typ KSF 020
10 nF/250 V typ MKSE-018-02
430 pF/160 typ KSF 020
4,7 nF/160 V typ KSF 020
240 pF/160 V typ KSF 020
47 nF/16 V typ KFP 22 //F/16 V typ 04/U 47 //F/16 V typ 04/U 10 nF typ KCPf 5,6 pF typ KCPf 47 kfi/A typ SV 451N lub SVP 453N
płytka drukowana we/wy 47x57 mm płytka drukowana filtrów 75x200 mm Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Cena (komplet stereo) 44 000 zł + koszty wysyłki.
D.C. O
12
Praktyczny elektronik 2/1092
Generator funkcyjny
Dla wszystkich radioamatorów zajmujących się elektroakustyką prezentujemy układ generatora funkcyjnego. Nie posiada on wygórowanych parametrów, ale koszt budowy całego urządzenia nie przekracza ceny wyspecjalizowanego układu scalonego generatora ICL 8038. Dodatkowo takie rozwiązanie pozwala zapoznać się z różnymi blokami funkcjonalnymi, które zaprojektowano w oparciu o wzmacniacze operacyjne.
Generatory funkcyjne stanowią grupę urządzeń wytwarzających przebiegi napięciowe o różnych kształtach (trójkąt, piła, prostokąt, sinus) i regulowanej częstotliwości. Ponadto są one wyposażone dodatkowo w płynną i skokową regulację amplitudy napięcia wyjściowego, oraz regulację składowej stałej tego napięcia. Coraz częściej stosuje się tez cyfrowy odczyt częstotliwości. Zakresy częstotliwości wynoszą od ułamków herców do pojedynczych megaherców, a napięcia wyjściowe są rzędu 5-10 V/>;>. Zniekształcenia nieliniowe dla przebiegów sinusoidalnych wynoszą z reguły ok. 1%.
Proponowany przez nas generator posiada pięć wybieranych przełącznikiem zakresów częstotliwości (od 1 Hz do 100 kHz). W ramach każdego zakresu możliwa jest płynna regulacja częstotliwości. Generator wytwarza trzy kształty przebiegów wyjściowych (sinus, trójkąt, prostokąt), o regulowanej płynnie amplitudzie (max 5 V ;>/>). Przebiegi te są symetryczne względem masy. Dodatkowo na stałe wyprowadzony jest przebieg prostokątny w standardzie TTL, który może być wykorzystany do pomiaru częstotliwości.
Opis układu
Generator zbudowano w oparciu o poczwórny wzmacniacz operacyjny TL 084. Wzmacniacz operacyjny A pracuje w układzie integratora. Wybierane przełącznikami Wl kondensatory, umieszczone w pętli sprzężenia zwrotnego wzmacniacza, umożliwiają zmianę stałej czasowej integratora. Potencjometr Pl służy do płynnej zmiany stałej czasowej w ramach wybranego zakresu. Potencjometry R14 i R15 ustalają górną i dolną częstotliwość pracy. Na wyjściu integratora otrzymujemy przebieg trójkątny o amplitudzie ok. 6 V. Jest
Di D2 Di D4 D5
MiOHz COHz 1kHz Ofcfc WcHz o o a Oi o
Rys. 1. Schemat ideowy układu generatora
Praktyczny elektronik 2/1992
13
on podawany na wejście nieodwracające wzmacniacza operacyjnego B, który pracuje jako komparator. Wartości rezystorów R8 i R9 określają szerokość pętli histerezy komparatora. Wielkość hi-sterezy wynosi ok. 12 V. Kondensator C7 stanowi kompensację przyspieszającą, która poprawia odpowiedź impulsową komparatora.
Na wyjściu komparatora otrzymuje się przebieg prostokątny o amplitudzie 11 V. Podlega on ograniczeniu i stabilizacji amplitudy na diodach Zenera D12 i D13, skąd doprowadzony jest z powrotem przez potencjometr Pl do wejścia integratora.
Zasada pracy opisanego wyżej generatora jest następująca. Załóżmy, że wyjście komparatora jest w stanie wysokim. Dodatnie napięcie ograniczone do wartości ok. 5,3 V zostaje doprowadzone do integratora i podlega całkowaniu ze stałą czasową zależną od wartości rezystancji potencjometru Pl i pojemności jednego z wybranych przełącznikiem Wl kondensatorów C1-I-C6. Napięcie na wyjściu integratora opada liniowo. W momencie przekroczenia wartości -6 V komparator przerzuca się w stan niski. Poziom -6 V określony jest histerezą komparatora. Ujemne napięcie z jego wyjścia do-
P2
o o o
o o o o o
Pl
SSL ~\f5 ,. .&
ŚL KY
Rys. 2. Rozmieszczenie elementów
Rys. 3. Schemat płytki drukowanej
14
Praktyczny elektronik 2/1992
prowadzone zostaje z powrotem do integratora powodując liniowe narastanie napięcia na jego wyjściu aż do wartości +6 V kiedy to nastąpi ponowny przerzut komparatora. Zmieniając parametry pętli sprzężenia zwrotnego integratora zmienia się czas narostu napięcia na jego wyjściu, a zarazem częstotliwość generacji.
Układ taki jest najprostszym z możliwych rozwiązań generatora przebiegów trójkątnego i prostokątnego o regulowanej częstotliwości.
Przebieg trójkątny podlega przekształceniu na zbliżony do kształtu sinusa w układzie wzmacniacza C z nieliniową pętlą sprzężenia zwrotnego. W opisywanym rozwiązaniu jeden okres przebiegu sinusoidalnego jest aproksymowany (przybliżany) dwudziestoma prostoliniowymi odcinkami. Zapewnia to zniekształcenia rzędu ok. 1^-2%. Potencjometr R6 pozwala na zminimalizowanie zniekształceń przebiegu wyjściowego poprzez zmianę punktów pracy diod Dl-f-DlO.
Wytworzone w układzie generatora przebiegi są doprowadzone do przełącznika wyboru kształtu W2, a dalej przez potencjometr P2 do wzmacniacza wyjściowego D o wzmocnieniu równym dwa. Rezystory RIO i Rll mają na celu wstępne wyrównanie amplitud różnych przebiegów.
Układ z tranzystorem Tl normuje parametry przebiegu prostokątnego na zgodne ze standardem TTL. Dioda Dli zabezpiecza tranzystor Tl przed uszkodzeniem w czasie ujemnych połówek przebiegu prostokątnego.
Montaż i uruchomienie
Cały układ wraz z potencjometrami Pl, P2 i przełącznikami Wl, W2 zmontowano na płytce drukowanej. W modelowym wykonaniu wykorzystano przełącznik typu ISOSTAT o rozstawie 1 cm.
Po włączeniu zasilania przełącznikiem Wl należy wybrać zakres 1-^10 kHz i regulując potencjometrami R14 i R15 ustawić górną i dolną częstotliwość zakresu. Regulacje te są wzajemnie zależne i konieczne jest ich kilkakrotne powtórzenie. Trymer C6 umożliwia regulację częstotliwości na zakresie IOh-100 kHz. Dla częstotliwości 1 kHz potencjometrem R6 ustawia się najmniejsze zniekształcenia przebiegu sinusoidalnego obserwując go na ekranie oscyloskopu. Można też posłużyć się miernikiem zniekształceń nieliniowych.
Dla częstotliwości powyżej 10 kHz trzeba się liczyć z pogorszeniem kształtu i zmianą amplitudy generowanych sygnałów, co wynika z ograniczonego współczynnika czasu narostu napięcia na wyjściu wzmacniaczy operacyjnych. Dlatego też sto-
sowanie innych wzmacniaczy niż podane w wykazie nie jest zalecane. Chyba, że mają one współczynnik Sfl > V/(*s.
W przyszłości opublikujemy generator funkcji na układzie scalonym ICL 8038, ale koszt jego wykonania będzie zdecydowanie wyższy, nie mniej jednak zapewni on lepsze parametry generowanych przebiegów i większe możliwości funkcjonalne.
Wykaz elementów
USl TL 084 (B084D RFT)
Tl BĆ 238B (dowolny npn malej mocy
h2i >200)
D1-^D11 BAVP 17 (nie stosować zamienników) D12, D13,
D14 BZP 638 C 4V7
Rl 2,7 kfi, 0,125 W R2, R8,
R12 10 kfi/0,125 W R18, R19,
R20 10 kfi/0,125 W
R3, R9 18 kn/0,125 W
R4, Rll 27 kfi/0,125 W
R5 1,5 kfi/0,125 W
R7 22 fi/0,125 W
RIO 15 kfi/0,125 W
R13 1 kfi/0,125 W
R16, R17 470 fi/0,125 W
R21 51 fi/0,125 W
Cl 1 /C2 0,1 /C3 0,01 /C4 0,001 /(F/160V/5% KSF 020
(styrofleksowy)
C5 100 pF/160V/5% KSF 020
(styrofleksowy)
C6 7/30pF/160V KCD 7
C7 330 pF (ceramiczny typ KCPf)
C8, C9 47 nF/16V (ferroelektryczny
typ KFP)
C10, Cli 47/xF/16V typ 04/U
R6 4,7 kfi typ TVP 1232 "stojący"
R14, R15 10 kfi typ TVP 1232 "stojący"
Pl, P2 10 kfi/A typ PRP 167
płytka drukowana 50x133 mm UWAGA!
Rezysotry w pętli sprzężenia zwrotnego wzmacniacza C powinny być zgodne z wykazem elementów. W przeciwnym wypadku mogą wystąpić duże zniekształcenia przebiegu sinusoidalnego. Płytka drukowana wysyłana jest za zaliczeniem pocztowym. Cena 7 800 zł + koszty wysyłki.
inż. Maciej Bartkowiak O
Praktyczny elektronik 2/1902
15
Transkoder SECAM-PAL
Część I
Artykuł zawiera opis układu transkodera sygnału SECAM. Transkoder ten może być zamontowany do dowolnego typu telewizora z dekoderem PAL. Wiele miejsca poświęcono uruchamianiu i regulacji, tak że układ ten nie powinien sprawić trudności nawet mało zaawansowanym elektronikom. W artykule przedstawiono także praktyczne przykłady montażu w najczęściej spotykanych odbiornikach telewizyjnych.
Transkoder jest urządzeniem, które dekoduje sygnał SECAM, a następnie koduje go na sygnał PAL. Prostota montażu i uniwersalność sprawiły, że transkodery są wykorzystywane do "przestra-jania" odbiorników telewizyjnych wyposażonych tylko w dekoder PAL. Trzeba podkreślić, że jakość obrazu, z uwagi na dodatkową obróbkę sygnału chrominancji, jest gorsza niż w przypadku dekodera SECAM.
Opis układu
Transkoder zbudowany jest na układzie scalonym TDA 3592A firmy Philips. Na rysunku 1 przedstawiono schemat blokowy tego układu, który będzie pomocny przy opisie działania. Rysunek 2 zawiera schemat ideowy układu transkodera. Układ można podzielić na dwie części. Pierwsza z nich to transkoder, a druga to układy kształtowania impulsu supersandcastle SSC.
Sygnał wideo doprowadzony do kontaktu 4 złącza Wl po przejściu przez wtórnik emiterowy na tranzystorze Tl trafia do obwodu deemfazy w.cz. Na obwód ten składają się elementy C2, C3, R5, LI. Jest on nastrojony na częstotliwość fo=4,286 MHz, a jego dobroć wynosi Q = 16. Następnie wydzielony sygnał chrominancji doprowadzany jest do końcówki 3 układu scalonego US1. Po ograniczeniu amplitudy sygnał SECAM podlega demodulacji w jednym demodulatorze w skład którego wchodzi przesuwnik fazy dołączony do końcówek 23 i 24 układu (elementy L2, C13, Pl).
VIDEO
NZ11ACNIM2 iWANEZNIK dEJEWB
nmcm.no.
PDZEt H/2
IffPUlSY HI2
UKŁAD
OWftAfWilA
skł. Mej
UKŁAD IDENTYFIKAC POIEDZUTM BISTA&ILNY
T
H_
CLAKP
UKŁAD SUMUJĄCY
DETEKTOD
IHPUISU
SSC
HZHACHIACZ
NZHACNIACZ
DEEHFAZA m cz.
UKŁAD
WASI/IM IHPUISY .BU0ST'
HAWrCA PAL
11
ŚCH
i
PAL
\90�
OiENEPATOB
ItE imp. SSC
sygnałar do toru chiominacji
i sygnafo*
--------1 do tom
Imitacji
Rys 1. Schemat blokowy układu transkodera TDA 3592A
16
Praktyczny elektronik 2/1992
,'rs
+AC138A
Rys. 2. Schemat ideowy transkodera
Obwód ten dostrojony jest do średniej arytmetycznej z obu częstotliwości podnośnych SECAM. Demodulator ten jest detektorem koincydencyjnym dla sygnału chrominancji i identyfikacji. Potencjometr Pl służy do regulacji dobroci obwodu. Ważne jest, aby kondensator C13 miał możliwie mały temperaturowy współczynnik pojemności. Zdemodu-lowane w ten sposób sygnały różnicowe koloru wymagają odtworzenia składowej stałej (poziomu czerni). W układzie przywracania poziomu czerni jako elementy pamiętające pracują kondensatory C14, C15. Następnie sygnały różnicowe trafiają do układu deemfazy m.cz. (elementy C17, RIO). Równolegle do układu deemfazy dołączony jest obwód eliminatora częstotliwości harmonicznych generatora 4,43 MHz, który jest źródłem zakłóceń interferencyjnych. Obwód ten stanowią elementy C16 i L5. Zdekodowany w ten sposób sygnał SECAM doprowadzany jest do modulatora PAL. Do modulatora doprowadzana jest także podnośna chrominancji o częstotliwości 4,43 MHz, wytwarzana przez lokalny generator pracujący z zewnętrznymi elementami Ql, C8, Trl, CIO. W systemie PAL, odmiennie niż w SECAM-ie, oba sygnały różnicowe koloru przesyłane są równocześnie. Dlatego też konieczne jest stosowanie linii opóźniają-
cej 64 fis (DL2), która pracuje jako pamięć. Elementy R8, R9, L3, L4 stanowią dopasowanie im-pedancyjne linii opóźniającej. Dalej sygnał bezpośredni, po przejściu przez potencjometr P2 oraz sygnał opóźniony dochodzą do wewnętrznej matrycy PAL. Następnie po przejściu przez układ przełącznika trafiają na wyjście układu scalonego (nóżka 14). Na wyjściu tym w zależności od tego czy układ identyfikacji wykrywa sygnał SECAM pojawia się transkodowany na PAL sygnał SECAM (tylko sygnał chrominancji). W przeciwnym przypadku na wejściu otrzymujemy sygnał wideo doprowadzony do wejścia układu (sygnał luminancji i chrominan-cji).
Z wtórnika emiterowego Tl sygnał wideo poprzez linię opóźniającą DLI doprowadzany jest do końcówki 16 układu US1, gdzie ulega on wzmocnieniu i trafia do układu przełącznika oraz na wyjście (końcówka 15). Sygnał ten jest przeznaczony do wykorzystania w torze luminancji odbiornika. Opóźnienie wnoszone przez linię opóźniającą DLI wynosi 270^330 ns. Jest ono konieczne, ze względu na opóźnienia jakie wprowadza układ scalony podczas transkodowania sygnału chrominancji.
Praktyczny elektronik 2/1902
17
Układ identyfikacji rozpoznaje sygnał SECAM analizując sygnał z demodulatora. W opisywanym rozwiązaniu wykorzystano identyfikację po linii. W układzie identyfikacji następuje porównanie fazy zdemodulowanego sygnału z fazą sygnału H/2 z przerzutnika bistabilnego. Porównanie to następuje w czasie końcowej części okresu wygaszania poziomego. Zewnętrzne elementy układu identyfikacji to C5, C6, C7, Dl.
Do prawidłowej pracy układu scalonego USl konieczne jest doprowadzenie impulsu supersand-castle SSC.
Większość starszych typów telewizorów nie posiada układów wytwarzających, impuls SSC. Dlatego też w prezentowanym układzie zastosowano rozbudowany układ wytwarzania tego uniwersalnego impulsu. Umożliwia on generowanie impulsu SSC w oparciu o doprowadzone z odbiornika telewizyjnego impulsy powrotu linii o polaryzacji dodatniej lub ujemnej o amplitudzie 40-^70 V pp, oraz impulsy ramki dodatnie lub ujemne o amplitudzie 8-55 Vpp i czasie trwania 20 //s-^1,2 ms. Jako impulsy ramki mogą być wykorzystane przebiegi pochodzące z cewek odchylania pionowego. Ponadto układ ten umożliwia wytworzenie impulsu SSC w oparciu o impulsy SC i impulsy ramki. O tym z jakich impulsów korzysta się przy składaniu SSC decyduje użytkownik wykonując odpowiednie zwory (kroplą cyny) na płytce drukowanej.
Układ generowania impulsu ramki zbudowano na tranzystorach T3 i T4. Impulsy ramki po przejściu przez układ różniczkujący C22, R15 trafiają w zależności od polaryzacji na bazę lub kolektor tranzystora T3 pełniącego funkcję ogranicznika amplitudy. Tranzystor T4 spełnia funkcję przerzutnika monostabilnego, który generuje impuls o polaryzacji dodatniej, o czasie trwania zależnym od wartości elementów C23, R18, P3. Rezystor R20 zapewnia podtrzymanie generacji impulsu w przypadku pobudzenia układu impulsami krótszymi niż 1,2 ms. Układ rezystorów R19, R21, R22 stanowi dzielnik napięcia zapewniający amplitudę ok. 2,5 Vpp impulsu ramki. Na rezystorze R22 odbywa
się sumowanie impulsu ramki z impulsem SC pochodzącym z dalszej części układu. Dioda D3 pełni funkcję separatora.
Układ formowania impulsu SC zbudowano na tranzystorach T5-=-T8. Doprowadzony z kontaktu 2 złącza Wl sygnał trafia do przełącznika który umożliwia wybór rodzaju sygnału: SC lub impuls powrotu. W przypadku wyboru impulsu SC (pochodzącego z odbiornika telewizyjnego) po przejściu przez diodę separującą D4 dodaje się on do impulsu ramki. Natomiast w przypadku doprowadzenia impulsu powrotu trafia on na bazę lub kolektor (w zależności od polaryzacji) tranzystora T5 pełniącego funkcję ogranicznika amplitudy. Dioda D5 zabezpiecza tranzystor T5 przed ujemną częścią impulsu powrotu. Z kolektora T5 unormowany impuls powrotu kierowany jest do układu wytwarzania "szpilki" SC zbudowanego na tranzystorach T7 i T8. W skład jego wchodzą dwa przerzutniki monostabilne. Pierwszy z nich, o stałej czasu zależnej od elementów C24, R27, P4 wprowadza opóźnienie szpilki SC względem poprzedniego zbocza impulsu powrotu. Reguluje się je potencjometrem P4. Drugi przerzutnik generuje szpilkę SC o czasie trwania zależnym od wartości elementów C25, R29, P5.
Na rezystorze R26 następuje sumowanie szpilki SC z unormowanym impulsem powrotu doprowadzonym do bazy tranzystora T6, który pracuje jako inwerter. Z kolektora tranzystora T6 impuls SC doprowadzony jest do przełącznika i dalej do układu USl. Do prawidłowej pracy układu wytwarzania impulsu SC niezbędne jest, aby wyzwalający go impuls powrotu miał czas trwania 10-^12 ps.
Całość układu transkodera zasilana jest napięciem stabilizowanym +10 V, pochodzącym ze stabilizatora na tranzystorze T2. Zastosowanie stabilizatora było konieczne gdyż w niektórych typach telewizorów dostępne jest napięcie zasilania +15 V, zbyt wysokie, aby zasilać nim układ scalony TDA 3592A.
Ciąg dalszy w następnym numerze
D.C. O
Zasilacz stabilizowany ą6^
W pracowni każdego elektronika niezbędnym urządzeniem jest zasilacz stabilizowany. Schematy zasilaczy można znaleźć we wszystkich czasopismach elektronicznych. Proponowany przez nas układ chrakteryzuje się prostotą i bardzo niskim kosztem wykonania.
Przy konstruowaniu zasilacza wykorzystano scalony stabilizator trzykońcówkowy serii 78XX.
Łączy on w sobie kilka zalet do których należą: dobry współczynnik stabilizacji napięcia, niskie napięcie nasycenia pomiędzy wejściem, a wyjściem (ok. 2 V), zabezpieczenie przed przakroczeniem maksymalnej temperatury w strukturze, zabezpieczenie stopnia końcowego w przypadku zwarcia wyjścia do masy, oraz niska cena (ok. 6 tys. zł.).
18
Praktyczny elektronik 2/1902
Stabilizatory serii 78XX produkowane są na różne napięcia wyjściowe bez możliwości regulacji. Zastosowanie dodatkowego tranzystora pozwala jednak na regulację napięcia wyjściowego w dość szerokim zakresie.
Rys. 1. Schemat ideowy układu zasilacza
Tranzystor Tl pracuje w układzie źródła napięciowego, włączonego pomiędzy końcówkę masy stabilizatora, a masę układu. Napięcie wyjściowe jest więc sumą napięcia wyjściowego stabilizatora (w naszym przypadku 5 V) i napięcia odłożonego na źródle napięciowym. Takie rozwiązanie w minimalnym stopniu pogarsza współczynnik stabilizacji. Dzielnik napięcia złożony z rezystorów Rl, R2 i potencjometru Pl umożliwia regulację napięcia w zakresie 6-=-15 V. Zastosowanie potencjometru w układzie rezystora regulowanego pozwoliło uzyskać liniową zależność napięcia w funkcji obrotu osi potencjometru, czego nie zapewnia układ po-tencjometryczny. Przełącznik Wl daje możliwość uzyskania napięcia 5 V. Zakres napięć pomiędzy 5, a 6 V jest nieosiągalny z uwagi na napięcie nasycenia tranzystora Tl.
Zastosowanie dwóch analogicznych układów umożliwia zbudowanie stabilizatora napięć symetrycznych względem masy.
Układ nie wymaga uruchamiania. Jedynie konieczne może okazać się dobranie wartości rezystorów Rl i R2, tak aby otrzymać żądany zakres regulacji. Spowodowane to jest dużym, bo 20%
rozrzutem wartości rezystancji produkowanych potencjometrów.
Rys. 4. Rysunki wyprowadzeń stabilizatorów
Stabilizatory US1 i US2 należy umieścić na dwóch oddzielnych radiatorach odizolowanych od masy układu. Można zastosować profil aluminiowy A4835 produkcji Zakładów Metali Lekkich w Kętach o długości 10 cm. Tak duży radiator podyktowany jest znaczną mocą (rzędu 15 W) traconą w stabilizatorze przy napięciu wyjściowym 5 V i prądzie 1 A.
Płytka drukowana zaprojektowana jest do wlu-towania w nią stabilizatorów w obudowie typu TO-220.
Będąc przy tematyce zasilaczy załączamy tabele z parametrami stabilizatorów trójkońcówko-wych serii 78XX i 79XX (stabilizatory napięć ujemnych), oraz rysunki wyprowadzeń dla różnych stosowanych obudów.
Wykaz elementów
- LM 7805 (UL 7505 CEMI)
- GB008 prod. TELPOD (GB009, GB010)
BC 308 (dowolny pnp małej mocy)
- 6,2 kQ (typ dowolny 0,125 W)
- 220 fi (typ dowolny 0,125 W)
- 1000 //F/25V (typ 04/u) '
- 100 /iF/16V (typ 04/u)
- 100 //F/100V (typ MKSE-018-02)
- 10 kft/A (typ PRP 167)
- TS 50/23
lub typ dowolny 220V/2 X15V/1A płytka drukowana jednostronna 45x75 mm Płytka drukowana jest wysyłana za zaliczeniem pocztowym. Cena 4 100 zł + koszty wysyłki.
USl , US2
PR1 , PR2
Tl, T2
Rl, R3
R2, R4
Cl, C4
C2, C5
C3, C6
Pl, P2
TRI
Praktyczny elektronik 2/1992
19
>o
1 ?
r O1 0
o [ sJ
I -olo-
r m
m
L * ii ,
Rys. 2. Rozmieszczenie elementów
Rys. 3. Schemat płytki drukowanej
I.K. O
MIFLEX
3OO KUTNO
TEL. 369-83 FAX 367-13 TELEX 83628
TO POLSKIE PRZEDSIĘBIORSTWO PRODUKUJĄCE SZEROKI ASORTYMENT PODZESPOŁÓW ELEKTRONICZNYCH, TAKICH JAK :
kondensatory tworzywowe; kondensatory papierowe; kondensatory mikowe przekaźniki elektroniczne;
- powielacze WN do OTVC;
- transformatory do OTV;
- generatory WN do kuchni;
- filtry przeciwzakłóceniowe.
GALWANIZERNIA A/\Z7^/_&XŚWIADCZY USŁUGI W SZEROKIM ZAKRESIE POKRYĆ GALWANICZNYCH I POSIADA DUŻE MOCE PRODUKCYJNE :
- cynowanie;
- cynkowanie
- niklowanie;
- kadmowanie;
- miedziowanie;
- srebrzenie;
- czernienie stali;
- odtłuszczanie;
- trawienie aluminium.
TO MOŻLIWOŚCI WSPÓŁPRACY KOOPERACVJNEJ. HANDLOWEJ. JO1NT VENTURES
ZAKŁAD ELEKTRONICZNY
CIGAGICE
ZAKŁAD ELEKTRONICZNY POLECA SWOJE USŁUGI W ZAKRESIE WYKONANIA
PŁYTEK DRUKOWANYCH :
- jednostronnych, dwustronnych; - cynowanie ścieżek;
- płytek uniwersalnych; - wykonanie maski
- nakładanie warstw ochronnych; lutowniczej.
ZAKŁAD PRZYJMUJE TYLKO ZAMÓWIENIA HURTOWE
SEMICS
"71 O7O SZCZECIN
ul. Mieszka Igo 82/83
TEL. 825-737; FAX 825-775; TLX 425-793
Firma SEMICS proponuje państwu bogatą ofertę importowanych elementów i podzespołów elektronicznych.
Gwarantujemy szybkie i terminowe dostawy. Prowadzimy sprzedaż hurtową, wysyłkową, oraz detaliczną w sklepach na terenie całego kraju. Istnieje możliwość kompletacji dostaw dla rzemiosła i przemysłu.
W STAŁEJ OFERCIE POSIADAMY :
- wzmacniacze mocy m.cz. - rezonatory kwarcowe
- scalone stabilizatory napięcia - tranzystory
- wzmacniacze operacyjne i komparatory - triaki i tyrystory
- generatory i układy czasowe - diody
- generatory melodii - mostki prostownicze
- analogowe linie opóźniające - transoptory
- układy cyfrowe TTL LS - wyświetlacze LED
- układy CMOS serii 40XX i 45XX - rezystory
- układy systemów mikroprocesorowych - kondensatory
- pamięci EPROM, d-RAM i STATIC-RAM - głośniki
- przetworniki a/c i c/a - mikrofony
- elementy techniki TV - obudowy metalowe
- układy zdalnego sterowania itelegazety i plastikowe
KRAM
5 O 3 O 9 WROCŁAW
ul. Daszyńskiego 42 (dawniej Klary Zetkin)
tel. 22-61-34
zestawy do samodzielnego wykonania - apa/iatu/ia pomiarowa
płytki d\ukowane i laminaty - morwbo\y hołotowe.
sterowniki Świateł - puzewody lotnych typów
płytki zdalnego sterowania i telegazety - układy CMOS
i wiele innych podzespołów i czę6d elektronicznych
PRAKTYCZNY
NR IND 372161
UJ
cena 9000zł
LUTY
NR 2
Elementy półprzewodnikowe teoria i praktyka
Wśród wielu elementów elektronicznych elementy półprzewodnikowe zajmują szczególne miejsce. Jak i dlaczego do tego doszło? Na pierwszą część pytania odpowiedź może dać wycieczka w przeszłość ilustrowana zestawem dat i faktów:
1833 - J. J. Berzelius wyodrębnił krzem (Si) - obecnie podstawowy materiał w elektronice,
1874 M. Faraday zwrócił uwagę na zwiększanie się przewodności niektórych materiałów w miarę wzrostu temperatury (były to, jak się później okazało półprzewodniki). Dia porównania - przewodność metali (przewodników) maleje ze wzrostem temperatury,
1874 - F. Braun zaobserwował zjawisko prostowania w kryształach karborundu i pirytu,
1886 - J. J. Winkler wyodrębnił german (Ge), który odegrał decydującą rolę w początkowym okresie rozwoju elektroniki półprzewodnikowej.
1886 C. E. Fritts zbudował selenowy prostownik prądu małej częstotliwości,
1895 - A S. Popów i 1896 - G. Marconi wykorzystali odkrycie Brauna w pierwszych nadajnikach i odbiornikach radiowych,
Początek XX-go wieku - powstanie detektora kryształkowego - pierwszej diody ostrzowej,
Okres od 1904 r. do II Wojny Światowej - dynamiczny rozwój elektroniki lampowej zapoczątkowany wynalezieniem diody (J. A. Fleming) i triody (L de Forest w 1906 r),
II Wojna Światowa - powstanie mikrofalowych diod krzemowych dla potrzeb techniki radarowej. Dioda próżniowa nie była w stanie sprostać wymaganiom ze względu na zbyt długi czas przelotu elektronów i zbyt dużą pojemność między katodą a anodą,
1948 - J. Bardeen i W. Brattam wynaleźli tranzystor,
1948 - W. Shockley podał teorię działania złącza p-n i tranzystora,
1956 - autorzy epokowego przełomu 1948 r. otrzymali nagrodę Nobla.
Konsekwencją odkryć, które nastąpiły 45 lat temu stał się burzliwy rozwój różnego rodzaju elementów półprzewodnikowych, a przede wszystkim powstanie mikroelektroniki. I tutaj tkwi m.in. odpowiedź na drugą część naszego pytania: miniaturyzacja jako stała cecha rozwoju współczesnej elektroniki była by niemożliwa bez półprzewodników.
Co to są półprzewodniki?
Półprzewodniki - to krystaliczne ciała stałe char-takteryzujące się tym, że ich przewodność elektryczna:
- zawiera się w (umownie określonych) granicach od
107 do 10-8 (om/cm),
- rośnie szybko w szerokim zakresie wraz z tempera-
turą,
- wskazuje dużą zależność od bardzo małych wielkości
niektórych domieszek, co daje możliwośćjej regulowania. Na przykład dodanie arsenu do kryształu czystego półprzewodnika (germanu lub krzemu) tworzy półprzewodnik typu n. Dodanie indu powoduje utworzenie półprzewodnika typu p. Ilość 10 do potęgi 16-tej atomów domieszki w 1 cm3 krzemu powoduje zwiększenie jego przewodności o ok. 100 tys. razy.
Elementy wykonywane z półprzewodników stanowią wielką rodzinę, która ciągle się powiększa. Są tu diody, tranzystory, tyrystory, fotodiody, fototranzystory, diody świecące, hallotrony, lasery półprzewodnikowe, czujniki temperatury, ciśnienia, promieniowania jonizującego itd.
Niektórym z tych elementów będą poświęcone kolejne artykuły tytułowego cyklu. Rozpoczynamy od diod.
Dioda z greckiego (di-dwa razy + hodos-droga) jest elementem o rezystancji zależnej od kierunku przepływu prądu, dla kierunku przewodzenia jest ona bardzo mała, a dla kierunku zaporowego bardzo duża Powszechnie używane oznaczenia diody przedstawia rys. 1.
Rys. 1. Złącze p n i symbol diody
Elektrody anoda i katoda są skojarzone z biegunowością napięcia zasilającego, dla kierunku przewodzenia: anoda z "plusem", a katoda z "minusem".
Ciąg dalszy na str. 21
PRAKTYCZNY
LUTY NR 2/93
SPIS TREŚCI
Elementy półprzewodnikowe - teoria i praktyka....................................2
Cyfrowy odczyt częstotliwości na zakresie UKF-FM ...............................4
Cyfrowy miernik wzmocnienia prądowego tranzystorów cz. 2 .....................7
Miliwoltomierz z układem ICL 7107 ...............................................10
Zegar cyfrowy z układem MC 1206 cz. 1 ..........................................14
Podgrzewane lusterka w samochodzie ..............................................20
Generator pasów kolorowych systemu PAL - powtórka ..........................22
W NASTĘPNYM NUMERZE:
Zegar - dokończenie Betametr - automatyka Dekodery PAL Wyłącznik zmierzchowy Przedwzmacniacz gramofonowy
Błytki drukowane wysyłane są w terminie do dwóch tygodni za zaliczeniem pocztowym. Koszt wysyłki 15000 zł przy kwocie do 50000 zł; 18000 zł przy kwocie do 100000 zł; 24000 zł przy kwocie powyżej 100000 zł.
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 6000 zł (najmniejsze ogłoszenie 15 cm3)
- ogłoszenia drobne do 40 słów 4000 zł za słowo
Redakcja nie ponosi żadnej odpowiedzialności za treść ogłoszenia.
Adres:
Redakcja "Praktyczny Elektronik"
ul. Olbrychta 10
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 2/1993
Cyfrowy odczyt częstotliwości na zakresie UKF FM
Wiele produkowanych obecnie odbiorników radiowych wyposażonych jest w cyfrowy odczyt częstotliwości. Zastosowane przy tym rozwiązania układowe są bardzo różne. Artykuł ten omawia jeden z prostych sposobów zrealizowania cyfrowego odczytu częstotliwości odbieranej stacji na zakresie UKF. Układ ten można zastosować w odbiornikach z głowicą UKF przestrajaną za pomocą diod pojemnościowych.
Nowoczesne głowice radiowe pracujące na zakresie UKF przestrajane są przy pomocy warikapów, czyli diod pojemnościowych, w których pojemność zależy od przyłożonego pomiędzy anodę i katodę napięcia stałego. Tak więc głowica taka jest przestrajana napięciem stałym pobieranym z precyzyjnego potencjometru. Napięcie to jest regulowane w zakresie 3H-25 V, przy czym napięciu 3 V odpowiada najniższa częstotliwość odbieranego sygnału, a napięciu 25 V najwyższa. Wymagania na stałość napięcia zasilającego warikapy są bardzo wysokie, dlatego też do potencjometru doprowadzane jest napięcie ze specjalnego stabilizatora.
Rys. 1 Schemat ideowy układu odciyłu cięstotliwoscł
W krajowych radioodbiornikach jest to najczęściej układ scalony (skompensowana termicznie dioda Ze-nera) UL 1550. Zapewnia on na swoich zaciskach napięcie z zakresu: 31-r32,3 V dla grupy I, 31,8^-34,2 V dla grupy II i 33,8-j-35 dla grupy III, przy prądzie 5 mA. Rezystancja dynamiczna wynosi typowo 10 fi, a temperaturowy współczynnik stabilizacji napięcia zawiera się w przedziale -1 x 10~4-f-0,5 x 10~4 V/�C.
Zależność pojemności warikapu od napięcia jest nieliniowa, przykładową charakterystykę takiej diody przedstawiono na rys. 2. Z tej przyczyny także charakterystyka przestrajania głowicy jest nieliniowa w funkcji napięcia strojącego, chociaż nieliniowość ta jest znacznie mniejsza niż w przypadku charakterystyki samej diody. Wynika to ze wzoru na częstotliwość obwodu rezonansowego, w którym pojemność jest umieszczona w mianowniku.
Z powyższych wywodów można już określić sposób w jaki przeprowadza się pomiar częstotliwości. Jest to po prostu pomiar napięcia sterującego warikapami. Aby odczyt częstotliwości był dokładny konieczne jest jednak skompensowanie nieliniowości przestrajania. Opisany poniżej układ służy, właśnie do tego celu.
Opis układu
Zasadniczym zadaniem układu jest przetworzenie napięcia wejściowego 7. zakresu 3-=-25 V na napięcie 655-T-740 mV, co pozwala na bezpośredni pomiar mi-liwoltomierzem cyfrowym. Jako miliwoltomierz można wykorzystać układ opisany w PE nr. 4/92, lub 2/93.
Układ scalony US2 do wejścia którego doprowadzono napięcie sterujące pracą warikapów spełnia funkcję wtórnika o bardzo dużej rezystancji wejściowej. Jest to niezbędne z uwagi na dużą (typowo 100 kfl) rezystancję potencjometrów używanych do przestrajania głowicy. Rezystor R3 minimalizuje dryft temperaturowy napięcia niezrównoważenia wzmacniacza.
Rys. 2 Charakterystyka pojemności warikapu w funkcji napięcia
Na wyjściu US2 umieszczono układ kompensacji nieliniowości przestrajania. W skład tego układu wchodzą: R4, P2, Dl, P3, RIO, D2, oraz regulowane źródła napięciowe Rll, P4 i R9, P5 (należy pamiętać, że nie są to idealne źródła napięciowe, ale dla poprawnej pracy układu nie ma to znaczenia).
Praktyczny elektronik 2/1993
Układ ten daje charakterystykę odcinkowo iiniową o trzech odcinkach, których nachylenie zależy od stosunku rezystancji R4 do rezystancji P2, P3, punkty załamania określone są zaś przez napięcia na katodach diod Dl i D2.
W celu wyjaśnienia pracy takiego układu posłużymy się rysunkiem (rys. 3). Dla napięć wejściowych z przedziału O-r-Ui (dla uproszczenia przyjęto spadek napięcia na przewodzącej diodzie równy zeru) napięcie na wyjściu układu rośnie zgodnie z napięciem wejściowym (układ nie wprowadza tłumienia sygnału). W tym zakresie' nachylenie charakterystyki wynosi 1. Dzieje się tak dlatego, gdyż diody Dl i D2 są zablokowane, co powoduje "wyłączenie" rezystorów R2 i R3 z układu.
Po przekroczeniu napięcia Ui dioda Dl zaczyna przewodzić prąd, tworząc w ten sposób dzielnik napięcia składający się z rezystorów Rl i R2. Sytuacja taka utrzymuje się, aż do momentu w którym napięcie wyjściowe osiągnie wartość równą U2 co odpowiada napięciu wejściowemu (Ui -Ui )((Rl+R2)/R2). Nachylenie charakterystyki w tym przedziale wynosi R2/(Rl+R2).
Dla napięć wejściowych powyżej wartości (U^ Ui)-((Rl + R2)/R2) zaczyna przewodzić druga dioda. Powoduje to włączenie w obwód rezystora R3. Daje to w efekcie dalszy spadek nachylenia charakterystyki do wartości (R2 Ś R3)/(Rl Ś R2 + Rl Ś i?3 + R2 Ś RZ).
Rys. 3 Diodowy układ formujący
Z przykładowej charakterystyki widać, co powiedziano już wcześniej, że nachylenie odcinków II i III można regulować wartościami rezystorów R2 i R3, a punkty załamania wartościami napięć Ui i U2. W praktyce uwzględnić trzeba jeszcze spadek napięcia na diodach, oraz ich rezystancję dynamiczną zwłaszcza w pobliżu napięć odcięcia. W rzeczywistej charakterystyce pracy takiego układu załamania pomiędzy odcinkami są łagodniejsze niż przedstawiono to na rysunku.
Z wyjścia układu korekcji liniowości sygnał poprzez dzielnik napięciowy R5, R2 i Pl sygnał doprowadzony jest do kolejnego wtórnika napięciowego. Na jego wyjściu umieszczono potencjometr regulacji czułości P6.
Układ USl dostarcza napięcia odniesienia dla dzielnika napięciowego R5, Pl i R2. Pracuje on podobnie jak pozostałe układy jako wtórnik napięciowy. Kondensatory Cl-rC5 służą do eliminacji zakłóceń.
Szeroki zakres napięć wejściowych wymusił zasilanie układu napięciem +32 V względem masy. Pobór mocy przez cały układ jest na tyle mały, że można go zasilać z diody stabilizującej napięcie sterujące warikapami.
Montaż i uruchomienie
Montaż układu nie nastręcza żadnych trudności. Podłączenie do tunera należy rozpocząć od napięcia zasilania. Na rys. 1 umieszczono fragment schematu zasilacza stabilizującego napięcie zasilające warikapy (układ ten znajduje się w tunerze). Po dołączeniu układu doświadczalnie trzeba dobrać wartość rezystora R*, tak aby napięcie na stabilizatorze UL 1550 miało wartość taką samą jak bez dołączonego układu. W większości przypadków do istniejącego rezystora wystarczy przylu-tować drugi rezystor o wartości 1 kL2.
Następnie do wejścia oznaczonego na schemacie "3-^25 V" doprowadzamy napięcie z suwaka potencjometru strojenia (napięcie doprowadzane do warikapów). Wejście "3 V" łączymy z nóżką potencjometru strojenia na której jest niższe napięcie (wynosi ono z reguły ok. 2,5-^4 V). Do wyjścia układu dołączamy miliwolto-mierz o zakresie 999 mV, np. zbudowany na układzie C520 D, lub ICL 7106, 7107.
Rys. 4 Charakterystyka układu z rys. 3
Potencjometry Pl, P4, P5 ustawiamy w pozycji największej rezystancji, a P2 i P3 w pozycji najmniejszej rezystancji.
Pokrętłem strojenia ustawiamy najniższe napięcie warikapowe (odpowiada to częstotliwości 65,5 MHz). Potencjometrem P6 ustawiamy wskazania woltomierza na 655 mV. Następnie dostrajamy tuner do częstotliwości stacji 68 MHz, korzystając z fabrycznej skali lub " łapiąc" stację, która nadaje na pobliskiej częstotliwości. Można w tym celu skorzystać z wykazu stacji podanym na końcu artykułu. Potencjometrem Pl ustawiamy teraz wskazania woltomierza na wartość 680 mV, jeżeli tuner był dostrojony do znaku 68 MHz na skali, lub na wartość napięcia odpowiadającą częstotliwości odbieranej stacji. Na przykład dostrajamy tuner do programu drugiego nadawanego przez Łódź i ustawiamy wartość napięcia równą 685 mV (patrz wykaz stacji).
Następnie ustawiamy wskazówkę na 70 MHz, lub pobliską stację. Wskazania woltomierza powinny być
Praktyczny elektronik 2/1993
większe niż wynika to z dostrojenia tunera. Kręcąc potencjometrem P4 regulujemy wskazania na 700 mV, lub na wartość częstotliwości odbieranej stacji.
Podobną procedurę przeprowadzamy dla częstotliwości 72 MHz. Z tym, że w pierwszej kolejności potencjometrem P2 ustawiamy 720 mV, a następnie potencjometr P5 przekręcamy w przeciwne skrajne położenie, wskazania woltomierza znacznie obniżą się. Kręcąc potencjometrem P5 (bardzo wolno) z powrotem ustawiamy 720 mV. W trakcie regulacji w miarę obrotu P5 wskazania rosną, aż do wartości 720 mV, kręcąc dalej nie uzyskamy już żadnego wzrostu napięcia. Regulację należy zakończyć dokładnie na progu kiedy osiągniemy 720 mV.
Na koniec ustawiamy maksymalne napięcie wari-kapowe i potencjometrem P3 regulujemy napięcie na 740 mV.
Jeszcze kilka uwag praktycznych. Po każdej regulacji warto " wrócić" na niższe częstotliwości i sprawdzić, czy wskazania woltomierza zgadzają się ze skalą, lub częstotliwością stacji. Jeżeli nie, to regulację rozpoczynamy od nowa. Układ pokazuje częstotliwość odbieranej stacji z dokładnością ą100 kHz, pod warunkiem dokładnej regulacji.
Życzę przyjemnego "kręcenia" i cierpliwości, a wynik powinien być zadowalający.
Wykaz częstotliwości stacji nadających program Polskiego Radia na zakresie UKF
1. Białystok II 70,01
III 72,02
IV 72,80
2. Bydgoszcz II 68,96
III 71,84
IV 72,62
3. Częstochowa II 68,96
III 66,23
IV 67,79
4. Gdańsk II 70,31
III 66,29
IV 67,85
5. Jelenia Góra II 71,72
III 68.78
6. Katowice II 68,33
III 65.99
IV 67,55
7. Kielce II 70,49
III 72,71
IV 71,15
8. Kłodzko II 67,64
III 69,74
IV 72,44
9. Koszalin II 69,92
III 66,95
IV 67,73
10. Kraków II 68,75
III 66,89
IV 67,67
H
H
H
kołowa
H
H
H
H
11. Kudowa Zdrój II
III
12. Lublin II
III IV
13. Łódź II
III IV
14. Olsztyn II
III IV
15. Opole II
III IV
16. Piła II
III IV
17. Płock II
18. Poznań
IV
IV
19. Przemyśl II
III IV
20. Rzeszów II
III IV
68,51 65,90 69,92 71,81 72,59 68,51 72,23 73,01 69,56 67,25 70,79 72,89 66,77 70,31 69,38 72,02 72,80 68,72 70,97 72,53 69,74 66,56 67,40 68,60 71,69 72,41 68,24 65,90 67,46
H
V
H
H
H
H
V
21. . Siedlce II 70,22
III 66,41
IV 68,03
22. Suwałki II 68,60
III 71,12
IV 72,68
23. Szczecin II 68,78
III 66,74
IV 67,52
24. Warszawa II 69,20
III 71,45
IV 67.94
25. Wrocław II 70,67
III 72,11
IV 71,33
26. Zakopane II 70,31
III 71,45
27. Zamość II 69,38
III 66,68
IV 67,61
28. Zgorzelec II 68,24
III 69,56
IV 67,46
29. Zielona Góra II 69,19
III 71,72
IV 72,50
H
H
H
H
H
Częstotliwości podano w MHz, H - polaryzacja pozioma V - polaryzacja pionowa
Wykaz częstotliwości stacji Czeskich i Słowackich
1. Banska Bystrica
2. Bratislava
69,68 70,94 72.50 67,76 68,84 71.12
3. Brno
4. Ceske Budejovice
66.20 5. Hradec Kralowe 66,44
69,86 68.00
71,87 69,35
67,61 6. Jesenik 67,10
70,07 68,66
71.63 70,16
Praktyczny elektronik 2/1993
7. Kosice
8. Liberec
9. Ostrava
66,38 67,94 68.87 69,98 72,74 66,32 67.88 69,08
10. Plzen
11. Poprad
12. Praha
67,34 69,56 70.34 67,28 68.06 69.20 66,83 68,96 70,85
13. Usti nad Labom 69,26
70.58
72.20
14. Zilina 69.50
70.82
71,60
Rys. S Schemat płytki drukowanej
Wykaz elementów
USl - ULY 7741 (/iA 741)
Dl, D2 - BAVP 17t-21 (1N4148)
Rl - 4.7 kJl/0,125 W
R2, R8 - 5,1 kfi/0,125 W
R3, RIO - 22 kfi/0,125 W
R4. R5 - 100 kfi/0,125 W
R6 - 10 kfi/0,125 W
R7 - 33 kft/0,125 W
R9, Rll - 10 kfi/0,125 W
Rys. 6 Roimieszcsenle elementów
Cl. C2, C5 - 100 nF/100 V typ MKSE-018-02 C3, C4 - 10 nF typ KFP Pl - 10 kfi typ TVP 1232 "rtojący"
P2. P3 - 22 kfi typ TVP 1232 "rtojący" P4, P5, P6 - 4,7 kfi typ TVP 1232 "stojący" płytka drukowana numer 039
Płytka drukowana wysyłana jest za zaliczeniem
pocztowym.
Cena 4200 zł + koszt wysyłki.
OD. C.
Cyfrowy miernik wzmocnienia prądowego tranzystorów cz. 2
W stopniach końcowych wzmacniaczy mocy stosuje się najczęściej "parowane" tranzystory mocy. Dobieranie w pary tranzystorów dotyczy zarówno tranzystorów o tym samym typie przewodnictwa, jak i przeciwnym. Współczynnik wzmocnienia prądowego dwóch tranzystorów stanowiących, parę nie powinien się różnić o więcej jak 15%. Opisany w poprzednim numerze PE układ nie pozwala na dobieranie w pary tranzystorów mocy, gdyż nie pozwala na pomiar współczynnika wzmocnienia przy prądzie kolektora powyżej jednego ampera. Ponadto pomiar tranzystora powinien odbywać się w okre-
ślonym punkcie pracy, tzn przy stałym napięciu kolektor - emiter, oraz przy stałym prądzie kolektora. Wówczas bowiem możemy porównać dwa tranzystory ze sobą.
Opis układu
Prezentowany układ pozwala na pomiar tranzystorów w zakresie prądów kolektora do 10 A. Aby osiągnąć tak duży prąd konieczne jest odpowiednie wysterowa-nie bazy badanego tranzystora. Dlatego też zaprojektowano regulowane źródło prądowe dostarczające prąd bazy w zakresie 0-j-500 mA.
Praktyczny elektronik 2/1993
US1 ULY774-I
SOOmA
?t?=n
ó
Rys. 1 Schemat ideowy betametru
Rys. 2 Schemat płytki drukowanej
Układ posiada także możliwość zmiany kierunku prądu bazy, przy pomocy przełącznika, co pozwaia na badanie tranzystorów npn i pnp.
Źródło prądowe pracuje w układzie How-landa z wykorzystaniem wzmacniacza operacyjnego US1. Prąd wypływający ze źródła jest regulowany napięciem stałym dostarczanym z potencjometru Pl. W układzie Howlanda stosuje się dodatnie (rezystory R8 i R6) i ujemne (rezystory R7 i R2) sprzężenie zwrotne, które powoduje utrzymanie stałego spadku napięcia na rezystorze R9. Tak więc prąd wypływający ze źródła nie zależy od rezystancji obciążenia.
Tranzystory Tl, T2 i T3, T4 spełniają rolę wzmacniaczy prądowych. Odwracają one fazę sygnału, dlatego też wejścia wzmacniacza operacyjnego zamienione są miejscami. Wejście nieod-wracające wzmacniacza /iA 741 (nóżka 3 USl) jest w tym układzie wejściem odwracającym. Tak samo dzieje się z drugim wejściem wzmacniacza.
Prąd obciążenia I/, można obliczyć na podstawie wzoru:
L R9 � R2 ' gdzie Us napięcie sterujące (na suwaku potencjometru)
Powyższy wzór obowiązuje przy spełnieniu warunku równości rezystancji w mostku: R2 = R6, Rl = R8. Konieczne jest też, aby suma rezystancji R7 i R2 była dużo większa od rezystancji R9.
W układzie zastosowano przełącznik pozwalający zmieniać kierunek prądu wypływającego ze źródła. Zmienia on polaryzację napięcia sterującego wzmacniacz operacyjny i równocześnie dołącza odpowiednie tranzystory do wyjścia wzmacniacza. Ten sam przełącznik steruje cewką przekaźnika doprowadzając napięcie o odpowiedniej polaryzacji do kolektora badanego tranzystora.
Diody Zenera umieszczone na wyjściu wzmacniacza przesuwają składową stałą napięcia wyjściowego i pozwalają na pracę w zakresie liniowym wzmacniacza (eliminuje to pracę w pobliżu nasycenia).
Rezystor R9 umożliwia pomiar prądu bazy badanego tranzystora, a rezystory RIO, Rll, R12 pomiar prądu kolektora.
Przełącznik 500 mA/100 mA pozwala na zmianę zakresu prądu bazy. Ułatwia to regulację tego prądu przy jego małych wartościach.
Układ jest zasilany napięciem stabilizowanym ą12 V, z zasilacza o wydajności prądowej większej niż 500 mA. Do badanego tranzystora doprowadzone jest napięcie ą6 V. Wydajność prądowa zasilacza powinna w tym przypadku wynosić 10 A. Wskazana jest stabilizacja tego napięcia.
Praktyczny elektronik 2/1993
Montaż i uruchomienie
Na płytce drukowanej zamontowano wszystkie elementy wraz z przełącznikami typu ISOSTAT i potencjometrem Pl. Tranzystory T2 i T4 powinny być przymocowane do niewielkiego wspólnego radiatora. Tranzystorów nie trzeba odizolowywać elektrycznie od radiatora (kolektory są połączone razem).
Wartość rezystora R9 powinna wynosić 1 O. Rezystor dodatkowy R** pozwala na skorygowanie tej wartości. Kontrolę najprościej przeprowadzić dołączając amperomierz (o zakresie 1 A) pomiędzy wyjście układu B, a masę. Woltomierz podłączamy do wyjść \b (zakres 1 V). Następnie ustawiamy wartość prądu źródła, regulując potencjometrem Pl, na 500 mA. Woltomierz powinien wskazać 500 mV.
Podobnie postępujemy w przypadku rezystorów kolektorowych. Amperomierz (zakres 20 A) łączymy przez rezystor 1 ii z masą. Rezystor ten ograniczy prąd do ok. 5,5 A. Woltomierz (zakres 1 V) podłączamy do wyjść l/f. Wskazania obu przyrządów powinny być zgodne. Np. jeżeli amperomierz wskaże wartość 5,27 A, to woltomierz powinien wskazać 527 mV. Rezystory R* umożliwiają korekcję wypadkowej rezystancji.
Rys. 3 Montai elementów
W przypadku stosowania miliwoltomierzy opisywanych w PE ich masy muszą być odizolowane elektrycznie od masy układu,.gdyż żadne z wyjść pomiarowych nie znajduje się na potencjale masy.
Zastosowanie rezystorów RIO, Rll, R12 pozwala na pomiar prądu kolektora przy pomocy miliwoltomierza.
Posiadając jednak amperomierz o odpowiednim zakresie można nie montować tych rezystorów przeprowadzając pomiary prądu kolektora przy pomocy amperomierza, który podłącza się do zacisków \k
Pomiar współczynnika wzmocnienia prądowego przeprowadza się w następujący sposób. W pierwszej kolejności potencjometrem Pl ustawiamy żądany prąd kolektora mierząc napięcie na rezystorach R10-ł-R12 (lub mierząc wprost prąd przy pomocy amperomierza). Następnie nie zmieniając położenia potencjometru mierzymy prąd bazy. Stosując do pomiaru woltomierz o zakresie 999 mV prąd kolektora odczytujemy w amperach dzieląc wskazania woltomierza przez 100. Np. wskazanie 547 mV oznacza prąd 5,47 A. Wskazania woltomierza przy pomiarze prądu bazy odpowiadają prądowi w miliamperach. Np. wskazanie 127 mV oznacza prąd bazy 127 mA.
Wartość współczynnika wzmocnienia prądowego obliczamy ze wzoru:
h -IsJS.
21 Ib [A]
Dla podanych powyżej wartości h2i wynosi 43.
Pomiar tranzystorów powinien być przeprowadzony szybko, aby nie dopuścić do zbyt dużego rozgrzania. Wskazane jest umieszczanie badanych tranzystorów na radiatorze.
Podczas dobierania tranzystorów w pary najlepiej jest przeprowadzać pomiary dla trzech różnych wartości prądu kolektora: ok. 200 mA, 2 A i dla maksymalnego prądu przy jakim będzie pracował tranzystor w układzie. Pomiary wszystkich tranzystorów przeprowadza się dla takich samych wartości prądów. Za dobrane w pary można uważać tranzystory których wzmocnienie różni się mniej niż o 15%.
Dobrze też jest sprawdzić wzmocnienie prądowe tranzystorów w układzie Darlingtona (najczęściej końcowe tranzystory mocy pracują w takiej konfiguracji). Warto przy tym pamiętać, że dla tranzystorów mocy o stosunkowo małym wzmocnieniu wypadkowy współczynnik wzmocnienia w układzie Darlingtona wynosi:
Dla większych wzmocnień wzór ten jest często upraszczany do postaci:
/21 = /21T1 � /21T2
Wykaz elementów
USl - ULY 7741 (/iA 741)
Tl - B.C 308B lub dowolny pnp h2i >2OO
T2 - BDP 282 (BDP 284, 286)
T3 - BC 238B lub dowolny npn h2i >250
Dl - BYP 401-50 (BYP 401-100-HlOOO)
D3, D4 - B2P 683 C 3V9
Rl - 82 kfi/0.125 W
R2, R6 - 270 kfi/0,125 W
R3 - 10 kfi/0,125 W
10
Praktyczny elektronik 2/1993
R4, R5 - 3,3 kft/0,125 W
R7, R8 - 13 kfi/0,125 W
R9 - 1 fi/5 W typ RDO lub RDCO
R1CH-R12 - 0,33 fi/5 W typ RDO lub RDCO
Cl, C2 - 220 jiF/16 V typ 04/U
Pl - 22 kQ - A typ PRP 164, PRP 167
Pk - RM 81P/12 V prod. ZP ŻARY
przełącznik - typu ISOSTAT niezależny płytka drukowana numer 044
Płytka drukowana jest wysyłana za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 8000 zł + koszty wysyłki.
O D. C.
Miliwoltomierz z układem ICL 7107
Artykuł pt. "Miliwoltomierz cyfrowy" z numeru 4/92 Praktycznego Elektronika wywołał lawinę listów od Czytelników. Mieliśmy okazję zapoznać się z argumentami zwolenników i przeciwników budowania miliwoltomierza w oparciu o układ C 520O. Dlatego też prezentujemy układ miliwoltomierza ICL 7107, droższego, ale za to bardziej dostępnego na naszym rynku.
Układ ICL 7107 jest jest scalonym przetwornikiem a/c, działającym na zasadzie podwójnego całkowania. Jest to przetwornik 3 i 1/2 - cyfrowy, co oznacza maksymalne wskazanie 1999. Układ ten współpracuje z wyświetlaczem LED. Produkowana jest też wersja układu (ICL 7106) sterująca pracą wskaźników ciekłokrystalicznych. Wskaźniki te są dostępne w handlu, ale ich ceny odstraszają wielu amatorów.
1 40 39 38 34 3h 36 35 3S 31 30 2129 28 27 26
US1 ICL71O7 2019 BS24151B1722 12 H C 9 14 1} 25 5 4328 67
+ Q
5V ;
i I ! Ii
CZI
-B.C A BCSE F G A 8 C d E F fi A B>Cd E F G
fZD
(-------------' nr ___i
Rys. 1 Schemat ideowy miliwoltomierza
Podstawowe parametry uładu ICL 7107
Napięcie zasilania Temperatura pracy
ą 5 V
0�C do 70�C
Zakres pomiarowy Prąd wejściowy Dokładność
-199,9 mV ...199,9 mV lub
-1,999 V ...1,999 V
1 pA (max 10 pA) przy
napięciu wejściowym 0 V
0,05% wartości odczytanej
ą 1 cyfra
3 pomiary na sekundę
Częstotliwość pomiaru
Automatyczne zerowanie
Automatyczny znak minus
Wskazanie przekroczenia zakresu przez
wygaszenie trzech ostatnich cyfr
Wewnętrzny wzorzec napięcia odniesienia
Wewnętrzny generator taktujący
Odpowiednikiem układu ICL 7107 jest produkowany w byłym ZSRR układ K 572 PW2. Spotkać się też można z układem ICL 7117, który posiada zewnętrzne wyprowadzenie podtrzymania wyniku pomiaru.
Rys. 2 Schemat płytki drukowanej miliwoltomierz
Opis układu
Układ woltomierza zbudowano w oparciu o aplikację fabryczną. Wartości elementów R2 i C2 decydują o częstotliwości wewnętrznego generatora taktującego. Dla zminimalizowania zakłóceń sieciowych częstotliwość ta powinna wynosić 50 kHz. Kontrolę częstotliwości można przeprowadzić mierząc sygnał na nóżce 40 USl. Do eliminacji zakłóceń sieciowych przeznaczony
Praktyczny elektronik 2/1993
11
jest także układ R4 i C4 umieszczony na wejściu pomiarowym przetwornika. Błąd wprowadzany przez rezystor R4 (spadek napięcia występujący na tym rezystorze) nie przekracza 1 /iV, jest on zatem dużo mniejszy niż wynosi rozdzielczość przetwornika.
Dla uzyskania podawanej dokładności pomiarów zasadnicze znaczenie ma stabilność zewnętrznego źródła napięcia odniesienia. W opisywanym rozwiązaniu zo-
stało ono zbudowane z wykorzystaniem diody Zenera skompensowanej temperaturowo. W układzie napięcia odniesienia pracują elementy Rl, Pl, R3, Dl. Potencjometr Pl służy do regulacji nachylenia przetwarzania tzn. regulacji wskazań dla napięcia wejściowego 199,9 mV. Z uwagi na stosunkowo dużą rezystancję dynamiczną diody Zenera układ powinien być zasilany napięciem stabilizowanym.
Zasady prenumeraty
Prenumeratę przyjmujemy począwszy od czwartego numeru za rok 1993 - 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 przed końcem marca 1993.
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 9000 zł wraz z kosztami wysyłki za jeden egzemplarz pisma Praktyczny Elektronik do końca 1993 roku.
Pokwitowanie dla wpłacajgceao
zł..
Odcinek da posiadacza rachunku
zł,.
Odcinek dla banku
zł..
słownie..
słownie...................................................... : słownie....
wpłacajcjcy..
wpłacajgcy..
wpłacajgcy..
dokładny adres
na rachunek:
dokładny adres
na rachunek:
dokładny adres
na rachunek:
Komunalny Bank Spółdzielczy
w Zielonej Górze 997283-102847-2541
Komunalny Bank Spółdzielczy
w Zielonej Górze 997283-102847-2541
Komunalny Bank Spółdzielczy
w Zielonej Górze 997283-102847-2541
Opłata
zł..
Opłata
zł..
Opłata
zł..
datownik podpis przyjm.
datownik podpis przyjm.
datownik podpis przyjm.
12
Praktyczny elektronik 2/1993
W układzie wewnętrznego integratora pracuje kondensator C6. Wymagane jest aby posiadał on minimalne straty dielektryczne. Natomiast jego współczynnik temperaturowy i tolerancja pojemności są bez znaczenia.
Układ scalony ICL 7107 pozwala także na pracę w zakresie -1,999 V ... 1,999 V. W tym celu należy zmienić wartości niektórych elementów. Wartości te podano w wykazie elementów w nawiasach.
Montaż i uruchomienie
Układ wiltomierza zmontowano na dwóch płytkach drukowanych. Na jednej znajduje się układ scalony USl wraz z dodatkowymi elementami, a na drugiej wyświetlacz. Płytki umieszczone są jedna za drugą, tak jak pokazano to na rysunku 6. Płytki zwrócone są do siebie stroną druku. W pierwszej kolejności wykonujemy połączenia w środku płytek (G, C, A, G) odcinkami przewodu izolowanego. Następnie przez otwory na krawędziach płytek przeciągamy odcinki przewodu odizolowanego (krosówka telefoniczna lub srebrzanka) i kolejno lutujemy zachowując dystans między płytkami ok. 1 cm. Dostęp lutownicą jest trochę ograniczony, ale możliwy. Najlepiej jest przewlekać i lutować przewody pojedynczo, a nie wszystkie jednocześnie.
Jako Pl zastosowano potencjometr dziesięcio-obro-towy (zalecany ze względu na jego stabilność), ale na
płytce drukowanej przwidziano też miejsce na zwykły potencjometr stojący typu TVP.
Jako diodę Zenera zastosowano polską diodę BZY 584. Na końcu artykułu podajemy wykaz parametrów całej rodziny diod skompensowanych temperaturowo, o jakości diody świadczy jej współczynnik temperaturowy i rezystancja dynamiczna. Oba te parametry powinny być jak najmniejsze. Stosowanie zwykłej diody nie jest wskazane.
Rys. 3 Schemat płytki drukowanej wyświetlacz
Zamawiam prenumeratę: �Praktyczny Elektronik
wybrany okres prenumeraty zaznaczyć krzyżykiem
II kwartał
1993r. 27.000,-
inkwartai
1993r. 27.000,-
IVkwartał
1993r. 27.000,-
Cena 1 egzemplarza wraz z kosztami wysyłki - 9.000,-zł
ADRES WYSYŁKI:
nazwisko (lub firma)
kod pocztowy
miejscowość
ulica/numer domu
Zamawiam prenumeratę: �Praktyczny Elektronik*
wybrany okres prenumeraty zaznaczyć krzyżykiem
II kwartał
1993r. 27.000,-
Illkwartal
1993r. 27.000,-
Cena 1 egzemplarza wraz z kosztami wysyłki - 9.000.-zł
ADRES WYSYŁKI:
nazwisko (lub firma)
kod pocztowy
miejscowość
ulica/numer domu
Zamawiam prenumeratę: �Praktyczny Elektronik*
wybrany okres prenumeraty zaznaczyć krzyżykiem
[V kwarta) II kwarta!
1993r. 1993r.
27.000,- 27.000,-
Hlkwartał
1993r. 27.000,-
rVkwartał
1993r. 27.000,-
Cena 1 egzemplarza wraz z kosztami wysyłki - 9.000,-zł
ADRES WYSYŁKI:
nazwisko (lub firma)
kod pocztowy
miejscowość
ulica/numer domu
Praktyczny elektronik 2/1993
13
Rys. 4 Rozmieszczenie elementów miliwoltomierz
Jeszcze lepsze rezultaty można osiągnąć stosując diodę ICL 8069.
Przy braku odpowiedniej diody (skompensowanej temperaturowo) można wykorzystać wewnętrzne źródło napięcia odniesienia. W tym celu nie montujemy diody Dl i rezystora R6. Pozostałe elementy mają wartość Rl
- 24 kfi/0,125 W, Pl - 4,7 kfi, R3 - 1 kfi/ 0,125 W dla zakresu pomiarowego -199,9 mV ... 199,9 mV, lub Rl
- 9,1 kfi/0,125 W, Pl - 2,2 kfi, R3 - 5,6 kfi/ 0,125 W dla zakresu -1,999 V ... 1,999 V. Pozostałe elementy' zgodnie z wykazem. Wykorzystanie wewnętrznego źródła napięcia odniesienia pogarsza dokładność wskazań do 0,1% ą 1 cyfra. Spowodowane jest to zmianami temperatury układu scalonego na wskutek nagrzewania prądem sterującym wyświetlacze.
Rys. 5 Rozmieszczenie elementów wyświetlacz
Kalibracja sprowadza się do ustawienia potencjometrem Pl wskazań 1999 przy podaniu na wejście napięcia 199,9 mV na zakresie -199, 9 mV ... 199,9 mV lub napięcia 1,999 V na zakresie -1,999 V ... 1,999 V. Je-
żeli będzie to niemożliwe wówczas należy zmienić nieco wartość rezystora Rl.
Można też sprawdzić czy woltomierz wskazuje 0000 przy zwartym wejściu.
Uwaga! Kondensator Cl zamontowano od strony druku.
PŁYTKA miTOMIERZA
PŁYTKA t/YMETLACZY
Rys. 6 Rysunek poglądowy połączenia obu płytek
Wykaz elementów
USl - ICL 7107 (K 572 PW2 prod ZSRR)
Dl - BZY 584 (ICL 8069) patrz opis w tekście
Rl - 56 kfi/0,125 W (47 kfi/0,125 W -
patrz opis w tekście)
R2 - 91 kfi/0,125 W
R3 - lk kfi/0,125 W (10 kfi/0,125 W -
patrz opis w tekście)
R4 - 1 Mfi/0,125 W
R5 - 47 kfi/0,125 W (470kfi/0,125 W -
patrz opis w tekście
R6 - 5,6 kfi/0,125 W
Cl - 47 nF/100 V typ MKSE-018-02
C2 - 100 pF typ KCPf
C3, C4 - 100 nF/100 V typ MKSE-018-02
C5 - 470 nF/100 V typ MKSE-018-02 (47 nF/100 V
typ MKSE-018-02 - patrz opis w tekście)
C6 - 220 nF/100 V typ MKSE-018-02
Pl - 10 kfi typ CT 32 prod TELPOD, lub inny
dziesięcio obrotowy
wyświetlacz - CQV 31 (SL 1119, HD 1131, TDSR 5150,
D 350PA, TLR 369)
płytka drukowana numer 045
płytka drukowana numer 046
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: płytka numer 045 - 4100 zł
płytka numer 046 - 4100 zł + koszty wysyłki.
14
Praktyczny elektronik 2/199S
Podstawowe parametry diod Zenera skompensowanych temperaturowo produkcji polskiej.
Typ u, f*tot r* 1. aU,
[V] [mW] [0] [mA] [io-4/�c]
BZY 566 6,08... 6,72 250 200 1 0.5
BZY 567 6,08... 6,72 250 200 1 0,2
BZY 568 6,08... 6,72 250 200 1 0,1
BZY 569 6,08... 6,72 250 200 1 0,05
BZY 571 6,08... 6.72 250 100 1 0,5
BZY 572 6,08... 6,72 250 100 1 0.2
BZY 573 6,08... 6.72 250 100 1 0,1
BZY 574 6,08... 6.72 250 100 1 0,05
BZY 576 6,08... 6.72 250 50 2 0,5
BZY 577 6.08... 6.72 250 50 2 0,2
BZY 578 6.08... 6.72 250 50 2 0,1
BZY 579 6.08... 6.72 250 50 2 0,05
BZY 581 6,08... 6,72 250 25 4 0,5
BZY 582 6,08... 6,72 250 25 4 0,2
BZY 583 6,08...6,72 250 25 4 0,1
BZY 584 6.08 ...6,72 250 25 4 0.05
Zegar cyfrowy z układem MC 1206 cz. 1
Kontynuując cykl artykułów poświęconych zegarom przedstawiamy kolejną propozycję. Jest nią zegar zbudowany w oparciu o układ scalony produkcji CEMI MC 1206. Opisywany układ umożliwia zbudowanie zegara z budzikiem i układem ta-imera. Jedną z wad układu scalonego MC 1206 jest naprzemienne wyświetlanie godziny i daty. Dlatego też zaprojektowaliśmy dodatkowy układ, który umożliwia ciągłe wskazanie czasu. Ponadto w części drugiej artykułu przedstawimy dwa rozwiązania sekundnika. Jedno znich pozwala na wyświetlanie sekund w postaci cyfrowej, a drugie jest wzorowane na zegarze z telewizyjnego Tele-expresu.
Opis układu
Podstawowy układ zegara USl zbudowano w oparciu o aplikację fabryczną. Współpracuje on z rezonatorem kwarcowym Ql o częstotliwości 32,768 kHz (215 Hz). Trymer CR umożliwia dokładną rtgulacje pracy. Do wyjścia MEL dołączono jedno-tranzystorowy wzmacniacz Tl, który pozwala na wysterowanie miniaturowego głośnika (np. wkładki telefonicznej). Wyjście ON/OFF steruje pracą przekaźnika PK1 umożliwiającego włączanie większego obciążenia np. radioodbiornika.
Układ USl steruje pracą wyświetlacza za pośrednictwem wzmacniaczy US2-rUS4. Rozwiązanie takie jest konieczne z uwagi na małą wydajność prądową wyjść układu USl. W odróżnieniu od zegara MC 1204 sterowanie wyświetlaczem jest tu statyczne, co wiąże się z dużą liczbą przewodów prowadzących do wyświetla-
czy. Jako wyświetlacze zastosowano diodowe wskaźniki siedmiosegmentowe ze wspólną anodą.
USTAWIANIE TIMEDA K4-WOLNE K1-SZYBKIE
F5I USTAWIANIE BUDZIKA E OUAZ FUNKCJI
F=}\ USTAWANIE DMA MIESIĄCA 3l (M/S0TANIE CZASU BIEŻĄCEGO)
|D|IJJ| CEDOWANIE SEKUNDNIKA K1 LUB KA
PE USTAW/ANIE ZEBMA (2+qodz) 3 KA-KOLKE M-SZYBKIE
E ustawianie kalendarza
i KA-HOLHE Ki-S.miE
Ry. 3 Algorytm ustawiania zegara ci. 1
Sterowanie pracą zegara odbywa się przy pomocy przycisków K1---K4, które zwierają odpowiednie wejścia sterujące układu USl z plusem zasilania.
Całość układu zasilana jest ze stabilizatora dostarczającego napięcia +9 V.
Praktyczny elektronik 2/1993
15
I
US5 +9V t * 1 7805 |-r-T------1
b w Jl *pJe?
JUrJU WO/JF0 BYP401-50Y
37
40
I
470pF/W
38
~\g> \C6
US1 MC 1206
--OC0M.
7\_
f-m
M0M81PW
BC338
ó ó ó ó ó
H n i j ?

H n __/ r ____i
6o6

1



&MH++BUIIBIF2 1 2 dpC1&l)1E1dpCSl2E2
CQ5537
22
T-BC2W
Rys. 1 Schemat ideowy zegnra
Przewidując kłopoty z zakupem stabilizatora scalonego o odpowiednim napięciu wyjściowym na płytce drukowanej przewidziano miejsce na zamontowanie rezystora "podpierającego" R32. Pozwala on na uzyskanie odpowiedniego napięcia przy zastosowaniu stabilizatora o napięciu wyjściowym niższym niż +9 V. Wartość tego rezystora należy dobrać eksperymentalnie.
Scalone wzmacniacze segmentowe US2-rllS4 mogą zostać zastąpione układami zbudowanymi na tranzystorach. Schemat takiego układu (fragment) przedstawiono na rys. 1. Tranzystory wzmacniaczy montowane są na dodatkowej płytce drukowanej, którą można wlutować w płytkę główną zegara.
Układ pozwalający na ciągłe wyświetlanie czasu przedstawiono na rys. 2. Konstrukcja zegara pozwala na zbudowanie go w wersji podstawowej, albo z układem ciągłego wyświetlania godzin.
Zasada działania tego układu polega na zapamiętaniu stanów logicznych na wyjściach układu MC 1206 w czasie wyświetlania godziny. Stany te są pamiętane także podczas wyświetlania daty. Jako pamięci wykorzystano scalone zatrzaski serii TTL-LS (USl^US3)
Każdy z układów scalonych zawiera w sobie osiem przerzutników typu D z wyjściami trójstanowymi (trzeci stan to stan wysokiej impedancji wyjściowej: odłącze-
nie wyjścia) i wspólnym wejściem zegarowym (nóżka 11). Z uwagi na różne napięcia zasilania układu zegara (+9 V) i układów TTL (+5 V), na wejściach zastosowano inwertery tranzystorowe Tl-=-T25.
Wyjścia zatrzasków sterują bezpośrednio wskaźnikami siedmiosegmentowymi, tak więc odpada konieczność stosowania wzmacniaczy segmentowych. Dodatkowo w układzie pamięci pracuje jeden przerzutnik z układu US4. Na jego wyjściu umieszczono wzmacniacz prądowy T34, gdyż przerzutnik ten steruje trzema równolegle połączonymi segmentami ADG pierwszej cyfry wyświetlacza.
Do przepisywania stanów z wyjść układu zegara MC 1206 do pamięci wykorzystano sygnał "dp" sterujący zapalaniem się "kropek" (nóżka 18 MC 1206). Kropki te "mrugają" w czasie wyświetlania godziny, a świecą światłem ciągłym w czasie wyświetlania daty. Sygnaf ten za pośrednictwem tranzystora T27, układu klucza tranzystorowego T32 i inwertera T29 doprowadzony jest do wejść zegarowych zatrzasków. Tranzystor T26 pracuje jako wzmacniacz sterujący pracą "kropek" na wyświetlaczu
Przepisanie stanu do pamięci następuje w momencie się "kropek" (narastające zbocze na wejściu
16
Praktyczny elektronik 2/1993
Rys. 2 Schemat ideowy układu ciągłego wyświetlania

HfYBÓP P0060AMU Ki ZATRZYMANIE PPOGRAMU USTAWANIE

i Ki ] K3-znmoNY
CZAS BIEŻĄCY
i__ O 1 \l
c O __1 i__

H2 Ki KI
imZANIE CZASU BUDZENIA MAZANIE SEKimHKA MAZANIE TIMEBA OBStlM BUDZIKA K4-MEHKA M-KASOUNIE

Rys. 4 Algorytm ustawiania zegara cz. 2
W czasie odczytu sekund, lub programowania zegara konieczne jest ciągłe przepisywanie stanów z wyjść układu MC 1206 do pamięci. W tym celu do płytki do-
prowadzono sygnał o częstotliwości 64 Hz dostępny na wyjściu COM (nóżka 31 MC 1206).
Sygnał ten przez tranzystor T28, klucz tranzystorowy T33 i inwerter T29 może sterować wpisywaniem informacji do pamięci.
O tym, który z sygnałów: "dp", COM zostanie doprowadzony do wejść zegarowych US1-Ż-US3 decyduje przrzerzutnik D (1/2 US4). Przerzutnik ten steruje bowiem pracą kluczy tranzystorowych T32 i T33. Stan niski na bazie jednego z tranzystorów powoduje zamknięcie (rozwarcie) klucza.
Sterowanie przerzutnikiem odbywa się przy pomocy przełączników KI, K3, sterujących także pracą zegara, oraz dodatkowego przełącznika K5. Naciśnięcie dowolnego z przycisków KI lub K3 ustawia stan wysoki na wyjściu Q przerzutnika. Odpowiada to pracy z ciągłym przepisywaniem stanów na wyświetlacz. Ma to miejsce w trakcie wyświetlania sekund, lub programowania zegara. Po zwolnieniu przycisku zegar będzie wskazywał naprzemiennie datę i godzinę. Dopiero wciśnięcie przycisku K5 powoduje przejście do cyklu ciągłego wyświetlania godziny.
Praktyczny elektronik 2/1993
17
Rys. 5 Schemat płytki drukowanej zegara
K3KII8K1+\_J
+AH6ECBA/ EDC Q 8 Ś A FEBOG BAFEDCGB ! i I I I iTTTTTl Mliii iTTTTTTTTi
automatycznie zmienia liczbę dni lutego (28/29) w cyklu czteroletnim; po włączeniu zasilania układ ustawia się na rok przestępny, sygnalizuje na żądanie jeden wybrany z miesiąca dzień przez pulsujące wyświetlanie czasu bieżącego; data wyświetlana jest w sposób ciągły przez 2 sek., zeruje na żądanie sekundy i minuty czasu bieżącego,
przy czym stan licznika godzin bądź nie ulega zmianie (gdy liczba minut jest nie większa od 29), bądź zwiększa się o jeden (gdy liczba minut jest większa od 29).
2. Budzik
K.ys. 8 Rozmieszczenie elementów segara
Funkcje układu MC 1206
1. Zegar
- sygnalizuje przerwę w zasilaniu układu przez zapalenie wszystkich poziomych segmentów
wyświetlacza i emitowanie sygnału dźwiękowego przez 2 sek w odstępach 3 sek . -wskazuje czas bieżący w cyklu 24 godzinnym naprzemiennie z datą; wskazania pojawiają się na przemian: czas 8 sek, data 2 sek.,
- wskazuje na żądanie jednostki minut, oraz jednostki i dziesiątki sekund,
emituje modulowany sygnał akustyczny (wyjście MEL), a także zmienia stan wyjścia sterującego ON/OFF na wysoki przy zrównaniu się czasu bieżącego z czasem budzenia, utrzymuje
sygnał budzenia oraz stan wysoki na wyjściu ON/OFF przez 99 min.,
umożliwia kasowanie sygnału budzenia i do następnego dnia, zmieniając stan
wyjścia ON/OFF na niski,
umożliwia wy-
łączenie budzika na dowolny okres bez zmiany nastawienia czasu budzenia.
18
Praktyczny elektronik 2/1993
Rys. T Schemat płytki drukowanej układu ciągłego wyświetlania
- umożliwia wyłączenie sygnału budzenia na 9 min. (drzemka); wyłączenie to może być powtarzane wielokrotnie przez okres 99 min.
3. Taimer
- zmienia stan wyjścia ON/OFF na wysoki po odmierzeniu nastawionej liczby minut (maksymalnie 99 min.).
Montaż i uruchomienie
Montaż układu należy rozpocząć od zasilacza stabilizowanego. W zależności od zastosowanego stabilizatora konieczne jest dobranie wartości rezystora R32. Jego orientacyjna wartość powinna wynosić: dla układu LM 7805 ok. 1 kft, dla LM 7806 ok. 750 fi, dla LM 7808 ok. 240 Q. Po sprawdzeniu zasilacza można przystąpić do dalszego montażu.
Jeżeli nie posiadamy układów UCY 74549 możemy w ich miejsce zamontować płytkę wzmacniaczy tranzystorowych. Montaż płytki przeprowadzamy tak jak pokazano to na rys. 10, pamiętając aby rezystory były wlutowane od strony układu MC 1206. Płytka ta pasuje nóżka w nóżkę z płytką zegara.
Płytka wyświetlaczy umożliwia zamontowanie dodatkowych dwóch cyfr sekundnika (opis tego układu podamy w następnym numerze PE). Jeżeli zegar będzie wskazywał tylko godziny i minuty część płytki wyświetlacza (tą z sekundami) można obciąć wzdłuż zaznaczonej lini przerywanej.
Poprawnie zmontowany zegar nie wymaga uruchamiania. Trymerem Ca regulujemy dokładność wskazań. Można do tego celu wykorzystać także miernik częstotliwości mierząc częstotliwość 64 Hz na wyjściu COM.
Ten sposób regulacji jest szybszy, ale za to mniej dokładny.
Wyjścia z płytki zegara oznaczone strzałkami pozwalają doprowadzić napięcie stabilizowane +9 V do układu sekundnika.
W przypadku montażu układu ciągłego wyświetlania nie montuje się układów UCY 74549 i zwory Z*. Zwora ta doprowadza napięcie +9 V do wyświetlacza. Inne są też wartości rezystorów R6-5-R31, wartości te podano w wykazie elementów w nawiasach.
Układ ciągłego wyświetlania zmontowano na oddzielnej płytce. Zasilany jest on napięciem stabilizowanym +5 V. Z tego samego napięcia zasilane są wyświetlacze. Napięcie +5 V do wyświetlaczy doprowadza się do punktu Uu, na płytce zegara.
przewody łączące płytkę z zegarem wlutowuje się w miejsca nóżek układów UCY 74549. Wyjścia sterujące segmentami z układu MC 1206 (rząd otworów od strony układu MC 1206) łączymy z odpowiednimi wejściami
płytki oznaczonymi literami E, C, B, A.....ADG, dp.
Wyjścia z płytki oznaczone jako E*. C*, B", A*.....
ADG*, d* łączymy z płytką zegara (rząd otworów od strony. rezystorów R6-5-R31). Należy uważać, aby nie pomylić kolejności połączeń.
Dodatkowo przeprowadzamy połączenie wyjścia COM (pole lutownicze pod układem MC 1206) z wejściem o takim samym oznaczeniu na płytce ciągłego wyświetlania. Wejścia KK1 i KK2 łączymy z wejściami Kl i K2 na płytce zegara (przewidziano tam miejsce na wlutowanie dodatkowych przewodów). Wejście K5 podłączamy do dodatkowego przełącznika.
Układ nie wymaga żadnych regulacji.
Praktyczny elektronik 2/1993
19
7/nmm f/mnm f/miuf
Rys. 8 Schemat płytki drukowanej wzmacniaczy tranzystorowych
!\ 1 1 1 XXXI 'I, I, I I 1 1 1 1 1111111
J(,l u WJ
oooo 5 6 oo 7 8 910 OOOO iii 00 i 4 5 1 o ooc 7i >o< 9 9 5OO 3 4 5 6 759 OOOOO OO
Rys. 9 Rozmieszczenie elementów wzmacniaczy tranzystorowych
PŁYTKA 042
FPAGHENT PŁYTKI ZE6A0A 040
Rys. 10 Rysunek montaiu płytki wzmacniaczy do układu zegara
Wykaz elementów - płytka główna zegara
US1 - MC 1206 prod. CEMI
US2-rUS4 - UCY 74549 (patrz opis montażu
i uruchamiania)
US5 - 7805 (7806, 7808) (patrz opis montażu
i uruchamiania)
Tl, T2 - BC 238B lub dowolny npn h2i >250
D1H-D5 - BYP 401-50H-1000 (1N4001H-07)
D6, D7 - elektroluminescencyjna prostokątna
5X2.5 kolor świecenia czerwony
Rl -10 Mfi/0,125 W
R2 - 680 kfi/0,125 W
R3 - 20 kfi/0,125 W
R4, R5 - kfi/0,125 W
R6 - 150 (100) fi/0,125 W (patrz opis
montażu i uruchamiania)
R7-f-R16,
R18H-R31 --430 (300) fi/0.125 W (patrz opis
montażu i uruchamiania) R17 - 220 (200) fi/0,125 W (patrz opis
montażu i uruchamiania)
R32 - patrz opis montażu i uruchamiania
Cl - 1000 //F/16 V
C2 - 470 /xF/16 V
C3 - 100 //F/16 V
C4, C5 - 100 nF/100 V typ MKSE-018-02
C6 - 47 nF typ KFP
C7 - 30 pF typ KCP
C8 - 10 pF typ KCP
Cfl - KCD-7-5/20 pF/160 V
Ql - rezonator kwarcowy 32,768 kHz
(215 Hz)
PK1 - RM 81P/12 V
wyświetlacz - CQ 3397, MAN 6710, HA 2132,
CQY 89A, CQY 91A, CQY 93A
CQY 87A,
płytka drukowana numer 040 płytka drukowana numer 041
Rys. 11 Rosmieszczenie elementów układu ciągłego wyświetlania
20
Praktyczny elektronik 2/1993
Rys. 12 Schemat płytki drukowanej wyświetlaczy

1 CQ 5597 HAN 6710 HA 2132 CQY 87A F 69 A 91A 9ZA
Ada o WOBYdp 1 1 1 1 1 [[
uTulLiFifuciaUUJfififlicuu>iuifucuiBr Tumu le i? cIbI/JsIf

Rys. 13 Rozmieszczenie elementów wyświetlaczy
Wykaz elementów - płytka wzmacniaczy
T1-HT26 - BC 238B lub dowolny npn h2i >250
R1-HR26 - 33 kfi/0,125 W
płytka drukowana numer 042
Wykaz elementów - płytka ciągłego
USl-=-US3 - 74LS374
US4 - UCY 7474
T1-4-T31 - BC 238B lub dowolny npn h2i >250
T32-HT34 - BC 308B lub dowolny pnp h2i >200
Dl, D2 - BAVP 17-r21 (1N4148)
Rl-rR25, R53-HR55,
R66, R68 - 33 kfi/0,125 W
R26-7-R5O, R56-rRS9,
R62. R63 - 15 kfi/0,125 W
R51, R60, R67, R69 - 10 kfi/0,125 W R52 - 3,3 kfi/0,125 W
R61 - 4,7 kfi/0,125 W
R64, R65 - 1 kfi/0,125 W
płytka drukowana numer 043
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: płytka numer 040 - 13200 zł
płytka numer 041 - 6700 zł
płytka numer 042 - 2300 zł
płytka numer 043 - 13700 zł + koszty wysyłki.
Ol. K.
Podgrzewane lusterka w samochodzie
Pomysł wykonania podgrzewanych lusterek bocznych w samochodzie zrodził się w mojej głowie rankiem 4 stycznia, kiedy wsiadałem do zamarzniętego samochodu, aby udać się do redakcji. Termometr wskazywał wtedy za oknem temperaturę 18�C. Lusterka boczne były pokryte grubą warstwą lodu, którego nie sposób było usunąć. Następnego dnia rano mimo dużego mrozu z lusterkami nie miałem już problemów.
Układ podgrzewania jest bardzo prosty. Składa się on z dodatkowego wyłącznika, i rezystorów typu RDO 1 fi/5 W. umieszczonych do nier �7tnlr uu IraT/tum t lu-
sterek bocznych. Rezystory RDO mają ceramiczną, pro-stopadłościenną obudowę, znakomicie nadającą się do przyklejenia za pomocą silikonu z tylnej strony lustra. Bardzo ważne jest, aby połączenie pomiędzy przyklejonymi rezystorami wykonane zostało odcinkami przewodu (linki), gdyż zmniejsza to naprężenia mechaniczne. Połączenia przewodu z końcówką rezystora powinny być owinięte krosówką lub srebrzanką i zaluto-wane, tak jak pokazano to na rys. 2.
Praktyczny elektronik 2/1993
21
WATKOM WYIĄCZM r
O-
J_
LUSTERKO LEHE
12
Pezustor u skali 1-1
Rys. 1. Schemat połączeń
TYLNA STDONA LUSTUA
O I. K
Dokończenie tekstu ze str. 2
Dioda półprzewodnikowa może być ze względu na swoją budowę diodą warstwową, o której własnościach decyduje złącze półprzewodnika typu p z półprzewodnikiem typu n, lub diodą ostrzową- styk metalu z półprzewodnikiem.
Dioda idealna stanowi zwarcie dla kierunku przewodzenia i przerwę dla kierunku zaporowego (rys. 2).
Rys. 2. Charakterystyka diody idealnej
Dioda rzeczywista posiada charakterystykę przedstawioną na rys. 3, gdzie:
Uf - oznacza spadek napięcia na diodzie w kierunku przewodzenia
If - prąd płynący w kierunku przewodzenia (F - od forward: w przód)
U/i - spadek napięcia w kierunku zaporowym (R - od reverse: wstecz
\r - prąd płynący w kierunku zaporowym
Rys. 3. Charakterystyka diody rzeczywistej
Charakterystyka podzielona jest na cztery zakresy:
- Zakres I to zakres przewodzenia, gdzie prąd \p rośnie bardzo szybko.
- Zakres II w pobliżu zera napięcia - silne zakrzywienie, wyraźne "kolano".
- Zakres III - zaporowy, gdzie prąd \r jest bardzo mały (zazwyczaj jest on podawany w /iA, choć np. dla diody BAV 45 prod. Phillipsa wynosi on 5 pA).
- Zakres IV to zakres gwałtownego wzrostu prądu \r pod wpływem odpowiednio dużego napięcia U/j. W zależności od budowy wewnętrznej diody może tu nastąpić zjawisko Zenera, jonizacja zderzeniowa. Zjawiska te mogą prowadzić do zniszczenia diody przy dużej wartości prądu \r.
22
Praktyczny elektronik 2/1993
Podstawowe parametry diod
Można wyróżnić trzy podstawowe grupy parametrów diod przydatne do ich oceny pod względem możliwości wykorzystania w układach elektrycznych:
1. Dopuszczalne wartości napięć i prądów.
Jest to grupa podstawowa, którą uwzględniamy zawsze. Większość z tych parametrów wymieniono przy okazji omawiania charakterystyki rzeczywistej. Tera; kilka danych liczbowych:
- napięcie przebicia złącza p-n wynosi dla germanu kilkaset woltów, a dla krzemu ponad 1500 V.
typowa wartość napięcia \ip wynosi dla germanu 0,3 V, a dla krzemu 0,7 V.
Bardzo ważnym parametrem jest dopuszczalna temperatura złącza (tzn. temperatura maksymalna, przy której nie następuje trwałe uszkodzenie złącza). Ola diod germanowych wynosi ona ok. 75�C, a dla krzemowych 150-r200�C. Ten parametr zadecydował w dużej mierze o obecnej przewadze diod krzemowych nad germanowymi.
Często podawanym w katalogach parametrem jest również rezystancja termiczna złącze otoczenie R2. Niektóre punkty charakterystyki statycznej diody. Najczęściej podawanym tutaj parametrem jest wartość napięcia przewodzenia Uf dla prądu prądu przewodzenia \f, równym połowie prądu znamionowego. Niekiedy podaje się Uf d!a kilku różnych wartości i/'. Dla zakresu zaporowego podaje się prąd wsteczny \r przy polaryzacji określonym napięciem Ur.
3. Parametry dynamiczne.
Cr pojemność diody (w pF) spolaryzowanej w kierunku zaporowym przy określonym napięciu. trr czas ustalania charakterystyki wstecznej, tj. czas przechodzenia ze stanu przewodzenia w stan zablokowania.
Jakość diody jest tym lepsza, im wartości tych parametrów są mniejsze. Parametry grupy pierwszej pozwalają do dobrania diody prostowniczej, znajomość parametrów grupy 3 pozwala na określenie w jakim stopniu dioda zniekształca impulsy elektryczne.
Przeznaczenie diody jest określone jej oznaczeniem. Podstawowy typ oznaczeń, od którego istnieją (co wyraźnie zaznaczamy) liczne wyjątki, zawiera dwie (trzy) litery poprzedzające dwu (trzy) cyfrowe oznaczenie liczbowe.
Pierwsza litera -oznacza materiał, z którego wykonana jest dioda
A - german
B - krzem
C - arsenek galu
R - półprzewodnik wieloskładnikowy (np. siarczek kadmu)
Druga litera - oznacza przeznaczenie diody
A - dioda przełączająca małej mocy
B - dioda pojemnościowa (warikap)
E - dioda tunelowa
H - dioda czuła na pole magnetyczne
P - detektor promieniowania, np. fotodioda
Q - generator promieniowania, np. dioda świecąca
X - dioda ładunkowa
Y - dioda prostownicza, dioda usprawniająca (booster)
Z - dioda Zenera
Trzecia litera - oznacza zastosowanie
X, Y, Z - sprzęt profesjonalny
A - sprzęt powszechnego użytku
S - dioda Schottky'ego
Oznaczenia cyfrowe - określają typ lub serię produkcyjną, a czasem niektóre parametry. Niekiedy po oznaczeniach cyfrowych pojawia się dodatkowe oznaczenie literowe; np. litera R wskazuje, że element jest montowany z odwrotną polaryzacją (anoda na radiato-rze w BYP 671R).Na podstawie wcześniej poznanych zasad możemy stwierdzić, że jest to krzemowa dioda prostownicza. Więcej o diodach prostowniczych i układach w jakich one pracują w następnym numerze.
OR. S.
Generator pasów kolorowych systemu PAL powtórka
Dokończenie z poprzedniego numeru
W drugiej kolejności regulujemy częstotliwość pracy generatora podnośnej koloru przy pomocy trymera CIO. Można do tego celu wykorzystać częstościomier? podłączony do nóżki 1 US2. Częstotliwość generacji powinna wynosić 4,433619 MHz.
W przypadku, gdy nie mamy do dyspozycji często-ściomierza regulujemy trymerem CIO, aby doprowadzić dc pojawienia się obrazu kolorowego. Trymer CIO należy ustawić w pozycji pośrodku między położeniami, w których kolor pojawia się.
O
O+-
J_
Rys. 1 Schemat ideowy bloku analogowego generatora
ooooooooooo
ąg 6 fl^ YGwSmHP iii
R>"3. 2 Rozmieszczenie elementów
W zależności od typu zastosowanego rezonatora kwarcowego konieczne może okazać się wmontowanie dodatkowego kondensatora Cli o pojemności kilkudziesięciu pikofaradów. W modelowym wykonaniu generatora PAL zastosowano polski rezonator kwarcowy produkcji OMIG-u, który polecam jako bardzo dobry.
Strojenie generatora podnośnej fonii rozpoczynamy od częstotliwości 6,5 MHz. W tym celu przełącznik P2 ustawiamy w pozycji "rozwarty" i regulując cewkę L2 doprowadzamy do uzyskania czystego tonu z głośnika telewizora. Przełączając przełącznik w pozycję "zwarty" powtarzamy regulację za pomocą try-mera C24 dla częstotliwości fonii 5,5 MHz. W zależności od wartości zastosowanego trymera C24 konieczne może być wlutowanie kondensatora C23 o wartości ok. 10^-20 pF.
Na zakończenie przełącznikiem Pl włączamy tryb pracy VIDEO i potencjometrem R16 ustawiamy amplitudę sygnału na wyjściu równą 1 Vpp.
Wykaz elementów - część analogowa
USl - LM 1886
US2 - LM 1889
US3 - LM 7812
Tl - BC 238 lub dowolny npn małej mocy
T? - BC 238C lub dowolny małej
mocy h2i >300
Dl - BZP 683 C 5V1
D2 - dowolna krzemowa np. BAVP 17
03
Ql
Rl
R2
R3
R4
RS, R21
R6, R7
R8, Rll
R9
RIO , R12
R13
R15
R17
R18 , R19, R2O
R22
Cl, C3, C18, C25
C2, C4, C26
cs. C6
C7
C8, C14
C9, C12
Cli
C2C , C21, C22
C13
C15
C17
C19
C23
LI
- BB 1O5G lub BB 105 z dowolnym indeksem literowym
- rezonator kwarcowy 4,433619-MHz prod. OMIG
- 220 fi/0,5 W
- 100 kfi/0,125 W
- 5,6 kfż/0,125 W
- 2,2 kfi/0,125 W
- 4,7 kfi/0,125 W
- 1 kfi/0,125 W
- 3,3 kfi/0,125 W
- 820 n/0,125 W
- 270 f2/O,125 W
- 82 0/0,125 W
- l,8kn/0,125 W -75 n/0,125 W
- 15 kn/0,125 W
- 10 kn/0,125 W
- 47 kn/0,125 W
- 47 /iF/16 V 04/U
- 47 nF/16 V typ KFP
- 100 pF typ KCPf
- 100 nF/100 V MKSE-018-02
- 10 nF/16 V typ KCPf
- 36 pF typ KCPf
- dobierany patrz opis w tekście
- 22 nF/100 V MKSE-018-02
- 10 /iF/16 V typ 04/U
- 22 pF typ KCPf
- 1 nF/500 V typ KFP
- 33 pF typ KCPf
- dobierany 10-^20 pF patrz opis w tekście
- cewka powietrzna 4 zwoje 0,7 mm; 1 mm od siebie
L2 - 7X7 431 (11/ZH) lub 38 zwojów
drutem CuL <^0,l mm na dowolnym rdzeniu z cewek serii 400
R16 - 1 kn TVP 1232 "stojący"
C10, C16, C24 - KCD-7 7/30 pF/160 V lub inny
podobny (j)7 mm
Pl, P2 - dowolny bistabilny
płytka drukowana jednostronna
Płytka drukowana jest wysyłana za zaliczeniem
pocztowym
Cena 7300 zł + koszty wysyłki.
OD. C.
Dodatkowo przedstawiamy uwagi jednego z Czytelników dotyczące uruchomienia układu.
Precyzyjne dostrojenie częstotliwości 15,625 kHz potencjometrem Pl (blok cyfrowy, przyp. red.) można przeprowadzić obserwując na ekranie odbiornika kolorowe pasy. Przy częstotliwości różniącej się od w/w następuje "zdwajanie" się pasów, a przy większej różnicy następuje oczywiście zerwanie synchronizacji. Dokładna regulacja pozwala uzyskać ostre kontury pasów i obraz niczym nie różniący się od uzyskiwanego z generatora fabrycznego. Ponadto: generator nośnej wizji dostrojony do II kanału TV umożliwia uzyskanie dobrej jakości obrazu na kanale VI (3-a harmoniczna) oraz obrazu o nieznacznie pogorszonej jakości na początku zakresu UHF.
O Michał Oćwieja
Schematy C. B.
"ALAN 87, 44, 38, 28"
45.000 zł/szt.
skr. 12
34-350 WĘGIERSKA GÓRKA
Odbiorniki satelitarne, inne urządzenia -
dokumentacje i zestawy do samodzielnego montażu.
KATALOG -
KOPERTA + ZNACZEK
BIAŁYSTOK 21
skr. 108
PRZYRZĄDY DO REAKTYWACJI
KINESKOPÓW
wykonu|e
REWO-Eicktronlka
skr. poczt. 449 00-950 Warszawo
Informacje
po nadesłaniu
koperty 2wrotne]
ELEKTRONIKA TO PRŻYSZlOSC ZACZNIJ JUŻ TERAZ
NORDCLCKTnONIK POLCCA
NOWOCZESNE I ATRAKCYJNE
ZESTAWY DO SAMODZIELNEGO MONTAŻU
EFEKTY ŚWIETLNE, LINIJKI ŚWIETLNE, ŚCIEMNIACZE, ZASILACZE
SYRENY ELEKTRONICZNE, WZMACNIACZE, POZYTYWKI,
STEROWNIKI WĘŻY ŚWIETLNYCH, MODUŁY MILIWOLTOMIERZY
CYFROWYCH I WIELE INNYCH.
ZAPRASZAMY DO WSPÓŁPRACY INDYWIDUALNYCH ODBIORCÓW, SKLEPY RTV, POLITECHNICZNE, SKŁADNICE
HARCERSKIE SPECJALNA OFERTA DLA SZKÓŁ
NAPISZ ZADZWOŃ - KATALOG OTRZYMASZ BEZPŁATNIE
NASZ ADRES:
NORD ELEKTRONIK ULSŁONECZNA 4, 76-270 USTKA SKR. 136 TCL [phone]; 144-313; 146-154
PRAKTYCZNY
77'
741
NR IND 372161
cena 12000 zł
nr 2 '94
S
Ś
h
Ś ]Ś

Ś Ś
Cyfrowe układy scalone CMOS praktyka i teoria cz. 6
Podstawowe uk(ady logiczne serii CD 4000 mamy już za sobą. Przyszła więc kolej na układy bardziej skomplikowane. W pierwszej kolejności zostaną przedstawione przerzutniki i niektóre ich zastosowania.
Przerzutniki są to najprostsze elementy pamiętające Można podzielić je na przerzutniki proste (ang. latch) do których zaliczane są przerzutniki RS i T, oraz złożone (ang. flip-flop) D, oraz JK. Przerzutniki proste należą do grupy asynchronicznych przerzutników statycznych, czyli takich, w których zmiana stanu na wyjściu następuje w momencie zmiany stanu logicznego na odpowiednim wejściu. W przerzutnikach złożonych występują dwa rodzaje wejść:
- wejścia (lub wejście) przygotowujące D, albo J i K,
- wejście zegarowe (oznaczane najczęściej jako C ang. clock).
Zmiana stanu przerzutnika złożonego następuje w momencie zmiany sygnału na wejściu zegarowym. Stan wyjściowy przerzutnika zależy od poziomów napięć na wejściach przygotowujących w pewnym okresie czasu przed pojawieniem się sygnału zegarowego. Zmiana stanu może zostać wywołana narastającym, lub opadającym zboczem sygnału zegarowego. Wejścia zegarowe przerzutników reagujących na zbocze ujemne zaznaczane jest kółkiem. Przerzutniki złożone nazywane są także przerzutnikami synchronizowanymi. W technice cyfrowej najczęściej stosowane są przerzutniki złożone D i JK (wyzwalane zboczem), oraz przerzutniki D typu latch (wyzwalane poziomem).
Poniżej zamieszczono tabelę 1 opisującą stany przerzutników typu D i JK, a pod tabelą odpowiednie harmonogramy czasowe. Sygnały oznaczone indeksem " n" informują o aktualnym stanie napięć na wejściach i wyjściach przerzutników, a sygnały z indeksem "n +1" określają stany po pojawieniu się impulsu zegarowego.
Przerzutnik D
Q"
_ru~i_n
Przerzutnik JK
Jn
K"
O
1 O
1
Qn
Qn
O
1
o:
Jak widać z tablicy przerzutnik typu D przepisuje stan wejścia D na wyjście w momencie pojawienia się impulsu zegarowego. Nieco bardziej skomplikowana sy-
tuacja ma miejsce w przypadku przerzutnika JK. Jego wejścia mogą przyjmować cztery różne stany wpływające na wyjście przerzutnika. W przypadku gdy oba wejścia znajdują się w stanie zera, dodatnie zbocze impulsu zegarowego nie zmienia stanu przerzutnika. Gdy oba wejścia są jedynką impuls zegarowy zmienia stan wyjścia na przeciwny. Jedynka na wejściu J wywołuje zapisanie jedynki na wyjście, bez względu na jego stan przed pojawieniem się impulsu zegarowego. Podobnie, jedynka na wejściu K wpisuje zero na wyjście. Pewnym ułatwieniem w zapamiętaniu tabeli stanów (zwanej też tabelą prawdy) przerzutnika JK może być powiedzenie "J jak jedynka wpisuje jedynkę na wyjście).
Stany wejść przygotowujących nie mogą się zmieniać w pewnym odcinku czasu przed wystąpieniem impulsu zegarowego. Czas ten wynosi od kilkunastu ns do ok. 400 ns w zależności od typu przerzutnika i napięcia zasilania. Czas ten jest podawany w pełnych danych katalogowych (tsetup, Data Setup Time- czas ustalania). Warto nadmienić, że wewnętrzna konstrukcja przerzutników typu D jest zancznie prostsza niż przerzutników JK, dlatego też te pierwsze mogą osiągać wyższe częstotliwości graniczne pracy. Pozostałe parametry charakteryzujące przerzutniki to:
- czas propagacji sygnału pomiędzy wejściem zegarowym, a wyjściem dla obu kierunków zmiany sygnału wyjściowego (podawany jest czas dłuższy),
- czas podtrzymania, czyli czas pomiędzy zaniknięciem impulsu zegarowego, a zmianą sygnałów na wejściach przygotowujących thold,
- minimalna szerokość impulsu zegarowego twc,
- minimalna szerokość impulsu zerującego, lub wpisującego tws, twr,
Scalone przerzutniki D i JK posiadają dodatkowo wejścia zerujące R (ang. reset) i wpisujące S (ang. set). Wejścia te posiadają wyższy priorytet niż wejścia zegarowe i przygotowujące. Oznacza to, że stan wejść zerującego i ustawiającego wymuszają na wyjściach przerzutnika określone stany, bez względu na to co dzieje się na pozostałych wejściach. Większość przerzutników posiada dwa wyjścia: proste i zanegowane.
W rodzinie CD 4000 produkowane są podwójne przerzutniki typu D (CD 4013), podwójne przerzutniki typu JK (CD 4027), oraz pojedyncze przerzutniki JK z potrójnymi wejściami J i K (CD 4095 i CD 4096). Wszystkie te przerzutniki reagują na dodatnie (narastające) zbocze sygnału zegarowego. Stanem pasywnym wejść ustawiających R i S jest "0", a aktywnym "1". Na rysunku 1 zamieszczono rozkład wyprowadzeń układów scalonych, wraz z tabelami prawdy.
Dokończenie tekstu na str. 30
LUTY nr 2/94
SPIS TREŚCI
Cyfrowe układy scalone CMOS - praktyka i teoria cz. 6..................................2
Ośmiokanałowa, analogowo - cyfrowa przystawka do oscyloskopu..................4
Termometr elektroniczny - dokończenie.........................................................10
Termometr elektroniczny - zasilanie bateryjne...............................................11
Zasady prenumeraty.......................................................................................13
Kondensatory produkcji ZPR MIFLEX- dane techniczne cz. 2.......................15
Strojenie odbiorników radiowych cz. 3...........................................................19
Elektroniczna blokada tarczy telefonicznej.....................................................21
Konwertery UKF/FM na układzie scalonym UL 1042N..................................24
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym w terminie do trzech tygodni. Nie przyjmujemy zamówień telefonicznych. Koszt wysyłki wynosi: 20.000 zł przy kwocie do 100.000 zł; 24.000 zł przy kwocie do 200.000 zł; 28.000 zł przy kwocie do 300.000 zł. W sprzedaży wysyłkowej dostępne są archiwalne numery Praktycznego Elektronika 3/92, 1, 3, 4, 6/93, oraz 8-12/93, 1/94. Cena jednego egzemplarza 12.000 zł plus koszty wysyłki. Kserokopie artykułów i numerów, których nakład został wyczerpany, wysyłamy w cenie 10.000 zł za pierwszą stronę, za każdą następną 1.500 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:
ARTKELE WYDAWNICTWO TECHNICZNE
ul. Prosta 11 65-001 Zielona Góra
KOMUNALNY BANK SPÓŁDZIELCZY, Zielona Góra
997283-102847-2541
Ceny:
- 1 cm2 ogłoszenia ramkowego - 12.000 zł + 22% VAT (najmniejsze ogłoszenie 20 cm1)
- ogłoszenia drobne do 40 słów - 7.000 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.704-82 wgodz. 10��-13o"
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 wykorzystywane 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: PoligraficznoPapiernicza Spółdzielnia Pracy "INSPRA" ul. Krośnieńska 12 Zielona Góra
Praktyczny elektronik 2/1994
Ośmiokanałowa, analogowo cyfrowa przystawka do oscyloskopu
Podczas uruchamiania różnych urządzeń cyfrowych nizbędna jest oscyloskopowa kontrola kilku przebiegów równocześnie. Większość prostych oscyloskopów amatorskich posiada tylko jeden kanał. Rozwiązaniem problemu jest zastosowanie specjalnego uktadu, który pozwala obserwować na ekranie oscyloskopu kilka przebiegów. Rozwiązanie stopni wejściowych zapewnia odpowiednio dużą rezystancję wejściową, umożliwiając tym samym pomiary sygnałów w standardzie TTL i CMOS. Proponowany układ umożliwia także pomiary przebiegów analogowych.
Zasada pracy urządzeń zwiększających liczbę kanałów oscyloskopu polega na sekwencyjnym wyświetlaniu kolejnych sygnałów mierzonych rys. 1 (dla uproszczenia opisano działanie przystawki czterokanałowej). Zatem urządzenie musi posiadać na wejściu układ przełącznika (multipleksera) pozwalający na włączanie w tor pomiarowy poszczególnych wejść. Na wyjściu multipleksera otrzymuje się przebieg składający się z fragmentów sygnałów wejściowych (symbolicznie zaznaczono to na rys. 1). Przebieg z wyjścia multipleksera wymaga jeszcze dodania składowej stałej, której wartość zależy od numeru włączonego kanału wejściowego. Proces ten przeprowadza się w sumatorze, do którego wejść doprowadzono sygnał z multipleksera i generatora napięć schodkowych.
Sterowanie pracą multipleksera i generatora napięć schodkowych odbywa się synchronicznie, tzn. w czasie włączenia kanału pierwszego do sygnału dodawana jest zawsze taka sama wartość napięcia. Podobnie dzieje się w czasie włączenia kanału drugiegi i dalszych. Sygnały sterujące pochodzą z wewnętrznego generatora, lub z oscyloskopu (wyjście generatora podstawy czasu).
MULTIPLEKSER
WE
123412341234 I I I I I I I I I I I I I
SUMATOR
REG. AMPL.
GENERATOR PRZEBIEGU SCHODKOWEGO
STEROWANIE
PRZEŁĄCZNIK T RODZAJU ALT PRACY O-------
fCHOP
WE
O J\fv
SYNCHRO.
WYBÓR UCZBY KANAŁÓW
GENERATOR ok. 1 MHz
Rys. 1 Schemat blokowy ilustrujący zasadę pracy przystawki czterokanałowej
Na wyjściu sumatora przebieg napięcia ma kształt "schodków", w których na każdy "stopień nałożono sygnał z jednego wejścia. Oczywiście liczba "schodków" musi odpowiadać liczbie wejść. Sygnały wejściowe poddane takim transformacjom mogąjuż zostać bezpośrednio skierowane na wejście oscyloskopu.
Jeżeli częstotliwość przełączania kanałów jest dostatecznie duża, obraz na ekranie oscyloskopu będzie miał postać czterech odrębnych przebiegów, umieszczonych na różnej wysokości. Sygnał z przystawki powinien być doprowadzony do wejścia stałoprądowego oscyloskopu. Potencjometr " P" umieszczony na wyjściu multipleksera daje możliwość równoczesnej regulacji amplitudy wszystkich sygnałów wejściowych.
Opisane powyżej rozwiązanie układowe pozwala na dwa tryby pracy: siekany "CHOP", i naprzemienny "ALT". Rodzaj pracy "CHOP" polega na wielokrotnym zmienianiu kanału wejściowego w trakcie trwania jednego cyklu odchylania poziomego w oscyloskopie Drogę plamki na ekranie podczas pracy "CHOP" zaznaczono na rys. 2. Pionowe odcinki przebiegu plamki na ekranie są prawie niewidoczne, gdyż zmiana poziomu napięcia przebiega bardzo szybko. Każda z lini wyświetlanych na ekranie składa się z szeregu krótkich odcinków. Jeżeli częstotliwość pracy generatora przystawki jest znacznie większa od częstotliwości przebiegu mierzonego, odcinki "zlewają" się ze sobą tworząc linię ciągłą. Ten rodzaj pracy nie wymaga synchronizacji przystawki z oscyloskopem.
Rys. 2 Droga plamki na ekranie oscyloskopu przy trybie pracy "CHOP" i "ALT"
Drugi rodzaj pracy ("ALT") polega na kolejnym wyświetlaniu poszczególnych kanałów, przy czym zmiana kanału następuje po przebyciu przez plamkę całego ekranu. W momencie zmiany kanału plamka jest wygaszona przez wewnętrzne układy oscyloskopu. Podczas tego trybu pracy przystawka jest synchronizowana impulsami wyzwalania podstawy czasu w oscyloskopie.
Jakość obrazu na ekranie oscyloskopu w trybie "ALT" jest znacznie wyższa, niż przy pracy "CHOP". Jednakże w trybie pracy "ALT" wyświetlenie wszystkich lini na ekranie trwa ok. dziesięć razy dłużej, niż w trybie " CHOP" , dla przystawki ośmiokanałowej, (osiem lini plus czas na synchronizację). Długi czas wyświetla-
Praktyczny elektronik 2/199 Ą
nia wszystkich lini dla małej częstotliwości przebiegów wejściowych przy pracy "ALT" powoduje migotanie obrazu. Zjawisko to można wyeliminować przez stosowanie trybu pracy " CHOP" , w którym wyświetlanie ośmiu lini trwa znacznie krócej. Oczywiście poniżej pewnej częstotliwości migotanie obrazu pojawi się także przy pracy "CHOP".
Wyświetlanie na ekranie oscyloskopu równocześnie ośmiu przebiegów powoduje zauważalne obniżenie jasności obrazu. Jest to zjawisko normalne, utrudniające w niektórych przypadkach prowadzenie obserwacji. Z tego też względu układ przystawki wyposażono w przełącznik pozwalający na zmianę liczby wyświetlanych kanałów 2. 4, 8.
Opis układu
Po zapoznaniu się z zasadą pracy urządzenia, prześledzenie działania poszczególnych bloków nie powinno nastręczać większych problemów.
Układ scalony US1 (4051) jest analogowym multiplekserem wejściowym, z którego sygnał doprowadzono do wtórnika emiterowego pracującego w układzie Dar-lingtona Tl i T2. Wtórnik zapewnia dużą impedancję wejściową >1 Mfl, pozwalając tym samym na pomiar przebiegów w urządzeniach zbudowanych z układami CMOS. W emiterze T2 umieszczony został potencjometr regulacji amplitudy Pl.
USl MCY74-O51
US2 MCY74053
T3 BC23SB
Tl * T6 BC238B D2 -s- D5 BAVP17 T8 BC307B
t|R42nR43 |iOk||iOOk , ,-^ ,| JC17330P R41 A
) + 15V
1
SYNCH.
Rys. 3 Schemat ideowy ośmiokanałowej, analogowo-cyfrowej przystawki do oscyloskopu
Praktyczny elektronik 2/1994
Do budowy generatora napięcia schodkowego zastosowano inną wersję multipleksera analogowego US2 (4053). Multiplekser ten współpracuje z drabinką re-zystancyjną R-2R, tworząc razem przetwornik cyfrowo--analogowy (DA). Nazwa drabinki R-2R pochodzi stąd, że stosuje się w niej rezystory o dwóch wartościach: R i dwukrotnie większej 2R (w opisywanym przypadku 5 kf2 i 10 kQ). Sumowanie przebiegów dokonuje się na samej drabince rezystorowej, do której sygnał mierzony doprowadzony jest na wejście najmłodszego bitu (rezystor R14). Mając na uwadze współpracę ze źródłami przebiegów o amplitudach 3 -=- 15 Vpp do przetwornika DA doprowadzono napięcie referencyjne o wartości ok. 3,3 V, pochodzące z pomocniczego stabilizatora Dl, T3.
Bezpośrednio z wyjścia drabinki rezystorowej sygnał doprowadzony jest do gniazda wyjściowego. Cały tor sygnału wykorzystuje elementy liniowe, dające możliwość przesyłania sygnałów analogowych. Nawet sposób sumowania sygnału pomiarowego z przebiegiem schodkowym pozwala na niezniekształcone przejście sygnału analogowego. Zastosowanie pojedynczego napięcia zasilania wymaga, w przypadku sygnałów analogowych, doprowadzenia ich ze składową stałą równą połowie napięcia zasilania przystawki tj. ok. 7,5 V. Maksymalna niezniekształcona amplituda sygnału wejściowego wynosi wtedy ok. 11 Vpp. Wystarcza to dla większości zastosowań.
Napięcie odpowiadające najwyższej na ekranie oscyloskopu lini (bez sygnału) wynosi 7/12 napięcia referencyjnego czyli ok. 1,9 V. Na tej lini wyświetlane są przebiegi z wejścia WE8. Napięcie odpowiadające najniższej lini wynosi 0 V. Na tej lini wyświetlane są przebiegi z wejścia WE1. Na schemacie ideowym zaznaczono położenia przełączników w układzie US2 dla wyświetlania najniższej lini.
Wejścia adresowe obu multiplekserów USl i US2 połączone są równolegle, co zapewnia ich synchroniczną pracę, tzn. włączeniu wejścia WE1 odpowiada zawsze wystawienie napięcia O V na wyjściu drabinki R-2R i analogicznie dla pozostałych wejść.
Przebiegi sterujące pracą multiplekserów pochodzą z licznika binarnego 1/2 US3 (4520), który zlicza kolejne impulsy generatora wewnętrznego US6 (praca "CHOP"), lub impulsy synchronizacji doprowadzane z generatora podstawy czasu w oscyloskopie (praca "ALT"). Częstotliwość pracy generatora wynosi ok. 1 MHz i zadana jest przez wartości elementów C9 i R33. Na rysunku 3 zamieszczono harmonogramy czasowe pracy przystawki w trybie "CHOP" przy włączonych czterech kanałach. Sygnał na wejściu WE1 nie posiada składowej stałej wyłącznie dla celów poglądowych. Na najniższym wykresie widać wyraźnie, jak z krótkich odcinków zostaje złożony przebieg sinusoidalny. Podobnie wygląda składanie pozostałych przebiegów.
WE1
WE2
NOŹKA 1 US3
NÓŻKA 1 1 US1
NÓŻKA 10 USl
NÓŻKA 3 US1
ŚMI
/ / A Ln r / J L / y pT
Rys. 4 Harmonogramy czasowe pracy przystawki w trybie "CHOP" dla włączonych czterech kanałów
Praktyczny elektronik 2/1994
Jak już wcześniej wspomniano przystawka posiada możliwość ograniczenia liczby wyświetlanych kanałów z 8 do 4 lub 2. Ograniczenie to realizuje się przez zablokowanie przebiegów C lub B i C wychodzących z licznika US3 przez bramki AND US4 (4081).
Doprowadzenie do wejścia bramki C (nóżka 5 US4) poziomu 0 logicznego spowoduje, że na jej wyjściu będzie cały czas stan niski. Zostanie więc wyłączona najstarsza linia adresująca multipleksery USl i US2. Na ekranie zostaną wyświetlone tylko cztery przebiegi z wejść WE1 -=- WE4. Doprowadzenie poziomu 0 równocześnie do bramek B (nóżka 13 US4) i C spowoduje wyłączenie dwóch najstarszych linii adresujących USl i US2. W tym przypadku będą wyświetlane tylko dwie linie (wejścia WE1 i WE2).
Do sterowania liczbą czynnych kanałów przeznaczony jest drugi licznik binarny znajdujący się w układzie US3 (4520), którego cykl zliczania skrócono do trzech przy pomocy bramki D US4 włączonej w obwód kasowania licznika. Zmiana wyświetlanych kanałów odbywa się sekwencyjnie, za każdym naciśnięciem włącznika WŁ1. Sygnały sterujące pracą bramek B i C doprowadzone zostają także do układu wyświetlacza siedmiosegmentowego, który informuje o liczbie czynnych kanałów przystawki.
Przełącznik rodzaju pracy WŁ2 - CHOP/ALT za pośrednictwem przerzutnika typu D 1/2 US7 (4013) włącza jedną z bramek multipleksera cyfrowego 3/4 US5 (4011), zapalając jednocześnie odpowiednią diodę D6, D7 sygnalizującą stan pracy urządzenia. Otwarcie bramki A US5 sprawia, że przystawka pracuje w trybie "CHOP" zliczając impulsy wewnętrznego generatora US6. Otwarcie bramki B US5 doprowadza do licznika 1/2 US3 impulsy synchronizacji z oscyloskopu.
Impulsy synchronizacji na wyjściu oscyloskopu mogą mieć różny kształt i polaryzację (zależy to od typu i producenta oscyloskopu). Spowodowało to konieczność zaprojektowania dwóch układów wejściowych, reagujących na zbocze dodatnie i ujemne impulsów synchronizacji, o kształcie piły lub prostokąta. Tranzystory T7 i T8 pracują w układzie wyzwalania zboczem dodatnim (narastającym), a tranzystor T9 w układzie wyzwalania zboczem ujemnym (opadającym). Unormowane impulsy z kolektorów tranzystorów T7 i T9 zostają zsumowane przez bramkę diodową D4, D5, R41 i są skierowane do multipleksera cyfrowego. Układ wejściowy pozwala na współpracę z praktycznie wszystkimi typami oscyloskopów, posiadającymi wyjście wyzwalania podstawy czasu. '
Podstawowe dane techniczne:
Napięcie zasilania +15 V
Liczba kanałów przełączana
sekwencyjnie 8, 4, 2
Impedancja wejściowa > 1
Amplituda sygnałów wejściowych:
cyfrowe 1 _;_ 14 V
analogowe (składowa stała ok. 7,5 V) 1 -=- 11 vpp
Zakres przenoszonych częstotliwości 0 H- 10 MHz
Rodzaj pracy, sygnalizowany
diodami LED ALT, CHOP
Częstotliwość pracy CHOP 500 kHz
Amplituda impulsów synchronizacji,
polaryzacja dodatnia lub ujemna 2 -=- 15 Vpp
Montaż i uruchomienie
Przystawkę zmontowano na płytce drukowanej (płytkę należy przeciąć wzdłuż lini przerywanej). Na dolnej części płytki umieszczono radiowe gniazda wejściowe, potencjometr Pl, wyświetlacz, oraz włączniki WŁ1 i WŁ2, a także diody sygnalizujące stan pracy urządzenia. Taki podział płytki drukowanej pozwolił na zmniejszenie liczby połączeń pomiędzy płytkami.
Połączenia pomiędzy płytkami wykonano odcinkami przewodu izolowanego (razem 12 połączeń). Ze sobą łączy się następujące punkty: A, B, C, V, W, Q, Z, Y, +15 V, masa, masa "analogowa". Wyprowadzenia potencjometru Pl łączy się z punktami Pl, P, (suwak), Pmasa. Płytki drukowane umieszczono prostopadle względem siebie, tak jak pokazano to na rys. 6.
Sygnały synchronizacji i wyjściowy wyprowadzone są w tylnej części przystawki, gdyż są one doprowadzone na stałe do wejść oscyloskopu i nie ma potrzeby przełączania ich w trakcie pracy. W przystawce do doprowadzenia sygnałów wejściowych zastosowano gniazda radiowe, które charakteryzują się małymi gabarytami i niską ceną. W przypadku pomiarów sygnałów o dużych częstotliwościach może okazać się konieczne zastosowanie gniazd BNC.
Kondensatory C8 i C16 montuje się na leżąco, aby nie przeszkadzały przy naciskaniu włączników WŁ1 i WŁ2. Klawisze przełączników można wykonać zgodnie z opisem podanym w PE 9/93 w artykule "Częstościo-mierz cz.l". Katody diod świecących zamontowanych przy przełącznikach zaznaczono na rysunku montażowym literą " K".
Jeżeli urządzenie będzie posiadało oddzielną płytę czołową, wówczas gniazda WE1 -r- WE2 powinny być od niej odizolowane. Jednocześnie można je przykręcić do płyty czołowej i do płytki drukowanej, co pokazano na rys. 6.
W przetworniku DA zastosowano rezystory o wartościach 5 i 10 kO. Bezwzględna wartość tych rezystorów nie ma większego znaczenia. Istotne jest tylko aby wszystkie rezystory miały tą samą wartość. W miejsce rezystorów R15* -=- R17* montuje się równolegle połączone rezystory 10 kfi. Przewidziano na nie miejsce na płytce drukowanej. Przed przystąpieniem do montażu drabinki R-2R należy przy pomocy omomierza wybrać 12 rezystorów 10 kfl, których wartości różnią się mniej niż o 2%. Nie polecamy stosowania rezystorów R15* -f- R17* o wartości 5,1 kfi, gdyż w takim przypadku linie na ekranie oscyloskopu nie będą wyświetlane w jednakowych odstępach.
Poprawnie zmontowana przystawka nie wymaga uruchamiania.
Praktyczny elektronik 2/1994
Ol KOI BOI KOI KOI CO
Rys. 5 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
Podczas pomiarów przystawkę należy połączyć z oscyloskopem wg schematu zamieszczonego na rysunku 8. Oscyloskop powinien pracować z synchronizacją zewnętrzną. Do gniazda synchronizacji doprowadza się najwolniejszy z sygnałów mierzonych (o najmniejszej częstotliwości). Zapewni to łatwe i stabilne ustawienie obrazu na ekranie oscyloskopu. Przy pomiarze wolnych przebiegów wykorzystuje się rodzaj pracy "CHOP", a przy szybkich "ALT". Granica częstotliwości, przy której należy zmienić rodzaj pracy zależy od liczby włą-
czonych kanałów i czasu poświaty luminoforu w lampie oscyloskopowej. Można podać ogólną regułę, że w przypadku zbyt silnego migotania obrazu w trybie "ALT", należy przejść na pracę "CHOP".
Przed połączeniem wyjścia podstawy czasu oscyloskopu należy upewnić się jaką polaryzację mają impulsy wyjściowe. W zależności od tego sygnał doprowadza się do jednego z wejść synchronizacji przystawki.
Praktyczny elektronik 2/1994
FILTR WYŚWIETLACZA
KLAWISZ
PANEL (Z TWORZYWA) PŁYTKA NR121
WYŚWIETLACZ (CQVP31)
MIKROPRZEŁACZNIK
WIDOK Z BOKU (OD STRONY WYŚWIETLACZA) POTENCJOMETR
GAŁKA
PRZEWÓD
WSPORNIK /. > t

WIDOK Z BOKU (OD STRONY POTENCJOMETRU)
Rys. 6 Widok z boku zmontowanej przystawki
8-KANAŁOWA < 1 OMHz ANALOGOWO - CYFROWA REG \\ JJ PRZYSTAWKA DO OSC.
WE I WE2 WE3 WE4 WE5 WE6 WE7 WE8
ARTKELE
2/4/8 caCHOP m alt
Rys. 7 Widok płyty czołowej
Na wejściu przystawki nie zastosowano diod zabezpieczających wejścia układu scalonego US1 przed uszkodzeniem. Dlatego też powinno się uważać, aby amplituda sygnałów wejściowych mieściła się w przedziale 0 -r- 15 V. Krótkotrwałe impulsy zakłócające indukowane w przewodach doprowadzających sygnały nie są groźne dla US1, gdyż posiada on wewnętrzne diody zabezpieczające jego wejścia w takich przypadkach.
Wykaz elementów
USl - MCY 74051 (CD 4051)
US2 - MCY 74053 (CD 4053)
US3 - MCY 74520 (CD 4520)
US4 - MCY 74081 (CD 4081)
US5 - MCY 74011 (CD 4011)
US6 - MCY 74047 (CD 4047)
US7 - MCY 74013 (CD 4013)
T1-7-T6 - BC 238B lub dowolny npn h2i >250
T7 - BC 238A lub dowolny npn h2i <150
T8 - BC 307B lub dowolny pnp h.21 >200
Dl - BZP 683 C3V9 (BZX 79
na napięcie Zenera 3,9 V
D2-T-D5 - BAVP 17-7-21 (1N4148)
D6, D7 - LED 5X2,5 mm typ i kolor świecenia
dowolny
DSP1 - CQVP 31 lub zamiennik
(patrz PE 1/94 str. 21)
R1-7-R8 - 1 ki2/O,125 W
R9 - 510 f2/O,125 W
RIO - 22 kfi/0,125 W
R11-7-R14, R18,
R19, R21, R36,
R37, R39, R42 - 10 kfi/0.125 W
R15*4-R17* - 5 kfi/0,125 W (równolegle połączone
dwa rezystory 0 wartości 10 kfi/0,125 W
patrz opis w tekście
R20, R34, R3S - 4,7 kfi/0,125 W
R22, R25 - 47 kfi/0,125 W
R23, R24, R40,
R41, R43 - 100 kfi/0,125 W
R26-T-R32 - 1,5 kfi/0,125 W
R33 - 2,2 kfi/0,125 W
R38 - 22 kfi/0,125 W
Pl - 1 kfi - A typ PR 162. PR 164,
PR 167, PRP 167
Cl, C4, C7.
Cli, C13 - 47 nF typ KFP
C2, C3, C5,
C6, C10, C12 - 10 /łF/16 V typ 04/U
C8, C16 - 10 nF typ KFP
C9, C14 - 100 pF typ KCPf
C15, C17 - 330 pF typ KCPf
WŁ1, WŁ2 - mikrowłączniki monostabilne
WEI-7-WE8 - gniazda radiowe
płytka drukowana numer 121
Płytka drukowana wysyłana jest za zaliczeniem
pocztowym
Cena: 37.600 zł + koszty wysyłki.
OSCYLOSKOP
WE1
PRZYSTAWKA o o
")WY WE
WE8'
WE
SYNCHRO.
ZWNETRZ.
J WY
f,VWE SYNCHRO.
PODSTAWY CZASU
LUB IMPULSU SYNCHRONIZACJI
Rys. 8 Schemat połączeń przystawki z oscyloskopem
O mgr inż. Dariusz Cichoński
10
Praktyczny elektronik 2/1994
Termometr elektroniczny dokończenie
W drugiej części artykułu poświęconego termometrowi elektronicznemu, opisany jest układ automatycznego przełączania dwóch czujników. Zastosowenie go daje możliwość automatycznego pomiaru temperatury w dwóch różnych punktach, np. w mieszkaniu i na dworze. Wskazania wyświetlacza są zmieniane automatycznie.
Opis układu
Schemat ideowy układu automatyki zamieszczony jest na rys. 1. Układ automatyki ma za zadanie przełączanie czujników pomiarowych w termometrze. Jest to urządzenie bardzo przydatne wówczas, gdy termometr będzie wykorzystywany, np: w domu. Elementem przełączającym, w zaprojektowanym urządzeniu, są klucze elektroniczne typu MCY 74066. Kłopoty, które mogli by napotkać nasi Czytelnicy, z nabyciem odpowiedniego przekaźnika (+5 V), skłoniły mnie do zaprojektowania "nietypowego' okładu przełączającego. Równoległe połączenie dwóch kluczy, zmniejszyło ich rezystancję wewnętrzną. Jest to bardzo istotne, gdyż klucze te będą włączone w miejsce mikroprzełączników, to też ich rezystancja powinna być jak najmniejsza.
-O+5V
ÓB ÓC
T1 - BC238B 02 - BAVP17
Rys. 1 Schemat ideowy układu automatyki przełączania czujników
Rys. 2 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
Sterowanie przełączaniem kluczy jest zrealizowane za pomocą układu czasowego (timera). Funkcję tę spełnia generator zbudowany na układzie ULY 7855. Częstotliwość na wyjściu generatora jest dobrana w taki sposób, aby odczyt temperatury z dowolnego czujnika nie sprawiał trudności. Czas pomiaru dla jednego czujnika wynosi około 5 sekund. Częstotliwość pracy generatora można obliczyć ze wzoru:
f = 1,44/(R1 + 2R2)C1
Tak, więc dobierając odpowiednie elementy możemy określić częstotliwość przełączania. Pamiętać jednak należy, że wypełnienie przebiegu na wyjściu generatora, inne niż 1/2 spowoduje, że czasy odczytu, dla poszczególnych czujników będą się różniły. I tak, np: jeden z czujników będzie włączony na 1 sekundę, drugi na 6 sekund. Przebiegi czasowe w takim układzie są zamieszczone na rys. 3. Wypełnienie 1/2 zapewnione jest przez właściwy dobór wartości rezystorów Rl, R2.
Montaż i uruchomienie
Płytkę drukowaną układu automatyki, należy zmontować zgodnie ze schematem montażowym, zamieszczonym na rys. 2.
Przed montażem elementów montuje się dwie zworki z drutu po stronie elementów. Po zamontowaniu wszystkich elementów, wykonujemy połączenie przewodem punktów oznaczonych na płytce pojedynczymi kółkami.
Dioda świecąca Dl jest umieszczona poza płytką, w miejscu obok wyświetlaczy, kolor świecenia powinien być inny, niż kolor świecenia wyświetlaczy w termometrze. Dioda ta może także podświetlać napis lub rysunek, który będzie określał czujnik, np: na zewnątrz pomieszczenia. Wymaga to jednak skonstruowania odpowiedniego światłowodu i maskownicy z przeźroczystej matowej folii lub kalki technicznej z napisami. Dla potrafiących majsterkować, to nic trudnego.
Termometr z mikroprzełączni-kami posiada trzy czujniki. W przypadku zastosowania automatyki, będzie on wskazywał tylko temperaturę mierzoną przez dwa czujniki. Dlatego też, na płytce termometru nie montujemy mikroprzełączników WŁ1 i WŁ2 oraz rezystora Rll i diody D4. Napięcie zasilania automatyki wynosi +5 V. Przewody zasilające łączymy z płytką termometru.
Praktyczny elektronik 2/1994
11
Punkt +5 V na płytce automatyki łączymy z wyjściem stabilizatora (US4) na płytce termometru.
Punkty lutownicze oznaczone A, B, C łączymy w miejsce mikroprzełączników. Punkt A łączymy z punktem lutowniczym mikroprzełącznika WŁ1 na płytce termometru. Jest to pole lutownicze z czterema otworami, łączące się poprzez ścieżkę z nóżką 10 US3. Punkty B i C łączymy z diodami D2 i D3, od strony anod. Schemat połączeń miedzy płytkami przedstawia rys. 4.
NÓŻKA 3 IIS1


KOLEKTOR T1
T
NÓŻKA 3 IIS1 fL^J^il
KOLEKTOR T1
[^^^^ T J r -I
Rys. 3 Harmonogramy czasowe pracy układu przy wypełnieniu 1/2 i wypełnieniu różnym od 1/2
NR 1 19
NR 110
Rys. 4 Schemat montażowy połączeń pomiędzy płytkami termometru i automatyki
Ponieważ w poprzednim artykule, dotyczącym termometru, wkradł się drobny błąd w części opisującej uruchomienie, wyjaśniam tą nieścisłość.
Wciśnięcie przełącznika WŁ1 powoduje zadziałanie czujnika D2 i dobieramy rezystor R9. Wciśnięcie przełącznika WŁ2 powoduje zadziałanie czujnika D4 i dobieramy Rll. Gdy przełączniki WŁ1 i WŁ2 są w stanie spoczynkowym działa czujnik D3 i dobieramy RIO.
Na schemacie ideowym diody D2, D3, D4 są połączone katodami do masy. Natomiast na płytce drukowanej z katod, szeregowo do masy są połączone rezystory. Różnica wynika z projektowania płytki, gdzie łatwiej było umieścić rezystory od strony masy. Różnice te nie powodują zmian w prawidłowej pracy termometru. Opis +12 V na płytce termometru został umieszczony w środku otworów lutowniczych. Oczywiście "plus" zasilania nie podłączamy do masy. Tyle tytułem wyjaśnień.
Chcąc zastosować płytkę automatyki do termometru elektronicznego musimy pamiętać o ponownym wyregulowaniu termometru, gdyż klucze przełączające, włączone w szereg z czujnikami, zmieniają wartość wskazywanej temperatury. Wskazane jest powtórzenie całej procedury uruchomienia i zestrojenia termometru wraz z płytką automatyki, w temperaturze 0�C i lOO^C.
Wykaz elementów
USl - ULY 7855 (LM 555)
US2 - MCY 74066 (CD 4066)
Tl - BC 238B lub dowolny npn h2i > 250
Dl -- dioda elektroluminescencyjna, typ dowolny
kolor świecenia inny niż wyświetlaczy
Rl - 820 f2/O,125 W
R2 - 150 kfi/0,125 W
R3 - 330 fi/0,125 W
R4 - 100 kfi/0,125 W
R5 -10 kfż/0,125 W
Cl - 47 pF/16V typ 04/U
C2 - 47 nF typ KCP
płytka drukowana numer 119
Płytka drukowana wysyłana jest za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 5.000 zł + koszty wysyłki.
O Ireneusz Konieczny
Termometr elektroniczny zasilanie bateryjne
Ostatnie lata wolnego handlu w Polsce, spowodowały że na nasz rynek trafia sporo ciekawych urządzeń elektronicznych. Jednym z nich jest termometr elektroniczny z cyfrowym odczytem. Wyświe-
tlacz ciekłokrystaliczny, bateryjne zasilanie, sprawiają że konstrukcja takiego urządzenia jest mała i wygodna w użyciu. Wadą tych termometrów jest wąski zakres mierzonych temperatur. Są to prze-
Praktyczny elektronik 2/1994
ważnie termometry do pomiaru temperatur w pomieszczeniach.
Dlatego też postanowiłem przedstawić prosty sposób wykorzystania przetwornicy napięcia, do zasilania bateryjnego termometru z numeru 1/94 PE. Termometr zasilany z baterii może znaleźć szerokie zastosowanie, np: dla osób będących pod namiotem, w czasie górskich wędrówek, do pomiaru temperatury wody w jeziorze itp.
Opis układu
Zmiana sposobu zasilania termometru, na zasilanie bateryjne, wymaga wykonania przetwornicy napięcia. Schemat ideowy przetwornicy napięcia jest zamieszczony na rys. 1.
Jest to układ znany naszym Czytelnikom. Był on opisany w artykule pt. "Generator sygnałowy FM" w numerze PE 5/93.
LI 5mH
01 R1 l,2k
UL1520
~T700(jFl------T------1 _[+ C3
/10V * -T-C2 =1uF
11 1 l47n X'6�.
+ 10V
Rys. 1 Schemat ideowy przetwornicy
PŁYTKA PRZETWORNICY NR 120
PŁYTKA TERMOMETRU NR 110
BATERIE TYPU R6 (PALUSZKI)
Rys. 2 Schemat montażowy połączenia płytki przetwornicy z płytką termometru i bateriami
Układ potrzebny do termometru, powinien podwyższać napięcie +6 V na napięcie stabilizowane +10 V. Przetwornica nie posiada potencjometrów do nastawie-
nia (regulacji) napięcia wyjściowego. Głównym elementem przetwornicy jest stabilizator impulsowy US1. Wraz z elementem LI w postaci dławika wykonanego na rdzeniu kubkowym, stanowią przetwornicę podwyższającą napięcie. Rezystory R2 i R3 służą jako dzielnik napięcia wyjściowego. Ich rezystancja powinna być dobrana w trakcie uruchomiania.
Ponieważ obciążalność przetwornicy jest niewielka, termometr powinien być wyposażony w mikroprze-łączniki. W przypadku zasilania z baterii, nie może być zastosowany układ automatyki. Schemat podłączenia układu przetwornicy napięcia do termometru, jest przedstawiony na rys. 2.
Montaż i uruchomienie
Płytka drukowana przetwornicy posiada "aż" 9 elementów. Montaż tych elementów należy przeprowadzić zgodnie z rys. 3, na którym jest zamieszczony schemat płytki drukowanej oraz rysunek montażowy. Dławik LI o indukcyjności 5 mH (5.000.000 nH) nawinięto na karkasie plastikowym, będącym częścią składową rdzenia kubkowego. Zastosowany rdzeń kubkowy posiada wymiary 14x8. Jest to rdzeń bez szczeliny, wykonany z ferrytu F2001 o stałej indukcyjności A|_ = 2200 nH/zw . Ilość zwojów wynosi 47 i nawinięta została drutem nawojowym w emalii DNE CuL 0,2 mm. Dławik LI można wykonać, stosując inny rdzeń kubkowy, bez szczeliny z ferrytu F2001. Dla przypomnienia przytoczę wzór, na podstawie którego można obliczyć ilość zwojów:
n [zw] =
L[nH]
gdzie: n - liczba zwojów
L indukcyjność uzwojenia A| - stała rdzenia
Więcej informacji o rdzeniach kubkowych, jest zamieszczonych w artykule pt. "Sonda - woltomierz" z numeru 8/93 PE.
Rys. 3 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
Po zamontowaniu dławika i pozostałych elementów, w miejsce rezystora R3 montujemy potencjometr
Praktyczny elektronik 2/199Ą
13
montażowy 47 kfi. Potencjometr ten służy do regulacji napięcia wyjściowego przetwornicy. Montujemy go, tylko na czas uruchamiania przetwornicy. Napięcie wyjściowe przetwornicy regulujemy pod obciążeniem. Oznacza to że, powinna ona być podłączona do termometru. Pomiar napięcia na wyjściu przetwornicy powin-
niśmy wykonać woltomierzem o dużej rezystancji wejściowej (Rwe > 10 MCI). Po wyregulowaniu napięcia + 10 V, potencjometr 47 kfi wylutowujemy i sprawdzamy omomierzem jego rezystancję. Dobieramy odpowiedni rezystor i wmontowujemy go w miejsce rezystora R3.
Zasady prenumeraty
Prenumeratę przyjmujemy począwszy od czwartego numeru za rok 1994 - 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 15 marca 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 14.000 zł wraz z kosztami wysyłki za jeden egzemplarz pisma Praktyczny Elektronik do końca 1994 roku. Wydawnictwo ARTKELE zastrzega sobie możliwość pobrania dopłaty od prenumeratora w przypadku zmiany stawek podatku VAT. W dniu, w którym oddajemy numer do druku nie posiadamy żadnych informacji ne temat reguł podatkowych, które będą obowiązywały w przyszłym roku.
W związku z dużą liczbą listów i telefonów dotyczących prenumeraty PE na cały rok 1994 informujemy, że posiadamy jeszcze zaległe numery 1/94. Na zamieszczonym poniżej kuponie można zamówić prenumeratę całoroczną. Cena pierwszych trzech numerów PE 12.000 zł. Ilość jest egzemplarzy ograniczona, dlatego też zamówienia na 1/94 będą realizowane wg kolejności zgłoszeń.
Pokwitowanie dla wptacajqcego Odcinek dla posiadacza rachunku
Odcinek dla banku
słownie......................................................... słownie..
słownie..
wptacajqcy................................................. wplacajqcy..
wpłacajqcy..
dokładny adres
na rachunek:
ARTKELE
ul Prosta Ił, Zielona �6ra
Komunalny Bank Spółdzielczy
w Zielonej Górze 997283-102847-2541
dokładny adres
na rachunek:
ARTKELE
ul Pfostg 11, Zielona Komunalny Bank Spółdzielczy
w Zielonej Górze 997283-102847-2541
dokładny adres
na rachunek:
ARTKELE
ul. Prosta t1" 2J�toad �ora
Komunalny Bank Spółdzielczy
w Zielonej Górze 997283-102847-2541
Opłata
zł..
Opłata
zł..
Opłata
datownik podpis przyjm.
datownik podpis przyjm.
datownik podpis przyjm.
14
Praktyczny elektronik 2/1994
Ponieważ termometr będzie zasilany z baterii, na płytce drukowanej termometru nie montujemy niektórych elementów. Zbędne są układy stabilizatorów USl i US2, oraz rezystor Rl i dioda Dl. Kondensatory Cl i C2 też są zbyteczne.
W badanym prototypie zastosowałem tylko jeden czujnik (warikap). W takim przypadku elementy WŁ1 i WŁ2 oraz R9, RIO, Rll i diody D3, D4 też mogą być pominięte. Czujnik D2 może być zamontowany, poprzez przewody i wspornik przy obudowie, bez rezystora R9 Wówczas katodę diody łączymy do masy, a anodę do nóżki 10 US3 na płytce termometru. Po zmontowaniu obu płytek i połączeniu ich w jedną całość, procedurę uruchomienia i regulacji termometru, wykonujemy ponownie.
Cały termometr wraz z przetwornicą napięcia, powinien być umieszczony w szczelnym pudełku z tworzywa sztucznego. Pamiętać należy o oddzieleniu, wewnątrz obudowy, pojemnika na baterie.
Układ termometru powinien być wyposażony w dodatkowy włącznik, który będzie załączał zasilanie układu, tylko na czas pomiaru i odczytu W badanym prototypie spadek napięcia na zasilaniu bateryjnym, z +7 V do +4,5 V, nie powodował zmian w pomiarze temperatury przez termometr. Spadek napięcia do
około +4 V, powoduje że układ C 520D nie będzie wyświetlał wyniku. Jest to sygnał dla użytkownika, informujący o wyczerpaniu się baterii.
Wykaz elementów
USl - UL 1520L
Dl - BAVP 17 (BAYP 61)
Rl -1,2 kfi/0,125 W
R2 - 33 ktt/0.125 W
R3 - dobierany, patrz opis w tekście
Cl - 100 //F/10V typ 04/U
C2 - 47 nF typ KFP
C3 - 1 //F/63V typ 04/U
LI 5 mH patrz opis w tekście
WŁ - włącznik dodatkowy (chwilowy)
płytka drukowana numer 120
Płytka drukowana wysyłana jest za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 5.000 zł + koszty wysyłki.
O Ireneusz Konieczny
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
I kwartał 1994r. 36.000,- II kwartał 1994r. 42.000,- III kwartał 1994r. 42.000,- IV kwartał 1994r. 42.000,- I kwartał 199.4r. 36.000,- II kwartał 1994r. 42.000,- III kwartał 1994r. 42.000,- IV kwartał 1994r. 42.000,- I kwartał 1994r. 36.000,- II kwartał 1994r. 42.000,- III kwartał 1994r. 42.000,- IV kwartał 1994r. 42.000,-
Cena 1 egzemplarza wraz z kosztami wysyłki - 14.000,-zł ADRES WYSYŁKI: nazwisko (lub firma) ulica/numer domu Cena 1 egzemplarza wraz z kosztami wysyłki - 14.000.-zł ADRES WYSYŁKI: nazwisko (lub firma) ulica/numer domu Cena 1 egzemplarza wraz z kosztami wysyłki - 14.000,-zt ADRES WYSYŁKI: nazwisko (lub firma) ulica/numer domu
- - -
kupon kod pocztowy miejscowość ważny do 15.03.1994r. kupon kod pocztowy miejscowość ważny do 15.03.1994r. kupon kod pocztowy miejscowość ważny do 15.03.1994r.
Praktyczny elektronik 2/1994
15
Kondensatory produkcji Zakładów Podzespołów Radiowych MIFLEX - dane techniczne cz.2
Kondensator polistyrenowy typu KSF-022
MIEJSCE CECHOWANIA
PASEK OZNACZA WYPROWADZENIE OKŁADZINY ZEWN.
Rys. 1 Wygląd obudowy
Kategoria klimatyczna Pojemność znamionowa Cn
Tolerancja pojemności dla: Cn > 200 pF w ciągu E192 Cn > 100 pF w ciągu E96 Cn > 50 pF w ciągu E48
50/070/04
wg tabeli i wg ciągów
E24, E48, E96, E192
0,5%
1%
2%
C" > 50 pF w ciągu E24 5%
Napięcie znamionowe Un wg tabeli
Napięcie probiercze Up 2 U" przez 1 min
Tangens kąta stratności tg5 dla:
C" < 1000 pF przy f = 1 MHz < 0,0007
Cn = 1001 -H 10.000
przy f = 0,3 MHz < 0,0006
Cn = 10.001 -H 50.000
przy f = 1 kHz < 0,0004
C" = 50.001 -H 100.000
przy f = 1 kHz < 0,0005
C" > 100.000 pF przy f = 1 MHz < 0,0006
Rezystancja izolacji R,Y dla:
Cn < 0,1 flF > 100.000 Mfi
C" > 0,1 uF R>^ Ś c" > io.ooo s
Temperaturowy współczynnik pojemności TWP dla C" > 500 pF
-(100ą55)10~6 1/"C
Kondensatory KSF-022 mogą także pracować przy napięciu przemiennym, lub zawierającym składową przemienną. Warunki pracy w takim przypadku podano w części pierwszej artykułu (PE 1/94) w informacjach dodatkowych.
Pojemność Napięcie Wymiary
znamionowa znamionowe Lmax i>max Dmar d di a
[PF] [V-] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm]
2520-^8200 17,5 12 6,5 0,6 1,0 12,5
8250-^34.800 17,5 15 9,0 0,8 1,3 12,5
35.200^-84.500 63 22,5 19 11,0 0,8 1,3 17,5
85.600^-169.000 27,5 20 12,0 0,8 1,3 22,5
172.000-^200.000 32,5 20 12,0 0,8 1,3 27,5
203.000-H448.000 32,5 28 15,0 0,8 1,3 27,5
505^-24900 17,5 12 6,5 0,6 1,0 12,5
2520^-20.000 17,5 15 9,0 0,8 1,3 12,5
20.300-H54.900 100 22,5 19 11,0 0,8 1,3 17,5
55.600-HllO.OOO 27,5 20 12,0 0,8 1,3 22,5
111.000-h150.000 32,5 20 12,0 0,8 1,3 27,5
200-HlOOO 17,5 12 6,5 0,6 1,0 12,5
1010-H6980 17,5 15 9,0 0,8 1,3 12,5
7060^-24.900 250 22,5 19 11,0 0,8 1,3 17,5
25.200-H41.700 27,5 20 12,0 0,8 1,3 22,5
42.200-H51.700 32,5 20 12,0 0,8 1,3 27,5
51-H499 17,5 12 6,5 0,6 1,0 12,5
505^-2490 17,5 15 9,0 0,8 1,3 12,5
2520^-9420 630 22,5 19 11,0 0,8 1,3 17,5
9530-H20.000 27,5 20 12,0 0,8 1,3 22,5
20.300-^-41.700 32,5 28 15,0 0,8 1,3 27,5
Uwaga! di oznacza średnicę otworu w płytce drukowanej.
16
Praktyczny elektronik 2/199Ą
Kolejną rodzinę stanowią kondensatory poliestrowe, przeznaczone do pracy w obwodach prądu stałego i zmiennego. Mogą one pracować w bardzo szerokim zakresie temperatur (-55 -=- 85�C). Zaletą tych kondensatorów jest duża odporność na długotrwałe działanie wilgoci. Jako dielektryk zastosowano w nich folię poliestrową.
Kondensatory poliestrowe produkowane są w dwóch odmianach. Pierwszą stanowią kondensatory foliowe, (KSE-011-02 i KSE-013-01) w których okładzinę wykonano z cienkiej folii aluminiowej, a obudowę z taśmy poliestrowej spiekanej w wysokiej temperaturze. Wyprowadzenia są wykonane z pocynowanego drutu miedzianego. Folia poliestrowa jest bezbarwna, z lekkim zamatowieniem, co pozwala odróżnić ten typ kondensatorów, od kondensatorów polistyrenowych (styrofle-ksowych), w których folia jest idealnie przezroczysta.
Druga odmiana to kondensatory metalizowane (MKSE-012, MKSE-018, MKSE-020), w których zastosowano metalizowaną folię poliestrową. Folia spełnia funkcję dielektryka, a naniesiona na nią próżniowo cienka warstwa aluminium stanowi okładkę kondensatora. Taka technologia wykonania kondensatorów pozwala na uzyskanie małych gabarytów przy stosunkowo dużych pojemnościach. Obudowy kondensatorów metalizowanych wykonywane są z klejącej taśmy poliestrowej (MKSE-018 i MKSE-020), lub z kubka poliwęgla-nowego, zalanego żywicą epoksydową.
Zastosowane materiały i technologia produkcji pozwalają na osiągnięcie małych wymiarów, dużej pewności kontaktowania, małej indukcyjności własnej. Przy stosowaniu kondensatorów poliestrowych w obwodach prądu zmiennego należy pamiętać o ograniczeniu maksymalnej wartości skutecznej napięcia wraz ze wzrostem częstotliwości, co zostało pokazane na wykresach przy każdym z opisywanych typów.
Kondensator poliestrowy typu KSE-011-02
Kategoria klimatyczna 40/085/21
Pojemność znamionowa Cn wg tabeli i wg ciągu E6
Tolerancja pojemności ą 10% i ą 20 %
Napięcie znamionowe Un wg tabeli
Napięcie probiercze Up 2 Un przez 1 min
Tangens kąta stratności tg<5 dla:
Cn < 0,5 fiF < 0,01
C" > 0,5 /iF < 0,015
Rezystancja izolacji R,-2 dla:
C" < 0,33 H? > 30.000 Mfi
C" > 0,33 fl? R� � c" > 10.000 s
Temperaturowy współczynnik
pojemności TWP +(iooąiooo)io-61/
Lmax
---------------1._ 3. ____
Dmox
WYKONANIE 1 PASEK NA OBUDOWIE LUB KOLOROWE CZOŁO
OZNACZA WYPROWADZENIE OKŁADZINY BIERNEJ
Lmox
Jmox.
WYKONANIE 2 PASEK NA 0BU00WIE LUB KOLOROWE CZOŁO
OZNACZA WYPROWADZENIE OKŁADZINY BIERNEJ
Rys. 2 Wygląd obudowy
Pojemność Tolerancja Napięcie Wymiary
znamionowa pojemność znamionowe Lmor *Jmax A d di Wykonanie
[ą%] [V-] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm]
0,015 20 11 6.0 20 0,4 0,8 1
0,022 20 11 7.5 20 0,4 0,8 1
0,033 20 11 9,0 20 0,4 0,8 1
0,047 20 16 10.0 20 0,6 1.0 1
0,068 20 16 11,5 20 0,6 1,0 1
0,1 10, 20 160 21 11.0 25 0,8 1,3 1
0,15 10, 20 21 13,0 25 0,8 1,3 1
0,22 10,20 21 15,5 25 0.8 1,3 1
0,33 10,20 26 16,5 40 0,8 1,3 2
0,47 10,20 31 21,5 45 1,0 1,3 2
0.68 10, 20 31 25,0 45 1,0 1,3 2
Praktyczny elektronik 2/1994
17
Pojemność Tolerancja Napięcie Wymiary
znamionowa pojemność znamionowe *-max Umax A d di Wykonanie
[ą%] [V-] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm]
0,001 20 13 4,0 20 0,4 0,8 1
0,0015 20 13 4,0 20 0,4 0,8 1
0,0022 20 13 4,0 20 0,4 0,8 1
0,0033 20 13 4,5 20 0,4 0,8 1
0,0047 20 13 5,0 20 0,4 0,8 1
0,0068 20 13 5,5 20 0,4 0,8 1
0,01 20 13 6,0 20 0,4 0,8 1 i 2
0,015 20 13 7,0 20 0,6 1,0 1 i 2
0,022 20 250 13 8,0 20 0,6 1,0 1 i2
0,033 20 21 8,0 35 0,8 1,3 2
0,047 20 21 9,0 35 0,8 1,3 2
0,068 20 21 10,5 35 0,8 1,3 2
0,1 10, 20 21 12,5 35 0,8 1,3 2
0,15 10, 20 26 12,0 40 0,8 1,3 2
0,22 10, 20 26 14,0 40 0,8 1,3 2
0,33 10, 20 31 15,5 45 0,8 1,3 2
0,47 10, 20 31 18,0 45 0,8 1,3 2
0,001 20 13 4,5 20 0,4 0,8 1
0,0015 20 13 4,5 20 0,4 0,8 1
0,0022 20 13 5,0 20 0,4 0,8 1
0,0033 20 13 5,0 20 0,4 0,8 1
0,0047 20 13 6,0 20 0,4 0,8 1
0,0068 20 13 6,0 20 0,4 0,8 1
0,01 20 13 7,0 20 0,4 0,8 1
0,015 20 13 7,5 20 0,4 0,8 1
0,022 20 13 9,0 20 0,6 1,0 1
0,0047 20 400 11 6,0 20 0,6 1,0 2
0,0068 20 11 6,5 20 0,6 1,0 2 '
0,01 20 11 7,5 20 0,6 1,0 2
0,015 20 13 8,0 25 0,6 1,0 2
0,022 20 13 9,0 25 0,6 1,0 2
0,033 20 21 9,0 35 0,6 1,0 2
0,047 20 21 10,5 35 0,8 1,3 2
0,068 20 21 12,5 35 0,8 1,3 2
0,1 10, 20 26 13,0 40 0,8 1,3 2
0,15 10, 20 26 16,0 40 0,8 1,3 2
0,22 10, 20 26 19,0 40 0,8 1,3 2
0,33 10, 20 31 15,0 45 0,8 1,3 2
0,47 10,20 31 18,0 45 0,8 1,3 2
0,001 20 13 5,0 20 0,4 0,8 1
0,0015 20 13 5,0 20 0,4 0,8 1
0,0022 20 13 5,5 20 0,4 0,8 1
0,0033 20 13 6,0 20 0,4 0,8 1
0,0047 20 13 6,5 20 0,4 0,8 1
0,0068 20 13 7,5 20 0,4 0,8 1
0,01 20 13 9,0 20 0,4 0,8 1
0,015 20 13 10,0 20 0,6 1,0 1
0,0068 20 630 13 6,5 25 0,6 1,0 2
0,01 20 13 7,5 25 0,6 1,0 2
0,015 20 13 9,0 25 0,6 1,0 2
0,022 20 21 9,0 35 0,8 1,3 2
0,033 20 21 10,5 35 0,8 1,3 2
0,047 20 21 12,0 35 0,8 1,3 2
0,068 20 26 12,0 40 0,8 1,3 2
0,1 10, 20 26 14,0 40 0,8 1,3 2
18
Praktyczny elektronik 2/1994
Pojemność Tolerancja Napięcie Wymiary
znamionowa pojemność znamionowe Lrnar A d di Wykonanie
[ą%] [V-] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm]
0,15 10, 20 26 16,5 40 0,8 1,3 2
0,22 10, 20 630 31 19,0 45 0,8 1,3 2
0,33 10, 20 31 23,0 45 0,8 1,3 2
0,47 10, 20 36 24,5 50 1,0 1,3 2
0,001 20 16 5,5 25 0,4 0,8 1
0,0015 20 16 6,0 25 0,4 0,8 1
0,0022 20 16 6,5 25 0,4 0,8 1
0,0033 20 16 7,5 25 0,4 0,8 1
0,0047 20 16 8,0 25 0,4 0,8 1
0,0068 20 16 9,5 25 0,6 1,0 1
0,001 20 13 5,0 25 0,6 1,0 2
0,0015 20 13 6,0 25 0,6 1,0 2
0,0022 20 13 6,5 25 0,6 1,0 2
0,0033 20 13 7,5 25 0,6 1,0 2
0,0047 20 1000 13 8,5 25 0,6 1,0 2
0,0068 20 13 9,5 25 0,6 1,0 2
0,01 20 21 9,5 35 0,8 1,3 2
0,015 20 21 10,5 35 0,8 1,3 2
0,022 20 21 12,5 35 0,8 1,3 2
0,033 20 21 15,0 35 0,8 1,3 2
0,047 20 26 16,5 40 0,8 1,3 2
0,068 10, 20 26 19,5 40 0,8 1,3 2
0,1 10, 20 31 19,5 45 0,8 1,3 2
0,15 10, 20 36 21,0 50 1,0 1,3 2
0,001 20 1500 16 8,0 20 0,4 0,8 1
Uwaga! di oznacza średnicę otworu w płytce drukowanej.
Kondensatory KSE-011-02 mogą też pracować przy napięciu zmiennym. Dopuszczalne wartości napięcia w funkcji częstotliwości przedstawiono na wykresach.
1000
100
10



H fnrN hrli
*<, Ni
s
S i


102
10J 10*
F(Hz)
DLA Un = 160V
1000
200 100
10
10-"
1nF
4,7nF
15nF
47nF
0,15mF
0,47mF 1.0 mF
i 000
HO 100
10
- 1



\
s
n
1nF 4.7nF 15nF 47nF 0,15pF
0,47^ I.OpF
1000
170 100
10
=



i H . 1
> ' i,
( ; :


1nF 4,7nF 15nF 47nF
0.15MF 0,47mF
10=
10*
= = = =
i.

= 5i





i
103 10*
F(Hz) DLA Un=250V
100C 250
10=
100 =
2 ł
10
Ś|KJ -V = s s ' *
1 s



10J 10*
F(Hz) DLA Un=400V
1nF 4.7nF 15nF 47nF
0,
103
10J
10*
10=
DLA Un=630V
103 10*
F(Hz) DLA Un=1000V
Praktyczny elektronik 2/1994
19
Strojenie odbiorników radiowych cz.3
Strojenie obwodów heterodyny i obwodów wejściowych.
Strojenie obwodów heterodyny
Zestrojenie obwodów heterodyny powinno zapewnić odbiór wymaganego zakresu częstotliwości. Zakresy odbieranych częstotliwości oraz związek częstotliwości heterodyny z częstotliwością odbieraną podano w pierwszej części cyklu dotyczącego strojenia odbiorników radiowych (nr 12/93 PE). Należy jeszcze raz podkreślić, że o odbieranej przez odbiornik częstotliwości decyduje częstotliwość heterodyny, a więc zakres przestrajania (zmian częstotliwości) heterodyny będzie określał zakres odbieranych przez odbiornik częstotliwości.
Przyrządem zalecanym do strojenia obwodów heterodyny, a także do strojenia obwodów wejściowych odbiornika jest generator sygnałowy. Generator sygnałowy wytwarza sygnał wielkiej częstotliwości modulowany sygnałem małej częstotliwości, wykorzystując modulację amplitudy (AM), lub modulację częstotliwości (FM). Zadaniem generatora sygnałowego jest imitowanie sygnałów stacji radiowych w celu dokonania strojenia, lub pomiarów sprzętu radiowego. Generator przewidziany do strojenia odbiorników radiowych sygnałów z modulacją amplitudy powinien posiadać możliwość wytwarzania sygnałów w.cz. o częstotliwościach od 150 kHz do 30 MHz. Generator przewidziany do strojenia odbiorników radiowych sygnałów z modulacją częstotliwości powinien wytwarzać sygnały o częstotliwościach od 65 MHz do 74 MHz dla zakresu OIRT, lub od 87 MHz do 110 MHz dla zakresu CCIR. Jako częstotliwość modulująca najczęściej jest używana częstotliwość 1 kHz. Przy modulacji amplitudy stosuje się głębokość modulacji 30%, a przy modulacji częstotliwości dewiację 15 kHz (odpowiada to głębokości modulacji 30%). Czytelników chcących zgłębić tajniki tych określeń odsyłamy do dostępnych podręczników i literatury z zakresu podstaw elektroniki i radiotechniki.
Sygnał z generatora podaje się na wejście odbiornika za pośrednictwem układu nazywanego anteną sztuczną. Na wyjściu odbiornika powinien być podłączony woltomierz m.cz. (1 kHz), jako wskaźnik wielkości sygnału wyjściowego. Ponieważ przy strojeniu będziemy operowali we wnętrzu odbiornika musimy pamiętać o zachowaniu zasad bezpieczeństwa:
- zlokalizować obwody podłączone do sieci energetycz-
nej,
zabezpieczyć te obwody przed przypadkowym dotknięciem,
.- podłączyć odbiornik do sieci energetycznej za pośred nictwem transformatora oddzielającego 220 V/220 V.
Schemat blokowy układu strojenia przedstawia rys. 1.
GENERATOR SYGNAŁOWY
-220V
ANTENA SZTUCZNA ODBIORNIK WY

(v

TRANSFORMATOR ODDZIELAJĄCY 1
_L
Rys. 1 Schemat blokowy układu strojenia
Zadaniem anteny sztucznej w przypadku odbiorników AM jest imitowanie w połączeniu z generatorem przeciętnej anteny przewidzianej do współpracy z odbiornikiem. W przypadku odbiornika FM jej zadaniem jest dopasowanie wyjściowej rezystancji generatora do rezystancji wejściowej odbiornika. W szczególnym przypadku jeśli odbiornik posiada wejście koncentryczne 75 i} i rezystancja wyjściowa generatora wynosi 75 Q są one dopasowane i wystarczy połączyć je kablem koncentrycznym w.cz. o impedancji falowej 75 fi. Antena sztuczna powinna znajdować się w ekranowanym pudełku, aby uniknąć promieniowania sygnału w.cz. Z generatorem powinna być połączona kablem koncentrycznym, a przewody łączące ją z odbiornikiem powinny być jak najkrótsze. Odbiorniki AM nie posiadające gniazdka anteny zewnętrznej, wyposażone w wewnętrzną antenę ferrytową, powinny być sprzęgane z generatorem za pośrednictwem tzw. anteny ramowej, wytwarzającej pole magnetyczne w.cz. Układy wewnętrzne podstawowych rodzajów anten sztucznych przedstawiają rysunki 2 -=- 6.
Eg - SltA ELEKTROMAGNETYCZNA GENERATORA Rg - REZYSTANCJA WYJŚCIOWA GENERATORA
Rys. 2 Antena sztuczna AM odbiornika domowego
Rys. 3 Antena sztuczna odbiornika samochodowego
20
Praktyczny elektronik 2/1,994
20-h50pF
Rys. 4 Antena sztuczna odbiornika przenośnego

li f i XcAv\

i'f
V 3 ZWOJE #0,8
\

Rq i -rJ KUKKA MIEDZIANA c �I-
-o-+- -CZD' Rl
(~)Eg i 403S
i

Rys. 5 Antena ramowa AM
Rys. 6 Antena sztuczna FM (symetryzator)
Jak więc widać są to proste układy elektryczne, które można zmontować we własnym zakresie. Jako antenę sztuczną FM dopasowującą rezystancję wyjściową generatora 75 Cl do symetrycznego wejścia odbiornika 300 Cl można z powodzeniem wykorzystać ogólnie dostępny symetryzator telewjzyjny.
Przed przystąpieniem do właściwego strojenia należy zlokalizować obwody heterodyny na płytce odbiornika. Czynność ta może sprawiać poważny kłopot dla początkujących radioamatorów. W dużo lepszej sytuacji będą osoby dysponujące schematem ideowym odbiornika, a w komfortowej osoby dysponujące instrukcją serwisową, która zazwyczaj zawiera rozmieszczenie elementów strojeniowych. Obwody heterodyny to obwody rezonansowe generatora wewnętrznego odbiornika, a więc składają się z indukcyjności i pojemności. Najczęściej do przestrajania odbiornika jest wykorzystywana pojemność w postaci tzw. kondensatora zmien-
nego, lub diody pojemnościowej. W odbiornikach samochodowych bez syntezy częstotliwości, do przestrajania wykorzystywano indukcyjność zmienną tzw. wariometr. Tak więc obwód strojony heterodyny będzie składał się najczęściej z kondensatora zmiennego, indukcyjności dostrajanej i kondensatora dostrajanego tzw. trymera. Schemat przykładowego obwodu heterodyny przedstawia rys. 7.

i) \CT - L - INDUKCYJNOSĆ DOSTRAJANIA ącz CT - POJEMNOŚĆ DOSTRAJANIA Cz - KONDENSATOR ZMIENNY
Rys. 7 Schemat obwodu heterodyny
Obwody heterodyny znajdują się najczęściej w pobliżu wejściowych stopni odbiornika, w pobliżu przełącznika zakresów, kondensatora zmiennego. Dotknięcie obwodu heterodyny powoduje przestrojenie odbiornika lub zanik odbieranej stacji.
Po połączeniu układu strojenia i zlokalizowaniu obwodów heterodyny możemy przystąpić do strojenia. Podajemy sygnał z generatora o częstotliwości nieco mniejszej od najniższej częstotliwości zakresu, kondensator zmienny ustawiamy na największą pojemność, lub napięcie na warikapach na najmniejszą wartość (wskazówka na skali odbiornika znajduje się na końcu skali odpowiadającemu najniższej odbieranej częstotliwości).
Pokręcając rdzeniem indukcyjności obwodu heterodyny uzyskujemy na wyjściu odbiornika maksymalną wielkość sygnału. Przestrajamy generator na częstotliwość nieco wyższą od najwyższej częstotliwości zakresu, kondensator zmienny ustawiamy na najmniejszą pojemność, lub napięcie na warikapach na największą wartość (wskazówka na skali odbiornika znajduje się na końcu skali odpowiadającemu najwyższej odbieranej częstotliwości). Zmieniając pojemność kondensatora dostroj-czego uzyskujemy na wyjściu odbiornika maksymalną wielkość sygnału. Należy zaznaczyć, że strojenie powinno być przeprowadzane przy możliwie małym sygnale z generatora. Strojenie kondensatorem spowodowało zmianę dostrojenia dla najniższej częstotliwości, tak więc należy ponownie przestroić generator i odbiornik na najniższą częstotliwość i ponownie stroić cewką heterodyny dla uzyskania maksymalnego sygnału na wyjściu odbiornika. Następnie przestrajamy generator i odbiornik na najwyższą częstotliwość i ponownie stroimy trymerem na maksimum sygnału wyjściowego. Czynności te należy powtórzyć kilkakrotnie aby uzyskać wymagany zakres odbieranych częstotliwości. Najniższa i najwyższa, częstotliwość strojenia powinna nieznacznie przekraczać zakres częstotliwości przewidziany dla odbiornika.
Praktyczny elektronik 2/1994
21
Strojenie obwodów wejściowych
Do strojenia obwodów wejściowych będziemy zaliczali strojenie obwodu wejściowego odbiornika i strojenie obwodu wzmacniacza wielkiej częstotliwości. Obwody te powinny być strojone jednocześnie - przy tej samej częstotliwości. Odbiorniki AM często nie posiadają wzmacniacza w.cz. i strojeniu podlega wówczas tylko obwód wejściowy. Proste odbiorniki FM często posiadają obwód wejściowy niestrojony i wtedy strojeniu podlega tylko obwód wzmacniacza w.cz.
Zestrojenie obwodów wejściowych będzie wpływało na czułość odbiornika, czyli jego zdolność do odbioru słabych sygnałów (sygnałów pochodzących od dalekich stacji), oraz będzie wpływało na tłumienie niepożądanych częstotliwości przy tzw. dużych odstroje-niach. Zaliczamy do nich tłumienie częstotliwości pośredniej i tłumienie częstotliwości lustrzanych. Możliwość odbioru sygnałów o częstotliwości pośredniej i częstotliwościach lustrzanych jest wadą odbioru superhete-rodynowego. Częstotliwością lustrzaną nazywamy częstotliwość większą od częstotliwości odbieranej o dwie częstotliwości pośrednie.
fl=fs
2f.
pcz
gdzie: f^ - częstotliwość lustrzana, fs - częstotliwość odbierana, fp cz ~ częstotliwość pośrednia.
Obwody wejściowe podobnie jak obwody hetero-dyny również są obwodami rezonansowymi LC. Do ich przestrajania najczęściej wykorzystywane są kondensatory zmienne. Dla uzyskania zadawalającej współpracy obwodów wejściowych z obwodem heterodyny konieczne jest strojenie obwodów wejściowych na częstotliwościach określonych przez producenta odbiornika zwanych częstotliwościami dokładnego dostrojenia. Częstotliwości te leżą wewnątrz zakresu odbieranych częstotliwości. Przykładowo dla odbiorników pro-
dukowanych przez firmę DIORA S.A. są to następujące częstotliwości:
fale dł. - 160; 280 kHz, fale śr. - 560; 1500 kHz, UKF -65,5;74MHz.
Przy strojeniu odbiorników innych firm, których dokładne częstotliwości strojenia nie są znane, można posłużyć się podanymi wyżej.
Układ strojenia jest taki sam jak przy strojeniu heterodyny (patrz rys. 1). Podajemy z generatora częstotliwość odpowiadającą dolnej częstotliwości dokładnego dostrojenia. Pokrętłem strojenia odbiornika dostrajamy się do niej uzyskując sygnał na wyjściu odbiornika. Częstotliwość uzyskana na skali odbiornika nie musi dokładnie odpowiadać częstotliwości generatora. Kręcąc rdzeniem cewki obwodu wejściowego, wzmacniacza w.cz., lub przesuwając cewkę obwodu wejściowego na antenie ferrytowej uzyskać maksimum sygnału wyjściowego. Przestroić generator na górną częstotliwość dokładnego dostrojenia. Pokrętłem strojenia odbiornika dostroić się do niej uzyskując sygnał na wyjściu odbiornika. Tryme-rami obwodów wejściowych uzyskać maksimum sygnału na wyjściu odbiornika. Czynności te należy powtórzyć kilkakrotnie do uzyskania stanu, przy którym nie uzyska się już dalszej poprawy dostrojenia.
W przypadku braku generatora sygnałowego strojenie można przeprowadzić bazując na sygnałach stacji radiowych o częstotliwościach zbliżonych do częstotliwości dokładnego dostrojenia, oceniając na słuch efekty dostrojenia i stosując podaną wyżej metodykę postępowania. Co należy zapamiętać szczególnie? Na niższej częstotliwości stroimy indukcyjnością a na wyższej pojemnością.
Na tym kończymy krótki cykl poświęcony zasadom strojenia odbiorników radiowych.
O R. K.
Elektroniczna blokada tarczy telefonicznej
Nowy system rozliczeń z abonentami telefonicznymi, wprowadzony przez Telekomunikację Polską S.A., przysparza użytkownikom telefonów niepotrzebnych stresów. Chwytamy się za głowę, gdy na rachunku pojawią się cyfry z nieodpowiednią ilością zer. Wówczas zadajemy sobie pytanie. Skąd taki wysoki rachunek? Nie podejrzewamy, że nasze dzieci (żony), rodzeństwo, nadmiernie korzystają z tego cudu techniki. Elektroniczna blokada tarczy numerowej w telefonie, pozwoli nam wyeliminować wybieranie jakichkolwiek "numerów".
Najbardziej znanym i powszechnym sposobem komunikowania się na duże odległości jest łączność telefoniczna. Dla większości użytkowników, aparat telefoniczny to pudełko z dwoma kabelkami. Wprawdzie minęło wiele lat od dnia, gdy zaczęły funkcjonować pierwsze telefony, to do dziś jego konstrukcja jest bardzo podobna do tej sprzed lat. Na rys. 1 przedstawiony jest uproszczony schemat aparatu telefonicznego, przeznaczonego do współpracy z centralą automatyczną.
22
Praktyczny elektronik 2/1994
Rys. 1 Uproszczony schemat ideowy aparatu telefonicznego
W skład każdego aparatu telefonicznego wchodzą następujące podzespoły:
- tarcza numerowa (mechaniczna lub elektroniczna) -TN
- mikrotelefon, połączony z aparatem sznurem połączeniowym (zawierający mikrofon i słuchawkę) - M i GŁ
- zespół styków przełączających obwody (działają pod wpływem nacisku mikrotelefonu) - P
- transformatora telefonicznego (służy do zmiany wartości napięć i prądów przemiennych obwodu mikrotelefonu) - Tr
- dzwonka lub sygnalizatora elektronicznego (służy do przywołania abonenta) - DZ
Nowoczesne aparaty telefoniczne posiadają dodatkowe urządzenia elektroniczne, np: pamięci numerów, przystawki głośno-mówiące, przenośny mikrotelefon (łączność bezprzewodowa), sygnalizator wyboru cyfr (każda cyfra posiada inną sygnalizację dźwiękową, podczas wybierania numerów), itd.
Jeszcze do niedawna, niektóre kraje Europy, bardzo rygorystycznie traktowały sprawę instalowania telefonów. Podam tutaj przykład Niemiec, gdzie nie tak dawno, abonenci musieJi użytkować tylko aparaty wyprodukowane w Niemczech. Były to solidne i masywne telefony, nie zawsze jednak ich wygląd zadowalał użytkowników. Polski przemysł telekomunikacyjny nie odbiegał jakością produkcji, od firm europejskich. Aparaty telefoniczne produkowane w Polsce były niezawodne przez wiele lat, jednak ich estetyka pozostawiała wiele do życzenia.
Dużym przełomem, jeżeli chodzi o produkcję aparatów telefonicznych, było wprowadzenie na rynek aparatu z elektroniczną tarczą numerową, w postaci klawiatury. Praktycznie do dnia dzisiejszego, tarcza ta nie zmieniła swojego wyglądu. Różnią się one kształtem klawiszy, kolorystyką czy też ich ustawieniem. Tak, ustawieniem numeracji. W niektórych aparatach powrócono do tradycji, gdzie cyfry były ustawione na obwodzie okrągłej tarczy. Obecnie nie musimy palcem kręcić tarczą, okrągłe przyciski są umieszczone dokładnie w miejscu cyferek tarczy mechanicznej.
Nowoczesna tarcza numerowa, została skonstruowana w taki sposób, aby w miejsce starej tarczy mechanicznej można było wmontować nową tarczę elektroniczną. Schemat ideowy tarczy numerowej przedstawia rys. 2. Jest to schemat tarczy mechanicznej. Jak widać na schemacie, z tarczy tej wyprowadzone są trzy przewody. Każdy z tych przewodów ma inny kolor (zielony, żółty, czerwony). Tarcza elektroniczna posiada również trzy przewody, których kolory są identyczne jak w tarczy mechanicznej. Dotyczy to aparatów telefonicznych produkowanych w Polsce. Jeżeli ktoś posiada "nietypowy" aparat telefoniczny, musi sam rozpoznać odpowiednie przewody tarczy.
1 -2 ZESTYK IMPULSYJĄCY
3-4 ZESTYK OGRANICZAJĄCY
4-5 ZESTYK ZWIERAJĄCY
6 ZAB KRĄŻKA IMPULSOWEGO
7 KUŁAK
CZERWONY ZIELONY ŻÓŁTY
Rys. 2 Schemat ideowy mechanicznej tarczy numerowej
Tarcza numerowa połączona jest z aparatem telefonicznym. Służy ona do nadawania numeru żądanego abonenta, który jest przyłączony do sieci telekomunikacyjnej. Nadawanie numeru polega na tym, aby określoną liczbę razy przerwać obwód zasilania aparatu. Współczynnik impulsowania (przerywania obwodu zasilania aparatu) określony jest na świecie pewnym standardem. Oznacza to, że czas zwarcia i przerwy powinien być odpowiedni dla prawidłowego funkcjonowania sieci telekomunikacyjnej. Czas trwania jednego impulsu, składającego się z przerwy i zwarcia, wynosi 100 ms. A więc 10 impulsów na sekundę, czyli z częstotliwością 10 Hz.
Wewnątrz tarczy mechanicznej jest sporo różnego rodzaju kółek zębatych, sprężynek i innych mechanizmów. Tarcza posiada kilka zestyków, które oddzielają obwód rozmowny i wybierają impulsowo żądany numer. Aparat telefoniczny pozbawiony tarczy numerowej, służyć może jedynie do przeprowadzania rozmów, gdy ktoś zadzwoni do nas. Chcąc pozbawić kogoś przyjemności wybierania numerów, tarczą numerową, należy ją odciąć od obwodu aparatu. Oczywiście nie wyciągamy tarczy z aparatu, wystarczy zewrzeć obwód impulsowania wewnątrz aparatu. Do tego celu można zastosować elektroniczną blokadę. Odblokowanie obwodu tarczy, nastąpi po wprowadzeniu kodu cyfrowego.
Opis układu
Blokada elektroniczna, jest to układ który powoduje zwarcie zestyków impulsowych tarczy numerowej.
Praktyczny elektronik 2/1994
23
Schemat ideowy elektronicznej blokady jest przedstawiony na rys. 3. Zastosowano w niej cztery szeregowo połączone przerzutniki typu D. Układ tak połączonych przerzutników, był już zamieszczony na łamach PE, w artykule pt. "Alarm samochodowy z kodem cyfrowym" nr 4/92 PE.
WL5
0 +
\l R17
r ' "k <
4 x BYP4-01-100V 100mF/25V 05 - 8YP401-100V
u*1
n M
R18 T
8 22kU
R15 4,7k
-OX
Wejście D przerzut-nika pierwszego (nóżka 5 US2), połączone jest na stałe z jedynką logiczną. Wyjście Q tego przerzut-nika, połączone jest z wejściem następnego prze-rzutnika, którego wyjście połączone jest z wejściem kolejnego. Włączniki WŁ1 do WŁ4 są połączone z wejściami zegarowymi tych przerzutników. Odpowiednia kolejność włączenia tych włączników, spowoduje że na wyjściu ostatniego z przerzutników (nóżka 1 US3), pojawi się logiczna jedynka. Wyjście to steruje bazą tranzystora Tl, który wyzwala przekaźnik PK1. Po załączeniu przekaźnika w słuchawce pojawi się sygnał z centrali telefonicznej. Styki przekaźnika, po jego załączeniu, powodują rozłączenie zwory, obwodu impulsowego tarczy numerowej
Rys. 3 Schemat ideowy układu blokady tarczy numerowej
Rys. 4 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
24
Praktyczny elektronik 2/199/,
Włącznik WŁ5 połączony jest z wszystkimi wejściami zerującymi przerzutniki. Po jego wciśnięciu następuje skasownie zawartości całego rejestru. Liczba włączników zerujących może być większa, należy wtedy równolegle do włącznika WŁ5 podłączyć dodatkowe włączniki. W proponowanym rozwiązaniu, klawiatura na płytce drukowanej posiada tylko pięć włączników. Kolejność ustawienia przycisków jest ustalana przez użytkownika.
Układ blokady elektronicznej zasilany jest z sieci 220 V. Na płytce drukowanej zaprojektowano układ prostownika i stabilizatora napięcia.
Montaż i uruchomienie
Płytkę drukowaną oraz rysunek montażowy przedstawia rys. 4. Przed montażem podzespołów elektronicznych, płytkę drukowaną przecinamy w miejscu oddzielającym klawiaturę. Punkty lutownicze klawiatury łączymy przewodami z płytką blokady (punkty A, B, C. D) Kolejność połączeń jest ustalana przez wykonawcę blokady
Na płytce blokady wykonujemy pięć połączeń z drutu (zworek) Wyjście transformatora sieciowego, łączymy z punktami lutowniczymi, oznaczonymi na płytce blokady ~12 V. Przewód sieciowy połączony z uzwojeniem pierwotnym transformatora, powinien mieć bezpiecznik Po zamontowaniu wszystkich elementów, wyjścia X i Y łączymy z aparatem telefonicznym, rys. 5.
Prawidłowo zmontowany układ blokady, po podłączeniu zasilania nie wymaga dodatkowego uruchomienia Wciśnięcie włączników WŁ1 do WŁ4. we wcześniej ustalonej kolejności, spowoduje załączenie przekaźnika.
TARCZA NUMEROWA
j Ś^ CL
Ul rsi o X BLOKADA ELEKTRONICZNA

Y
APARAT TELEFONICZNY
1
BEZP.
-220V
Ó UNIA 6
Rys. 5 Schemat połączenia blokady z aparatem telefonicznym
Cały układ wraz z klawiaturą można umieścić w pudełku z tworzywa sztucznego. Układ blokady łączymy z aparatem przewodem dwużyłowym. Posiadacze aparatów telefonicznych starego typu, w których wnętrzu jest sporo miejsca, mogą blokadę umieścić wewnątrz aparatu. Na zewnątrz tego aparatu wyprowadzamy przewód sieciowy. Pamiętać przy tym należy, aby części związane z zasilaniem blokady, były dokładnie odizolowane od części telefonicznych.
Już niebawem postaram się przedstawić, inne ciekawe rozwiązania, udoskonalające nasze aparaty telefoniczne.
Wykaz elementów
USl - LM 7812
US2, US3 - MCY 74013 (CD 4013)
Tl - BC 338 (BC 337)
D1-^D5 - BYP 401-50-H-1000 (1N4001-^007)
Rl, R16 - 82 kfi/0,125 W
R2, R5, R8, Rll - 15Okfi/O,125 W
R3, R6, R9,
R12, R15 - 4,7 ktt/0,125 W
R4, R7, RIO,
R13, R14 - 1 kft/0,125 W
R17 - 33 kfi/0,125 W
R18 - 22 kfi/0,125 W
Cl - 100pF/25 V typ 04/U
C2, C3 - 100 nF/100 V typ MKSE 018-02
C4 - 100 /iF/16 V typ 04/U
C5, C6, C7,
C8, C9 - 47 nF typ KFP
TRI - transformator sieciowy TS 10/15 (TS 5/5)
lub inny o mocy ok. 5-M0 W i napięciu
wyjściowym 12-^-15 V
WŁ1-WŁ5 - mikrowłącznik monostabilny
PK1 - przekaźnik RM 82P/12 V lub inny
na napięcie 12 V
płytka drukowana numer 116
Płytka drukowana wysyłana jest za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 13.100 zł + koszty wysyłki.
O Ireneusz Konieczny
Konwertery UKF/FM na układzie scalonym UL 1042N
Stosowany w krajowej radiofonii zakres częstotliwości UKF/FM wymuszał konieczność przestraja-nia sprowadzanych z zagranicy odbiorników. Sygnalizowany aktualnie proces zmiany krajowych
standardów radiowych i telewizyjnych na stosowane na zachodzie Europy spowoduje konieczność przestrajania odbiorników produkcji krajowej. Sposobem nie wymagającym ingerencji w fabrycznie
Praktyczny elektronik 2/199Ą
25
zestrojone obwody odbiornika jest zastosowanie konwertera częstotliwości. Artykuł zawiera schematy i opisy wykonania kilku wersji konwerterów wykorzystujących układ scalony UL 1042N.
Opis układu scalonego UL 1042N
Jest to dzisiaj już historyczny układ będący odpowiednikiem opracowanego w latach siedemdziesiątych przez firmę SIEMENS układu SO42P. W porównaniu do stosowanych powszechnie układów średniej i wielkiej skali integracji jest to układ o niewielkiej ilości elementów wewnętrznych, a jego poważną zaletą jest również mała ilość wymaganych elementów zewnętrznych. Schemat wewnętrzny układu przedstawiono na rys. 1, a podstawowe parametry podano w tabeli 1.
Zasadniczym przeznaczeniem tego układu jest praca w stopniach przemiany odbiorników radiowych, jako tzw. mieszacz zrównoważony. Zaletą mieszaćza zrównoważonego jest brak na jego wyjściu sygnałów doprowadzonych do jego wejść, oraz znaczne zmniejszenie ilości tzw. dodatkowych produktów przemiany, czyli możliwych kombinacji sygnałów i ich harmonicznych umożliwiających uzyskanie częstotliwości pośredniej (wyjściowej). Układ może pracować przy częstotliwościach do 200 MHz. Zakres możliwych napięć zasilających wynosi od 4 do 15 V.
Mały pobór prądu umożliwia jego stosowanie w urządzeniach przenośnych. W łatwy sposób można zrealizować na tym układzie tzw. mieszacz samowzbudny, nie wymagający oddzielnej heterodyny.
Oddzielenie wejść, sygnałowego i heterodyny zmniejsza promieniowanie napięcia heterodyny. Układ ten znalazł szereg innych zastosowań np. jako detektor fazy, detektor synchroniczny AM, demodulator koincydencyjny FM. Jego odpowiednikiem jest produkowany w krajach byłego ZSRR układ scalony K174IIC1.
13Q
1. 4. 6. 9 - NIE PODŁĄCZONE 2. 3 - WYJŚCIA
5 - POLARYZACJA (+Uzos) 7, 8 - WEJŚCIE SYMETRYCZNE 1 (NIELINIOWE)
10, 12 - DELINEARYZACJA WEJŚCIA 2
11, 13 - WEJŚCIE SYMETRYCZNE 2 (UNIOWE) 14 - MASA
Rys. 1 Schemat wewnętrzny układu scalonego UL 1042N
Problemy konwersji zakresów częstotliwości
UKF/FM
Aktualnie stosowany jest w kraju zakres częstotliwości określony normą OIRT, który zawiera się w przedziale od 65 do 74 MHz. W krajach Europy zachodniej jest stosowany zakres częstotliwości od 87,5 do 108 MHz, określony normą CCIR. Konwersja częstotliwości może być zrealizowana z wykorzystaniem przemiany częstotliwości w/g wzorów 1-3.
Tabela 1 Podstawowe parametry układu scalonego UL 1042N.
Nazwa parametru Oznaczenie Wartość
mm. typ. max.
Napięcie zasilania [V] Temperatura pracy [�C] Prąd zasilania [mA] Prąd wyjściowy [mA] Prąd polaryzacji [mA] Max. napięcie wyjściowe [V] Zewnętrzna rezystancja emitera [fi] Ucc *-amb \cc '2,3 u U2,3mox. RlO, Rl2 4 -25 1,4 0,36 0,7 25 220 2,2 0,52 1,1 15 +70 2,9 0,68 1,6
Parametry dynamiczne przy Ucc = 12 V i tamb = 25�C Nachylenie przemiany [mA/V] Współczynnik szumów [dB] Pojemność wyjściowa [pF] Wzmocnienie mocy f/ = 100 MHz, f/7 = 110 MHz [dB] F Co kP 14 5 7 6 16,5 1 111
26
Praktyczny elektronik 2/1994
f2 = fn fj wzór 1
f2 = fi fn wzór 2
f2 = fi + fn wzór 3
gdzie: fj - częstotliwość zakresu 1, ^2 ~ częstotliwość zakresu 2, fj, - częstotliwość heterodyny.
Najczęściej konwersja (zamiana zakresu częstotliwości) jest realizowana w/g wzorów 2, lub 3. Wzór 2 umożliwia przeniesienie zakresu częstotliwości (1) na zakres o częstotliwościach (2) niższych o częstotliwość heterodyny. Wzór 3 umożliwia przeniesienie zakresu częstotliwości (1) na zakres częstotliwości (2) wyższych o częstotliwość heterodyny. Pierwszy przypadek będzie więc dotyczył konwersji zakresu CCIR na OIRT (odbiór zakresu zachodniego na odbiorniku krajowym), drugi konwersji zakresu OIRT na CCIR (odbiór zakresu krajowego na odbiorniku zachodnim).
Należy zaznaczyć, że inne są różnice częstotliwości maksymalnej i minimalnej na obu zakresach. Dla systemu OIRT różnica wynosi 9 MHz, a dla CCIR 20,5 MHz. W prosty sposób można więc przenieść zakres OIRT na część zakresu CCIR (odbiór stacji krajowych na odbiorniku zachodnim). Operacja odwrotna będzie utrudniona, odbiornik krajowy będzie odbierał tylko część zakresu zachodniego, z dużym przybliżeniem będzie to połowa tego zakresu. Przygotowując konwerter CCIR na OIRT trzeba się zdecydować, którą część zakresu CCIR chcemy odbierać. W proponowanych rozwiązaniach konwerterów odbiór określonej części zakresu CCIR uzyskuje się przez dobór częstotliwości heterodyny.
Schematy i opisy konstrukcji konwerterów
Podstawowym elementem każdego z proponowanych rozwiązań konwerterów jest opisany wcześniej układ scalony UL1042N. Sygnał wejściowy podawany jest symetrycznie na wyprowadzenia 7 i 8. Obwód ustalający częstotliwość heterodyny jest podłączany do wy-
prowadzeń 11 i 13. Częstotliwość heterodyny może być ustalona przy pomocy obwodu rezonansowego, lub kwarcu. Zastosowanie obwodu rezonansowego umożliwia przestrajanie heterodyny. Zastosowanie kwarcu pozbawia nas tej możliwości, ale uzyskuje się poprawę stabilności częstotliwości heterodyny. Rozwiązanie z kwarcem należy szczególnie polecić przy współpracy konwertera z odbiornikiem wyposażonym w syntezę częstotliwości. Sygnał wyjściowy jest wydzielany w obwodzie symetrycznym podłączonym do wyprowadzeń 2 i 3 układu. Zasilanie układu scalonego jest realizowane za pośrednictwem cewki obwodu wyjściowego. Napięcie zasilania musi być doprowadzone do wyprowadzenia 5 w celu zapewnienia polaryzacji tranzystorów wewnętrznych. Masę (minus zasilania) należy podłączyć do wyprowadzenia 14. Pozostałe wyprowadzenia układu mogą być podłączone do masy. Pierwsze rozwiązanie konwertera przedstawia rys. 2.
Sygnał wejściowy (65-74 MHz) jest podawany za pośrednictwem transformatora wielkiej częstotliwości LI, którego uzwojenie wtórne stanowi szerokopasmowy obwód rezonansowy, na wejściu układu scalonego. Częstotliwość heterodyny ustalana jest za pomocą obwodu rezonansowego L3, C3, lub kwarcu o częstotliwości 27,145 MHz. Sygnał z wyjścia układu scalonego jest wydzielany w szerokopasmowym obwodzie rezonansowym L2, C2 i transformowany na wyjście konwertera. Wyjście konwertera należy podłączyć do wejścia odbiornika sygnałów na zakresie CCIR. Masę konwertera łączy się z masą odbiornika, a do rezystora Rl należy podłączyć napięcie zasilające o wartości +6 -=- 12 V. Sposób podłączenia konwertera przedstawia rys. 3.
KONWERTER
-O+6-s-12V WTYK
WY
T
00 WEJŚCIA GŁOWICY FM
Rys. 3 Sposób podłączenia konwertera
US1 UL1O42
|10 1
J_C
C2 20p
Rl 220S2 ----(ZZl-O+6+12V
WY
C5 1n
27.145MHZ
Rys. 2 Konwerter OIRT-CCIR
Sposób wykonania cewek LI i L2 jest przedstawiony w końcowej części artykułu. Cewka L3 to dostępny w sprzedaży obwód 7x7 oznaczony numerem 509, lub jego odpowiednik. Ewentualnie stosowany kwarc powinien być typowym na częstotliwość 27,145 MHz. Po dokładnym zmontowaniu i sprawdzeniu, konwerter nie wymaga strojenia. W kwarcowym nie ma żadnych elementów strojeniowych. W konwerterze z obwodem LC w hetero-dynie, można dokładnie dostroić częstotliwość heterodyny.
Praktyczny elektronik 2/1994
27
Konwerter w tym wykonaniu nadaje się do zastosowania w odbiorniku domowym, lub przenośnym przy stosunkowo dużym sygnale z anteny. Wynika to z dużego poziomu szumów własnych układu UL 1042IM. Poprawienie czułości konwertera, a więc i czułości odbiornika z nim współpracującego można uzyskać przez zastosowanie na wejściu konwertera wzmacniacza wielkiej częstotliwości. Takie rozwiązanie konwertera przedstawiono na rys. 4.
R1 2200.
-----1------l-O+6-H2V
27,145MHz
Rys. 4 Konwerter OIRT-CCIR ze wzmacniaczem w.cz.
Sygnał z anteny jest podawany za pośrednictwem transformatora w.cz. L4 na wejście wzmacniacza w.cz. zrealizowanego na tranzystorze polowym BF 245B. Zastosowanie tranzystora polowego pozwala na uzyskanie niskich szumów na wejściu układu przy braku rezystorów polaryzujących, jakie byłyby niezbędne przy tranzystorze bipolarnym. Wzmocniony sygnał jest wydzielany w obwodzie drenu tranzystora i podawany na wejście układu scalonego. Dalsza część układu jest zrealizowana identycznie jak wersja z rys. 2.
WE( (GNIAZDO)
R1 2200. -----1-----l-O+6-H2V
I WY (WTYK)
BAVP17_L C7 J- T47p
Rys. 5 Konwerter OIRT-CCIR do odbiornika samochodowego ze wzmacniaczem w.cz.
Kolejna wersja konwertera, to konwerter OIRT--CCIR przeznaczony do odbiornika samochodowego. Konwerter ten posiada możliwość przekazywania sygnałów AM, dzięki czemu może być włączony bezpośrednio między wtykiem przewodu anteny, a gniazdem antenowym odbiornika. Po wyłączeniu napięcia zasilającego, wyłącza się działanie konwertera i możliwy jest wtedy odbiór stacji zachodnich (UKF/CCIR). Schemat konwertera do odbiornika samochodowego przedstawiono na rys. 5.
Układ tego konwertera różni się od poprzednich połączeniem uzwojeń wejściowego i wyjściowego (L4, L2), co zapewnia przejście sygnału AM. Odsprzę-żenie sygnału FM uzyskuje się podczas pracy konwertera za pomocą kondensatora C7, podłączonego za pośrednictwem diody Dl do masy. Dioda ta jest polaryzowana w kierunku przewodzenia napięciem zasilającym. Po wyłączeniu napięcia zasilającego dioda nie przewodzi powodując odłączenie kondensatora. W tej sytuacji przez połączone uzwojenia L4 i L2 może być podawany na wejście odbiornika sygnał UKF/CCIR. Cewki zastosowane w tej wersji, są takie same jak w wersjach poprzednich.
Rys. 6 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów konwerterów z rys. 2, 4, 5
Wersje konwerterów z rysunków: 2, 4, 5 montowane są na tej samej płytce drukowanej. Cewki LI i L4 są identyczne we wszystkich wersjach konwerterów, podobnie cewka L2.
Konwertery te można przystosować do konwersji CCIR-OIRT przez odpowiedni dobór elementów. Podajemy taki zestaw elementów dla dwóch wersji konwertera (88-98 MHz, 98-108 MHz). Cewki w tej wersji nie ulegają zmianie. W wersjach konwerterów CCIR-OIRT nie stosuje się rezonatora kwarcowego.
28
Praktyczny elektronik 2/1994
R1 1002
WE O-]| (GNIAZDO)
CIO1 '15OP
Rys. 7 Konwerter do odbiornika samochodowego - UKF OIRT-CCIR; Dł-Śr
Po wybraniu wersji konwertera, którą chcemy wykonać, na płytce drukowanej montuje się tylko elementy występujące na odpowiednim schemacie. Na płytce przewidziano miejsce na zamontowanie rezonatora kwarcowego Ql, albo obwodu rezonansowego L3, C3.
Na płytce drukowanej można wykonać kroplą cyny trzy zwory po stronie mozaiki:
- zwora B - łączy dren tranzystora Tl z masą (dren Tl znajduje się na tym samym wyprowadzeniu, co emiter BC 238)
- zwora C - łączy prawe dolne wyprowadzenie cewki LI (na płytce drukowanej) ze ścieżką zasilania, która dochodzi do nóżki 5 układu US1
- zwora D - łączy prawą nóżkę kondensatora C7 (na płytce drukowanej z masą (nóżka
14 US1)
Rys. 8 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów konwertera UKF OIRT-CCIR; Dł-Śr
Litera A na płytce oznacza anodę diody Dl.
Montując konwerter wg schematu z rys. 2 umieszcza się zwory B, D. Sygnał wejściowy doprowadza się do wejścia oznaczonego WW.
Montując konwerter wg schematu z rys. 4 umieszcza się zwory C, D, a sygnał doprowadza się do wejścia oznaczonego WE.
Montując konwerter wg schematu z rys. 5 umieszcza się zworę C, a sygnał doprowadza się do wejścia oznaczonego WE.
W wykazie elementów podano wartości kondensatorów dla różnych wersji konwerterów.
Proste odbiorniki samochodowe z odtwarzaczem najczęściej posiadają tylko zakresy fal UKF i fal średnich. W warunkach krajowych najchętniej słuchaną stacją jest Warszawa I, której sygnał jest nadawany na falach długich. Kolejna wersja konwertera przewidziana również do odbiornika samochodowego, umożliwia oprócz konwersji OIRT--CCIR, konwersję zakresu długofalowego na zakres fal średnich. Schemat konwertera przedstawiono na rys. 7.
Są to jak widać na schemacie właściwie dwa konwertery zmontowane na jednej płytce drukowanej. Konwerter na układzie scalonym Ul służy do konwersji zakresów UKF. Konwersję Dł-Śr realizuje układ U2. Układ konwertera UKF jest identyczny jak układ konwertera z rys.2. Identyczne są również zastosowane w nim cewki. Dla rozdzielenia sygnałów zakresów UKF i fal długich na wejściu, oraz złączenia na wyjściu konwertera, zastosowano proste zwrotnice częstotliwości składające się z elementów Cl, L3 i C5, L4. W układzie konwertera Dł-Śr. zastosowano fabryczne cewki 7x7 typu 305 i 303. Sygnał wejściowy podawany jest na wyprowadzenia 7 i 8 układu scalonego.
Praktyczny elektronik 2/199Ą
29
Heterodyna jest zrealizowana w układzie symetrycznym, elementy C8, C9, CIO, L6. Niewielką zmianę częstotliwości heterodyny można uzyskać przez przestraja-nie cewki L6. Sygnał wyjściowy jest wydzielany w obwodzie L7, Cli i podawany dalej na wyjście konwertera. Strojenie tego konwertera polega na dostrojeniu cewek L5 i L7 na maksimum sygnału przy odbiorze stacji radiowej Warszawa I.
Konwertery powinny być umieszczone w metalowych pudełkach wykonanych z blachy cynowanej o grubości 0,3mm. Pudełko powinno być podłączone do masy konwertera. Zmniejszy to możliwość promieniowania napięcia heterodyny i zakłócania odbioru radiowego czy telewizyjnego.
Wykonanie cewek
Cewki LI i L4 są takie same we wszystkich wersjach opisywanych konwerterów. Są one nawinięte drutem nawojowym DNE CuL 00,12 na rdzeniu RGMr 4xO,75xlO/U-31 stosowanym w filtrach p.cz. FM 12x12. Cewki należy nawijać jednocześnie dwoma drutami, układając zwoje w rowkach gwintu rdzenia. Każda z cewek ma 4 zwoje. Uzwojenie po nawinięciu należy zabezpieczyć przed rozwinięciem kroplą lakieru, lub specjalną masą. Cewki L2 posiadają odczep na uzwojeniu pierwotnym, który należy wykonać przez skręcenie przewodu uzwojenia pierwotnego po nawinięciu 2 zwojów.
np. 509
NAPIS
5mm 4mm
5mm 1 4mm
( aa ( ) ((((((((( ( )
5mm 5mr n
CEWKA LI
CEWKA L2
Rys. 9 Wygląd cewek stosowanych w konwerterze
Cewka ta, również ma 4 zwoje nawijane jednocześnie dwoma drutami DNE CuL 00,12 na rdzeniu RGMr 4xO,75xlO/U-31. Rdzenie U-31 oznaczone są przez producenta (POLFER) kropką pomarańczową. Można
zastosować rdzenie z materiału U-ll, oznaczone kropką szarą. Długość rdzenia w/g podanego oznaczenia powinna wynosić 10 mm. Dopuszcza się rdzenie o długości od 7 do 15 mm. Średnica przewodu nawojowego może zawierać się w zakresie 0,1 do 0,2 mm. Podczas montażu cewek na płytce drukowanej należy zwrócić szczególną uwagę na prawidłowość ich podłączenia. Konieczne jest sprawdzenie wyprowadzeń przy pomocy omomierza. Ideałem byłoby nawinięcie cewek dwoma drutami o różnych kolorach lakieru izolującego.
Wykaz elementów - konwerter z rys. 2, 4, 5
USl - UL 1042N (K174IIC1)
Tl - BF 245B
Dl - BAVP 17^21
Rl - 220 0/0,125 W
R2 -4,7 kfl/0,125 W
Cl, C6 - 39 pF typ KCP
C2 - 20 pF typ KCP
C3 - 18 pF typ KCP
C4 - 33 pF typ KCP
C5 -lnF typ KFP
C7 - 47 pF typ KCP
LI, L2, L4 - według opisu
L3 -7X7 509
Ql - rezonator kwarcowy 27,145 MHz
płytka drukowana numer 123
Dla wersji konwertera CCIR-OIRT wartości
elementów są następujące:
Cl, C6 -20pFtypKCP
C3 - 24 pF typ KCP (zakres 88-98 MHz)
C3 - 16 pF typ KCP
Pozostałe elementy bez zmian.
Wykaz elementów konwerter z rys.7
USl , US2 - UL 1042N (K174I1C1)
Rl - 100 n/0,125 W
Cl, C5 - 10 pF typ KCP
C2, C4 - 39 pF typ KCP
C6 - 10 //F/16 V typ 04/U
C7, C8, C9 - 1 nF typ KFP
CIO - 150 pF typ KCPf
Cli - 100 pF typ KCPf
LI, L2 - według opisu
L3, L4 - 10 /iH (dławik miniaturowy, perełkowy)
L5 - 7 X 7 305
L6, L7 -7X7 305
płytka drukowana numer 122
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: płytka numer 122 - 6.100 zł
płytka numer 123 - 5.000 zł -+Ś koszty wysyłki
O R. K.
30
Praktyczny elektronik 2/1994
Dokończenie tekstu ze str. 2.
SET,
D,
CLOCK, RESET, SET2-
D2-CLOCK2 -
4013
Udo
RESET2
6 U I-
5 1
3 2
4 _8 9 ___1 -----1 13

11 12


10 7
-a,
02
X - STAN NIEISTOTNY
SET,
CLOCK,
RESET2 -
c 0 R s 0 0
J- 0 0 0 0 1
J- 1 0 0 1 0
A_ X 0 0 0 0
X X 1 0 0 1
X X 0 1 1 0
X X 1 1 1 1
BEZ ZMIAN
4027
4095
4096
9 [16
O2 2 O,
SET-
Ji
CLOCK K2
K2-RESET
13
5 j S J 0
12 CL K 0 R
11
.UL 9 Ś> j
2
2-0
Uss
UDD= 14 Uss=7 NC= 1
* OLA 4095 J-J1-J2-J3 K=K1K2K3 DLA 4096 J=J1J2J3 K=K1-K2-R"3 *� DLA 4095 i 4096
13
j1 3 . J c j Q
CL

J K 1 0 ?
prctcT 2
uoo= 1
Uss=7 NC= 1
STAN AKTUALNY c STAN NASTĘPNY
WEJŚCIA WYJŚCIA WYJŚCIA
J* K* S R On On+1 On+i
1 X 0 0 0 J~ 1 0
X 0 0 0 1 J~ 1 0
0 X 0 0 0 J~ 0 1
X 1 0 0 1 J- 0 1
X X 0 0 X "V
X X 1 0 X X 1 0
X X 0 1 X X 0 1
X X 1 1 X X 1 (0") 1 (0")
BEZ ZMIAN
Rys. 1 Rozkład wyprowadzeń przerzutników
CLO-
c)
b)
J a OH-OO D(
CLO-
K p5H-oQ
j soH-os
CL
k R Q(hOQ
D Q C
0
ÓG
Rys. 2 Konwersje przerzutników
Znane są konwersje jednego typu przerzutnika na drugi przez dodanie zewnętrznych elementów Na rysunku 2 przedstawiono realizację takich układów. W pierwszym przypadku dokonano zamiany przerzutnika JK na D (rys. 2a), w drugim zamieniono przerzutnik JK na D z tą różnicą, że wyjście proste zmienia się na zanegowane i odwrotnie, ma to czasams znaczenie przy projektowaniu płytek drukowanych. Rys.2c przedstawia konwersję przerzutnika D na JK, której jednak nie poleca się ze względu na dużą liczbę dodatkowych
elementów, co jest ekonomicznie nieuzasadnione. Niemniej jednak może zdarzyć się sytuacja kiedy taka konwersja będzie przydatna. Także w tym przypadku ulegają zamianie wyjścia proste i zanegowane.
Przerzutniki D i JK mogą być wykorzystywane do podziału częstotliwości zegara przez dwa (rys. 3). Warto też zauważyć, że wypełnienie przebiegu wyjścio wego wynosi 1/2 bez względu na wypełnienie przebiegu wejściowego. Przebiegi wyjściowe dla obu typów przerzutników są jednakowe.
Poprzez pewną modyfikację układów przedstawio nych na rys 3 można uzyskać dzielniki częstotliwości przez dwa z wejściem zezwalającym CE, co pokazano na rys. 4. Łącząc ze sobą szeregowo większą liczbę dziel ników przez dwa można otrzymać dzielniki o wyższym stopniu podziału, 4, 8, 16, 32 itd. Jeżeli w układzie wymagane jest, aby przerzutnik reagował na opadające zbocze sygnału zegarowego wystarczy na jego wejściu umieścić negator.
Innym zastosowaniem przerzutników typu D może być układ współpracy z włącznikiem monostabilnym. W takim rozwiązaniu przerzutnik pracuje jako dzielnik przez dwa. Do wejścia zegarowego doprowadzony jest sygnał z włącznika. Każdorazowe naciśnięcie włącznika powoduje zmianę stanu wyjścia przerzutnika na przeciwny, zmieniając w ten sposób przełącznik monosta-bilny na bistabilny. Przykład takiego rozwiązania można znaleźć na rysunku 3 str. 5.
Praktyczny elektronik 2/1994
31
Rys. 3 Zastosowanie przerzutników D i JK do podziału częstotliwości przez dwa
Przerzutniki obu typów mogą zostać wykorzystane jako przerzutniki proste. W takim przypadku wejścia zegarowe i przygotowujące łączy się z masą, a wejścia statyczne R i S spełniają rolę wejść sterujących. Stany na wyjściach przerzutników są wtedy zgodne z tabelami prawdy z rys. 1. Przy takich rozwiązaniach układowych
należy pamiętać, że przy stanach wejść R = 1 i S = 1, wyjścia proste i zanegowane zostają ustawione na jednakowym poziomie logicznym.
W następnym numerze PE zostaną omówione przerzutniki typu latch (zatrzask).
Rys. 4 Realizacja dzielników przez dwa z wejściem zezwalającym
Ciąg dalszy w następnym namerze.
Wspaniały świat techniki Najwyższy poziom Najnowsze trendy

Z CONRAD ELECTRONIC JESTEŚ ZAWSZE NA BIEŻĄCO
Czas z dokładnością 1s na 1 min. lat, czyli
� odbiorniki DCF-77 U 2775 B SMD i UE 2125 SMD,
� gotowa płytka z UE 2125 SMD,
� zegary DCF-77 do PC XT/AT, AMIGA i C 64/128 gotowe i do samodzielnego montażu,
� gotowe, cyfrowe i analogowe zegary DCF-77.
Sprzedaż na zamówienia.
Wwyborze pomoże Ci ELECTRONIC WELT '94,
ponad 1100 stronicowy nowy katalog główny.
Do nabycia bezpośrednio u nas lub za zaliczeniem pocztowym.
CONRAD ELECTRONIC TO WYGODNE ZAKUPY BEZ RYZYKA.
Wyłączny przedstawiciel: DaB ELECTRONIC S.C. 00-628 Warszawa, ul. Marszałkowska 21/25 m 50 tel/fax: 25 35 64, godz. 8.30-16.30
KOMPUTER IBM PC 386 SX, 20 MHz ! UWAGA !! JUŻ ZA-3.000.000!!!!
W zestawie do samodzielnego złożenia płyta główna z kartą VGA ! jak i portami l/O sterownikiem FDD i HDD oraz port drukarki. Stacja dysków 5,25 i instrukcja dalszego postępowania. 1 to wszystko już tylko za 3 min. zł. III. Dla każdego nawet nie elektronika, to potrafią już dzisiaj dzieci ! Naprawdę szybko tanio i solidnie, do składania tego zestawu nie jest potrzebny żaden miernik czy oscyloskop. Wszystko wciska się w odpowiednie złącza i już jest komputer PC 386 SX. JJ / /
/SZCfC //
Gwarancja 1 Taka okazja
może się nie powtórzyć,
ilość zestawów ograniczona III HELPBIT
' klVv!aturV SKR' POCZ- 33
- monitory 51-673 WROCŁAW 9
Wykrywacze rozróżniające metale pocztq ARMAND Ryszarda 44 05-800 Pruszków
Firma przyjmuje zgłoszenia do
ogólnopolskiego katalogu firm
i sklepów elektronicznych.
(Nazwa Firmy, dokładny adres z kodem
pocztowym i nr. tel.)
Serdecznie zapraszamy!!! Pierwsze 100 zgłoszeń bezpłatnie
Nasz adres
NORD ELEKTRONIK ul. Słoneczna 4
76-270 USTKA
tel. [phone]
fax. [phone] dla Nord Elektronik
oGEMBARAo
SKLEP CZĘŚCI RTV
POZNAŃ UL. SIEMIRADZKIEGO 3
tel. 66 51 12, fax484139
NIP 779-002-72-37
MULTIMETR (7107) Z GENERATOREM
U-/ O...75OV pięć zakresów
pierwszy 200 mV Bp1% l-/ 0...2A 5/200uA Bp1%
R 0...2MH 5/20012 Bp1,5%
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. 336 tys. - płytka + części + instrukcja
46 tys. - zestaw Isostatów
69 tys. - obudowa plastikowa bez otworów D. F. Elektronik ul. Duża Góra 37/53 30-857 KRAKÓW tel. 55-90-24
meditronik
ZNANY DYSTRYBUTOR
KOMPONENTÓW
ELEKTRONICZNYCH
oferuje szeroki zakres części produkowanych przez renomowane firmy zachodnie. Nasza oferta liczy około 20 tysięcy pozycji.
Znajdziecie w niej:
tranzystory, diody, transoptory,
wyświetlacze LED i inne
elementy optoelektroniczne
układy scalone serii
74, 74S, 74LS, 74AS, 74ALS,
74F, 74HC, 74HCT, CD 4000
układy mikroprocesorowe serii
INTEL 8***, Z80
pamięci SRAM, DRAM,
EPROM, EEPROM, PAL, GAL
kontrolery, generatory melodii,
wzmacniacze operacyjne
komparatory, stabilizatory
rezystory, potencjometry
oporniki, wskaźniki,czujniki
kondensatory
kwarce, oscylatory,
przekaźniki
kable paskowe, RG**"
TWINAX
złącza CENTRONIX,
BNC, TWINA
HEWLETT PACKARD
COMPONENTS
'TRANSOPTORY �WSKAŹNIKI ŚWIETLNE �WYŚWIETLACZE LED
' PRODUKTY KODÓW KRESKOWYCH
' KONTROLERY I CZUJNIKI RUCHU
�TECHNIKA ŚWIATŁOWODOWA
�ELEMENTYW.CZ. I MIKROFALE
' PODZESPOŁY DO MONTAŻU POWIERZCHNIOWEGO (SMD)
UMC
UNITED
MICROELECTRONICS
CORPORATION
�UKŁADY PAMIĘCI
�UKŁADY KOMPUTEROWE
�UKŁADY KOMUNIKACYJNE I KOMERCYJNE
POURNS
'POTENCJOMETRY
TRIMPOT 'HYBRYDY
REZYSTOROWE �REZYSTORY
SUBMINIATUROWE �BEZPIECZNIKI
MULTIFUSE �POTENCJOMETRY
PRECYZYJNE 'POTENCJOMETRY
PANELI CZOŁOWYCH
I KODERY �CEWKI I
TRANSFORMATORY �CZUJNIKI CIŚNIENIA
POŁOŻENIA
I PRZYSPIESZENIA
Bektan
RENOMOWANY PRODUCENT KABLI KOMPUTEROWYCH
* KABLE
KONCENTRYCZNE (RG. CATV. MIL-C17F)
�KABLE PASKOWE
* KABLE
WIELOŻYŁOWE (ZWYKŁE I SKRĘTKI PAROWE)
* KABLE ŚWIATŁOWODOWE
�DRUTY PRZEWODOWE
'KABLE KONFEKCJONOWANE I ZASILAJĄCE
�ZŁĄCZA (THINNET SAFETY LINĘ. BNC.
Partnerzy handlowi: ANALOG DEVICES, ITT, MOTOROLA SAMSUNG, TELEFUNKEN
i inni
o.o.
00-194 Warszawa, ul. Dzika 4 tel. [phone] fax [phone], lx 816075
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. 9��-170�
Przy dużych zamówieniach możliwe ić dostawy transportem firmy. Multimetry cyfrowe - na życzę ie sprzedaż wysyłkowa.
Prowadzimy także serwis elektryczr sj i elektronicznej profesjonalnej aparatury kontrolno-pomiarowej.
SERDECZNIE ZAPRASZAMY
i ELEKTRONIK
76-270 USTKA, ul. Słoneczna 4 tel. [phone]
PROPONUJEMY SZEROKI ASORTYMENT ZESTAWÓW DO SAMODZIELNEGO MONTAŻU
-MIERNIKI
- TERMOMETRY
- ZASILACZE
- REGULATORY
-sterowniki
- wzmacniacze mocy m.cz.
- syreny, sygnalizatory -optoelekYronika
W ciągłej sprzedaży ponad 50 propozycji o różnejj skali trudności. Katalog - koperta + 2 znaczki
ZAPRASZAMY ODBIORCÓW INDYWIDUALNYCH ORAZ SKLEPY I HURTOWNIE
UWAGA !
NOWA PROPOZYCJA DLA STAŁYCH ODBIORCÓW INDYWIDUALNYCH:
$ KARTA STAEŁEGO KLIENTA $
NASZADRES
(hurt detal)
NORD ELEKTRONIK
uł. Słoneczna 4
76-270 USTKA
tel. [phone]
fax. [phone]
dla NORD ELEKTRONIK
PRZEDSTAWICIEL
HANDLOWY
(hurt)
Zdzisław Tomasz Piekarz
Targowiska Wolumen
03-988 WARSZAWA
tel/fax [phone]
PRAKTYCZNY
rv.
ISSN 1232-2628
NR IND 372161
cena 2 zł (20000 zi>
B
luty
nr 2 '95
n
Ni
M \
Cyfrowe układy scalone CMOS - praktyka i teoria cz. 18
4054

'DO 16
D
CZĘTOT. WYSWIET. '
4055
_L
4056

>9j
CZETOT. 1 WYSWIET.
11 Łt Ul
T T f J8 |7 |1
'DD
|16
Rys. 1 Rozkład "wyprowadzeń układów 4054, 4055, 4056
Po przeglądzie liczników możemy rozpocząć przegląd dekoderów kodu BCD na kod wyświetlaczy sied-miosegmentowych. Rozpoczniemy od układów 4054, 4055, 4056 pozwalających na bezpośrednie sterowanie wskaźnikami ciekłokrystalicznymi, a po zastosowaniu dodatkowych tranzystorów wskaźnikami LED ze wspólną anodą lub katodą. Cechą wspólną wszystkich trzech układów jest możliwość konwersji (przesuwania) poziomów logicznych sygnałów wyjściowych względem sygnałów wejściowych. Każdy z układów posiada trzy wejścia zasilające: Vqq, Vgg, V^^. Poziomy sygnałów wejściowych zawierają się pomiędzy napięciami Vqq i Vgg, a poziomy wyjściowe pomiędzy napięciami Vgg
ivEE.
Na najwyższym potencjale (największy plus) znajduje się wejście zasilania Vqq. Napięcie Vqq musi być większe co najmniej o 4 V od napięcia Vgg. Na najniższym potencjale (w tym także ujemnym względem masy) znajduje się wejście zasilania V^^, jednakże różnica pomiędzy napięciami Vgg i V[i|= nie może przekraczać 10 V. Napięcia Vgg i VEjr mogą mieć tą samą wartość np. potencjał masy, wtedy układy pracują " normalnie" bez przesuwania poziomów. Maksymalne napięcie przyłożone pomiędzy wejścia zasilania Vqq i V^L nie może przekraczać 15 V. Przykłady zasilania układów podano w tabeli 1.
Tabela 1
Przykłady zasilania układów 4054, 4055, 4056
v$s [V] VFF [V]
15 0 0
10 0 Lf)
10 0 -10
5 0 Lf!
Lf) -5 -10
0 -5 -15
Układy 4055 i 4056 przeinaczone są do transkodowa-nia (zamiany) kodu BCD na kod siedmiosegmentowych wyświetlaczy ciekłokrystalicznych. Umożliwiają one wyświetlanie tzw. pełnych liczb 6 i 9 (z poziomymi seg-
mentami), oraz znaków dodatkowych " L", " H" , " P", "A" i "-" (rys. 2).
4055 i 4056
KODY tfEJSC STANY WYJŚĆ ZNAK
D C B A a b c d e f 9 WYŚWIETLANY
0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0
0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1
0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 2
0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 3
0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 4
0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 5
0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 6
0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 7
1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8
1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 9
1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 L
1 0 1 1 0 1 1 0 Ś 1 1 1 H
1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 P
1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 A
1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 -
1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 WYGASZANIE

Rys. 2 Tabela stanów układów 4055 i 4056
Wyświetlacze ciekłokrystaliczne podobnie jak wyświetlacze LED posiadają wyprowadzenia segmentów a-^g i elektrodę wspólną, jednakże sterowanie takim wyświetlaczem jest całkiem odmienne, gdyż wymaga przyłożenia napięcia zmiennego pomiędzy elektrodę wspólną i wyjścia segmentów. Realizuje się to poprzez doprowadzenie do elektrody wspólnej przebiegu prostokątnego, a do wejścia segmentowego wyświetlacza doprowadza się także przebieg prostokątny o identycznej amplitudzie i częstotliwości z wyjścia dekodera. Jeżeli faza przebiegu na wejściu segmentowym wyświetlacza jest zgodna z fazą przebiegu na elektrodzie wspólnej, to segment będzie "wygaszony".
Dokończenie na str. 29
__________________________________LUTY nr 2/95
SPIS TREŚCI
Cyfrowe układy scalone CMOS - praktyka i teoria cz. 18................................2
Charakterograf.................................................................................................4
Symulator alarmu - modyfikacja................................................................. 10
Układ sygnalizujący o włączeniu lub wyłączeniu świateł mijania
w samochodzie w zależności od pory roku......................................................11
Jednozakresowy częstościomierz....................................................................11
Mikroprocesorowy sterownik świateł..............................................................15
Mikser audio..................................................................................................19
Zasady prenumeraty.......................................................................................19
Układ fonii satelitarnej..................................................................................24
Karta zamówień.............................................................................................28
Nowe ceny płytek..........................................................................................30
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym w terminie do trzech tygodni. Nie przyjmujemy zamówień telefonicznych. Koszt wysyłki wynosi: 3,00 zł (30.000 zł) przy kwocie do 10,00 zł (100.000 zł); 3,40 zł (34.000) zł przy kwocie 20,00 zł (200.000 zł); 3,80 zł (38.000 zł) przy kwocie do 30,00 zł (300.000 zł). W sprzedaży wysyłkowej dostępne są archiwalne numery "Praktycznego Elektronika": 3/92; 1,2/94; 5-9/94; 11,12/94; 1/95. Cena jednego egzemplarza 1,80 zł (18.000 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 każdą następną 0,15 zł (1.500 zł) plus koszty wysyłki. Zamówienia na płytki drukowane prosimy przesyłać na kartach pocztowych, lub kartach zamówień zamieszczonych w PE 6/94 i PE 2/95.
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 - 2,00 zł (20.000 zł) + 22% VAT (najmniejsze ogłoszenie 20 cm2)
- ogłoszenia drobne do 40 słów - 1,00 zł (10.000 zl) + 22% VA'
Redakcja nie ponosi żadnej odpowiedzialności za treść reklam i ogłoszeń.
Adres redakcji:
"Praktyczny Elektronik"
uł. 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
Charakterograf
Praktyczny Elektronik 2/1995
Jest to propozycja budowy przyrządu służącego do przedstawiania charakterystyk tranzystorów matej i średniej mocy na ekranie oscyloskopu. Spotykane dotychczas rozwiązania zapewniają jedynie jakościową obserwację charakterystyk. Proponowane rozwiązanie dzięki możliwości precyzyjnego ustalenia parametrów obserwowanych charakterystyk umożliwia obliczenie podstawowych parametrów tranzystorów np. współczynnika wzmocnienia prądowego, jak i parowanie tranzystorów.
Charakterystyki prądowo napięciowe
Charakterystyki prądowo-napięciowe elementów elektronicznych przedstawiają zależność prądu płynącego przez element od przyłożonego doń napięcia. Zależność ta jest łatwą do uzyskania w przypadku dwukońcówko-wych elementów liniowych. Elementy dwukońcówkowe to przykładowo: rezystory, kondensatory, cewki indukcyjne, warystory, diody itp. Elementy liniowe charakteryzują się stałością podstawowego parametru np. rezystancji niezależnie od wielkości przyłożonego napięcia. Charakterystyka prądowo napięciowa elementu li-niowegojest zawsze linią prostą. Przykładem takiej charakterystyki jest charakterystyka prądowo napięciowa rezystora przedstawiająca w sposób graficzny znane powszechnie prawo Ohma.
I = U/R
gdzie: I - prąd [mA, A] U - napięcie [V] R - rezystancja [fi, kQ, Mft]
Charakterystyki rezystorów o różnych rezystancjach przedstawiono na rys. 1.
1 [mA] + R3/ / R2/
0 [V]
Rys. 1 Charakterystyki prądowo-napięciowe rezystorów
Należy zauważyć, że największą rezystancję posiada rezystor Rl, a najmniejszą rezystor R3. Inaczej im większa rezystancja tym jej charakterystyka jest bardziej
zbliżona do kierunku osi poziomej (U) i odwrotnie im mniejsza rezystancja tym jej charakterystyka jest bardziej zbliżona do kierunku osi pionowej (I).
W przypadku elementów nieliniowych zależność prądu od przyłożonego napięcia nie jest linią prostą. Charakterystyki elementu nieliniowego nie daje się opisać prostą zależnością zbliżoną do prawa Ohma. Właściwości takiego elementu najlepiej prezentuje jego charakterystyka prądowo napięciowa. Przykładami elementów nieliniowych z podanych wyżej są warystor i dioda. Warystor jest elementem nieliniowym, którego rezystancja zależy od przyłożonego napięcia niezależnie od jego kierunku. Prąd płynący przez diodę zależny jest od wielkości napięcia w sposób nieliniowy a także zależy od kierunku przyłożonego napięcia. Określa się dla diody polaryzację w kierunku przewodzenia i polaryzację w kierunku zaporowym. Charakterystykę diody przedstawiono na rys. 2.
[mA] 200
100-
-100 1------------- -50 --------------1----------
r u*] 0.6V IV [v]
Rys. 2 Charakterystyka diody półprzewodnikowej
Przy polaryzacji w kierunku przewodzenia (+U) po przekroczeniu napięcia 0,6 V dla diody krzemowej, lub około 0,2 V dla diody germanowej prąd płynący przez diodę zaczyna szybko wzrastać. Większą stromością charakterystyki odznaczają się diody krzemowe. Przy polaryzacji diody w kierunku zaporowym płynie przez nią niewielki prąd wynikający z jej niedoskonałości, który zaczyna wzrastać w sposób zdecydowany dopiero po przekroczeniu dopuszczalnego dla danej diody napięcia w kierunku zaporowym. Charakterystyki takie uzyskuje się w sposób doświadczalny poprzez pomiar prądu płynącego przez diodę po przyłożeniu do niej określonych wartości napięć. Charakterystyki przedstawiane w katalogach tworzy się przez uśrednienie wyników bardzo dużej liczby pomiarów różnych egzemplarzy elementów jednego typu.
Zagadnienie charakterystyk prądowo-napięciowych komplikuje się w przypadku elementów o większej liczbie wyprowadzeń - tranzystor, tyrystor, układy scalone. Jak zauważyliśmy charakterystyki elementów dwukońcówkowych są charakterystykami dwuwymiarowymi i można je bez komplikacji przedstawić na płaskim rysunku. Charakterystyki elementów o większej
Praktyczny Elektronik 2/1995
liczbie wyprowadzeń należałoby przedstawiać na wykresach przestrzennych. Przedstawienie charakterystyki np. tranzystora na płaskim rysunku wymaga wprowadzenia trzeciego wymiaru w postaci tzw. parametru, co prowadzi dalej do wykreślenia tzw. rodziny charakterystyk, czyli linii określających charakterystykę dla różnych wartości parametru. Przykładem może być charakterystyka wyjściowa tranzystora przedstawiająca zależność prądu kolektora od napięcia kolektor-emiter przy różnych wartościach prądu bazy jako parametru. Nazywana jest ona wyjściową, ponieważ dotyczy obwodu wyjściowego tranzystora, jakim jest obwód kolektor--emiter dla układu ze wspólnym emiterem. Charakterystykę wyjściową tranzystora npn małej mocy (BC 238) w układzie ze wspólnym emiterem przedstawiono na rys. 3.
Rys. 3 Charakterystyka wyjściowa tranzystora
Spostrzegawczy obserwator powinien zauważyć, że pojedyncza charakterystyka jest bardzo podobna do charakterystyki diody w kierunku zaporowym. Rzeczywiście obwód wyjściowy tranzystora zawiera złącze półprzewodnikowe polaryzowane w kierunku zaporowym, do którego wewnętrznie wprowadzane są z obszaru bazy nośniki prądu powodujące zmiany prądu kolektora w zależności od wielkości prądu bazy.
Uzyskanie pełnej ilustracji działania tranzystora wymaga sporządzenia kilku rodzajów charakterystyk. Charakterystyki te będą się dodatkowo różniły w zależności od sposobu podłączenia tranzystora (ze wspólnym emiterem, kolektorem, lub bazą).
Charakterystyka wejściowa tranzystora przedstawia zależność prądu bazy od napięcia baza-emiter przy napięciu kolektor-emiter jako parametr. Nazywana jest wejściową, ponieważ dotyczy obwodu wejściowego tranzystora pracującego w układzie ze wspólnym emiterem tzn. obwodu baza-emiter. Przedstawiona jest ona na rys. 4.
Jak łatwo zauważyć charakterystyka ta jest identyczna jak charakterystyka diody w kierunku przewodzenia. Wpływ napięcia kolektor-emiter na jej kształt jest znikomy.
400- f
300- /
200 /
100-
0 as \ M
Rys. 4 Charakterystyka wejściowa tranzystora
Kolejna charakterystyka tranzystora jest tzw. charakterystyką przejściową. Przedstawia ona zależność prądu kolektora od prądu bazy, przy napięciu kolektor-emiter jako parametr. Czasami charakterystyka ta jest określana jako zależność prądu kolektora od napięcia baza-emiter. Nazywana jest przejściową, ponieważ dotyczy zależności parametru wyjściowego jakim jest prąd kolektora od parametru wejściowego jakim jest prąd bazy. Przedstawiona jest na rys. 5.
Ic [mA]
60 UCE 1
/ UCE=5V
40 /
20 /
/
0 100 200 300 [MA]
Rys. 5 Charakterystyka przejściowa tranzystora
Tego rodzaju charakterystyki określane jedynie dla samego tranzystora, przy jak najmniejszym wpływie obwodów zewnętrznych nazywane są charakterystykami statycznymi. Powinny być mierzone przy powolnych zmianach prądów i napięć. Charakterograf jest urządzeniem kreślącym charakterystyki automatycznie na ekranie oscyloskopu i do uzyskania dobrych warunków odczytu niezbędne jest aby cała rodzina charakterystyk była wyświetlana z częstotliwością większą niż 50 Hz. Jeżeli rodzina charakterystyk wyjściowych będzie składała się z 8 linii wymaga to zastosowania do kreślenia linii częstotliwości 400 Hz (50x8). W proponowanym rozwiązaniu zastosowano częstotliwość 500 Hz, co zmniejsza efekt migotania obrazu wykreślanej charakterystyki. Częstotliwość ta jest znacznie mniejsza od częstotliwości granicznych tranzystorów i nie wpływa na dokładność uzyskiwanych charakterystyk. Przy pomocy charakterografu będziemy mogli obserwować charakte-
Praktyczny Elektronik 2/1995
rystyki: wyjściową, lub przejściową; tranzystorów npn, lub pnp; krzemowych, lub germanowych.
Schemat i działanie charakterografu
Schemat ideowy charakterografu przedstawiono na rys. 6.
Działaniem układu steruje generator napięcia piło-kształtnego zrealizowany z wykorzystaniem scalonego układu czasowego ULY 7855 (US1) i pracujący na zasadzie ładowania pojemności stałym prądem. Pojemnością tą jest kondensator C3, ładowany prądem z kolektora tranzystora Tl. Regulację prądu ładowania kondensatora, a tym samym częstotliwości generowanego przebiegu realizuje się za pomocą rezystora nastawnego P2. Rezystorem nastawnym Pl reguluje się prąd rozładowania kondensatora decydujący o tzw. czasie opadania przebiegu. Częstotliwość przebiegu piłokształtnego
reguluje się na około 500 Hz. Przebieg piłokształtny za pośrednictwem wtórnika emiterowego T2, rezystora nastawnego P3 i kondensatora C4 podawany jest na przełącznik, za pomocą którego w zależności od rodzaju tranzystora (npn - pnp) podawany jest; na wejście nie-odwracające, lub odwracające wzmacniacza operacyjnego US5. Rezystory nastawne P4 i P5 służą do regulacji składowej stałej na wyjściu wzmacniacza. Rezystor nastawny P6 jest przewidziany do wyrównania wielkości sygnału piłokształtnego na wyjściu wzmacniacza przy pomiarach tranzystorów npn i pnp. Do wyjścia wzmacniacza dołączone są tranzystory T3 i T4 w celu zwiększenia prądu wyjściowego wzmacniacza. Napięcie wyjściowe wzmacniacza zmieniające się od 0 do +12 V dla tranzystorów npn, lub od 0 do 12 V dla tranzystorów pnp wykorzystywane jest jako napięcie kolektor-emiter przy kreśleniu charakterystyki wyjściowej.
R4 220SJ
O+15V
(uCE)(iB)
0-12V
0.1V-1mA
1V-10mA 10V-10OmA
R16+R18-100k
R19-33k
R20-22k
R21-3,3k
R22-20k
18V
18V
O
R,ys. 6 Schemat ideowy charakterografu
Praktyczny Elektronik 2/1995
Przy zdejmowaniu charakterystyki przejściowej napięcie to za pośrednictwem rezystora R23 jest podawane na bazę badanego tranzystora, określając prąd bazy. Jednocześnie za pośrednictwem rezystora R7 napięcie to jest podawane na wejście układu odchylania poziomego oscyloskopu. Tak więc uzyskuje się odchylanie poziome plamki proporcjonalne do wartości chwilowej napięcia kolektor-emiter tranzystora, lub proporcjonalne do prądu bazy. Duża liniowość tego napięcia pozwala na dokładne określenie napięcia kolektor-emiter, lub prądu bazy na kreślonych charakterystykach. Do zdejmowania charakterystyk wyjściowych, lub przejściowych przewidziane są oddzielne podstawki dla badanych tranzystorów.
Informację o wielkości prądu kolektora uzyskuje się w wyniku wzmocnienia spadku napięcia na rezystorze R24 (1 Cl), przez który przepływa prąd emitera badanego tranzystora. Prąd emitera jest sumą prądów kolektora i bazy. Jak więc widać pomiar prądu kolektora będzie obarczony błędem, zależnym od wzmocnienia prądowego badanego tranzystora. Przy wzmocnieniu prądowym tranzystora równym 100 błąd z tego tytułu będzie równy 1%. Rozwiązanie to zastosowano w celu uproszczenia układu. Spadek napięcia na rezystorze R24 jest wzmacniany we wzmacniaczu operacyjnym US6. Pracuje on jako wzmacniacz nieodwracający o wzmocnieniu 100 V/V. Napięcie z jego wyjścia jest podawane za pośrednictwem rezystora R27 na wejście wzmacniacza odchylania pionowego Y oscyloskopu. Napięciu 10 V na wyjściu wzmacniacza odpowiada prąd kolektora równy 100 mA. Wyjście to jest wykorzystywane do pomiaru prądu kolektora przy zdejmowaniu charakterystyk wyjściowych, jak i przejściowych.
Układ zmiany prądu bazy przy zdejmowaniu charakterystyki wyjściowej zrealizowano na układach scalonych CMOS - US2 (MCY 74520) i US3 (MCY 74051). U Kład ten składa się z licznika zrealizowanego na połowie układu US2 i komutatora (przełącznika) sterowanego sygnałem z wyjścia licznika, zrealizowanego na układzie US3. Sygnał wejściowy licznika pobierany jest z wyprowadzenia 3 układu US1, lub może być wprowadzany ręcznie za pomocą przełącznika Ig . Możliwa jest więc automatyczna, lub ręczna zmiana prądu bazy. Przy automatycznej wykreślana jest rodzina charakterystyk wyjściowych składająca się z 8 linii. Przy ręcznej wykreślana jest tylko jedna linia odpowiadająca wybranemu prądowi bazy.
Wartości prądów bazy określane są rezystorami R13^-R22 zasilanymi ze źródła napięciowego zrealizowanego na wzmacniaczu operacyjnym US4. W obwodzie wejściowym źródła znajduje się dzielnik napięciowy określający napięcie wyjściowe na 10 V (xl), lub 1 V (x0,l). Napięcie wyjściowe źródła jest zwiększone o spadek napięcia na polaryzowanych w kierunku przewodzenia diodach krzemowych, lub germanowych (D1-^D4). Ma to na celu skompensowanie początkowego napięcia polaryzacji złącza baza-emiter badanych tranzystorów. Diody te są przełączane przełącznikami S/G (krzem/german) i n/p (npn/pnp). Przy badaniu
tranzystorów npn na wyjściu źródła uzyskuje się napięcie dodatnie, a przy badaniu tranzystorów pnp ujemne. Podane wartości rezystorów zapewniają uzyskanie następującego ciągu prądów bazy: 0, 25 /jA, 50 fiA, 100 /iA, 200 /iA, 300 //A, 400 /zA, 500 //A. Przy wciśniętym przełączniku x0,l, wartości te są 10 razy mniejsze. Kolejne rezystory podłączone do wejść 0-^7 US3 są podłączane do jego wyjścia (wyprowadzenie 3) zmieniając tym samym skokowo prąd bazy badanego tranzystora. Wyprowadzenie 7 US3 jest zasilane napięciem 12 V w celu uzyskania poprawnej pracy układu dla tranzystorów pnp.
Na wzmacniaczu operacyjnym US7 zrealizowano źródło napięciowe służące do zasilania badanego tranzystora przy zdejmowaniu charakterystyki przejściowej. Dzielnik napięciowy na wejściu źródła pozwala na ustalenie napięcia kolektor-emiter badanego tranzystora na 10 V, lub 5 V. Tranzystory T5 i T6 zastosowano w celu zwiększenia maksymalnego prądu pobieranego ze źródła, podobnie jak tranzystory T3 i T4.
Możliwe jest wykonanie charakterografu bez tych tranzystorów. Należy wówczas w miejsce rezystorów R37 i R38 zastosować zwory. Prąd kolektora badanych tranzystorów zostanie wtedy ograniczony do maksymalnego prądu wyjściowego zastosowanych wzmacniaczy operacyjnych (około 25 mA dla ULY 7741). Ograniczy to zdecydowanie zakres prądów kolektora badanych tranzystorów, ale jednocześnie uzyskamy zabezpieczenie badanych tranzystorów przed przekroczeniem maksymalnej mocy strat kolektora i ewentualnym ich uszkodzeniem.
Tutaj należy zwrócić uwagę, że zastosowanie tranzystorów T3-^T6 pozwala na uzyskanie prądów kolektora badanych tranzystorów ograniczonych jedynie wydajnością zasilacza. W przypadku tranzystorów małej mocy można uzyskać chwilowe przekroczenie dopuszczalnej mocy strat kolektora. Duże wartości prądów kolektora powodują nagrzewanie się badanego tranzystora i niezbędnym może być zastosowanie radiatora.
Charakterograf zasilany jest napięciami +15 V i 15 V uzyskanymi z zasilacza znajdującego się na jego płytce. Do zasilacza powinno być doprowadzone napięcie zmienne 2x18 V z transformatora sieciowego o mocy 6-=-15 VA. Napięcia te po wyprostowaniu w prostowniku mostkowym na diodach D5-^D8 podawane są do stabilizatorów monolitycznych US8 i US9. Możliwe jest wykorzystanie zewnętrznego zasilacza umożliwiającego uzyskanie prądów 100-r-200mA.
Montaż i uruchomienie
Widok obwodu drukowanego i rozmieszczenie elementów pokazane są na rys. 7.
Montaż należy rozpocząć od zamontowania kołków montażowych i mostków. Szczególną uwagę należy zwrócić na mostki pod układami scalonymi i przełącznikiem Isostat. Po zamontowaniu przełącznika, czy układów scalonych ich montaż będzie możliwy jedynie od strony ścieżek.
Praktyczny Elektronik 2/1995
FŁys. 7 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
Do montażu przełącznika należy przygotować listwę przewidzianą do zamocowania 6 segmentów w rozstawie 20 mm. W listwie należy zamocowaćjeden segment
niezależny podwójny, 4 segmenty niezależne pojedyncze i jeden segment niezależny-chwilowy, pojedynczy, zgodnie z rysunkiem przedstawiającym rozmieszczenie
Praktyczny Elektronik 2/1995
elementów na płytce. Jako gniazda służące do podłączania badanych tranzystorów proponujemy wykorzystanie podstawki do układów scalonych DIP8. Można zamontować ją (np. przykleić) do górnej części obudowy. Jeden rząd styków będzie służył do zdejmowania charakterystyki wyjściowej, a drugi przejściowej. Wolny styk należy wykorzystać na dodatkowe wyprowadzenie emitera w pobliżu kolektora, zwiększy to uniwersalność gniazda dla tranzystorów z kolektorem w środku. Po zamontowaniu wszystkich elementów należy sprawdzić poprawność montażu.
Pozostaje kwestia podłączenia obwodów zasilania sieciowego, która w zdecydowany sposób odpada przy stosowaniu zasilacza zewnętrznego. Obwody sieci (220 V) należy prowadzić przewodem w podwójnej izolacji. Wszystkie punkty iutownicze powinny być izolowane. W obwodzie sieciowym transformatora zamontować wyłącznik sieciowy, odłączający obydwa przewody sieci i gniazdo bezpiecznika (63-f-100 mA). Transformator sieciowy należy solidnie zamocować w obudowie charakterografu.
Przystępując do uruchomienia układu w pierwszej kolejności uruchamiamy zasilacz. Jego działanie można uznać za poprawne jeśli dostarcza żądanych napięć i jego elementy nie nagrzewają się nadmiernie. Sprawdzamy teraz napięcia zasilające doprowadzane do poszczególnych układów scalonych. Wzmacniacze operacyjne są zasilane napięciami +15 V i 15 V, układ czasowy napięciem +14 V, układy CMOS napięciem + 12 V.
Wszystkie rezystory nastawne ustawiamy początkowo w położenia środkowe. Korzystając z oscyloskopu należy sprawdzić występowanie przebiegu piłokształt-nego na suwaku rezystora nastawnego P3. Regulując rezystorem P2 ustawić okres przebiegu na 2 ms, co odpowiada częstotliwości 500 Hz. Wcisnąć przycisk n/p. Wejście oscyloskopu podłączyć do punktu X. Rezystorem nastawnym P3 ustawić wartość międzyszczytową przebiegu na 12 V. Rezystorem P4 ustalić położenie początku przebiegu na 0 V. Zwolnić przycisk n/p. Wejście oscyloskopu w dalszym ciągu powinno być podłączone do punktu X. Rezystorem nastawnym P6 skorygować wartość międzyszczytową przebiegu wyjściowego na 12 V. Rezystorem P5 ustalić położenie początku przebiegu na 0 V. Przebieg wyjściowy w punkcie X powinien zawierać się w przedziale 0 do +12 V dla tranzystorów npn, lub w przedziale 0 do 12 V dla tranzystorów pnp.
Sprawdzić działanie źródła napięciowego US4 przez pomiar napięcia na jego wyjściu (wyprowadzenie 6). Napięcie to powinno wynosić +10,6 V dla tranzystorów krzemowych npn, lub 10,6 V dla tranzystorów krzemowych pnp. Przy wciśniętym przycisku x0,l napięcia te powinny odpowiednio wynosić +1,6 V, lub 1,6 V. Napięcia dla tranzystorów germanowych powinny wynosić +10,2 V (npn), lub -10,2 V (pnp). Przy wciśniętym przycisku x0,l, odpowiednio +1,2 V, lub 1,2 V.
Między kontakty B i E gniazda służącego do zdejmowania charakterystyki wyjściowej \r
podłączyć diodę krzemową w kierunku przewodzenia (anoda do B, katoda do E). Przyciski n/p, S/G, xl/x0,l i A/R powinny być zwolnione. Wejście oscyloskopu podłączyć do punktu Y. Na oscyloskopie powinien dać się zaobserwować przebieg schodkowy o wartości międzyszczytowej 0,05 V i ilości schodków 8. W przypadku jego braku sprawdzić występowanie sygnału prostokątnego o częstotliwości 500 Hz na wyprowadzeniu 1 US2. Poziomy poszczególnych schodków odpowiadają prądom bazy. Można przeprowadzić ich regulację przez dokładny dobór wartości rezystorów R13 do R22. Sprawdzić występowanie przebiegu schodkowego w odwrotnym kierunku po zmianie polaryzacji diody (anoda do E, katoda do B) i wciśnięciu przycisku n/p.
Sprawdzić funkcjonowanie źródła napięciowego US7 przez pomiar napięcia na jego wyjściu. Powinno wynosić ono +10 V, lub +5 V przy zwolnionym przycisku n/p. Przy wciśniętym przycisku n/p powinno wynosić 10 V, lub -5 V.
Po uruchomieniu przystępujemy do sprawdzenia działania charakterografu. Wyjście X podłączamy do wejścia X oscyloskopu, lub do wejścia synchronizacji zewnętrznej jeśli nie posiada on wejścia X. Wyjście Y podłączamy do wejścia Y oscyloskopu. Włączamy cha-rakterograf i regulujemy obwód odchylania poziomego w oscyloskopie aby uzyskać na jego ekranie poziomą kreskę o odpowiedniej długości. Podłączamy badany tranzystor i regulując czułość toru Y oscyloskopu, oraz położenie obrazu w pionie i poziomie uzyskujemy najkorzystniejsze położenie obrazu. Na oglądanym obrazie charakterystyki mogą wystąpić zakłócenia w postaci nakładających się linii powrotu strumienia. Efekt ten można zmniejszyć przez zmniejszenie jaskrawości oglądanego obrazu i dobór czasu powrotu przebiegu piło-kształtnego rezystorem nastawnym Pl.
Przy obserwacji charakterystyk wyjściowych tranzystorów krzemowych małej mocy proponujemy wciśnięcie przycisku xl/x0,l, co zmniejszy maksymalny prąd kolektora. Charakterystyki tranzystorów npn powinny być kreślone z dołu do góry ekranu i z lewej na prawą. Charakterystyki tranzystorów pnp z góry do dołu i z prawej na lewą, zgodnie z właściwymi polaryzacjami kierunków i prądów.
Można teraz przeprowadzić ciekawe doświadczenie podgrzewając lutownicą badany tranzystor i obserwując jego charakterystykę na ekranie oscyloskopu. Nareszcie zaobserwujemy jak wpływa zmiana temperatury na charakterystykę tranzystora i dlaczego niezbędne są układy stabilizacji termicznej w technice półprzewodnikowej.
Wykaz elementów:
US1 - ULY 7855 (LM 555)
US2 - MCY 74520 (CD 4520)
US3 - MCY 74051 (CD 4051)
US4^US7 - ULY 7741 (//A 741)
US8 - LM 7815
US9 - LM 7915
Tl - BC 308
10
Praktyczny Elektronik 2/1995
T2 - BC 238
T3, T5 - BD 137
T4, T6 - BD 136
Dl, D2 - BAVP 17
D3, D4 - AAP 120
D5+D8 - BYP 401-100
D9 LED zielona
D10 - BZP 630 C12
R24 - 1 0/0,25 W
R37, R38 - 100 fi/0,125 W
R4 - 220 fi/0,125 W
R7, R25, R27,
R28, R34 - 1 kO/0,125 W
R12 - 2 kfi/0,125 W
R32 - 2,2 kfi/0,125 W
R21 -3,3 kfi/0,125 W
Rl -4,7 kO/0,125 W
R2, R5, R8, R9, RIO,
R14, R29, R30, R31,
R33, R35 - 10 kfi/0,125 W
Rll - 18 kfi/0,125 W
R22, R23 -20 kfi/0,125 W
R20 - 22 kO/0,125 W
R19 -33 kfi/0,125 W
R3 -47 kfi/0,125 W
R6 - 51 kfi/0,125 W
R16, R17, R18, R26 - 100 kfi/0,125 W
R15
R13
Pl
P3, P6
P2, P4, P5
C7
C9
CIO
Cl, C2, C6, C8,
C12, C13, C16,
C17, C18, C19
C3
C4
C5, Cli
C14, C15
C20, C21
Transformator sieciowy- 2x18 V
Podstawka - DIP 18
Przełącznik Isostat w/g opisu
Płytka drukowana numer 188
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 3,93 zł (39.300 zł) + koszty wysyłki.
-200 kO/0,125 W
- 390 kfi/0,125 W
- 4,7k fi TVP 1232
- lOk fi TVP 1232
- 47 kfi TVP 1232
- 100 pF KCP
- 1 nF/25 V KFPf -22 nF/25 V KFPf
- 100 nF/100 V MKSE-018-02
- 220 nF/100 V MKSE-018-02
- 1 /jF/63 V MKSE-018-02
- 22 /(F/16 V 04/U
- 47 //F/16 V 04/U
- 470 //F/25 V 04/U
O R. K.
Symulator alarmu modyfikacja
Nawiązując do artykułu pt. "Symulator alarmu do samochodu" PE 9/94 proponuję wykonanie symulatora o zmodyfikowanym układzie multiwibratora. Zalety tego rozwiązania są następujące:
- w czasie jazdy dioda LED nie miga,
-i po skończonej jeździe sygnalizuje wyłączenie świateł (jeżeli światła pozostały włączone po zgaszeniu silnika dioda nie miga),
- symulacja alarmu przez miganie diody po wyłączeniu stacyjki,
- prostota podłączenia (pod bezpieczniki).
Modyfikacją układu jest wprowadzenie dodatkowej diody D2 i inne podłączenie symulatora. Układ jest zasilany na stałe przez doprowadzenie napięcia +12 V pobieranego przed stacyjką (punkt Bl). Masa układu łączy się z masą elektryczną samochodu przez włókna żarówek świateł mijania, których rezystancja wynosi ok. 3 fi (punkt B3).
Jeżeli stacyjka jest wyłączona i światła mijania są zgaszone, to układ symuluje pracę alarmu; dioda Dl miga. W przypadku kiedy światła pozostały włączone w punkcie B3 występuje napięcie +12 V i układ nie pracuje. W czasie jazdy gdy stacyjka jest włączona na-
pięcie + 12 V doprowadzone przez diodę D2 do bazy tranzystora T2 zatyka go blokując multiwibrator.
Układ można zmontować na płytce uniwersalnej drukowanej o wymiarach ok. 1x2 cm. Płytkę umieszcza się blisko skrzynki bezpiecznikowej, a diodę D2 montuje się na desce rozdzielczej i łączy odcinkami przewodów. Zmontowany układ należy zabezpieczyć koszulką termokurczliwą.
ZASILANIE R1 PRZED D STACYJKA
B2 ZASILANIE ZA STACYJKĄ
ŚWIATŁA MIJANIA
Rys. 1 Schemat ideowy zmodyfikowanego układu symulatora alarmu
O Hubert Wróbel
Praktyczny Elektronik 2/1995
11
Układ sygnalizujący o włączeniu lub wyłączeniu
świateł mijania w samochodzie w zależności od pory roku
Przedstawiony poniżej układ sygnalizatora informuje przy pomocy dźwięku (melodyjki) o konieczności włączenia świateł mijania w okresie zimowym od października do marca. Po przełączeniu włącznika WŁ1 funkcja układu zmienia się i informuje on pozostawieniu zapalonych świateł w samochodzie - w okresie letnim od marca do października.
W pozycji przełącznika pokazanej na schemacie (ZIMA) po włączeniu stacyjki do wejścia Bl układu zostaje doprowadzone napięcie zasilania, za pośrednictwem diody Dl. Jeżeli światła mijania nie są zapalone punkt B2 układu jest połączony z masą przez włókno jednej z żarówek. Zatem przez diodę D3 masa układu (katoda diody D5, masa US1 i emiter Tl) zostają połączone z masą samochodu. Powoduje to włączenie generatora melodyjki US1. Jeżeli zapalimy światła punkt B2 znajdzie się na potencjale +12 V i melodyjka zostanie wyłączona. Otwarcie drzwi przy włączonej stacyjce także spowoduje włączenie melodyjki.
W drugiej pozycji włącznika WŁ1 (LATO) pozostawienie zapalonych świateł włącza melodyjkę w mo-
mencie otwarcia drzwi. Układ jest wtedy zasilany przez diodę D2, wejście B2, a masa podawana jest przez włącznik drzwiowy i diodę D4, wejście B3.
Układ można zmontować na uniwersalnej płytce drukowanej i umieścić przy skrzynce bezpieczników.
ZASILANIE X: ZA STACYJKĄY
Bl
502
D1+-D4 - BYP401-100V
Rys. 1 Schemat ideowy układu sygnalizacji o zapalonych lub zgaszonych światłach mijania
O Hubert Wróbel
Jednozakresowy częstościomierz
Można powiedzieć: "małe jest piękne" przyglądając się układowi częstościomierza jednozakreso-wego. Układ ten został zaprojektowany z myślą o pomiarze częstotliwości pracy generatora funkcyjnego publikowanego w PE 12/94 i 1/95. Jednakże opisane poniżej rozwiązanie można wykorzystać do pomiarów częstotliwości w różnych układach cyfrowych.
Opis układu
Zasadniczym problemem, z którym stykają się konstruktorzy częstościomierzy jest odpowiednio stabilny generator częstotliwości wzorcowej. W wielozakreso-wych częstościomierzach stosuje się generatory o częstotliwościach pracy l-e-10 MHz. Częstotliwość wzorcowa jest następnie dzielona w wielostopniowym dzielniku cyfrowym. Z wyjść dzielnika otrzymuje się wzorcowe przebiegi prostokątne sterujące bramką przepuszczającą zliczane impulsy do licznika głównego. Zmiana zakresu pracy częstościomierza polega na doprowadzeniu do bramki przebiegów o różnym czasie trwania. Częstościomierz jednozakresowy pozwala w znaczny sposób uprościć konstrukcję generatora i dzielników.
W naszym układzie jako wzorzec częstotliwości 1 Hz wykorzystany został układ zegarkowy MC 1210 (MC 1211) US1. Układ ten przeznaczony jest do sterowa-
nia silnikiem krokowym zegara analogowego (wskazówkowego). Układ zawiera generator stabilizowany zewnętrznym rezonatorem kwarcowym o częstotliwości 4,194304 MHz (222 Hz), 23-stopniowy dzielnik częstotliwości, oraz stopień wyjściowy umożliwiający sterowanie silnikiem krokowym. Dużą zaletą tego układu jest wysoka stabilność generatora wynosząca w temperaturze pokojowej ą5 sek/miesiąc, dla klasycznej aplikacji w zegarze. Układ posiada dwa wyjścia sterujące silnikiem krokowym SMO i SMO, na których otrzymuje się przebiegi prostokątne o przeciwnych fazach i częstotliwości 0,5 Hz. Silnik krokowy stosowany w zegarach wskazówkowych wykonuje jeden skok przy każdej zmianie zboczy przebiegów na wyjściach SMO i SMO. Zatem silnik wzbudzany jest co jedną sekundę. Jest to bardzo dogodne, gdyż z wyjścia układu można bezpośrednio sterować bramką częstościomierza, ponieważ stan wysoki występuje przez czas 1 sek.
Ponadto układ MC 1210 (MC 1211) posiada wyjście sygnału alarmu ALO, które może zostać wykorzystane w budziku (nóżka 6). Układy MC 1210 i MC 1211 różnią się sygnałami występującymi na tym wyjściu. Dla układu MC 1210 na wyjściu tym występuje przebieg o częstotliwości 64 Hz, a dla układu MC 1211 sygnał wyjściowy o częstotliwości 2048 Hz modulowany jest ośmioma i jednym hercem.
Sygnał alarmu w układzie MC 1210 będzie miał częstotliwość 0,5 Hz jeżeli w miejsce rezonatora
12
Praktyczny Elektronik 2/1995
4,194304 MHz (222 Hz) podłączy się rezonator 32,768 kHz (215 Hz), stosowany w zegarach MC 1201, MC 1204, MC 1206. Natomiast jeżeli do układu podłączy się rezonator 3,276800 MHz częstotliwość na wyjściu ALO będzie wynosiła 50 Hz. Jest to dość nieoczekiwana, a bardzo pożyteczna możliwość tego układu (dotyczy tylko MC 1210).
Zwory Zl i Z2 umożliwiają połączenie jednego z wyjść SMO lub ALO z dalszą częścią układu. Układ US1 zasilany jest niskim napięciem 1,4 V dostarczanym przez parametryczny stabilizator z diod uniwersalnych Dl i D2. Przebieg wyjściowy o amplitudzie 1,4 Vpp musi zostać wzmocniony do poziomu wymaganego przez układy CMOS, za co odpowiada tranzystor Tl. Przebieg prostokątny, o czasie trwania zależnym od zastosowanego rezonatora kwarcowego, steruje bramką C MCY 74011 (US2), do której doprowadzono sygnał mierzony z generatora funkcyjnego. Ponieważ przebieg prostokątny na wyjściu pomiarowym generatora zgodny jest ze standardem TTL, na wejściu "WE f" umieszczono tranzystor wzmacniający T2.
Częstotliwość maksymalna generatora wynosi 1 MHz, dlatego też konieczne okazało się zastosowanie kondensatora C4 przyśpieszającego włączanie i wyłączanie tranzystora T2. W normalnym układzie (bez kondensatora C4) napięcie na bazie tranzystora narasta zgodnie ze stałą czasową utworzoną przez pojemność wejściową tranzystora (rys.2a) i rezystancję wyjściową generatora (ok. 1 kil) i szeregowo z nią połączoną rezystancję R4 w bazie tranzystora T2. Zwiększa to czas narostu napięcia na kolektorze tranzystora, a przy przekroczeniu częstotliwości granicznej powoduje, że tranzystor pozostaje przez cały czas nasycony.
Włączenie kondensatora przyśpieszającego C4 sprawia, że w chwilach włączania i wyłączania tranzystora T2 prądy bazy ulegają dynamicznemu zwiększeniu (rys. 2b). W rezultacie czasy narastania i opadania wydatnie maleją. Dokładne obliczenie wartości pojemności kondensatora C4 jest dość kłopotliwe, lecz szacunkowe rozwiązanie tego problemu pozwala zmniejszyć czasy narostu i opadania o ponad jeden rząd wielkości, co w zupełności wystarcza. Wadą tego rozwiązania
jest powstawanie w obwodzie kolektorowym tranzystora przepięć spowodowanych silnym pojemnościowym przechodzeniem sygnału wejściowego na wyjście.
a) "P t b) C4
Rg R4 Rg R4' 1 i *~J
o{ ___h \* a1____jJ
jug Cwe::: 1 Ug
Ug /Ug /Ug
u" u =1F v /iy__ ;uBE
/ '< .
/ t li W '
Uce 1 ,UCE Uce !/---
\ \j \
t
Rys. 2 Przebiegi czasowe pracy układu tranzystora T2 a) bez kondensatora przyspieszającego, b) z kondensatorem przyspieszającym
Drugim istotnym czynnikiem jest decydującym o czasach narostu i opadania jest wzmocnienie prądowe tranzystora T2, które powinno być mniejsze od 100. Z tego też względu zastosowano tranzystor z grupą wzmocnienia A, który nie wchodzi w głębokie nasycenie.
Na kształt impulsu wyjściowego ma także wpływ wartość rezystora R5 umieszczonego w kolektorze tranzystora T2. Zbyt duża wartość tego rezystora zmniejsza czas narostu napięcia na wskutek pojemności wejściowej bramki C i pojemności rozproszonych w obwodzie kolektora. Wartości elementów C4, R4, R5 można uznać za typowe w układach impulsowych pracujących przy częstotliwościach do ok. 2-^-3 MHz.
Impulsy przebiegu mierzonego doprowadzane są za pośrednictwem bramki C do wyjścia "WY f" układu, i skierowane dalej do licznika głównego. Układ często-ściomierza musi także wytwarzać odpowiednie impulsy zerujące licznik " ZER" . Za generację tych impulsów odpowiedzialny jest prosty układ monowibratora składający się z kondensatora C6, rezystora R7 i bramki D, wyzwalany zboczem opadającym.
20mA
+ 15V
\n_nj
--------O WY 1
Q + 15V
C6 I5k 33pU .
H H-g
ZER-
R-ys. 1 Schemat ideowy układu częstościomierza
Impuls zerujący, o polaryzacji dodatniej, wytwarzany jest z chwilą otwarcia bramki C (rys.3). Takie rozwiązanie powoduje pogorszenie dokładności pomiaru w najgorszym przypadku o ą1, lecz znacznie upraszcza rozwiązania układowe. Czas trwania impulsu zerującego wynosi ok. 200 ns. Z uwagi na rozrzut parametrów bramki D (pojemność wejściowa i poziom przełączania) czas ten może się znacznie różnić od podanego, lecz nie powinien być większy od 500 ns.
Praktyczny Elektronik 2/1995
13
KOLEKTOR T2
innniuuiiuiMMiuiMRr
lsek
KOLEKTOR T1 __ ZLICZANIE
WYŚWIETLANIE | WYGASZANIE WY1
ZEROWANIE
1JUUUUUU
^31 ~200nS
WYŚWIETLANIE
1:
ZAPIS ~200nS
1MIL
Rys. 3 Harmonogramy czasowe przebiegów iv układzie
Do wygaszania wskazań wyświetlacza wykorzystywany jest zanegowany sygnał sterujący bramką pomiarową "WYSW" (rys. 3). Poziom wysoki tego sygnału zezwala na wyświetlanie wyniku, natomiast poziom niski wygasza wyświetlacz na czas zliczania impulsów przez licznik główny.
Układ częstościomierza wytwarza także ujemny impuls zapisu "ZAPIS", który jest generowany w momencie zamknięcia bramki pomiarowej. Do generacji tego impulsu wykorzystano bramkę A i elementy C5, R6, tworzące monowibrator wyzwalany zboczem narastającym. Czas trwania tego impulsu wynosi także ok. 200 ns i może się różnić w zależności od parametrów bramki A. Przepisanie zawartości licznika głównego do zatrzasków dokonuje się przy pomocy dodatniego zbocza impulsu "ZAPIS". Częstościomierz zasilany jest z generatora funkcyjnego napięciem +15 V. Prąd pobierany przez układ wynosi ok. 20 mA.
WE CLK
PLYTKA 164 OPCJONALNIE
1 +15V(+12V)
JkHz
5 NÓŻKA US4
WE CLK DISP.EN.
PŁYTKA 164 CLK INH. RESET 1 +15V(+12V)
Montaż i uruchomienie
Opisany powyżej układ musi współpracować z licznikiem głównym i wyświetlaczem. Przy projektowaniu urządzenia założono możliwość współpracy z modułem licznika i wyświetlaczy zastosowanym w obrotomierzu cyfrowym (PE 10/94, płytka numer 164), lub z modułem licznika częstościomierza (PE 9/93, płytka 089).
Tabela 1
Zakresy pomiarowe częstościomierza w zależności od zastosowanego rezonatora kwarcowego
Częstotliwość Zwora Zakres Czas
rezonatora Ql pomiarowy pomiaru
4,194304 MHz Zl 0,000-^9,999 KHz 1 sek
4,194304 MHz Zl 000,000-^-999,999 KHz* 1 sek
3,276800 MHz** Z2 000,0-^-999,9 kHz 0,01 sek
32,768 kHz** Z2 0,000-^9,999 KHz 1 sek
32,768 kHz** Z2 000,000^-999,999 KHz* 1 sek
UWAGA
* - układ wymaga stosowania dwóch płytek 164 **-tylko dla MC 1210
Pierwsze rozwiązanie jest zdecydowanie tańsze w realizacji i pozwala na odczyt 4 cyfr, lub w przypadku zastosowania dwóch płytek 164 na odczyt 6 cyfr (rys. 4a). Wadą tego rozwiązania jest cykliczne wygaszanie wyświetlacza - 1 sek odczytu, 1 sek wygaszania na czas pomiaru. Spowodowane to jest brakiem zatrzasków w licznikach 4026.
PŁYTKA 187 Z WYJŚCIA TTL GENER.
WYSWIET. ZER.
+15V
Z GENER.
b)
DRUK UNIWERSALNY NR050
PŁYTKA 187
PŁYTKA 089
J. +15V
WE
ZAPIS1 ZER.
WYł ZAPIS ZER. ,
WEf
Z WYJŚCIA TTL GENER.
-< + 15V -cl
Rys. 4 Schemat blokowy połączeń częstościomierza jednozakresowego z płytkami a) numer 164, b) numer 089
W rozwiązaniu tym nie wykorzystuje się impulsu "ZAPIS" generowanego przez układ. Dla wersji częstościomierza z płytką 164 w zależności od zastosowanego rezonatora kwarcowego można uzyskać różne zakresy pomiarowe, co przedstawiono w tabeli 1.
Przy stosowaniu dwóch płytek 164 płytka druga, zliczająca setki i dziesiątki kilo-herców zmontowana jest tylko częściowo tzn. US1, US2, Cl^C3, R1-^R14, wyświetlacz 1. Wejście "WE CLK" tej płytki łączy się z nóżką 5 US4 na płytce pierwszej. W prototypie nie przeprowadzono prób z rezonatorem 32,768 kHz, dlatego też nie mogę dać gwarancji, że generator będzie się wzbudzał, ale najprawdopodobniej nie powinno być z tym większego problemu.
14
Praktyczny Elektronik 2/1995
W zależności od przyjętego rozwiązania na płytce wyświetlaczy należy "zapalić" w odpowiednim miejscu przecinek. Zwory Zl lub Z2 wykonuje się kroplą cyny po stronie druku.
Bardziej funkcjonalnym rozwiązaniem, choć niewątpliwie droższym jest drugi układ częstościomierza (rys.4b). Zastosowany tutaj licznik pozwala na ciągłe wyświetlanie wyników. Zawartość licznika głównego jest bowiem przepisywana do dekoderów kodu BCD na kod wskaźnika siedmiosegmentowego wyposażonych w zatrzaski przy pomocy impulsu "ZAPIS". Także w tm przypadku możliwe jest zastosowanie różnych rezonatorów kwarcowych. Zakresy pomiarowe są takie same jak podano w tabeli 1.
Rys. 5 Schemat płytki drukowanej i rozmieszezenie elementów
Dla zakresów zaznaczonych gwiazdką na płytce licz nika 089 montuje się wszystkie elementy. W pozostałych przypadkach pomija się US1, US4, US5, R^R14. Wyświetlacz zamontowano na uniwersalnej płytce drukowanej nr 050, którą należy połączyć przewodami z płytką 089.
Układ nie wymaga uruchamiania. Dysponując czę-stościomierzem wzorcowym można przy pomocy try-mera C2 ustawić częstotliwość pracy generatora mierząc przebieg na kolektorze Tl. Częstotliwość ta powinna wynosić: 1 Hz dla rezonatora 4,194304 MHz, lub 32,768 kHz, oraz 50 Hz dla rezonatora 3,276800 MHz. Jeżeli zakres regulacji trymerem C2 będzie zbyt mały, równolegle do niego, od strony druku, można przyluto-wać kondensator ok. 20 pF KCP. Układ będzie mierzył z wystarczającą dokładnością także bez regulacji częstotliwości generatora. Na rysunku 6 przedstawiono przykładowy wygląd płyty czołowej generatora funkcyjnego razem z częstościomierzem. Rysunek został wykonany w skali 1:2.
Wykaz elementów
US1 - MC 1210 (MC 1211), opis w tekście
US2 - MCY 74011 (CD 4011)
Tl, T2 - BC 238A lub dowolny npn h2i < 100
Dl, D2 - BAVP 17^21
R5 - 1 kfi/0,125 W
Rl, R3 - 10 kfi/0,125 W
R6. R7 - 15 kfi/0,125 W
R2, R4 - 33 kfi/0,125 W
C6 - 33 pF KCPf
C3, C4 - 47 pF KCPf
C5 -68 pF KCPf
C8 - 47 nF KFP
Cl - 10 //.F/16 V 04/U
C7 - 22 //.F/16 V 04/U
C2 - KCD-7d-7/30 pF/160 V,
lub inny podobny 4>7 mm
Qi - rezonator kwarcowy 4,194304 MHz,
patrz opis w tekście
płytka drukowana numer 187
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 0,80 zł (8.000 zł) ! koszty wysyłki.
mgr inż. Dariusz Cichoński
SIEC
ARTKELE GENERATOR FUNKCYJNY CZĘSTOTLIWOŚĆ składowa
f WOBUL. WYPEŁNIENIE ^<^^>~. STALĄ AMPLITUDA
!O
O
o o
20 1 kHz Hz
10 100 1 10 100 1 Hz Hz kHz kHz kHz MHz
WYPEŁNIENIE KSZTAŁT
_ REGUŁ PRZEBIEGU
ra 50? ^\y MVi flil
DDDDDDD
TŁUMIK O -20 -40 dB dB dB
n Ś h
LJ I i
R.ys. 6 Wygląd płyty czołowej generatora funkcyjnego z częstościomierzem
Praktyczny Elektronik 2/1995
15
Mikroprocesorowy sterownik świateł
Poniższy artykuł opisuje mikroprocesorowy sterownik oświetlenia domowego. Układ wyposażony jest w możliwość zdalnego sterowania przy pomocy pilota, oraz klawiaturę. Program sterujący pracą mikroprocesora zapisany jest w pamięci EPROM, którą będzie można kupić w sprzedaży wysyłkowej, o czym poinformujemy w drugiej części artykułu. Zapraszamy do lektury.
W obecnych czasach, w dobie ekspansji elektroniki i techniki komputerowej, coraz większą popularność zdobywają urządzenia nieskomplikowane w obsłudze. Nie ma chyba takiego domatora, który nie zechciałby mieć telewizora, magnetowidu z pilotem czy też innych popularnych urządzeń nie wymagających specjalnych umiejętności przy obsłudze. Dla wszystkich wygodnickich przeznaczone są systemy zdalnego sterowania. Ich budowa oparta jest przeważnie na działaniu mikroprocesorów. Poprawiają one właściwości użytkowe oraz ułatwiają obsługę wielu urządzeń. Nie jest to jedyny sposób ich wykorzystania. Istnieją bowiem miejsca, gdzie są one wprost niezbędne. W krajach wysoko rozwiniętych bardzo modny staje się ostatnio system tzw. Logiki Rozmytej (ang. Fuzzy Logic). W chwili obecnej lodówki, odkurzacze, wentylatory, żelazka wyposażane są w mikroprocesory znacznie przewyższające swoimi możliwościami chociażby taki popularny niegdyś komputer - ZX Spectrum. Wszystko to robi się po to, aby życie stało się prostsze, a przede wszystkim wygodniejsze. Trzeba przyznać, że elektronika (w szczególności technika mikroprocesorowa) stwarza na tym polu ogromne możliwości.
Opisywany sterownik świateł został wykonany w oparciu o bardzo popularny mikrokomputer jednoukła-dowy Intela 8051.
Urządzenie umożliwia sterowanie czterema źródłami światła, przy pomocy pilota oraz lokalnej klawiatury. Posiada możliwość liniowego sterowania natężeniem oświetlenia (32 proporcjonalne stopnie jasności) oraz funkcję losowego zapalania świateł z regulowanym czasem zmian. Regulacja przeprowadzana jest przez zmianę kąta zapłonu triaków, które stanowią elementy wykonawcze. Dodatkowo stan poszczególnych kanałów może być monitorowany na czterech diodach świecących zmieniających jasność adekwatnie do poziomu jasności każdego z kanałów.
Bardzo proste w obsłudze i nieskomplikowane w montażu urządzenie może stanowić inteligentne uzupełnienie instalacji elektrycznej w każdym mieszkaniu. Szczególnie przydatne może okazać się jako salonowy sterownik świateł, dając pełne możliwości manipulacji natężeniem oświetlenia bez konieczności wstawania z miejsca. Sterownik może też zostać dołączony do czterech zbiegających się pokojów dając zintegrowany system regulacji. Oczywiście klawiatura może zostać powielona w czterech lub pięciu egzemplarzach pozwalając na wygodniejsze użytkowanie. Elementy wykonawcze w postaci niewielkich płytek o wymiarach 3x3 cm bez problemu mieszczą się wraz z elementami przeciwzakłóceniowymi w podtynkowej puszce instalacyjnej. Te płytki wraz z odpowiednimi fragmentami klawiatury, całkowicie zastępują włącznik światła i mogą (a właściwie powinny) podczas instalacji zostać umieszczone na jego miejscu.
T1 BC308
+ 9V
R12 102
D7 -1- C2
US1 - CD4060 IL33n US2 - CD4013
T2 - BC238B
T3 - BC238B
T4 - BC238B
T5 - BD135
k,US2 D8H-D10 - IR LED 7 D1+D7 - BAYP95
Rys. 1 Schemat ideowy nadajnika zdalnego sterowania
Funkcja losowego zapalania świateł przydatna jest przede wszystkim podczas nieobecności domowników. Pozwala na przypadkowe zapalanie świateł w różnych pomieszczeniach, zniechęcając tym sposobem potencjalnych amatorów cudzego mienia. Jak wykazały badania metoda ta jest zdumiewająco skuteczna, w związku tym godna polecenia.
Opis konstrukcji
Nadajnik zdalnego sterowania
Schemat ideowy nadajnika zdalnego sterowania przedstawiony został na rysunku 1. W skład pilota wchodzą dwa układy scalone oraz kilka elementów dyskretnych.
16
Praktyczny Elektronik 2/1995
Najważniejszą rolę spełnia układ USl (4060) - licznik asynchroniczny, pełniący rolę dzielnika częstotliwości. Układ posiada wewnętrzny generator, co pozwoliło na znaczne uproszczenie konstrukcji pilota. Częstotliwość oscylacji stabilizowana jest kwarcem i wynosi 4,433619 MHz. Częstotliwość ta po podziale przez 128 (27) w układzie USl stanowi częstotliwość nośną nadawanego sygnału (ok. 34,6 kHz). Do kodowania rozkazów została wykorzystana prosta modulacja amplitudowa sygnału nośnego. Sześć rozkazów wymaga sześciu częstotliwości modulujących. Częstotliwości te uzyskiwane są również w układzie USl oraz US2 po podziale częstotliwości wzorcowej (4,43 MHz) przez 21", 2ii, 212, 213, 214, 215. Układ US2 pełni rolę pomocniczego dzielnika, zwiększającego ilość stopni podziału Modulacja zrealizowana została na tranzystorach T2 i T3-T5.
Jednym z bardzo istotnych wymogów stawianych nadajnikom zdalnego sterowania jest minimalizacja poboru prądu w stanie spoczynku. W specjalizowanych układach nadawczych prąd ten z reguły nie przekracza wartości kilkuset pA. W opisywanym pilocie zastosowano układy CMOS charakteryzujące się min. małym poborem prądu. Jednakże nieustannie pracujący oscy-lator powodowałby niepotrzebny wzrost poboru prądu, skracając tym samym żywotność baterii. Problem został rozwiązany przy pomocy elementów Tl, T5, R1-^R8, Rll, D1-^D7 oraz C2. W stanie spoczynku tranzystor Tl jest zatkany, płyną jedynie prądy upływu tranzy-
storów Tl, T3 i T5, jednak ze względu na wartość są one zupełnie do pominięcia. Przyciśnięcie któregoś z mikrołączników WŁ1-^WŁ6 wywołuje przepływ prądu w obwodzie Tl, R2, R3-^R8, D7, Rll powodując odetkanie tranzystora T5. Ten z kolei zwierając R2 do masy odtyka tranzystor Tl. Tranzystor ten odpowiedzialny' jest za doprowadzenie napięcia zasilającego do układów USl i US2. Po wystartowaniu generatora odpowiednia częstotliwość modulująca (wybrana jednym z mikrołączników) zostaje podana na bazę T2 oraz przez układ całkujący C2, Rll i diodę separującą D7 na bazę T5, podtrzymując stan przewodzenia. Puszczenie klawisza spowoduje, po upływie czasu ustalonego elementami Rll i C2, zatkanie tranzystora T5, a co za tym idzie również Tl - zostaje odłączone napięcie zasilające USl i US2 - układ przechodzi do stanu spoczynkowego.
UKŁADY WYKONAWCZE
WZMACNIACZ PODCZERWIENI
UKŁAD
FORMUJĄCY
IUPLUSY
WATCH-DOG
DETEKTOR "0"
s. 2 Schemat, blokowy sterownika świateł
a)
b)
WDIO-
C3 22n
)RESET
Rys. 3 Schemat układu a) formującego impulsy z odbiornika podczerwieni, b) watchdog'a
Sterownik
Schemat blokowy sterownika świateł przedstawiony został na rysunku 2. W jego skład wchodzą: odbiornik podczerwieni, układ formujący impulsy, klawiatura, detektor przejścia przez "0", układy wykonawcze układ watchdog'a oraz mikroste-rownik. Poniżej zostaną opisane funkcje spełniane przez poszczególne bloki.
Odbiornik podczerwieni selekcjonuje, wzmacnia oraz kształtuje sygnał odebrany z nadajnika zdalnego sterowania. Układ został skonstruowany w oparciu o publikowany już odbiornik podczerwieni do systemu zdalnego sterowania do wieży Hi-Fi (PE 5/94). Zmienione zostały jedynie wartości niektórych elementów. Poprawnie zmontowany i uruchomiony odbiornik reaguje na sygnał
Praktyczny Elektronik 2/1995
17
pilota z odległości 5-r-6 metrów co wydaje się być wartością zupełnie wystarczającą.
Układ formujący impulsy (rys. 3a) składa się z dwóch części. Pierwszy odpowiedzialny jest za wyeliminowanie częstotliwości nośnej z odbieranego sygnału, natomiast drugi pełni funkcję detektora stanu odbiornika podczerwieni. Stan na jego wyjściu zmienia się przez cały czas odbioru sygnału z pilota. Oba człony zostały skonstruowane w oparciu o przerzutniki mono-stabilne wchodzące w skład układu US1 - 74HC123.
Klawiatura (rys. 4) pozwala na alternatywną w stosunku do pilota formę komunikacji mikroprocesora ze światem zewnętrznym. Najważniejszą jej częścią jest multiplekser US2 - 4051. Wejścia adresowe multipleksera - A, B, C kontrolują numer kanału dołączanego na wyjście OUT (nóżka 3 US2). W ten sposób mikroprocesor podając odpowiednie stany na wejścia adresowe może kontrolować stan poszczególnych klawiszy
(w żargonie taka technika nazywa się " przemiataniem klawiatury"). Do siódmego wejścia multipleksera doprowadzony został sygnał z układu formującego impulsy odbierane z pilota pozwalając na łatwe wykrycie przez procesor momentu odebrania sygnału z nadajnika.
Detektor przejścia przez "0" (CNI, T5, R12, R13, R18, R19, D5) jest ściśle związany z układami wykonawczymi. Jego zadaniem jest informowanie mikroprocesora o osiągnięciu przez napięcie sieci wartości bliskiej 0 V. Dla częstotliwości 50 Hz ma to miejsce 100 razy na sekundę (przy każdym przejściu sinusa przez zero). Specyficzna konstrukcja układu przerwań procesora oraz uproszczone rozwiązanie detektora przejścia przez "0" powoduje, że procesor "dowiaduje się" o co drugim przejściu napięcia sieci przez zero. Procesor musi więc przy pomocy układu czasowo licznikowego, odtworzyć momenty pozostałych przejść napięcia sieci przez zero.
+ 5V
cio"'ioo l
CN2 + CN5 MOC3022 R24+R31 0.5W
R.ys. 4 Schemat ideowy iiiikrosterownika
18
Praktyczny Elektronik 2/1995
Układy wykonawcze sterują bezpośrednio elementami mocy - żarówkami. Ponieważ sterownik świateł pozwala na dołączenie maksymalnie do czterech niezależnych źródeł światła, więc układy wykonawcze występują w liczbie 4. W skład każdego z nich wchodzą: element zapewniający izolację galwaniczną - optotriak (CN2-f-CN5), element wykonawczy - triak (TRl-f-TR4), elementy zabezpieczające - bezpiecznik (B1-^B4), dławik (Ll-f-L4) pełniący również wraz z kondensatorem (Cll-f-C14) funkcję układu przeciwzakłóceniowego.
Układ watchdoga (rys. 3b) jest ściśle związany z mikrosterownikiem. Mówiąc w skrócie jego zadaniem jest czuwanie nad poprawną pracą procesora - układ ten nadzoruje jego pracę reagując na każdą nieprawidłowość w działaniu. Po włączeniu zasilania warunkiem koniecznym do rozpoczęcia pracy przez procesor jest jego uprzednie wyzerowanie. Sterownik świateł z uwagi na wykonywaną funkcję jest urządzeniem zasilanym nieustannie z sieci. Przy klasycznym rozwiązaniu sygnał zerowania podany zostałby więc na procesor tylko raz. Niestety żaden układ cyfrowy nie jest niewrażliwy na zakłócenia. Mogłoby się więc zdążyć, że większe zakłócenie np. napięcia sieci spowodowałoby zawieszenie pracy procesora lub anomalię w działaniu. Tu z pomocą przychodzi układ watchdog'a (z ang. watch -stróżować, dog pies; watchdog stróżujący pies).
Jego zasada działania jest dziecinnie prosta - najczęściej oparta na liczniku lub układzie czasowym. Przy poprawnej pracy procesora watchodog odbiera impulsy " usypiające" jego czujność. Mówiąc ściślej, procesor co pewien okres czasu, krótszy od stałej czasowej watch-doga, wysyła do niego impulsy zerujące. Pojawienie się anomalii w pracy procesora spowoduje ustanie procesu wysyłania impulsowi po określonym czasie procesor zostanie wyzerowany przez układ watchdoga.
Mikrosterownik (USl, US3, US4) jest niewątpliwie sercem i duszą całego urządzenia. Steruje pracą każdego z procesów począwszy od odbioru sygnału z detektora przejścia przez "0" poprzez sterowanie multiplekserem klawiatury, odbiór sygnału z pilota, sterowanie diodami świecącymi, na sterowaniu kątowym tria-ków skończywszy. Do poprawnej pracy mikrosterownik wymaga programu umieszczonego w pamięci stałej w naszym przypadku jest to pamięć zewnętrzna EPROM US4 - 27C64 i zatrzask pomocniczy US3 - 74LS573. Oprócz tego istotny jest również odpowiednia aplikacja oscylatora (Cl, C2 i Ql) oraz zerowanie (zapewnia go układ Watchdog'a). Schemat sterownika przedstawiony został na rys 4. Dokładniej niektóre funkcje spełniane przez mikrosterownik opisane zostaną w drugiej części artykułu przy opisie programu.
Dokończenie w następnym numerze.
Pokwitowanie dla wpłacającego
zł..
Odcinek dla posiadacza rachunku
Odcinek dla banku
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
zł..
Opłata
zł..
Opłata
zł..
datownik podpis przyjm.
datownik podpis przyjm.
datownik podpis przyjm.
Praktyczny Elektronik 2/1995
19
Mikser audio
Kamera, lub kamwid jest urządzeniem drogim, ale coraz częściej spotykanym w naszych domach. Po świętach na pewno wśród naszych Czytelników pojawiły się takie cacka elektroniczne. Sama kamera posiadająca rozbudowane możliwości tworzenia efektów specjalnych nie jest w stanie samodzielnie stworzyć studia nagrań. Poniżej zamieszczamy opis miksera audio pozwalającego na wgrywanie dodatkowego dźwięku na film. Układ
może zostać także wykorzystany przy przegrywaniu taśm magnetowidowych do wgrywania komentarza lub tłumaczenia filmu.
Mikser został zaprojektowany w wersji monofonicznej, gdyż zdecydowana większość magnetowidów pracuje w systemie mono. Przejęcie takiej opcji pozwala zmniejszyć koszt urządzenia. Mikser może zbudować nawet początkujący elektronik, a jego koszt nie powinien przekroczyć 20-^30 zł (200-^300 tys. zł).
Zasady prenumeraty
Prenumeratę przyjmujemy począwszy od trzeciego numeru za rok 1995 - po otrzymaniu przez Wydawnictwo ARTKELE kuponu wpłaty. Aby mieć gwarancję, że prenumerata rozpocznie się od trzeciego numeru prosimy dokonać wpłaty odpowiednio wcześniej, tak aby wypełniony kupon dotarł do Wydawnictwa w terminie do 20 marca 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 2,00 zł (20.000 zł) wraz z kosztami wysyłki za jeden egzemplarz pisma Praktyczny Elektronik do końca 1995 roku.
Zamawiam pranumeratę: �Praktyczny Elektronik
wybrany okres prenumerat/ zaznaczyć krzyżykiem
II kwartał
1995r.
6,00 Zł
III kwarta!
1995r.
6,00 Zł
IV kwartał
1995r.
6,00 Zł
Cena 1 egzemplarza wraz z kosztami wysyłki - 2,00 zł (20.000 zł)
Zamawiam pranumeratę: �Praktyczny Elektronik
wybrany okres prenumeraty zaznaczyć krzyżykiem
II kwartał III kwartał IV kwartał II kwartał III kwartał IV kwartał
1995r. 1995r. 1995r. 1995r. 1995r. 1995r.
6,00 Zł 6,00 Zł 6,00 Zł 6,00 Zł 6,00 Zł 6,00 Zł
Cena 1 egzemplarza wraz z kosztami wysyłki - 2,00 zł (20.000 zt)
Zamawiam pranumeratę: �Praktyczny Elektronik
wybrany okres prenumeraty zaznaczyć krzyżykiem
Cena 1 egzemplarza wraz z kosztami wysyłki - 2,00 zł (20.000 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
kupon ważny do 20.03.1995r.
miejscowość
kupon ważny do 20.03.1995r.
miejscowość kupon ważny do 20.03.1995r.
20
Praktyczny Elektronik 2/1995
Rys. 1 Schemat ideowy miksera
Praktyczny Elektronik 2/1995
21
Układ posiada dwa wejścia liniowe o czułości 200 mV umożliwiające współpracę z wyjściami audio: telewizora, tunera satelitarnego, magnetowidu, kamery, wzmacniacza m.cz., odtwarzacza kompaktów, oraz jedno wejście mikrofonowe o czułości 2 mV. Każdy z torów fonicznych wyposażony jest w aktywny układ regulacji dźwięku i poziomu sygnału. Poziom sygnału wyjściowego kontrolowany jest potencjometrem sumy. Urządzenie posiada wyjście liniowe, wyjście na wskaźnik wysterowania i wyjście słuchawkowe.
Opis układu
W torze mikrofonowym pracuje niskoszumowy wzmacniacz operacyjny US1A (1/2 TL 072) BiFET (wzmacniacz bipolarny z wejściem na tranzystorach FET. Wzmocnienie tego stopnia wynosi ok. 500 V/V. Z wyjścia tego wzmacniacza sygnał doprowadzony jest do aktywnego układu regulacji barwy dźwięku. Mostek regulacji barwy dźwięku włączony jest tu w pętlę sprzężenia zwrotnego wzmacniacza US1B (1/2 TL 072). Charakterystyka regulacji tonów niskich kształtowana jest przez elementy R4-^R6, Pl i C5. Maksymalne podbicie i obcięcie wprowadzane przez układ dla częstotliwości 100 Hz wynosi ok. ą14 dB. Maksymalne wzmocnienie tonów niskich uzyskuje się dla lewego (na schemacie ideowym) położenia suwaka potencjometru Pl.
Tony wysokie kształtowane są przez elementy R6, R7, C6, P2. Zakres regulacji dla częstotliwości 10 kHz wynosi ok. ą12 dB. W układzie zastosowano najprostsze rozwiązanie mostka regulacji barwy dźwięku w celu minimalizacji liczby elementów. Wzmocnienie wnoszone przez układ dla płaskiej charakterystyki częstotliwościowej wynosi 1 V/V.
Podobnie zbudowane są tory liniowe. Jednakże większość źródeł sygnałów doprowadzanych do tych torów jest stereofoniczna. Wymaga to zastosowania układu sumującego sygnały prawego i lewego kanału. Najprostsze rozwiązanie polegające na połączeniu ze sobą wejść obu kanałów nie jest zalecane, gdyż może to, w niektórych przypadkach, doprowadzić do uszkodzenia stopni wyjściowych urządzeń wysyłających sygnał. Z tego też względu na wejściach liniowych zastosowano wzmacniacz odwracający US2B i US3B. Umożliwiło to prostą realizację sumy kanałów lewego i prawego. Wzmocnienie wzmacniacza wynosi 2 V/V. Za wzmacniaczami znajduje się układ regulacji barwy dźwięku identyczny z układem umieszczonym w torze mikrofonowym.
Na wyjściu wszystkich torów znajdują się potencjometry regulacji poziomu P3, P6, P9. Z suwaków tych potencjometrów sygnał skierowany jest do odwracającego wzmacniacza sumy US4A. Zapewnia on dalsze niewielkie wzmocnienie sygnału ok. 2 V/V. Z wyjścia wzmacniacza sumy sygnał doprowadzony jest do wskaźnika wysterowania. Podłączenie wskaźnika przed potencjometrem sumy umożliwia kontrolę stopni wejściowych
i układów regulacji barwy dźwięku, nie dopuszczając do przesterowania.
Potencjometr Pil spełnia funkcję regulatora sumy, umożliwiając regulację amplitudy sygnału wyjściowego. Za potencjometrem umieszczono wtórnik wyjściowy US4B zapewniający niską impedancję wyjściową miksera, pozwalając na dołączenie go do dowolnego urządzenia odbiorczego np. magnetowidu, wzmacniacza itp.
Wzmacniacz słuchawkowy zbudowano w oparciu o popularny wzmacniacz operacyjny /Układ miksera zasilany jest stabilizowanym napięciem ą12 V. Pobór prądu bez wysterowania wynosi ok. 30 mA.
Montaż i uruchomienie
Mikser został zmontowany na jednej płytce drukowanej. Płytka została zaprojektowana w ten sposób, aby można było do niej przymocować wszystkie potencjometry. Kompletny mikser stanowi więc zwarty blok, ułatwiając montaż całości w obudowie. Potencjometry obrotowe przykręcono do płytki drukowanej od strony elementów. Połączenia wyprowadzeń potencjometrów z płytką drukowaną wykonano przy pomocy obciętych końcówek rezystorów.
Natomiast potencjometry suwakowe zostały przylu-towane do kwadratowych pól po stronie druku. Stosując potencjometry suwakowe z plastikowym wodzikiem i potencjometry obrotowe z ośką radełkowaną P-6 o długości ok. 35 mm uzyskuje się jednakową wysokość umieszczenia pokrętła i suwaka tak jak pokazano to na rysunku 4b. Niewielkie różnice wysokości można skorygować podginając nóżki potencjometrów suwakowych.
Gniazda wejść i wyjść liniowych umieszczono na tylnej ściance miksera, a sygnały doprowadzono do pól lutowniczych przewodem ekranowanym. Gniazdo mikrofonowe i słuchawkowe znajduje się na przedniej ściance. Obok wzmacniacza sumy zamontowano wskaźnik wysterowania opisany w PE 4/93, płytka 061. Do zasilania układu można zastosować zasilacz stabilizowany PE 1/93, płytka 035. Schemat połączeń pomiędzy modułami zamieszczono na rys. 4a.
22
Praktyczny Elektronik 2/1995
fÓ" MIKROFON
LINIA 1
LINIA 2
Rys. 2 Schemat płytki drukowanej
W zależności od impedancji zastosowanych słuchawek tranzystory końcowe wzmacniacza słuchawkowego Tl, T2 mogą się nieznacznie nagrzewać. W razie konieczności można przykręcić je do wspólnego radiatora wykonanego z blachy aluminiowej o grubości 1 mm, umieszczonego między tranzystorami. Oba tranzystory powinny być odizolowane elektrycznie od radiatora. Należy zwrócić uwagę, aby śruba skręcająca tranzystory nie powodowała zwarcia.
W przypadku z kłopotami przy zakupie potencjometrów suwakowych P3, P6, P9, P10-22 kL2-B można je zastąpić potencjometrami 47 kfl-B. Monofoniczne potencjometry obrotowe mogą być z powodzeniem zastąpione potencjometrami stereofonicznymi o takiej samej rezystancji.
Wykaz elementów
US1-US4 - TL 072 (TL 082)
US5 - ULY 7741 (fiA 741)
Tl - BD 135 (BD 137, 139)
T2 - BD 136 (BD 138, 140)
R36, R39 -47 L2/0,25 W
R35 - 100 L2/0,25 W
R2 -560 L2/0,125 W
R33 - 1 kL2/0,125 W
R7, R18, R29 -3,3 kL2/0,125 W
R4, R5, R15,
R16, R26, R27 -6,8 kL2/0,125 W
Rl, R6, R17,
R28, R37 - 10 kL2/0,125 W
Praktyczny Elektronik 2/1995
23
R12, R13, R23, R24
R9^-R11, R14,
R2CM-R22, R25,
R31, R34, R38, R40
R32
R3
R8, R19, R30
P12
P3, P6, P9, P10
Pil
Pl, P2, P4, P5, P7, P8
47 kfi/0,125 W
100 kfi/0,125 W
100 kfi/0,125 W
100 kfi/0,125 W
200 kfi/0,125 W
300 kfi/0,125 W
1 Mft/0,125 W
22 kft TVP 1232
22 kfi-B (47kfi-B)
SVP-453, SV-451
47 kfi-B PR-24, PR-24G,
PRP-162G, PR-246
100 kfi-A PR-24, PR-24G, PRP-162G, PR-246
Cl, C12, C21, C28 C6, C15, C24 C5, C14, C23 C2
C3, C4, C7-^C11, C13, C16-4-C20, C22, C25-I-27, C29 C32, C33 C30, C31
100 pF KCPf
3,3 nF/25 V/5% KSF-020-ZM 47 nF/250 V/5% MKSE-018-02 220 nF/100 V MKSE-018-02
Ś 10 /zF/16 V 04/U
22 /iF/16 V04/U
Ś47 /iF/16 V 04/U
płytka drukowana numer 189
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym.
Cena: 7,19 zł (71.900 zł) + koszty wysyłki.
Rys. 3 Rozmieszczenie elementów
24
Praktyczny Elektronik 2/1995
WE1 WE2 LINIOWE LINIOWE ??? ???
1 J WY WSK PŁYTKA WE NR 061 +12V i

PŁYTKA I
NR 189 +,2v +12V Ś"� , PŁYTKA ,

1 1 -'2V NR 035 1 -12V
~15V 3~15V
TT
WE MIKROFONU
TT
WY SŁUCHAWEK
b)
POZIOM
PŁYTA CZOŁOWA
C7 C9
\
PŁYTKA C4 C3 NR 189
WE1 WE2
LINIOWE LINIOWE
n n ? ?
WY PRZEWÓD GNIAZDO LINIOWE SIECIOWY BEZPIECZNIKA
WYSOKIE
NISKIE
WYSOKIE
NISKIE
WYSOKIE
NISKIE
POZIOM MAX
SŁUCH
SUMA MAX
PŁYTKA NR035
GNIAZDO MIKROFONOWE
GNIAZDO SŁUCHAWKOWE
Rys. 4 a) schemat połączenia miksera z zasilaczem i wskaźnikiem wysterowania, b) sposób montażu potencjometrów, c) wygląd płyty czołowej miksera
O mgr inż. Maciej Bartkowiak
Układ fonii satelitarnej
Układ fonii satelitarnej służy do wydzielenia z sygnału BB (Base Band) podnośnych Wege-ner-Panda, zdemodulowaniu i uzyskaniu na jego wyjściu sygnału małej częstotliwości, sterującego wzmacniacz mocy. Po podłączeniu do tunera satelitarnego, możemy zwolnić kanały w tunerze satelitarnym zaprogramowane dotychczas do odbioru programów radiowych. Bardzo dużo tunerów satelitarnych posiada ograniczoną do kilkudziesięciu pól programowych możliwość programowania stacji, a na dokładkę odbiera tylko fonię transmitowaną z satelity ASTRA. W sytuacji gdy programy polsko-języczne transmitowane są z satelity EU-TELSAT, układ pozwala na rozszerzenie możliwości naszego sprzętu, bez konieczności jego wymiany na nowy, przy nakładzie finansowym nie przekraczającym dwustupięcdziesięciu tysięcy złotych.
Układ elektroniczny składa się z następujących stopni: wtórnik emiterowy, wzmacniacz, filtr pasmowy, heterodyna z mieszaczem, dwóch detektorów podnośnych, wzmacniaczy separujących. Schemat blokowy układu fonii zamieszczono na rys. 1.
Na wejściu układu znajduje sie wtórnik emiterowy Tl. Jego zadaniem jest odseparowanie układu od tunera satelitarnego i uniknięcie wzajemnych zakłóceń. Wtórnik posiada wzmocnienie mniejsze od jedności, dlatego też za nim umieszczony jest wzmacniacz T2 eliminujący to zjawisko. Z jego wyjścia poprzez filtr pasmowy LI, C8, CIO, L3, C9, L2 sygnał podawany jest na wejście układu US1 (NE 612N), który spełnia funkcję mieszacza zrównoważonego i wewnętrznego oscyla-tora. Według danych katalogowych układ ten pracuje poprawnie jako mieszacz do 500 MHz, a generuje do 200 MHz. Generator może pracować w układzie Col-pittsa lub Hartleya z obwodami LC albo rezonatorem kwarcowym.

MIESZACZ
DEMODULATOR WZMACNIACZ SEPARUJĄCY

DEMODULATOR WZMACNIACZ SEPARUJĄCY

Rys. 1 Schemat blokowy układu fonii satelitarnej
W naszym przypadku heterodyna pracuje w układzie Colpittsa i jest przestrajana diodą pojemnościową D2 w zakresie 16,7 do 19 MHz. Obwód rezonansowy składa się z cewki L4 i kondensatora C19. Napięcie wa-rikapowe stabilizowane jest diodą Zenera Dl (BZP 683 C9V1), co wystarcza do przestro-jenia heterodyny w granicach 6-r-8,5 MHz.
Praktyczny Elektronik 2/1995
25
W wersji układu z programatorem i napięciem stabilizowanym układem scalonym UL 1550, zakres przestra-jania jest pełen. Przy zastosowaniu wartości elementów podanych na schemacie oscylator pracuje poprawnie i nie "stawia" prążków w odbieranym paśmie.
Rys. 2 Schemat blokowy układu NE 612N
Z wyjść układu scalonego USl sygnały po przemianie podawane są na wejścia wzmacniaczy, gdzie podlegają dodatkowemu wzmocnieniu, aby skompensować tłumienie wnoszone przez filtry ceramiczne Fl i F2 znajdujące się na wejściach demodulatorów podnośnych Wegener-Panda. Częstotliwości środkowe filtrów wynoszą 10,7 i 10,52 MHz. Odstęp pomiędzy częstotliwościami ma wartość 180 kHz, co dopowiada odstępom pomiędzy nośnymi fonii w telewizji satelitarnej.
Zwracam uwagę na konieczność zastosowania w układzie filtrów typu SFE 10,7 MJ i 10, 52 MJ, lub SFE 10,7 K i 10,52 K. Filtry krajowe typu FCM nie nadają się do tego celu (spowodowane to jest inną szerokością pasma podnośnych niż ma to miejsce w standardzie UKF FM przyp. red.). W przypadku stosowania innych filtrów nie stanowiących pary może okazać się, że układ nie będzie działał prawidłowo.
Demodulatory zrealizowane zostały na układach scalonych US3 i US4 (UL 1242 lub 120S), które są ogólnie dostępne i tanie. Z wyjść układów sygnały kierowane są po przejściu przez układ deemfazy (R20, C25 i R30, C33) do kluczy analogowych US5 (MCY 74066), które przełączają wzmacniacze separujące w tryb pracy stereo lub mono. Jako wzmacniacze separacyjne zastosowałem układ podwójnego wzmacniacza operacyjnego TL 072 (US6). Z jego wyjść sygnały lewego i prawego kanału poprzez kondensatory sprzęgające kierowane są do wyjścia układu i dalej do wzmacniacza mocy m.cz. W trybie pracy mono pracuje demodulator 10,7 MHz.
Na schemacie ideowym zamieszczono także schemat programatora, który może być podłączony w miejsce potencjometru Pl.
Montaż i uruchomienie
W pierwszej kolejności należy zamontować wszystkie zworki i rezystory. Wskazane by było przed montażem pomierzyć wartości rezystorów za pomocą miernika cyfrowego. Uniknie się w ten sposób przykrych niespodzianek. W następnej kolejności montuje się wszystkie kondensatory, filtry i potencjometry. Pod układy scalone zalecam podstawki. Unika się w ten sposób ewentualnych ich wylutowań i przegrzań druku. Po zamontowaniu elementów biernych oraz tranzystorów należy układ dokładnie sprawdzić pod kątem poprawności montażu, zwarć pomiędzy ścieżkami. Należy też sprawdzić czy kondensatory elektrolityczne są zamontowane zgodnie z biegunowością.
Gdy upewnimy się, że nic nam nie grozi wkładamy w podstawki układy scalone. Podłączamy układ do wyjścia BB (Base Band) tunera satelitarnego, a wyjście układu do wzmacniacza m.cz. Następnie włączamy napięcie zasilające. Z głośników powinien być słyszalny szum. Jeżeli układ jest zmontowany prawidłowo i bez pomyłek, pokręcając rdzeniem cewki L4 (oscylator) należy znaleźć jakąkolwiek podnośną (stację radiową, wykaz patrz PE 1/95 przyp. red.). Gdy to się już uda, w następnej kolejności stroimy demodulatory kręcąc rdzeniami filtrów L5 i L6 do uzyskania czystego i nieznie-kształconego dźwięku. Potencjometrami P2 i P3 ustawia się jednakową głośność dźwięku w obu kanałach.
Następnie ustawiamy tuner satelitarny na odbiór stacji np. Galavision (ASTRA 1C). Kręcąc rdzeniem filtru L4 powinniśmy uzyskać odbiór komunikatu technicznego na podnośnej 6,50 MHz. Następnie należy podłączyć napięcie warikapowe (suwak potencjometru Pl). Kręcąc potencjometrem Pl od zera do maksimum należy sprawdzić, czy odbierane są wszystkie podno-śne Wegener-Panda. Jeżeli nie to dokonujemy korekty rdzeniem cewki L4. Przy napięciu sterującym równym zero dioda BB 105G (Dl) posiada największą pojemność i powinny być wtedy odbierane podnośne poniżej 6,50 MHz. Jest to ciężko ustalić bez generatora, ponieważ na ASTRZE takowe nie występują. Podnośne 8,10 i 8,28 występują na satelitach z serii EUTELSAT (8,10 MHz Polskie Radio 3; 8,28 Polskie Radio 5).
Cewki LI, L2, L3, tworzą filtr pasmowy. LI i L2 mają indukcyjność 10 fiH, L2 2,61 fiH. Aby zestroić dobrze filtr należy wybrać najsłabszą fonię (SAT 1 7,74 i 7,92 MHz). Pokręcając rdzeniami filtrów uzyskać najsilniejszy sygnał. W prototypach tego układu stosowałem zamiast filtrów miniaturowe dławiki o zbliżonych wartościach. Jeżeli zestroiliście oscylator (heterodynę) demodulatory i filtr pasmowy, to proces uruchamiania można uznać zakończony. Jako potencjometr strojący Pl użyłem potencjometr typu "Helipot" (dziesięcioo-brotowy) o wartości 10 kfi.
26
Praktyczny Elektronik 2/1995
ó
6 o-\ 6 6 o-\
id---- rrYi i *~ t "^_1 i-
Rys. 3 Schemat ideowy układu foni satelitarnej
Praktyczny Elektronik 2/1995
27
fo* ARTKELE 192 C^
O OQ
Rys. 4 Schemat płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
Opis wyprowadzeń modułu:
1. Zasilanie +15 V lub wyższe. W przypadku wyższych
napięć zasilających stabilizator napięcia USl należy wyposażyć w radiator.
2. Wejście BB z tunera satelitarnego. Gdy tuner nie posiada takiego wyjścia należy zamontować w jego wnętrzu wtórnik emiterowy i wyprowadzić sygnał poprzez dodatkowe gniazdo Cinch.
3. Slizgacz potencjometru strojeniowego, lub wyjście 3
programatora.
4. Wyprowadzenie napięcia warikapowego (+), lub wyj-
ście 4 programatora.
5. Masa układu.
6. Przełącznik stereo-mono. Gdy odbieramy sygnał mo-
nofoniczny, to wyprowadzenie zewrzeć do masy.
7. Wyjście kanału lewego.
8. Wyjście kanału prawego.
Na miejscu filtru oscylatora L4 - 421 można zastosować filtry 425 lub 457. Należy wtedy zmienić wartość kondensatora C19 10 pF na większą i dobrać jego wartość. Kondensatory w obwodach demodulatorów powinny być styrofleksowe (KSF). Ceramiczne mają stosunkowo duży rozrzut parametrów i są niestabilne w funkcji czasu i napięcia.
Wykaz elementów
USl - LM 7812
US2 -NE 612N
US3, US4 - UL 1242 (TBA 120S)
US5 - MCY 74066 (CD 4066)
US6 - TL 072 (TL082)
T1-^T4 - BC 547
Dl - BZP 683 C9V1
(BZX 79 na napięcie 9,1 V)
28
Praktyczny Elektronik 2/1995
D2 - BB 105G C18, C20, C28 -1 nF KFP
R33 - 10 fi/0,25 W C21, C29 -4,7nF KFPf
R16, R26 - 22 Q/0,25 W C7, C15 -10 nF KFP
R7, R9, R14, R24 -120fi/0,125 W C13, C14, C22,
R3 -330fi/0,125W C23, C30, C31 -22 nF KFP
m - 560 fi/0,125 W C16, C25, C33 -47 nF KFP
R13, R15, R20, C24, C32 - 470 pF/25 V/5% KSF-020-ZM
R23, R25, R30 -680 fi/0,125 W C2, C4 - 100 nF/100 V mkse-018-02
R17, R27 -820 fi/0,125 W C27, C35, C36,
R2 -2,2 kQ/0,125W C38, C39 - 2,2 fif/25 V 04/U
R8 -2,7 kQ/0,125W C26, C34, C37 - 47 /iF/16 V 04/U
R5 -3,9 kfi/0,125 W Cl, C3 - 470 pF/25 V 04/U
R18, R28 -4,7 kfi/0,125 W LI, L2 -filtr 7x7 431- 10,8/iH
Rl -5,6 kfi/0,125 W (612 - 10 //H)
R4 -8,2 kfi/0,125 W L3 -filtr 7x7 512-2,61/iH
R19, R29 -10 kfi/0,125 W L4 -filtr 7x7 421- 1,85/iH
R12, R22 -20 kfi/0,125 W (425- 1,53 /iH, 457- 1,15/iH)
R34, R35 -36 kfi/0,125 W L5, L6 -filtr 7x7 451-0,61 /iH
Rll, R21 -43 kfi/0,125 W Fl -filtr ceramiczny SFE 10,52 MJ
RIO, R31, R32, (SFE 10,52 K)
R40, R41 -47 kfi/0,125 W F2 -filtr ceramiczny SFE 10,7 MJ
R36-=-R39, (SFE 10,7 K)
R42, R43 - 100 kfi/0,125 W płytka drukowana numer 192
Pl - 10 kfi (dziesięcioobrotowy)
P2, P3 - 10 kfi TVP 1232 Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
C12, C19 - 10 pF KCP pocztowym.
C9 - 15 pF KCP Cena: 3,13 zł (31 300 zł) + koszty wysyłki.
Cli -22 pF KCP
C8 - 33 PF KCPf CTV Service Warszawa
CIO - 330 pF KCPf O Andrzej Marek Siebuła
C5, C6, C17,
Imię
ul./os.
JULII
Kod pocztowy
Ulica (miejscowość, wieś)
mn
Poczta (miejscowość)
Nazwisko
] DDDDDDDn
Numer domu / posesji
D
Wszystkie dane personalne wpisać literami drukowanymi
Płytki Numer Ilość
UD szt. 1
OD
zoz S7t. I
i II S7t. 11
om
szt. szt.
t. DD
??? szt. ??
??? szt. DE
Czasopisma
Nrumer/rocznik
DD/DD DD/DD
DD/DD
DD/DD
DD/DD DD/DD
DD/DD DD/DD
Uwagi:......
szt szt szt szt szt szt
Ilość
DD DD DD DD DD DD DD .DD
Kserokopie
Nrumer/rocznik
Strona
DD/DD str. DD DD/DD str. DD DD/DD str. DD DD/DD str. DD DD/DD str. DD DD/DD str. DD DD/DD str. DD . DD
Praktyczny Elektronik 2/1995
29
Dokończenie tekstu ze strony 2.
W przypadku gdy fazy będą przeciwne (przesunięte o 180�) segment zostanie "zapalony" (rys. 3). Zatem na wyjściu segmentowym dekodera sterującego wyświetlaczem ciekłokrystalicznym występuje cały czas przebieg prostokątny, którego faza ulega zmianie przy zapalaniu segmentu.
Ś*
SEGMENT IN
VEE -I
"zapalony"
"zgaszony"
"ZAPALONY
1
Ś �L juuiruuuuuuir
NAPIĘCIE NA o WYŚWIETLACZU
R-ys. 3 Przebiegi sterujące pracą wyświetlacza ciekłokrystalicznego
Częstotliwość napięcia zmiennego doprowadzonego do wyświetlacza zawiera się w granicach 30-=-200 Hz, dolna częstotliwość wynika z bezwładności oka, a górna z czasu reakcji wskaźnika ciekłokrystalicznego. Napięcia sterujące wskaźnikiem zawierają się w przedziałach 3^38 V.
Wszystkie układy posiadają wejścia DF|[yj do których doprowadza się przebieg prostokątny sterujący wyświetlaczem. Układ 4055 wyposażono także w wyjście DFq(jj przebiegu po konwersji poziomów napięcia. Napięcie na tym wyjściu ma fazę taką samą jak na wejściu, a amplituda zawiera się w granicach od Vqq do V^L. Przykład połączenia układów 4055 z wyświetlaczem ciekłokrystalicznym przedstawiono na rys. 4.
BCD DF IN
BCD
BCO
WYŚWIETLACZ LCD
WYŚWIETLACZ LCD
WYŚWIETLACZ LCD
VD0=10V VSS=OV VEE = -5V F,N=30Hz
Rys. 4 Połączenie układów 4055 z wyświetlaczem ciekłokrystalicznym
Układ 4056 nie posiada wyjścia DFoUT' a'e za to zawiera zatrzask danych wejściowych, umożliwia-
jący zapamiętanie stanów wejść BCD. Jeżeli do wejścia STROB doprowadzona jest jedynka logiczna układ wyświetla cyfrę doprowadzoną do wejść BCD. Podanie stanu niskiego na wejście STROB powoduje zapamiętanie ostatniego stanu wejść BCD.
Pomimo tego, że układ 4056 nie posiada wyjścia DFq(jj, może on także sterować pracą wyświetlacza ciekłokrystalicznego. Nie można jednak w tym wypadku korzystać z przesuwania poziomów. Dlatego też zasilanie N/gg musi być połączone z V^g, a elektroda wspólna wyświetlacza zostaje podłączona do przebiegu doprowadzonego do wejścia DF||\j, co pokazano na rys. 5
STROB BCD DF IN
BCD
8CD
WYŚWIETLACZ LCD
WYŚWIETLACZ LCD
WYŚWIETLACZ
LUD LCD
VDD=15V VSS=VEE=OV F,N=30Hz
Rys. 5 Połączenie układów 4056 z wyświetlaczem ciekłokrystalicznym
Układ 4054 zawiera cztery niezależne, strobowane zatrzaski danych wejściowych, które za pośrednictwem układów przesuwania poziomu sterują pracą wyjść. Posiada on także wejście DFj|\j pozwalające zmieniać fazę przebiegu na wyjściach. W zasadzie układ 4054 jest przewidziany do współpracy z układami 4055 i 4056 jako układ sterujący wyświetlaniem przecinka dziesiętnego, znaku minus i plus, a także sygnału dla elektrody wspólnej. Przykład takiego połączenia pokazano na rys. 6.
WEJŚCIA ANALOGOWE ..
(ą5V) VDD
O 5V
STROB. DFlkl
4016
0V -5V
WYJŚCIA ANALOGOWE Vee (+5V) -5V
Rys. 7 Zastosowanie układu 4054 do sterowania kluczami analogowymi
30
Praktyczny Elektronik 2/1995
STROB 1 STROB 2 STROB 3 STROB 4 2 3 4
OOOO 000
xli
s s s s s
4054 4056
I.
2 BCD
3 BCD
4056
4 BCD
S S S S S
4056 4054
Cl
dp2
DFOUT
Rys. 6 Połączenie układów 4054 i 4056 z typowym wyświetlaczem ciekłokrystalicznym 3 i 1/2 cyfry
�)
WYŚWIETLACZ ZE WSPÓLNĄ ANODA
WYŚWIETLACZ ZE WSPÓLNA KATODA
+vDDO-
Q+v DD
|i6
vEE a
4054 b
4055 ,
4056
(2)f6 17 18
1 lub Or -VEE i
o
15V 10V 5V
vss 0V 0V
VEE 0V -5V -10V
+VDD 16
BC238B
Ó-vEE
vEE a
4054 4055 4056 b
DFIN VEEV ss9
+vDD-vEE
15V 10V 5V
0V 0V 0V
% 0V -5V -10V
BC307B
BC307B
Ó+VDD
Rys. 8 Przykład sterowania wyświetlaczami LED a) ze wspólną anodą, b) ze wspólną katodą
Układ 4054 może być wykorzystany także do sterowania kluczy analogowych 4066. Połączenie takie przedstawiono na rys. 7.
Sygnały sterujące o poziomach logicznych 5/0 V, podlegają konwersji na poziomy 5/-5 V, umożliwiając bezpośrednie sterowanie układu 4066 zasilanego ą5 V. Układ 4066 może być w tym przypadku wykorzystany do przełączania sygnałów analogowych ze składową stałą równą 0 V. Doprowadzenie do wejścia 0Fj|\j zera logicznego powoduje, że układ zachowuje się jak wzmacniacz z przesuwaniem poziomu, a jedynka logiczna na wejściu DF||\j zmienia funkcję układu na inwerter z przesuwaniem poziomu.
Układy 4055 i 4056 mogą zostać wykorzystane także do sterowania pracą wyświetlaczy LED, tak jak pokazano to na rysunku 8. W zależności od stanu logicznego doprowadzonego do wejścia DFim można sterować pracą wyświetlacza ze wspólną anodą (rys. 8a) lub katodą (rys. 8b). Warto zauważyć, że w obu przypadkach topologia aplikacji jest identyczna, zatem na tej samej płytce drukowanej można zamontować jeden lub drugi układ. Należy tylko zmienić sygnał doprowadzony do DFjjyj, typ przewodnictwa tranzystorów i kierunek zasilania wyświetlaczy. Dodatkową zaletą tego układu jest możliwość zasilania wyświetlaczy z plusa i minusa zasilacza powodując jego równomierne obciążenie. W obu przypadkach napięcie Vr;r; może być połączone z napięciem Vcc.
Ciąg dalszy w następnym numerze
Nowe ceny płytek dokończenie
066 Układ opóźnionego załączania kolumn
067 Dekoder kodu BCD z wyświetlaczem
068 Klucz elektronowy - klawiatura
069 Klucz elektronowy
070 Korektor graf. pamięć charakteryst.
071 Fonia do odbioru programu POLONIA
0,80 zł (8.000 zł)
1,10 zł (12.000 zł)
2,00 zł (20.000 zł)
3,80 zł (38.000 zł)
6,80 zł (68.000 zł)
0,90 zł (9.000 zł)
072 Pływające światła generator
073 Generator sygnałowy 65,5-^74 MHz
074 Sonda logiczna CMOS-TTL
075 Sonda logiczna CMOS-TTL z wyśw. cyfr.
076 Sonda - generator 1 kHz
0,80 zł (8.000 zł)
2,30 zł (23.000 zł)
1,40 zł (14.000 zł)
1,60 zł (16.000 zł)
1,40 zł (14.000 zł)
Praktyczny Elektronik 2/1995
31
077 Sonda - woltomierz
078 Fonia stereo do odbioru Astry
079 Automatyczny włącznik tunera TV-SAT
080 Elektroniczna konewka
081 Dyskotekowe urządzenie iluminofon.
082 Wzmacniacz odczytu do magnetofonu
083 Komarołapka
084 Tester tranzystorów
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
113 Stół mikserski wzmacniacz kanałowy
114 Prosty tester tranzystorów
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
3,40 zł (34.000 zł)
1,60 zł (16.000 zł)
0,80 zł (8.000 zł)
2,00 zł (20.000 zł)
5,80 zł (58.000 zł)
2,01 zł (20.100 zł)
0,86 zł (8.600 zł)
1,45 zł (14.500 zł)
2,39 zł (23.900 zł)
2,21 zł (22.100 zł)
0,80 zł (8.000 zł)
2,26 zł (22.600 zł)
2,41 zł (24.100 zł)
2,41 zł (24.100 zł)
2,01 zł (20.100 zł)
2,24 zł (22.400 zł)
1,53 zł (15.300 zł)
0,80 zł (8.000 zł)
1,32 zł (13.200 zł)
1,47 zł (14.700 zł)
0,80 zł (8.000 zł)
0,80 zł (8.800 zł)
2,43 zł (24.300 zł)
3,33 zł (33.300 zł)
1,18 zł (11.800 zł)
1,35 zł (13.500 zł)
0,80 zł (8.000 zł)
0,85 zł (8.500 zł)
0,80 zł (8.000 zł)
0,80 zł (8.000 zł)
5,27 zł (52.700 zł)
4,47 zł (44.700 zł)
1,28 zł (12.800 zł)
1,85 zł (18.500 zł)
3,71 zł (37.100 zł)
0,80 zł (8.000 zł)
1,97 zł (19.700 zł)
0,80 zł (8.000 zł)
1,55 zł (15.500 zł)
1,59 zł (15.900 zł)
0,80 zł (8.000 zł)
0,80 zł (8.000 zł)
0,80 zł (8.000 zł)
0,80 zł (8.000 zł)
4,49 zł (44.900 zł)
0,80 zł (8.000 zł)
0,80 zł (8.000 zł)
2,97 zł (29.700 zł)
1,45 zł (14.500 zł)
1,34 zł (13.400 zł)
0,80 zł (8.000 zł)
0,80 zł (8.000 zł)
1,50 zł (15.000 zł)
0,80 zł (8.000 zł)
1,47 zł (14.700 zł)
132 Generator znaczników 0,93 zł (9.300 zł)
133 "Przedłużacz" do pilota 0,80 zł (8.000 zł)
134 Stół mikserski - zasilacz 0,80 zł (8.000 zł)
135 Zdalne ster. - pilot 3,91 zł (31.900 zł)
136 Zdalne ster. - wzmacniacz wstępny 0,80 zł (8.000 zł)
137 Zdalne ster. - odbiornik 3,09 zł (30.900 zł)
138 Przedwzm. Hi-Fi - układy analogowe 3,88 zł (38.800 zł)
139 Zegar LM 8560 1,75 zł (17.500 zł)
140 Zdalne ster. - dekoder rozk. analog. 4,67 zł (46.700 zł)
141 Zdalne ster. - sterowanie potencj. 0,92 zł (9.200 zł)
142 Zewnętrzna stacja dysków do Amigi 1,50 zł (15.000 zł)
143 Licznik do magnetofonu 2,62 zł (26.200 zł)
144 Aktywna sonda do oscyloskopu 0,80 zł (8.000 zł)
145 Układ do przegr. taśm magnetowid. 1,72 zł (17.200 zł)
146 Przedwzm. Hi-Fi - mikroprocesor 4,48 zł (48.400 zł)
147 Przedwzm. Hi-Fi - wyświetlacz 1,69 zł (16.900 zł)
148 Ładowarka do akumulatorów 1,98 zł (19.800 zł)
149 Sampler do Amigi 1,15 zł (11.500 zł)
150 Oscyloskop - zasilacz 3,94 zł (39.400 zł)
151 Oscyloskop - generator i synchro. 3,94 zł (39.400 zł)
152 Oscyloskop - wzmacniacz X i Z 3,10 zł (31.000 zł)
153 Oscyloskop - wzmacniacz Y 3,94 zł (39.400 zł)
154 Oscyloskop - dzielnik wejściowy 0,80 zł (8.000 zł)
155 Dolby B/C - reduktor szumów 1,64 zł (16.400 zł)
156 Dolby B/C - układ przełączania 0,80 zł (8.000 zł)
157 Zdalne ster. - potencjometry elektr. 2,41 zł (24.100 zł)
158 Wzmacniacz 100 W 8,62 zł (86.200 zł)
159 Przetwornica do świetlówki 1,10 zł (11.000 zł)
160 Kompandor 2,78 zł (27.800 zł)
161 Głowica UKF OIRT/CCIR 1,22 zł (12.200 zł)
162 Układ Dolby HX PRO 2,33 zł (23.300 zł)
163 Fonia stereo do OTVC 2,13 zł (21.300 zł)
164 Obrotomierz cyfrowy - licznik 2,48 zł (24.800 zł)
165 Obrotomierz cyfrowy - mnożnnik 1,58 zł (15.800 zł)
166 Zdalne ster. - pot. analogowe 5,20 zł (52.000 zł)
167 Programator do głowicy UKF 4,25 zł (42.500 zł)
168 Stół mikserski - ukł. komutacji 3,21 zł (32.100 zł)
169 Stół mikserski - wsk. przesterowania 0,96 zł (9.600 zł)
170 Lampa sygnalizacyjna 3,18 zł (31.800 zł)
171 Symetryzator antenowy 1,89 zł (18.900 zł)
172 COVOXdoPC 1,36 zł (13.600 zł)
173 Szpieg 0,80 zł (8.000 zł)
174 Generator funkcyjny 1,44 zł (14.400 zł)
175 Korektor graficzny 3,50 zł (30.500 zł)
176 Analizator widma 9,38 zł (93.800 zł)
177 Układ kalibracji prądu podkładu 4,38 zł (43.800 zł)
178 Wzmacniacz antenowy 0,80 zł (8.000 zł)
179 Zasilacz wzm. antenowego 0,80 zł (8.000 zł)
180 Przedwzmacniacz antenowy 0,80 zł (8.000 zł)
181 Rozdzielacz sygnałów 1,26 zł (12.600 zł)
182 Przerywacz kierunkowskazów 0,80 zł (8.000 zł)
183 Słuchawki bezprzewodowe - nadajnik 1,43 zł (14.300 zł)
184 Słuchawki bezprzewodowe - odbiornik 1,72 zł (17.200 zł)
185 Wykrywacz przewodów 0,80 zł (8.000 zł)
186 Generator funkcyjny - płyta główna 6,40 zł (64.000 zł)
POTRÓJNE TRANSCEIVERY
DIGITAL 941 i DIGITAL 942
0
N
N Q
m o
CL
O
0 0
0 N
N
W jednym urządzeniu: transceiver o ciągłym pokryciu 20 kHz + 31,766 MHz, transceiver CB (6 czterdziestek), transceiver UKF 50 i 144 MHz.
Wszystkie rodzaje emisji, mikroprocesor, syntezer, cyfrowa skala i S-mtr, skaner, klucz elektronowy, współpraca z przemiennikami, pamięci pracy itd., itd.
Wymiary 8x20x24 cm.
Ceny od 395 do 570 USD (równowartość złotówkowa).
0
Informacje (gratis): V-Electronics, ul Sucharskiego 17, 65-001 Zielona Góra
266-755
MEGA-ART Elektroniczne Oferujemy w ciągłej sprzedaży:
- zestawy do samodzielnego montażu
- obwody drukowane
- obudowy uniwersalne
- transformatory sieciowe
- literatura
Zainteresowanym klientom wysyłamy bezpłatne katalogi (kop. A4 + zn. 5tys.)
MEGA-ART 67-100 Nowa Sól
ul. Wojska Polskiego 10/4 tel.[phone]
Sprzedam wobuloskop do 1250 MHz tel.57-16-20 Wrocław
Programy C64 -
dysk. Informacje
-2 znaczki. ELKO
ul. Sportowa 20 11 -200 Bartoszyce
* zestawy, oraz zmontowane płytki wykrywaczy metali,
* przystawki zmieniającej OTV w oscyloskop,
* generatory funkcji, częstościomierz do 2 GHz itp.
Informacje - znaczki na list polecony.
TRANSET. 58-550 KARPACZ
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 i 12. Pamiętaj, pomyśl o tym już dziś.
PRAKTYCZNY
ISSN 1232-2628
D
cena 2,40 zł (24000 zł)
I Ś
I Ś___
IIPIIII nr 2'96
Ś Ś r
ni
J Ś Ś Ś
i Ś
�! !Ś!
kj (===!._
!Ś!

S ail
Montaż podzespołów półprzewodnikowych mocy
Obudowy podzespołów półprzewodnikowych mocy projektowane są pod kątem zapewnienia właściwego oddawania ciepła. W czasie pracy struktura półprzewodnikowa tranzystora, tyrystora, czy diody nagrzewa się. Maksymalna temperatura pracy półprzewodników krzemowych wynosi 125-f-200�C. Dokładna wartość podawana jest w katalogach przez producentów i nie wolno jej przekraczać, gdyż prowadzi to trwałego uszkodzenia podzespołu. Odprowadzanie wydzielanego w
półprzewodniku ciepła powinno być na tyle intensywne, aby temperatura, jaką może osiągnąć półprzewodnik była niższa niż maksymalna. Temperatura pracy półprzewodnika ma wpływ na jego niezawodność. Przy wzroście temperatury niezawodność obniża się. Dlatego też tak istotne znaczenie ma prawidłowe odprowadzanie ciepła.
Dokończenie tekstu na str. 26
SOT-32 7,B 2,7
SOT-38
TO-220
4,6

CO
o
\ .



0,9 p
2.54
0,75 w 1,2
CN rO 7,8

- 0.8
j
[
5.7
0,9

2.54
2,7
0,75, 1.2
E C B
BCE
__ 1 0.4 _ . a
3.85
.6.6. c
) c| iO
o- . �.7_

2.7
5, 5
1.32.
D.64 2.72
TO-3
26.0
13.1 8,92
1.65^ -
O
o
fN
BCE
T0-21B (SOT-93) 15,2
1,3
2.1
2.5
0.78
R.ys. 1 Najczęściej spotykane typy obudów podzespołów półprzewodnikowych
DOBRZE
Rys. 2 Wyginanie końcówek przy pomocy płaskoszczypów
LUTY nr 2/96
SPIS TREŚCI
Montaż półprzewodnikowych podzespołów mocy.............................................2
Prostownik do ładowania akumulatorów...........................................................4
Siedmiokanałowa aparatura do zdalnego sterowania cz. 2................................6
Elektronika - inaczej (wprowadzenie).............................................................14
Wzmacniacz "Super - bass"............................................................................17
Jaskinia hazardu.............................................................................................19
Urządzenie pseudostereofoniczne...................................................................24
Kupon prenumeraty........................................................................................27
Karta zamówień.............................................................................................30
Wykaz płytek drukowanych...........................................................................31
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym w terminie do trzech tygodni. Nie przyjmujemy zamówień telefonicznych. Koszt wysyłki wynosi: 6,00 zł (60.000 zł) bez względu na kwotę pobrania. W sprzedaży wysyłkowej dostępne są archiwalne numery "Praktycznego Elektronika": 3/92; 1/94; 11/94; 1-3/95; 5-12/95,1/96,2/96. Cena jednego egzemplarza 2,40 zł (24.000 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 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.
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 cm" ogłoszenia ramkowego - 2,40 zł (24.000 zł) + 22% VAT (najmniejsze ogłoszenie 20 cm2)
- ogłoszenia drobne do 40 słów - 1,20 zł (12.000 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 pl. Pocztowy 15, 65-001 Zielona Góra
Praktyczny Elektronik 2/1996
Prostownik do ładowania akumulatora samochodowego
Przedstawiamy propozycję jeśli nie na ten sezon zimowy, to na pewno na przyszły. Jest nią prostownik do ładowania akumulatorów ołowiowych 12 V wyposażony w automatyczne wyłączanie po naładowaniu
Opis schematu i działanie
Zazwyczaj w środku zimy pojawiają się problemy z niezawodnym dotychczas akumulatorem. Korzystanie ze świateł mijania, przeciwmgielnych, dmuchawy i ogrzewania szyby tylnej powoduje że bilans energetyczny w pojeździe znacznie się pogarsza. Krótkie jazdy miejskie wymagające częstego używania rozrusznika prowadzą do stopniowego rozładowania akumulatora. Bardzo niekorzystne jest doprowadzenie do całkowitego rozładowania, ponieważ skraca ono znacznie czas pracy akumulatora i w konsekwencji naraża użytkownika na znaczne koszty w sytuacji przedwczesnej konieczności jego wymiany. Wskazane jest co jakiś czas, np. raz na dwa tygodnie doładować akumulator. Akumulator nieużywany także wymaga doładowania conaj-mniej raz na miesiąc.
Ładowanie akumulatora jest dosyć kłopotliwe, ponieważ wymaga nadzorowania w celu wyłączenia po naładowaniu. Określenie momentu naładowania też jest dosyć nieprecyzyjne i stwarza szczególną trudność osobom o małym w tej dziedzinie doświadczeniu. Obiektywnym kryterium stanu naładowania akumulatora ołowiowego jest gęstość elektrolitu, jakim jest wodny roztwór kwasu siarkowego. Jest to substancja żrąca i wskazane jest ograniczanie kontaktu z nią do minimum. Przyrządem służącym do określania gęstości jest tak zwany areometr. Jednostką gęstości jest g/cm2. W dobrze naładowanym akumulatorze elektrolit powinien posiadać gęstość 1,28. Akumulator rozładowany w 50% posiada elektrolit o gęstości 1,22. Jeśli gęstość elektro-
litu jest mniejsza od 1,16 to akumulator jest rozładowany i nie nadaje się do eksploatacji. Powinien być jak najszybciej naładowany. W przeciwnym przypadku grozi mu trwałe uszkodzenie w postaci tzw. zasiarczenia płyt.
Bardziej "elektronicznym" sposobem sprawdzenia stanu akumulatora jest pomiar napięcia na jego zaciskach. Pomiar ten powinien być wykonywany pod obciążeniem i do tego celu przewidziany jest specjalny rodzaj woltomierza połączonego równolegle z rezystorem, ze względu na formę nazywanego woltomierzem widełkowym. Jeśli nie dysponujemy takim woltomierzem jako rezystancję obciążenia można podłączyć żarówkę 12 V/45 W (od świateł drogowych). Przy akumulatorze znajdującym się w pojeździe wystarczy włączyć światła mijania. Dobrze naładowany akumulator powinien mieć napięcie 13,2 V. Dotyczy to temperatury 20�C - przy temperaturze ujemnej napięcie powinno być zbliżone do 12 V. Należy unikać rozładowywania akumulatora do napięcia poniżej 11 V.
W czasie ładowania prąd płynący przez akumulator nie powinien przekraczać 1/10 pojemności znamionowej. Dla akumulatora o pojemności 45 Ah będzie to prąd wynoszący 4,5 A. Zwykle prąd ładowania zmienia się w trakcie ładowania i jest największy na początku, a następnie stopniowo maleje. Napięcie naładowanego akumulatora pod koniec procesu ładowania osiąga 15,6 do 16,8 V. Uzyskanie takiego napięcia powinien umożliwiać prostownik. Wskaźnikiem wizualnym naładowania akumulatora jest gazowanie elektrolitu objawiające się intensywnym wydzielaniem bąbelków gazu - przypominającym gotowanie wody. Z tego względu ładowanie, lub doładowanie akumulatora należy przeprowadzać po uprzednim odkręceniu korków zamykających poszczególne cele. Po odłączeniu napięcia ładującego, napięcie na zaciskach akumulatora szybko spada do wartości rzędu 14,4 V (bez obciążenia).
10A
Rys. 1 Schemat ideowy prostownika
Proponowany do wykonania prostownik umożliwia pełne naładowanie akumulatora, a jego ważną zaletą jest automatyczne wyłączenie po naładowaniu. Jako wskaźnik stanu naładowania wykorzystuje się napięcie na zaciskach akumulatora. Schemat ideowy prostownika przedstawiono na rys. 1.
Do zasilania prostownika niezbędny jest transformator sieciowy z dzielonym uzwojeniem wtórnym o napięciu biegu jałowego 13 V (wartość skuteczna) umożliwiający uzyskanie prądu obciążenia 5 A. Moc transformatora powinna wynosić co najmniej 70 VA. Napięcie z transformatora jest zamieniane na napięcie pulsujące jednokierunkowe i podawane poprzez amperomierz (niekonieczny) na
Praktyczny Elektronik 2/1996
anodę tyrystora Ty2 przewidzianego właśnie jako element wyłączający ładowanie. Z katody tego tyrystora podawany jest prąd ładujący do akumulatora (+). Ujemny biegun akumulatora jest podłączony do środkowego wyprowadzenia transformatora ().
Do bramki tyrystora Ty2 podawane jest napięcie pulsujące za pośrednictwem rezystora Rl i diody D3. Napięcie to powoduje otwieranie tyrystora. Wyłączenie tyrystora następuje po obniżeniu wartości chwilowej napięcia między anodą i katodą do wartości zbliżonej do zera. Tutaj trzeba zauważyć, że napięcie między anodą i katodą tyrystora wynika z różnicy napięcia pulsującego i napięcia na zaciskach akumulatora. Tyrystor będzie przewodził tylko wtedy, kiedy wartość chwilowa napięcia anoda katoda będzie dodatnia. Tak więc w miarę ładowania akumulatora będzie malała średnia wartość prądu płynącego przez tyrystor, a więc i będzie malał prąd ładowania.
Równolegle do zacisków akumulatora jest podłączony dzielnik napięciowy składający się z rezystorów R5, R6 i rezystora nastawnego Pl. Napięcie z suwaka rezystora nastawnego Pl podawane jest za pośrednictwem diody zenera D4 do bramki tyrystora Tyl. Tyrystor Tyl służy do wyłączania tyrystora Ty2. Dioda zenera D4 daje napięcie odniesienia porównywane z napięciem na zaciskach akumulatora obniżonym przez dzielnik napięciowy. Dioda ta przewodzi jeśli napięcie na wyjściu dzielnika przekroczy napięcie zenera diody. Przy dalszym wzroście tego napięcia popłynie prąd bramki tyrystora i zostanie włączony tyrystor Tyl. Tyrystor ten także zasilany jest napięciem pulsującym i wyłącza się przy spadku napięcia anoda - katoda do zera, by ponownie włączyć się po jego wzroście.
Otwarcie Tyl powoduje przepływ prądu przez rezystory Rl, R2 i obniżenie do połowy maksymalnej war-
tości napięcia podawanego przez diodę D3 do bramki tyrystora Ty2. Włączenie tyrystora T2 będzie wtedy niemożliwe i nastąpi odłączenie prądu ładującego od akumulatora. Rozpocznie się rozładowanie akumulatora prądem rzędu 20 mA pobieranym przez obwód bramki tyrystora Tyl. Po pewnym czasie nastąpi spadek napięcia na akumulatorze i wyłączy się tyrystor Tyl. Rozpocznie się wtedy doładowanie akumulatora niewielkim prądem, które cyklicznie będzie przerywane i rozpoczynane utrzymując stan naładowania akumulatora.
Montaż i uruchomienie
Widok płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów pokazano na rys. 2.
Ze względu na duże prądy płynące w poszczególnych elementach i niebezpieczeństwo spalenia elementu w sytuacji awaryjnej wszystkie rezystory powinny być zamontowane na wysokości 3-^-5 mm nad powierzchnią płytki drukowanej. Rezystory Rl i R2 należy zamontować "piętrowo" -jeden nad drugim. Wyprowadzenia rezystorów należy odpowiednio uformować, aby zapewniały pewny dystans elementów od płytki. Diody D3, D4 i tyrystor Tyl powinny być zamontowane także na wysokości 4-^5 mm nad powierzchnią płytki.
Diody Dl, D2 i tyrystor Ty2 powinny być zamontowane na oddzielnych radiatorach lub na jednym ra-diatorze z koniecznością odizolowania za pomocą przekładek mikowych i tulejek plastikowych. Można w tym celu zastąpić ściankę tylną typowej obudowy z tworzywa sztucznego ścianką wykonaną z blachy aluminiowej o grubości 2 mm. Dla skrócenia połączeń zamontowaną płytkę drukowaną można przymocować za pomocą kątowników do radiatora (ścianki tylnej).
Rys. 2 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Transformator sieciowy solidnie przymocować do spodu obudowy. Wyłącznik sieciowy, dioda luminescencyjna sygnalizacji włączenia D5, amperomierz powinny być zamocowane do płyty przedniej. Połączenia obwodów znajdujących się pod napięciem sieci 220 V należy wykonać przewodem w podwójnej izolacji i zaizolować wszystkie punkty połączeń. Obwody niskiego napięcia poprowadzić przewodem o przekroju co najmniej 1 mm2. Dotyczy to doprowadzenia napięcia z transformatora do płytki, połączeń diod Dl, D2 i tyrystora Ty2 z płytką, oraz podłączenia amperomierza.
Amperomierz, najlepiej magnetoelek-tryczny z bocznikiem, o prądzie znamionowym 10 A można kupić w sklepie z materiałami elektrotechnicznymi, lub wykonać we własnym zakresie korzystając ze wskazówek podanych w PE nr 8/95. Stosowanie amperomierza nie jest konieczne
Praktyczny Elektronik 2/1996
i można połączyć zworą punkty przewidziane do jego zamontowania. Przewody umożliwiające podłączenie ładowanego akumulatora należy wyprowadzić na zewnątrz obudowy i zakończyć specjalnymi zaciskami kro-kodylkowymi przewidzianymi do podłączania do akumulatora. Przewody te powinny mieć długość 1,5-^2 m i minimalny przekrój 1,5 mm2. W wyraźny sposób należy oznaczyć bieguny dodatni i ujemny, aby uniknąć pomyłki przy podłączaniu do akumulatora.
Po zamontowaniu wszystkich elementów należy sprawdzić poprawność montażu i można przystąpić do uruchamiania. Wstępnie uruchomić układ bez akumulatora sprawdzając napięcie wyjściowe na zaciskach do podłączenia akumulatora. Tyrystor Tyl powinien być cały czas zamknięty. Wyłączyć zasilanie sieciowe i podłączyć akumulator, zwracając szczególną uwagę na podłączenie przewodu bieguna dodatniego do "+" i przewodu bieguna ujemnego do " " akumulatora. Potencjometr Pl ustawić w środkowe położenie i włączyć zasilanie sieciowe. Napięcie na wyjściu prostownika będzie określone teraz napięciem akumulatora. Pierwszy proces ładowania należy kontrolować w celu określenia napięcia wyłączenia prostownika. Napięcie to powinno zawierać się w przedziale 15-rl6 V i należy ustalić je po naładowaniu akumulatora potencjometrem nastawnym Pl. W tym celu korzystne jest włączenie amperomierza (np. miernika uniwersalnego). Wyłączenie tyrystora zaobserwuje się w postaci zmniejszenia prądu ładowania. W razie konieczności można dobrać wartości rezystorów R5, R6 aby uzyskać odpowiedni zakres regulacji napię-
cia wyłączania. Suma tych rezystorów nie powinna być mniejsza od 400 Cl.
Wykaz elementów:
Tyl - BTP 128-400 (KU 105)
Ty2 - BT 151-650 (KU 202A)
Dl, D2 - BYP 671-350R
D3 - BYP 401-400
D4 - BZP 650C8V2
D5 - CQP 441
Rl, R2 - 27 n/b W
R5 - 220 ft/0,5 W
R6 - 270 fi/0,5 W
R4 -lkfl/0,125W
Cl - 100 /jF/25 V 04/U
W - wskaźnik 10 A
TRI - transformator sieciowy 70 W/2x 13 V
WŁ1 - segment sieciowy Isostat
Bl - wkł. topikowa zwłoczna
WTAT-250 V/l A Płytka drukowana nrumer 253
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 1,35 zł (13.500 zł) + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
OR. K.
Siedmiokanałowa aparatura do zdalnego sterowania cz. 2
Po wyzerowaniu licznika do wejścia tajmera T2 zostaje doprowadzone napięcie 2,5 V z dzielnika R6, R7. Od tego momentu kondensator C19 zaczyna ładować się. Wyjście tajmera jest w dalszym ciągu w stanie wysokim. Po naładowaniu się kondensatora stan wyjścia zmienia się na niski i kondensator zaczyna się rozładowywać. Rozładowanie kondensatora kończy cykl generacji impulsu synchronizacji. Licznik zmienia swój stan na 0001 i cała sekwencja powtarza się.
Z powyższej analizy wynika, że okres generacji paczki impulsów jest stały i wynosi ok. 20 ms, a szerokość kolejnych impulsów zależy od napięć doprowadzonych do wejść WE1-T-WE7 szyfratora.
Impulsy z wyjścia tajmera US2 (nóżka 3) sterują modulatorem w nadajniku. Filtry dolnoprzepustowe R8, Cli, ..., R14, C17 mają na celu wyeliminowanie składowej w.cz. przenikającej do manipulatorów z nadajnika. Prąd pobierany przez szyfrator jest niewielki i nie przekracza 10 mA,
Nadajnik pracuje na częstotliwości ok. 35 MHz. Pasmo 35 MHz zarezerwowane jest dla urządzeń zdalnego sterowania. Urządzenia pracujące na tym paśmie można używać tylko w terenie niezabudowanym, ze względu na możliwość zakłócania odbiorników telewizyjnych, w
których częstotliwość pośrednia wizji wynosi 38 MHz. Stosowane kiedyś pasmo 27 MHz jest zdominowane przez silne nadajniki CB i nie nadaje się do zdalnego sterowania modelami.
Kwarcowy generator częstotliwości wzorcowej zbudowany został na tranzystorze Tl. Obwód rezonansowy dostrojony do częstotliwości rezonatora kwarcowego tworzy cewka LI (uzwojenie umieszczone w kolektorze Tl) z szeregowo połączonymi kondensatorami C3 i C4. Kondensatory te tworzą dzielnik pojemnościowy, którego zadaniem jest dopasowanie impedancji wyjściowej generatora do impedancji wejściowej wzmacniacza mocy w.cz. zbudowanego na tranzystorze T2. Prąd tranzystora Tl został ustalony na ok. 20 mA, tak aby zapewnić wystarczającą moc do wysterowania stopnia wzmacniacza w.cz.
W obciążeniu tranzystora T2 znajduje się dławik L3. Rezystory R26 i R27 zapewniają niewielkie ujemne sprzężenie zwrotne poprawiające stabilność stopnia końcowego. Tranzystor T3 umożliwia kluczowanie stopnia wzmacniacza w.cz. zamykając przepływ prądu w obwodzie kolektora T2. Kondensator C29 blokuje składową zmienną sygnału w.cz.
Praktyczny Elektronik 2/1996
+9.6V+
L1 7x7
)ANT
10kl
Rys. 1 Schemat ideowy nadajnika
Na wyjściu T2 umieszczono filtr typu II (C8, L4, C9) eliminujący wyższe harmoniczne. Zadaniem filtru jest także dopasowanie impedancji wyjściowej
wzmacniacza w.cz. do impedancji anteny. Cewka L5 pełni rolę dopasowania anteny (tzw. wydłużenie anteny).
Montaż i uruchomienie szyfratora i nadajnika
Szyfrator i nadajnik umieszczono na wspólnej płytce drukowanej. Płytkę zaprojektowano, aby możliwe było oddzielenie szyfratora i nadajnika. Pozwala to na wykorzystanie samego szyfratora np. przy modernizacji starej aparatury zdalnego sterowania. W takim przypadku część nadajnika odcina się wzdłuż podwójnej linii przerywanej. Na płytce drukowanej znajdują się zwory oznaczone jako Zl (modulacja) i Z2 (zasilanie nadajnika), które montuje się podczas uruchamiania nadajnika. Tranzystor T2 powinien zostać zamontowany jak najbliżej płytki drukowanej, tak aby jego nóżki były jak najkrótsze.
Rys. 2 Płytka drukowana szyfratora i nadajnika, rozmieszczenie elementów
Praktyczny Elektronik 2/1996
Jako cewkę LI zastosowano fabryczną cewkę 7x7 506 z której wymontowano kondensator. Cewkę LI można też nawinąć samemu wykorzystując karkas i rdzeń cewki 7x7 z serii 500. Uzwojenie pierwotne (kolektorowe) nawija się drutem DNE (^0,1 mm - 8 zwojów, a uzwojenie wtórne 2 zwoje drutem DNE Q,l mm. Należy zwrócić uwagę, aby początki uzwojeń były podłączone do nóżek leżących po przekątnej cewki (tak aby przypadały na nóżki oznaczone kropką na opisie płytki drukowanej.
Cewkę L4 nawija się jako powietrzną drutem DNE 0,3-r-0,4 mm na trzpieniu o średnicy 4 mm. Należy nawinąć 8 zwojów jeden obok drugiego.
Cewkę L5 nawija się na rdzeniu walcowym gwintowanym o długości 8-t-IO mm wyjętym z cewki 12x12 serii 400. Na rdzeniu nawija się 10 zwojów drutem DNE (/>0,3-h0,4 mm, tak aby poszczególne zwoje leżały w rowkach gwintu. Rdzeń powinien mieć możliwość wykręcania z cewki.
W pierwszej kolejności uruchamia się szyfrator. Do wejść WE1-^WE7 należy podłączyć wyjścia manipulatorów, lub potencjometry montażowe. Do zasilania manipulatorów stosuje się napięcie +5 V pobierane z płytki (wyjścia +5 V i " masa" poniżej rzędu wejść WE1-T-WE7). Jeżeli w aparaturze nie planuje się wykorzystania wszystkich kanałów wolne wejścia koniecznie należy połączyć z dzielnikiem R6, R7 (punkt Q na płytce drukowanej).
Do wyjścia US2 (nóżka 3) podłącza się oscyloskop. Dla ułatwienia synchronizacji oscyloskop można wyzwalać zewnętrznym przebiegiem pobieranym z wyjścia US3 (nóżka 3). Do wyzwalania wykorzystuje się zbocze dodatnie tego przebiegu. Po włączeniu zasilania na ekranie oscyloskopu powinny być widoczne paczki dodatnich impulsów, po osiem impulsów w każdej paczce. Przy pomocy manipulatora, lub potencjometru na wejściu WE1 ustawia się napięcie 2,5 V, a następnie potencjometrem montażowym Pl reguluje się szerokość pierwszego impulsu na 1,5 ms. Na oscylogramach napięć w szyfratorze (rys. 4 PE1/96) czas trwania pierwszego impulsu oznaczony jest jako Tl. Następnie zmieniając napięcie wejściowe na 3,0 V sprawdza się czy szerokość impulsu wzrosła do 2,0ą0,l ms. Dla napięcia wejściowego 2,0 V szerokość impulsu powinna natomiast wynosić l,0ą0,l ms. Nie zmieniając ustawienia potencjometru Pl należy sprawdzić regulację szerokości impulsu w pozostałych kanałach. Po wykonaniu tych czynności szyfrator można uznać za uruchomiony.
Przed przystąpieniem do uruchomienia nadajnika montuje się zworę zasilania Z2, oraz zwiera ze sobą kolektor i emiter tranzystora T3. Wstępne uruchomienie przeprowadza się bez anteny, obciążając wzmacniacz w.cz. rezystorem 51 fi/0,5 W dołączonym równolegle do kondensatora C9. Rezystor 51 Q montuje się od strony druku. Wyprowadzenia rezystora powinny być jak najkrótsze. Bezpośrednio do końcówek rezystora podłącza się sondę 1:10 oscyloskopu. Ważne jest aby masa sondy była połączona z masą układu w punkcie połączenia rezystora 51 L2 z masą. Po włączeniu zasi-
lania regulując cewką LI ustawia się największą amplitudę przebiegu na wyjściu. W czasie regulacji amplituda przebiegu 35 MHz będzie powoli wzrastała, aż nagle generator zerwie drgania. Jest to zjawisko normalne i świadczy o właściwym zakresie przestrajania cewki LI. Ustwienie cewki dobiera się w taki sposób, aby amplituda przebiegu wyjściowego była o 5% mniejsza od maksymalnej możliwej do uzyskania amplitudy. Takie ustawienie zapewnia stabilną pracę generatora z możliwie dużą amplitudą. Jeżeli generator nie wzbudza się należy w pierwszej kolejności sprawdzić kierunek nawinięcia uzwojeń cewki LI. Można też spróbować zmienić pojemność kondensatora C3 na 75 pF, lub 56 pF.
Następnie ściskając i rozciągając cewkę L4 należy doprowadzić do sytuacji kiedy amplituda przebiegu osiągnie maksimum. Obwody można uznać za zestrojone jeżeli amplituda przebiegu wyjściowego wynosi 13-^16 Vpp. W przypadku gdy nie uda się uzyskać tak dużej amplitudy można próbować poprawić dopasowanie wejścia tranzystora T2 dobierając wartość kondensatora C4. Można też przeprowadzić próby zmiany wartości kondensatorów C8 i C9. Dobierając wartości kondensatorów C8 i C9 należy zwrócić uwagę, aby amplituda przebiegu na kondensatorze C8 i rezystorze 51 O była w przybliżeniu jednakowa. Aby pomiary były prawidłowe pasmo przenoszenia oscyloskopu powinno wynosić co najmniej 35 MHz. Zamiast oscyloskopu można też posłużyć się diodową sondą w.cz. (bez podwajania napięcia) i woltomierzem napięcia stałego. W sondzie stosuje się diodę germanową. Wielkość napięcia na wyjściu sondy powinna wynosić ok. 6,5-7-8 V.
W trakcie regulacji wskazane jest kontrolowanie prądu pobieranego przez cały układ. Jeżeli generator nie pracuje prąd pobierany ma wartość ok. 45 mA, natomiast przy prawidłowej pracy generatora i stopnia w.cz. wartość prądu wzrasta do ok. 130-7-150 mA.
-13-M6Vpp
*13-M6Vpp
Rys. 3 Przebiegi na wyjściu wzmacniacza w.cz. bez modulacji i z modulacją
Teraz można włączyć modulację przebiegu w.cz. Połączenie emitera z kolektorem w tranzystorze T3 usuwa się, oraz wlutowuje się zworę Zl. Oscylogram przebiegów wyjściowych zamieszczono na rysunku 3. Zmiana napięcia na wejściach WE1-7-WE7 powinna powodować zmianę szerokości odpowiedniego impulsu na wyjściu w.cz.
Kolejną czynnością jest dopasowanie anteny. Długość anteny powinna wynosić 1/4 długości fali. Dla
Praktyczny Elektronik 2/1996
częstotliwości nadawania 35 MHz wynosi ona 2,14 m. Stosowanie anteny 2 m jest jednak kłopotliwe. Dlatego też w praktyce stosuje się anteny krótsze ok. 1,0-^1,5 m. Taka antena wymaga tzw. wydłużenia poprzez zastosowanie indukcyjności połączonej szeregowo z anteną. Po dołączeniu anteny do wyjścia nadajnika i włączeniu zasilania regulując cewką L5 doprowadzamy do sytuacji, kiedy napięcie w.cz. na kondensatorze C9 osiągnie amplitudę taką, jak uzyskano wcześniej na rezystorze 51 fl. Zbliżanie ręki do anteny powinno powodować znaczną zmianę amplitudy przebiegu na wyjściu. Zmiana ta jest największa przy zbliżeniu ręki do końca anteny.
0
ANTENA
AAP155
12X12 K-6. K-14 LUB 8 ZWOJÓW NA RDZENIU CEWKI 12x12 SERII K
Rys. 4 Schemat detektora szczytowego
Dokładne dopasowanie anteny wymaga wykonania wykorzystania prostego detektora szczytowego z anteną odbiorczą rys. 4. Detektor z anteną odbiorczą umieszcza się w odległości ok. 10 m od nadajnika. Obie an-
teny nadawcza i odbiorcza powinny być ustawione pionowo. Regulując cewką 15 staramy się uzyskać największą amplitudę odbieranego sygnału wskazywaną przez woltomierz. Podczas strojenia należy dostroić cewkę detektora w taki sposób, aby uzyskać maksimum wskazań woltomierza. Do wykonania tych czynności potrzebne są dwie osoby.
Po opisie nadajnika logicznym okazuje się opis odbiornika. Zostanie on jednak przedstawiony w następnym numerze PE, gdyż w konstrukcji odbiornika postanowiliśmy wprowadzić pewne zmiany, zapewniające większą czułość. Przystąpimy teraz do opisu dwóch układów sterujących pracą urządzeń wykonawczych. Pierwszym z nich będzie układ typu włącz/wyłącz, a drugim regulator prędkości obrotowej silnika elektrycznego.
Opis układów
Na rysunku 5 zamieszczono schemat układu włącz/wyłącz. Układ składa się z dwóch identycznych bloków umożliwiających sterowanie dwoma urządzeniami na dwóch niezależnych kanałach. Do wejścia WE1 doprowadzono impuls o zmiennej szerokości 1,0^2,0 ms i polaryzacji dodatniej. Impuls ten pochodzi z układu deszyfratora. Szerokość impulsu zadawana jest odpowiednim przełącznikiem w nadajniku. Mając na uwadze możliwość zastosowania urządzenia w innym typie aparatury zdalnego sterowania, w której wytwarzane są ujemne impulsy sterujące w układzie przewidziano także drugie wejście WE1*. Na wejściu tym umieszczono inwerter tranzystorowy Tl. Podczas pracy z dodatnimi impulsami nie montuje się elementów oznaczonych gwiazdką.
R8* 47k
WE2
Jlo-
R9
160k
S7.
R10
D2 US1 - CD4538 1N4148 US2 - CD4013
-O+3+15V
WY1
WY2
Rys. 5 Schemat ideowy układu sterującego typu włącz/wyłącz
Impuls sterujący o zmiennej szerokości doprowadzony zostaje do układu mono-wibratora US1A. Narastające zbocze impulsu wyzwala monowibrator, który generuje na wyjściu Q (nóżka 9 US1A) ujemny impuls o czasie trwania ok. 1,6 ms. Czas ten zadany jest wartością elementów R3 i Cl. Dodatnie zbocze tego impulsu powoduje przepisanie stanu wejścia D przerzutnika US2A na jego wyjście. Jeżeli impuls wejściowy, który doprowadzany jest także do wejścia D przerzutnika US2A, był krótszy niż 1,6 ms, to na wyjście Q przerzutnika US2A zostanie przepisany stan zera logicznego (rys. 6). Natomiast w przypadku impulsu
Praktyczny Elektronik 2/1996
WE1 WY 5 NÓŻKA 9 US1A WY 0 NÓŻKA 13 = 1,4rr
T=1,6t T=l,6ms 5
ns : i = 1,4m T $




Rys. 6 Harmonogramy czasowe pracy układu włącz/wyłącz
wejściowego o czasie trwania większym niż 1,6 ms na wyjście Q przerzutnika US2A zostanie przepisana jedynka logiczna.
Pojawienie się na wyjściu Q przerzutnika US2A jedynki logicznej powoduje włączenie, za pośrednictwem diody Dl, w obwód RC monowibratora dodatkowego rezystora R4. Efektem tego jest zmiana szerokości generowanego impulsu na 1,4 ms. Tak więc w przypadku impulsu wejściowego o szerokości większej niż 1,4 ms na wyjściu Q przerzutnika US2A będzie wpisywany stan jedynki logicznej. Dopiero doprowadzenie impulsu węższego niż 1,4 ms spowoduje zmianę stanu wyjścia Q przerzutnika na niski. W ten sposób uzyskano histerezę wynoszącą ok. 0,2 ms. Histereza pozwala uniknąć oscylacji na wyjściu przerzutnika dla impulsów o szerokości w pobliżu zmiany stanów wyjścia Q przerzutnika US2A.
Należy podkreślić, że działanie urządzenia nie zależy od częstotliwości powtarzania impulsów wejściowych. Przy zaniku łączności z modelem, objawiającego się brakiem impulsów na wejściu WE1, w przerzutniku US2A pozostaje zapamiętana wartość ostatniego wykonanego rozkazu.
Na wyjściu układu zastosowano wzmacniacz prądowy z wyjściem typu otwarty kolektor (tranzystor T3). Do wyjścia można bezpośrednio dołączać urządzenia pobierające prąd nie większy niż 800 mA. Dla urządzeń o większym prądzie konieczne jest zastosowanie dodatkowego przekaźnika. Tranzystor T3 może być włączany impulsami o szerokości większej niż 1,6 ms, gdy rezystor R5 jest połączony z wyjściem Q przerzutnika (punkt A). Możliwa jest także sytuacja odwrotna tzn. wyłączenie tranzystora impulsami o szerokości większej niż 1,6 ms gdy rezystor R5 zostanie podłączony do wyjścia Q przerzutnika (punkt B).
-TLWEO-
VWE(
US1, US2 - CD4538 D1-D6 - 1N4148
-O+3-s-15V
1
]R15 22k
Ji
T3 BC547B
T5 BUZ11A
-O+3+18V
T4 BUZ11A
C12 lOOn X
Rys. 7 Schemat ideowy regulatora prędkości obrotowej silnika elektrycznego
Praktyczny Elektronik 2/1996
11
Dzięki histerezie układ może zostać zastosowany także do pracy z manipulatorem, jako urządzenie działające progowo w jednym kanale z innym urządzeniem sterowanym proporcjonalnie np. do dławienia silnika, lub włączania pełnej mocy silnika, przy przekroczeniu określonej wartości napięcia z wyjścia manipulatora. Próg zadziałania układu określany jest wartością rezystora R3. Szerokość impulsu T przy której zmienia się stan wyjścia przerzutnika US2A z niskiego na wysoki, oraz szerokość pętli histerezy AT można określić poniższymi wzorami:
AT [ms] =
R32 [kfi]
100 � (R3 + R4) [kfi]
Schemat regulatora prędkości obrotowej silnika elektrycznego przedstawiono na rysunku 7. Układ umożliwia trzy rodzaje pracy silnika w zależności od szerokości impulsów sterujących:
hamowanie silnikiem (silnik zwarty) bieg jałowy silnika (silnik rozwarty) płynna regulacja prędkości obrotowej
T < 1,1 ms
1,1 ms < T < 1,3 ms
1,3 ms < T.
W układzie zastosowano tranzystory mocy MO-SFET o prądzie maksymalnym Iq = 27 A i napięciu Upg = 50 V. Umożliwia to sterowanie silników dużej mocy. Należy zwrócić uwagę, że silnik elektryczny w momencie rozruchu pobiera znacznie większy prąd niż podczas pracy. Dlatego też należy przyjąć, że układ pozwala na sterowanie silników pobierających prąd ok. 15 A. Zasadniczą zaletą tranzystorów MOSFET jest bardzo mała rezystancja włączenia R[)Son < 0,055f2. Zastosowane tranzystory MOSFET są zatkane jeżeli napięcie Ucg jest równe zero, a otwarte jeżeli napięcie
uGS > io v.
W przyjętym rozwiązaniu stopni sterujących silnikiem niezbędne okazało się doprowadzenie do bramek tranzystorów napięcia wyższego niż napięcie zasilające silnik. Do wytwarzanie tego napięcia zastosowano kondensatorową przetwornicę DC/DC podwajającą napięcie. W skład przetwornicy wchodzi generator US3 pracujący z częstotliwością ok. 20 kHz i podwajacz napięcia C9, D5, D6.
Układ sterowania prędkością obrotową silnika, przewidziano do współpracy z deszyfratorami dostarczającymi dodatnie lub ujemne impulsy sterujące. Dodatnie impulsy doprowadza się do wejścia WE. W tym przypadku nie montuje się elementów oznaczonych gwiazdką. Ujemne impulsy sterujące doprowadza się do wejścia WE*.
Impulsy wejściowe doprowadzane są do wejścia +T monowibratora US2A pracującego w układzie hamowania silnika. Układ ten generuje ujemny impuls o czasie
trwania 1,1 ms (nóżka 9 US2A). Stan niski na wyjściu Q monowibratora US2A za pośrednictwem diody zwiera z masą wejście T monowibratora US2B. W przypadku gdy impuls sterujący jest krótszy niż 1,1 ms monowibrator US2B nie zostanie wyzwolony. Na jego wyjściu Q (nóżka 6 US2B) będzie panował przez cały czas stan niski. W konsekwencji tego tranzystor T3 pozostanie zatkany, a tranzystor T5 otwarty. Powoduje to zwarcie ze sobą obu końcówek silnika i elektryczne hamowanie.
KKt.Imi
1,1msWE
WYQ US2A
WE -T US2B
WYO US2B
;um;
hamowanie
Rys. 8 Harmonogramy czasowe pracy układu hamowania silnika
Jeżeli czas trwania impulsów sterujących jest dłuższy niż 1,1 ms monowibrator US2B zostanie wyzwolony opadającym zboczem impulsu. Czas trwania impulsu wynosi ok. 35 ms i jest dłuższy niż czas powtarzania impulsów sterujących. Zatem wyjście monowibratora US2B pozostanie przez cały czas w stanie wysokim, gdyż monowibrator posiada możliwość ponawianego wyzwalania tzn. impuls wyjściowy jest przedłużany jeżeli w czasie jego trwania monowibrator zostanie ponownie wyzwolony (rys. 8). Sytuacja taka sprawia, że tranzystor T5 zostaje zatkany.
W przypadku zaniku łączności z modelem do wejścia układu nie będą doprowadzane żadne impulsy. Spowoduje to automatyczne włączenie hamowania silnika i uniemożliwi "ucieczkę" modelu.
Otwarcie tranzystora T5 następuje w sytuacji, gdy napięcie na jego bramce jest wysokie. W takiej sytuacji za pośrednictwem rezystora Rll i diody D4 zostaje wy-sterowany tranzystor T2 zwierający bramkę tranzystora T4 z masą, powodując jego wyłączenie.
Impulsy wejściowe o szerokości 1,1 ms < T < 1,3 ms powodują, że oba tranzystory T4 i T5 są zatkane. Zatem silnik jest rozwarty i może obracać się swobodnie. Jest to tak zwana praca jałowa.
Impulsy wejściowe doprowadzone są także do monowibratora US1A wyzwalanego zboczem dodatnim. Generuje on impuls o czasie trwania 1,3 ms. Ujemne zbocze tego impulsu wyzwala monowibrator US1B. Jeżeli impuls wejściowy jest krótszy niż 1,3 ms czas trwania impulsu generowanego przez monowibrator zależy od stałej czasowej R5C2, która wynosi 33 ms i jest większa od czasu powtarzania impulsów sterujących.
12
Praktyczny Elektronik 2/1996
1T-1.6ms
T-2ms
t-R5C2 r-(P1+R3)IIR5C2
T-(P1+R3)IIR5C2
Rys. 9 Harmonogramy czasowe pracy układu sterowania silnikiem
R-ys. 10 Płytka drukowana układów sterujących elementami wykonawczymi
Zatem wyjście Q (nóżka 6 USl) monowibratora USIB jest przez cały czas w stanie wysokim (dzięki możliwości ponawianego wyzwalania). Stan wysoki na wyjściu Q włącza tranzystor T2, zatykając w ten sposób tranzystor wykonawczy T4.
Jeżeli impuls wejściowy jest dłuższy niż 1,3 ms do rezystora R5 zostaje równolegle dołączony rezystor R3 i potencjometr Pl. Kondensator C2 podlega zatem szybszemu ładowaniu. Powoduje to zmniejszenie stałej cza-
sowej monowibratora USIB i w konsekwencji skrócenie generowanego przez niego impulsu (rys. 9). Czas trwania generowanego impulsu jest odwrotnie proporcjonalny do czasu impulsu wejściowego, pod warunkiem, że jest on dłuższy niż 1,3 ms. Po zakończeniu generowania impulsu przez mo-nowibrator USIB tranzystor T4 zostaje włączony, doprowadzając napięcie na zaciski silnika. Wypełnienie przebiegu na zaciskach silnika może zmieniać się w zakresie od 0% do 97%. Umożliwia to sterowanie prędkością obrotową. Przy takim rozwiązaniu nie jest konieczne stosowanie dodatkowego układu "dopalacza" włączającego w sposób ciągły napięcie doprowadzane do silnika. Regulacja wypełnienia przebiegu jest w pełni liniowa. W zależności od upodobań można zmienić szerokości impulsów sterujących przy których silnik jest hamowany, i przy których silnika zaczyna pracę. Pomocne do tego są poniższe wzory:
Tp [ms] =
R4
100
gdzie:
T|_| - szerokość impulsów wejściowych przy których kończy się hamowanie silnika
Tp -szerokość impulsów wejściowych przy których zaczyna się praca silnika Układy sterujące urządzeniami wykonawczymi mogą być zasilane napięciem stałym z przedziału 3-ł-15 V. Do zasilania silnika stosuje się odrębne źródło zasilania o napięciu 3-7-18 V.
Montaż i uruchomienie
l\la płytce drukowanej umieszczono dwa identyczne układy sterowania typu włącz/wyłącz. Jeżeli deszyfrator współpracujący z układem dostarcza dodatnie impulsy sterujące na płytce nie montuje się elementów oznaczonych gwiazdkami. W zależności od potrzeby rezystor R5 łączy się z punktem A, lub B. Połączenie wykonuje się kroplą cyny łącząc kwadratowe pola na płytce drukowanej po stronie druku. Układ nie wymaga uruchamiania. Chcąc zachować podane (lub obliczone) wartości szerokości impulsów,
Praktyczny Elektronik 2/1996
Rys. 11 Rozmieszczenie elementów
przy których następuje zmiana stanu wyjścia elementy R3, R9, Cl, C2 powinny mieć tolerancję 5%. Wskazane jest sprawdzenie działania układu przez porównanie oscylogramów z harmonogramami czasowymi zamieszczonymi na rysunku 6.
W regulatorze prędkości obrotowej silnika także nie montuje się elementów oznaczonych gwiazdką w przypadku sterowania dodatnimi impulsami. Układ wymaga regulacji i sprawdzenia poprawności działania. Pomiędzy wyjście X, a napięcie zasilające silnik włącza się rezystor 1 kfż/0,125 W, drugi rezystor 1 kfi/0,125 W włącza się pomiędzy wyjścia X i Y. Do płytki doprowadza się napięcie zasilające układ i silnik. Szerokość impulsów wejściowych ustala się na połowę wartości pomiędzy 2 ms, a wartość przy której silnik ma rozpocząć pracę. W naszym przypadku T [ms] = 1, 3 + (2 ms 1, 3 ms)/2 = 1, 65 ms. Po włączeniu zasila-
nia należy zmierzyć napięcie stałe na kondensatorze CIO. Powinno być ono ok. dwa razy wyższe niż napięcie zasilające silnik.
Pomiędzy wyjście X, a masę włącza się oscyloskop. Regulując potencjometrem Pl ustawia się wypełnienie przebiegu wyjściowego na 50%. Teraz zwiększając szerokość impulsu wejściowego sprawdza się czy wypełnienie przebiegu wzrasta, osiągając wartość 97% dla szerokości 2 ms. Jeżeli tak nie jest należy wprowadzić drobną korektę potencjometrem Pl. Amplituda przebiegów powinna zawierać się pomiędzy 1/2 napięcia zasilania silnika, a pełnym napięciem zasilania.
Następnie zmniejsza się szerokość impulsów wejściowych. Wypełnienie przebiegu na wyjściu X powinno maleć, osiągając 0% przy szerokości 1,3 ms. Dla impulsów wejściowych z przedziału l,l-=-l,3 na wyjściu X powinno występować napięcie stałe o wartości 1/2 napięcia zasilania silnika. Dalsze zmniejszanie szerokości impulsów wejściowych spowoduje spadek napięcia wyjściowego do zera.
Jeżeli układ będzie sterował silnikiem dużej mocy konieczne będzie zamontowanie tranzystorów T4 i T5 na radia-torze. Obydwa tranzystory powinny zostać elektrycznie odizolowane od radia-tora. Teraz można przeprowadzić próby podłączając do zacisków X i Y silnik. Silnik powinien być sprawny, dotyczy to w szczególności układu szczotek i komutatora. Zbyt duże iskrzenie na komutatorze może zakłócać pracę odbiornika i układów sterujących. Równolegle do zacisków silnika wskazane jest dołączenie kondensatora ceramicznego 47 nF, a w szereg z silnikiem dławików przeciwzakłóceniowych o odpowiednio dużym prądzie przewodzenia.
Chcąc zachować podane (lub* obliczone) wartości szerokości impulsów, przy których następuje hamowanie i początek pracy silnika elementy R4, R6, Cl, C3 powinny mieć tolerancję 5%.
Wykaz elementów szyfrator i nadajnik
US1 - CD 4051 (MCY 74051)
US2, US3 - NE 555 (LM 555)
US4 -CD 4018 (MCY 74518)
US5 - LM 7805 (LM 78L05)
Tl - BF 240
T2 - 2SC 2314 nie stosować zamienników
T3 - BC 337-25
T4 - BC 308B (BC 557B)
T5, T6 - BC 238B (BC 547B)
Dl - BAVP 17-=-21 (1N4148)
R26, R27 -5,lfi/0,25W
R4 - 33 Q/0,25 W
14
Praktyczny Elektronik 2/1996
R3 - 220 n/0,25 W
R16 -510 n/0,125 W
R5, R15, R28 - 1 kfi/0,25 W
R25 -2,2 kn/0,125W
Rl, R2, R8-f-R14,
R18, R23, R24 - 10 kfi/0,125 W
R6, R7 - 22 kfi/0,125 W
R17, R19^R22 -47kn/0,125 W
Pl - 47 kn TVP 1232
C24 - 33 pF/50 V ceramiczny
Cl - 47 pF/50 V ceramiczny
C3 - 62 pF/50 V ceramiczny
Cll-=-Cl7 - 100 pF/50 V ceramiczny
C4, C8, C18 - 120 pF/50 V ceramiczny
C9 - 180 pF/50 V ceramiczny
C23 - 10 nF/50 V ceramiczny
C19 - 22 nF/100 V/5% MKSE-20
C2, C54-C7,
C21, C27, C29 - 47 nF/50 V ceramiczny
C22 - 220 nF/63 V MKSE-20
CIO - 1 //F/63 V 04/U
C25, C26 - 10 //F/16 V 04/U
C20, C28 - 22 /zF/16 V 04/U
L3 - 5,6 /iH (dławik miniaturowy)
L2 - 100 fiH (dławik miniaturowy)
LI - 7x7 506 patrz opis w tekście
L4 - dławik patrz opis w tekście
L5 - dławik patrz opis w tekście
Ql -35MHz
płytka drukowana numer 247
Wykaz elementów - układy wykonawcze włącz/wyłącz
Tl*, T2, T4*, T5
T3.T6
Dl, D2
R6, R12
Rl*, R5, R7*. Rll
R2, R8*
R3, R9
- BC 547B (BC 238B)
- BC 337-25
- 1N4148 (BAVP17/-=-21)
- 1 kfi/0,25 W -33 kfi/0,125 W -47kn/0,125 W
- 160 kfi/0,125 W/5%
R4, RIO Cl, C2 C3
- 1 Mfi/0,125 W
- 10 nF/100 V/5% MKSE-20
- 10 /zF/16 V 04/U
Wykaz elementów jednokierunkowy regulator silnika
Tl-=-T3
Dl-=-D6
T4, T5
R12
R2
R3, R14
R15
Rl, R9, RIO
R7, R13, Rll
R6
R4
R8
R5
Pl
C5
C6, C7
C8
Cl, C3
C2
C4, C13
C9, C10, C12
Cli, C14
płytka drukowana
- BC 547B (BC 238B)
- 1N4148 (BAVP17/div21) -BUZ HA
-2,2 kfi/0,125 W -4,7 kfi/0,125 W
- 10 kfi/0,125 W -22 kfi/0,125 W -33 kfi/0,125 W -47 kfi/0,125 W
- 110 kfi/0,125 W/5%
- 130 kfi/0,125 W/5% -750 kfi/0,125 W -1,5 Mfi/0,125 W
- 10 kfi TVP 1232
- 100 pF/50 V ceramiczny
- 1 nF/50 V ceramiczny
- 10 nF/50 V ceramiczny
- 10 nF/100 V/5% MKSE-20
- 22 nF/100 V MKSE-20
- 47 nF/50 V ceramiczny
- 100 nF/63 V MKSE-20
- 22 /zF/25 V 04/U numer 249
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: płytka numer 247 - 3,47 zł (34.700 zł)
płytka numer 249 - 4,64 zł (46.400 zł)
+ koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O Marek Grześkowiak
Dokończenie w następnym numerze.
Elektronika inaczej (wprowadzenie)
Rozpoczynamy cykl artykułów wprowadzających do zagadnień współczesnej elektroniki. Cykl jest w zasadzie przeznaczony dla nieelektroników ale sądzimy, że i elektronicy znajdą w nim coś interesującego dla siebie. Można potraktować lekturę jako "odświeżającą powtórkę".
Przetwarzanie sygnałów
Sygnałem w ogólności jest dowolna zmienna wielkość fizyczna, której wartość lub jej zmiana w czasie zawiera informację. Informacja może być np. związana z mową i muzyką w przekazie radiowym, lub z wielko-
ściami fizycznymi jak np. temperatura w pomieszczeniu, czy danymi liczbowymi np. stan konta. Wielkościami fizycznymi, które mogą nieść informację w obwodach elektrycznych są prąd i napięcie. Dlatego będziemy dalej traktowali pod pojęciem "sygnału" - prąd lub napięcie. Pamiętać jednak trzeba, że sygnał w postaci prądu czy napięcia powstaje najczęściej w wyniku działania innej wielkości fizycznej np. ciśnienia akustycznego w mikrofonie.
Rozróżnia się dwa rodzaje sygnałów: analogowy i cyfrowy (dyskretny). Sygnał analogowy zawiera informację w postaci ciągłych zmian w czasie napięcia lub
Praktyczny Elektronik 2/1996
15
prądu. Można powiedzieć, że sygnał analogowy jest analogią innej wielkości fizycznej. Jako przykład można tutaj przytoczyć przebieg napięcia uzyskiwany na zaciskach dwóch termopar, który jest proporcjonalny (analogiczny) do różnicy temperatur na złączach obu termopar.
Rys. 1 Przykład sygnału analogowego
Termopara jest elementem czujnika temperatury uzyskanym przez połączenie (zgrzanie) dwóch drutów z różnych materiałów, np. miedzi i konstantanu. Podgrzewanie złącza tych materiałów powoduje powstanie na zaciskach napięcia proporcjonalnego do temperatury. Dla zwiększenia dokładności pomiaru stosuje się dwie termopary przy czym jedna z nich powinna znajdować się w stałej temperaturze.
Drugi rodzaj sygnału to sygnał cyfrowy zwany także sygnałem dyskretnym. Ogólnie można powiedzieć, że
sygnał cyfrowy wykorzystuje dwa stany do przedstawienia informacji: stan włączenia (1) i stan wyłączenia (0). Przykładem może być tutaj włączenie lub wyłączenie oświetlenia lub lampki sygnalizacyjnej.
b)
~220V
NIEŚWECI
o
~220V
O------
ŚWIECI
WEJŚCIOWY SYGNAŁ ANALOGOWY WEJŚCIOWY SYGNAŁ CYFROWY (Z CZUJNIKÓW) (Z pK. itp.)
PRZETWARZANIE rN PRZETWORNIK A/C PRZETWARZANIE
SYGNAŁU SYGNAŁU
ANALOGOWEGO PRZETWORNIK C/A CYFROWEGO
WYJŚCIOWY SYGNAŁ ANALOGOWY WYJŚCIOWY SYGNAŁ eYFROWY (STEROWANIE. WSKAŹNIKI) (DO pK. itp.)
Rys. 3 System przetwarzania sygnałów
NADAJNIK
ODBIORNIK
ŹRÓDŁO SYGNAŁU
ODBIORCA SYGNAŁU
Rys. 4 System łączności radiowej
Rys. 2 Przykład sygnału cyfrowego
Mamy teraz do dyspozycji tylko stan pełnego świecenia lub zgaszenia. W przypadku sygnału analogowego należy zauważyć, że przyjmuje on dowolne wartości (oczywiście w ograniczonym przedziale). Sygnał cyfrowy dysponuje tylko określonymi poziomami napięć lub prądów.
Systemem przetwarzania sygnałów nazwiemy cały zestaw połączonych ze sobą elementów i podzespołów, który przyjmuje tzw. sygnał wejściowy (lub całą ich grupę), oddziałuje na sygnały w określony sposób dla uzyskania informacji, czy poprawienia jej jakości i przedstawia informację na wyjściu w odpowiedniej postaci i wymaganym czasie. Ilustrację takiego systemu przedstawia rys. 3.
Sygnały wejściowe uzyskuje się w przyrządach nazywanych czujnikami. Takim czujnikiem sygnału analogowego była poznana już termopara. Przetwarza ona różnicę temperatur (wielkość fizyczną) w napięcie (wielkość elektryczną). Uogólniając czujnik jest przyrządem, który zamienia wielkość fizyczną (np. mechaniczną) na odwzorowujący ją sygnał elektryczny (prąd lub napięcie). W odróżnieniu od termopary wiele czujników wymaga dodatkowego zasilania - przykładem może być mikrofon elektretowy lub fotodioda.
Sygnał uzyskiwany na wyjściu systemu może posiadać różne formy w zależności od tego jak będzie wykorzystana informacja zawarta w sygnale wejściowym. Informacja ta może być przedstawiona w formie analogowej jako np. wychylenie wskazówki przyrządu pomiarowego lub w formie cyfrowej jako liczba wyświetlana na wyświetlaczu cyfrowym, czy ekranie monitora. Inne możliwości to np. zamiana sygnału wyjściowego na falę akustyczną w głośniku, wykorzystanie jako sygnału wejściowego dla kolejnego systemu, czy do sterowania.
16
Praktyczny Elektronik 2/1996
Przykłady systemów
Jako pierwszy przykład przedstawimy system łączności radiowej. Sygnałem wejściowym może być mowa, muzyka lub dowolne dane, które przesyła się na dużą odległość w celu odtworzenia ich w miejscu odbioru. Przykład typowego systemu łączności radiowej przedstawiono na rys. 4.
W systemie tym sygnałem wejściowym jest fala akustyczna wytwarzająca za pomocą mikrofonu napięcie proporcjonalne do ciśnienia akustycznego. Przekazywane jest ono do nadajnika, którego zadaniem jest wy-promieniowanie tego sygnału w formie fali elektromagnetycznej. W nadajniku musi być zrealizowany proces tzw. modulacji, a zmodulowany sygnał o odpowiednio dużej mocy jest doprowadzany do anteny nadawczej. Wytworzone przez antenę nadawczą zmienne pole elektromagnetyczne dociera do anteny odbiorczej i indukuje w niej sygnał podawany dalej na wejście odbiornika. Zasadniczym zadaniem odbiornika jest dokonanie procesu demodulacji, czyli uzyskania sygnału jaki był na wejściu nadajnika. Sygnał ten po wzmocnieniu jest doprowadzany do przetwornika elektroakustycznego (głośnika) i przetworzony na falę akustyczną. W takiej postaci dociera do odbiorcy informacji.
Drugi przykład dotyczy systemu pomiarowego. Zadaniem sytemu pomiarowego jest zebranie informacji z czujników o stanie systemu fizycznego i przedstawienie lub zarejestrowanie tej informacji. Jako właściwy przykład przedstawiamy termometr cyfrowy.

I < LINEARYZACJA A/C
TiV / To \ / ł
ODNIESIENIE WSKAŹNIK CYFROWY

Rys. 5 System pomiaru temperatury
Dwie termopary odpowiednio połączone, z których jedna ma kontakt z ciałem, którego temperatura jest mierzona, a druga znajduje się w stałej temperaturze dla uzyskania dokładnego odniesienia - wytwarzają napięcie proporcjonalne do różnicy ich temperatur. Napięcie to jest wzmacniane, linearyzowane i doprowadzone na wejście przetwornika analog/cyfra. Przetwornik zamienia pierwotną wielkość analogową na wielkość cyfrową wyświetlaną na wyświetlaczu cyfrowym.
0 ile zadaniem systemu łączności radiowej było odtworzenie wiernej kopii sygnału uzyskanego ze źródła
informacji, to w systemie pomiarowym najważniejsze jest uzyskanie dokładnych danych liczbowych wielkości mierzonej. Oba te systemy są systemami jednokierunkowymi (od źródła informacji do odbiorcy). Praktycznie często wymagane jest tzw. sprzężenie zwrotne polegające np. na sterowaniu wielkości fizycznej w zależności od zmierzonej jej wartości.
GRZAŁKA CIEPŁO RADIATOR
WŁĄCZENIE (WYUCZENIE)
SPRZĘŻENIE ZWROTNE TERM DSTAT

TEMPERATURA * W POMIESZCZENIU
(PORÓWNANIE)
ZADANA TEMPERATURA
Rys. 6 System sterowania ze sprzężeniem zwrotnym
W tym celu wartość zmierzona np. temperatura musi być porównana z wielkością zadaną. W podanym przykładzie mierzona jest temperatura w pomieszczeniu i za pomocą tzw. termostatu porównywana z temperaturą zadaną ustaloną przez odpowiednie napięcie kontaktów bimetalu lub sygnał napięciowy odpowiadający temperaturze porównywany jest z napięciem ustalonym za pomocą potencjometru regulacji temperatury. W. wyniku porównania uzyskuje się sygnał sprzężenia zwrotnego (zwany także sygnałem błędu), który steruje dalej włączaniem i wyłączaniem grzałki. Należy zauważyć, że sygnał analogowy zostaje zamieniony tutaj na sygnał dyskretny (włączenie - wyłączenie).
Jeśli temperatura w pomieszczeniu jest mniejsza od zadanej, to grzałka zostaje włączona i temperatura będzie wzrastała. Po przekroczeniu zadanej temperatury grzałka zostanie wyłączona i temperatura zacznie spadać. Po jej spadku poniżej wielkości zadanej nastąpi ponowne włączenie grzałki. Proces ten powoduje, że temperatura pomieszczenia ciągle oscyluje wokół wielkości zadanej. Zastosowanie układów elektronicznych w systemie sterowania pozwala na znaczne zmniejszenie amplitudy tych oscylacji.
Podane przykłady systemów działają w idealnych warunkach z pominięciem niekorzystnych wpływów zewnętrznych. Praktycznie należy zawsze pamiętać o niekorzystnym oddziaływaniu różnego rodzaju zakłóceń. Dotyczy to zarówno łączności radiowej jak i systemu pomiarowego, czy systemu sterowania.
O R. K.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
Praktyczny Elektronik 2/1996
17
Wzmacniacz "Super bass"
Przedstawiamy opis prostego wzmacniacza mocy małej częstotliwości służącego do wzmacniania niskich częstotliwości i współpracy z głośnikiem niskotonowym tzw. " subwooferem". Wzmacniacz przewidziany jest do zastosowania w samochodowej kolumnie aktywnej, ale z powodzeniem może być wykorzystany w warunkach domowych.
Dane techniczne
Moc wyjściowa 25 W
Rezystancja głośnika 4 Q
Pasmo częstotliwości 5-^300 Hz
Napięcie zasilania 12-^16 V
Maksymalny prąd pobierany 3 A
Schemat i działanie
Szumy jakie występują podczas jazdy samochodu (pochodzące od silnika, układu napędowego, opon) posiadają najwięcej składowych o niskich częstotliwościach. Powoduje to efekt obniżenia zawartości niskich tonów odtwarzanych we wnętrzu jadącego pojazdu. Konkretnie duży poziom szumów powoduje zmniejszenie dynamiki odtwarzania niskich tonów. Przy unieruchomionym pojeździe odtwarzanie będzie prawidłowe przy średniej mocy wyjściowej, natomiast podczas jazdy pojawia się konieczność zwiększenia mocy zwłaszcza niskich częstotliwości.
Duża grupa słuchaczy audycji radiowych korzysta w domu z tanich radiomagnetofonów o mocy rzędu 2x5 W, które umożliwiają w miarę dobry odsłuch średnich i wysokich częstotliwości, natomiast brakuje im częstotliwości najniższych. Do wypromieniowania niskich częstotliwości niezbędna jest większa moc doprowadzona do odpowiedniego głośnika niskotonowego tzw. "subwoofera".
Niskie tony nie mają większego znaczenia przy uzyskiwaniu efektu stereofonicznego z uwagi na małą ich kierunkowość. Dlatego nie jest niezbędne stosowanie dwóch oddzielnych torów (kanału lewego i prawego). Można sygnały te zsumować i odtwarzać z jednego głośnika czy jednej kolumny głośnikowej. W samochodzie głośniki "subwoofera" można zamontować na półce tylnej lub w formie płaskiej kolumny umieścić pod siedzeniem kierowcy, czy pasażera.
Proponowany do wykonania wzmacniacz nadaje się z powodzeniem do zastosowania w kolumnie aktywnej przeznaczonej do wykorzystania w samochodzie jak i do zastosowania w warunkach domowych (zasilanie sieciowe). Budowa jego oparta jest o mało popularny wśród radioamatorów układ scalony mostkowego wzmacniacza mocy TDA 7240A.
Mostkowy wzmacniacz mocy składa się właściwie z dwóch wzmacniaczy mocy, na których wyjściach uzyskuje się te same sygnały lecz w fazach przeciwnych. Włączenie obciążenia (głośnika) między wyjścia wzmacniaczy pozwala na 4 krotne zwiększenie mocy wyjściowej. Wynika to z pełniejszego wykorzystania napięcia zasilającego. W typowym wzmacniaczu pojedynczym klasy B (z zasilaniem niesymetrycznym) maksymalna amplituda napięcia wyjściowego w najlepszym przypadku będzie zbliżona do 1/2 napięcia zasilającego. We wzmacniaczu mostkowym maksymalna amplituda napięcia wyjściowego będzie zbliżona do wartości napięcia zasilającego.
Układ scalony TDA 7240A to kompletny wzmacniacz mostkowy o ustalonym wewnętrznie wzmocnieniu, wymagający niewielkiej ilości elementów zewnętrznych. Wzmocnienie napięciowe tego układu wynosi 100 V/V (40 dB). Wyposażony jest w zabezpieczenie przepięciowe niezbędne w samochodzie gdzie mogą występować chwilowe przepięcia.
-LC>j C1-L
i 10n"
i 1
I "T i
+ANT
+JiC6 ^22p
C9 -i- -J-C10 220n-T ~T220n
Rys. 1 Schemat ideowy wzmacniacza
Wzmacniacz przestaje pracować przy napięciu zasilania większym od 18 V. Wyprowadzenie 2 układu scalonego służy do wprowadzania wzmacniacza w tzw. stan spoczynku ("standby"). Uzyskuje się to przez zwarcie tej końcówki do masy (0 V). Odłączenie końcówki od masy powoduje włączenie wzmacniacza. Schemat ideowy wzmacniacza przedstawiono na rys. 1.
Do wejść wzmacniacza doprowadza się sygnały kanałów lewego i prawego z wyjść głośnikowych odbiornika samochodowego czy domowego.
18
Praktyczny Elektronik 2/1996
( ( C8 C7
TTTT J^/^V
.. TT
; ': '. -fftiT- i2v
,-K C1C2 O O O O � O
i L P +ANT 1 +
Rys. 2 Widok płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
Niektóre odbiorniki samochodowe posiadają specjalne wyjścia napięciowe przewidziane dla wzmacniacza "sub-woofera". Sygnały te po zsumowaniu filtrowane są za pomocą dwuczłonowego filtru dolnoprzepustowego (Rl, R2 i Cl oraz R3 i C2). Odfiltrowane niskie częstotliwości przez kondensator C3 podawane są do potencjometru Pl i dalej przez kondensator C4 do wejścia układu scalonego US1.
Wyjście układu scalonego to wyprowadzenia 5 i 7. Dołączone są do nich dwójniki RC (R8, C9 i R9, CIO) zapobiegające wzbudzaniu się wzmacniacza. Do wyjść
ODBIORNIK RADIOWT
+ 12V +12V3.15A
ANT
+ 12V
tych podłącza się bezpośrednio głośnik. Brak wyjściowych pojemności sprzęgających poprawia znacznie warunki przekazywania niskich tonów do głośnika. Zasilanie wzmacniacza mocy filtrowane jest za pomocą pojemności C7 i C8.
Do włączania wzmacniacza mocy wykorzystane jest napięcie zasilające anteny samochodowej uzyskiwane po włączeniu odbiornika. Większość odbiorników samochodowych posiada wyprowadzenie napięcia przeznaczone do uruchomienia silnika napędu otwierania anteny. Napięcie to podawane jest na bazę tranzystora Tl. Powoduje ono zablokowanie normalnie otwartego tranzystora Tl i następnie zablokowanie tranzystora T2. Kondensator C5 ładuje się prądem z układu scalonego
1 po krótkim opóźnieniu następuje włączenie wzmacniacza. Po wyłączeniu odbiornika samochodowego brak napięcia "+ANT" umożliwi otwarcie tranzystorów Tl i T2. Tranzystor T2 zwiera wówczas do masy wyprowadzenie 2 USl wprowadzając układ w stan spoczynku. Pobór prądu w stanie spoczynku nie przekracza 1 mA.
Montaż i uruchomienie
Widok płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów przedstawiono na rys. 2.
Montaż wzmacniacza należy przeprowadzić zgodnie z rysunkiem rozmieszczenia elementów. Elementem montowanym w ostatniej kolejności powinien być układ scalony USl. Układ ten koniecznie musi być wyposażony w radiator np. z blachy aluminiowej o grubości
2 mm i powierzchni 100 cm2. Możliwe jest oczywiście zastosowanie odpowiedniego profilu aluminiowego. Płytka drukowana powinna być połączona mechanicznie z radiatorem za pomocą kątowników. Wtedy radiator może służyć do zamocowania całego podzespołu wzmacniacza we wnętrzu kolumny, lub w oddzielnej obudowie. Potencjometr Pl należy zamontować na płycie czołowej obudowy lub kolumny. Przewody zasilania i sygnałowe należy wyprowadzić w tylnej części obudowy. Przewody zasilania +12 V i masy zasilania oraz doprowadzające sygnał do głośnika powinny mieć przekrój co najmniej 1 mm2.
Rys. 2 Połączenie z odbiornikiem samochodowym
Po prawidłowym zmontowaniu z wykorzystaniem sprawdzonych elementów wzmacniacz w zasadzie nie wymaga specjalnego uruchamiania. Po podłączeniu zasilania (z akumulatora 12 V, lub zasilacza sieciowego 12 V) należy sprawdzić działanie układu wyłączania, tzn. napięcie na wyprowadzeniu 2 USl powinno być zbliżone do 0 V, przy odłączonym wejściu "+ANT". Po podłączeniu tego wejścia do +12 V wzmacniacz powinien się włączyć, napięcie na wyprowadzeniu 2 będzie zbliżone do 12 V. Podłączyć głośnik do wyjścia wzmacniacza i dotykając palcem do wejścia sprawdzić występowanie przydźwięku sieci w głośniku.
Praktyczny Elektronik 2/1996
19
Sposób połączenia kolumny aktywnej wykonanej w oparciu o opisywany wzmacniacz, z odbiornikiem samochodowym pokazano na rys. 3.
W obwód zasilania wzmacniacza wskazane jest włączenie bezpiecznika zwłocznego na prąd znamionowy 3,15 A. Sygnały wejściowe L i P najlepiej uzyskać przez podłączenie się za pomocą specjalnych złączek zrów-noleglających, stosowanych w technice motoryzacyjnej, do wyjść głośnikowych odbiornika. Pamiętać należy o jednakowych fazach sygnałów wejściowych. Masę sygnału wejściowego także należy podłączyć bezpośrednio przy odbiorniku. W przypadku braku sygnału "+ANT" można wyprowadzić wewnętrzny "+" odbiornika włączany wyłącznikiem odbiornika. Jeśli zasilanie wzmacniacza będziemy pobierali z obwodu włączanego wyłącznikiem zapłonu to stosowanie tranzystorów Tl i T2 oraz towarzyszących im elementów, jak i też połączenia "+ANT" jest zbędne. Wzmacniacz będzie włączany po włączeniu zapłonu.
Do wykorzystania w kolumnie aktywnej proponuję głośnik niskotonowy oznaczony GDN o średnicy co najmniej 13 cm, mocy znamionowej 40-^50 W i rezystancji 4 fi. Głośnik ten należy umieścić w płaskiej obudowie zamkniętej. Dobre wyniki daje zastosowanie dwóch głośników o rezystancji 8 Cl połączonych równolegle i umieszczonych w jednej obudowie. Obudowę wytłumić przez wyłożenie jej wnętrza miękkim materiałem np. watą wiskozową lub tzw. watoliną. Bardziej zaawansowani amatorzy mogą pokusić się o wykonanie obudowy typu "bass - reflex" tzn. z otworem podbijającym niskie tony.
Możliwe jest oczywiście wykonanie dwóch wzmacniaczy oddzielnie dla każdego kanału i obciążenie ich dwoma głośnikami lub głośnikiem dwucewkowym jakie ostatnio są produkowane przez Tonsil w ramach specjalnej serii głośników samochodowych. Uzyskuje się wtedy sumaryczną moc wyjściową około 50 W.
Zawartość niskich tonów odtwarzanej audycji można wstępnie wyregulować za pomocą potencjometru Pl, a następnie regulatorem barwy dźwięku odbiornika.
W wykonaniu domowym niezbędne będzie wykonanie zasilacza sieciowego o napięciu wyjściowym około 15 V z możliwością dostarczenia prądu około 3 A. Nie jest do tego celu wymagany zasilacz stabilizowany, ale pamiętać trzeba o wąskim przedziale napięć 12-^16 V. Napięcie 16 V to maksymalne napięcie zasilacza bez wysterowania wzmacniacza, a 12 V to minimalne napięcie zasilania przy pełnym wysterowaniu. Do budowy
zasilacza można wykorzystać uniwersalną płytkę oferowaną do sprzedaży przez redakcję PE. Problem stanowi dobór odpowiedniego transformatora. Powinien on posiadać napięcie wyjściowe dla biegu jałowego rzędu 11 V i maksymalny prąd przy prostowniku mostkowym (Graetz'a) 3 A, a przy prostowniku dwupołówkowym napięcie biegu jałowego 2x11 V, a prąd maksymalny 1,5 A. Szczególnie starannie należy wykonać połączenia obwodów pod napięciem sieci pamiętając o izolowaniu punktów połączeń i podwójnej izolacji przewodów połączeniowych.
Możliwe są dwa rozwiązania: wykonanie wzmacniacza wraz z zasilaczem jako odrębnego podzespołu w obudowie lub zamontowanie wzmacniacza z zasilaczem w obudowie kolumny głośnikowej jako tzw. kolumny aktywnej. Wybór rozwiązania pozostawiamy wykonawcy. W wykonaniu domowym większy nacisk można położyć na właściwości akustyczne kolumny - nie ma tu ograniczenia wysokości z jakim mamy do czynienia w samochodzie. Wskazówki konstrukcyjne dotyczące kolumny podane wcześniej obowiązują i w tym wykonaniu.
Wykaz elementów:
US1 - TDA 7240A
Tl - BC 308B (BC 557B)
T2 - BC 238B (BC 547B)
R8, R9 - 2,2 n/0,5 W
R7 - 1 kn/0,125 W
R6 -3,3 kQ/0,125 W
R5 -22 kf2/0,125 W
Rl, R2, R3 -47 kn/0,125 W
R4 - 100 kn/0,125 W
Pl - 10 kn B PR 185
Cl - 10 nF/400 V MKSE-020
C2 -47 nF/100V MKSE-020
C8 - 100 nF/63 V MKSE-020
C9, C10 - 220 nF/63 V MKSE-020
C3, C4 - 10 //F/25 V 04/U
C5, C6 - 22 //F/16 V 04/U
C7 - 220 /iF/25 V 04/U
Płytka drukowana numer 254
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 1,38 zł (13.800 zł) + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O R. K.
Jaskinia hazardu
Kilka lat temu jednym z symboli systemu kapitalistycznego były gry hazardowe. Najbardziej znane to "Jednoręki Bandyta" i ruletka. Generalnie nie
popieramy zjawiska jakim jest hazard, lecz mimo to proponujemy wykonanie urządzenia symulującego grę w ruletkę. Konstrukcja wzorowana jest na
20
Praktyczny Elektronik 2/1996
urządzeniu publikowanym w czeskim miesięczniku Amaterskie Radio. Stopień komplikacji uktadu jest niewielki i umożliwia wykonanie elektronicznej ruletki nawet przez mało doświadczonych elektroników.
Zasady gry w ruletkę
Ruletka jest grą hazardową dla dowolnej liczby osób. Jedna z osób pełni funkcję krupiera, który zawiaduje bankiem i obsługuje ruletkę, oraz inkasuje i wypłaca wygrane. Spotyka się kilka rodzajów ruletki, które różnią się niewielkimi szczegółami. Do gry w ruletkę potrzebna jest plansza z naniesionymi cyframi od 0 do 36 (rys. 1), oraz koło z trzydziestoma siedmioma ponumerowanymi przegródkami. Połowa cyfr na planszy oznaczona jest kolorem czarnym, a połowa kolorem czerwonym. Ponadto na planszy zaznaczone są pola MANQUE (liczby z przedziału 1-^18), PASSĘ (liczby z przedziału 18-r36), PAIR (parzyste) IMPAIR (nieparzyste), CZERWONE, CZARNE, P - PREMIER (liczby z przedziału 1---12), MOYEN (liczby z przedziału 13-5-24), DER-MIER (liczby z przedziału 25-^36).
PASSĘ 19 DO 36
ZLL*r 1
PAIR PARZYSTE
( >
M
10
13
8
11
15
MAN0.UE 1 DO 18
IMPAIR NIEPARZYSTE
M
CZERWONY
CZARNY
Rys. 1 Plansza do gry w ruletkę
W pierwszym etapie gry gracze obstawiają na planszy liczby, lub grupy liczb. Obstawianie liczb polega na
umieszczeniu w wybranym miejscu na planszy swojego żetonu. Następnie krupier (bankier) wprawia w ruch koło z przegródkami i rzuca na nie metalową kulkę. Po zatrzymaniu się koła odczytuje się liczbę na której zatrzymała się kulka. Następuje teraz wypłacenie wygranych i zatrzymanie przez krupiera żetonów które przegrały. Wysokość wygranch jest odwrotnie proporcjonalna do prawdopodobieństwa trafienia danej liczby, lub grupy liczb. Na przykład jeżeli gracz postawi jeden żeton na liczby parzyste to w przypadku wygranej otrzymuje dwa żetony, gdyż prawdopodobieństwo trafienia liczby parzystej wynosi 1/2. W przypadku postawienia żetonu na jedną liczbę, prawdopodobieństwo trafienia wynosi 1/36, zatem wygrana wynosi 36 żetonów.
Przy takich założeniach, statystycznie w dostatecznie długim czasie, dysponując dużym kapitałem nie sposób jest przegrać. Jednak na kole jest jeszcze jedna dodatkowa liczba 0, której nie można obstawiać. W przypadku zatrzymania się kulki na tej liczbie wszyscy gracze przegrywają, a żetony zabiera krupier. Zatem przy obstawianiu pojedynczej liczby prawdopodobieństwo trafienia wynosi dokładnie 1/37, a wygrana jest tylko 36 razy większa. Podobnie jest z pozostałymi wygranymi. Analizując dalej reguły gry w ruletkę można w prosty sposób obliczyć zysk wpływający do banku. Wynosi on w dłuższym przedziale czasu dokładnie 1/37 obrotu, czyli sumy wszystkich postawionych w tym czasie żetonów. W ten prosty sposób upadło wiele fortun, w grze która jest dużo bardziej sprawiedliwa niż "Jednoręki Bandyta". Gra sprawiedliwa w pojęciu rachunku prawdopodobieństwa, to taka w której wygrana jest odwrotnie proporcjonalna do szansy wygrania. Poniżej zamieszczam tabelę wysokości wygranych przy różnych możliwościach obstawienia pól.
Tabela wygranych:
1. Jedna liczba - 36 X stawka
2. Dwie liczby - 18Xstawka
3. Trzy liczby (wiersz) - 12 X stawka
4. Kwadrat (cztery sąsiednie liczby) - 9 X stawka
5. Kolumna (cztery kolejne liczby) - 9Xstawka
6. Dwa sąsiednie wiersze (sześć liczb) - 6 X stawka
7. Kolonia (12 liczb) - 3 X stawka
8. Pierwsza kolumna (Premier 12 liczb) - 3 Xstawka
9. Druga kolumna (Moyen 12 liczb) - 3 Xstawka
10. Trzecia kolumna (Dermier 12 liczb) - 3Xstawka
11. Dwie kolumny (24 liczby) - 1 i l/2Xstawka
12. Dwie kolonie (24 liczby) - 1 i 1/2 Xstawka
13. Czerwone -2Xstawka
14. Czarne - 2 X stawka
15. Parzyste -2Xstawka
16. Nieparzyste -2Xstawka
17. Manque (liczby 1-M8) - 2 Xstawka
18. Passę (liczby 19-^36) - 2 X stawka
Opis układu
W ruletce zastosowano generator, którego częstotliwość zmienia się w funkcji napięcia. Konstrukcja generatora jest bardzo prosta, gdyż składa się on z jed-
Praktyczny Elektronik 2/1996
21
nego negatora Shmitt'a i tranzystora Tl. Po naciśnięciu włącznika startu WŁ1 kondensator Cl ładuje się do napięcia zasilania. Powoduje to włączenie tranzystora Tl i zamknięcie sprzężenia zwrotnego w pętli generatora. Stała czasowa wynika z wartości kondensatora C2, rezystora R3 i rezystancji kolektor-emiter tranzystora Tl. W miarę upływu czasu napięcie na kondensatorze Cl maleje. Powoduje to słabsze wysterowanie tranzystora Tl i zwiększenie stałej czasowej. W konsekwencji częstotliwość generacji spada. Zmniejszanie się częstotliwości generatora ma charakter wykładniczy, tak jak spadek napięcia na kondensatorze Cl. Tranzystor Tl pracuje w tym układzie jako klucz o zmieniającej się rezystancji.
Z wyjścia generatora (nóżka 2 USl) sygnał trafia do separatora (nóżka 3 USl) i dalej do generatora dźwięku imitującego ruch kulki na talerzu ruletki. Częstotliwość pracy generatora dźwięku zadana jest wartością elementów R4 i C3. Generator ten jest kluczowany sygnałem z pierwszego generatora. Wyjście generatora dźwięku
zrealizowano w układzie mostkowym. Miniaturowy głośniczek piezoelektryczny jest dołączony pomiędzy wyjścia dwóch negatorów (nóżki 6 i 8 USl), na których występuje przeciwna faza sygnału. Umożliwia to uzyskanie większej mocy wyjściowej i zapewnia właściwe przeładowywanie pojemności przetwornika piezo.
Sygnał z generatora (nóżka 2 USl) doprowadzony jest także do separatora składającego się z dwóch negatorów. Steruje on pracą układu matrycowego US2, US3 sterującego diodami świecącymi. Sterowanie matrycowe pozwala na zastosowanie najmniejszej liczby elementów sterujących. Dodatnie zbocze sygnału na wyjściu separatora powoduje wpisanie jedynki logicznej na wyjście Ql licznika Johnson'a US2. W tym czasie pozostałe wyjścia Q2-^Q6 są w stanie niskim. Z wyjścia Ql za pośrednictwem rezystora R5 stan wysoki doprowadzony jest do anod pierwszej kolumny diod Dl, D7, D13, D19, D25, D31. Jako że pozostałe wyjścia US2 są w stanie niskim, to anody diod w pozostałych kolumnach są także w stanie niskim.
R2 10k
-o o-
WL1
Xl
14
cu
CLK Ol
07
15
US2 CD 4017
02
03
04 05
CO 06
R5 2202
R6 (] R7 ł\ R8 (] 220nM2202M220aM

12
13
X"
14
1
C5
""II
C6
D38-5-D39 - BAVP17 D39
CLK 01
03
US3 CD 4017
04
06 07
R9
Riifl R12n R13 22k M 22k M 22k
R15n R16 22k M 22k

\J
T6 BC238B
V
D40 B/WP17
T7 -L BC238B
Rys. 2 Schemat ideowy ruletki elektronicznej
22
?taktyczny Elektronik 2/1996
Załóżmy, że wyjście Ql układu US3 jest w stanie wysokim. Spowoduje to wysterowanie tranzystora T2 i zwarcie katod pierwszego wiersza diod D1-^D6 do masy. Na pozostałych wyjściach Q2-^Q6 układu US3 jest stan niski, zatem pozostałe tranzystory T3-=-T7 są zatkane, a napięcie na katodach diod drugiego i następnych wierszy jest wysokie.
Z powyższej analizy wynika, że tylkojedna dioda Dl jest spolaryzowana w kierunku przewodzenia co powoduje jej świecenie. Następny impuls z generatora przepisuje jedynkę logiczną w układzie US2 z wyjścia Ql na wyjście Q2. W tym czasie stan wyjść układu US3 nie ulega zmianie. W konsekwencji zapala się dioda D2.
Impulsy: drugi, trzeci itd. powodują zapalanie się diod D3, D4, D5, D6. Impuls siódmy wystawia jedynkę logiczną na wyjściu Q7. Wyjście to połączone jest przez diodę D38 z asynchronicznym wejściem zerującym układu US2. Powoduje to natychmiastowe (w tym samym takcie zegara) wyzerowanie układu i ustawienie jedynki na wyjściu Ql. Uaktywniona w ten sposób zostaje ponownie pierwsza kolumna diod. W chwili wy-zerowania układu US2 na wyjściu CO pojawia się do-
datnie zbocze sygnału pożyczki, które doprowadzone jest do wejścia zegarowego układu US3. Sprawia to, że jedynka logiczna z wyjścia Ql US3 zostaje przepisana na wyjście Q2 US3, włączając tranzystor T3. Zatem katody diod drugiego wiersza D7-^D12 zostają zwarte z masą. Cały cykl powtarza się.
W efekcie tego w ciągu trzydziestu sześciu taktów zostają zapalone po kolei diody Dl-=-D36. Po trzydziestym szóstym takcie zegara mamy sytuację, w której na wyjściach Q6 obu układów scalonych US2 i US3 jest stan wysoki, co powoduje świecenie diody D36. Trzydziesty siódmy takt zegara wpisuje jedynkę na wyjście Ql US2 i Q7 US3. Mimo tego, że pierwsza kolumna diod jest uaktywniona nie zapali się żadna z diod Dl^-D36, gdyż nie jest wysterowany żaden z tranzystorów T2-4-T7. Natomiast zapalona zostanie dodatkowa dioda D37, włączona przez tranzystor T8 sterowany z wyjścia Q7 US3.
W czasie pierwszych trzydziestu sześciu taktów zegara na wyjściu Q7 US3 był stan niski, który przez diodę D40 powodował zwarcie wejścia zerującego US3 (nóżka 15) do masy.
Rys. 3 Płytka drukowana
Praktyczny Elektronik 2/1996
23
Sil ii rrrr. ^^2*
i aaa
Rys. 4 Rozmieszczenie elementów
Teraz sytuacja uległa zmianie, gdyż dioda D40 jest spolaryzowana w kierunku zaporowym (napięcie na katodzie jest wysokie, natomiast anoda połączona jest z masą przez rezystor R20). Narastające zbocze trzydziestego ósmego taktu zegara zostaje zróżniczkowane w układzie C4 i R20. W wyniku tego do wejścia zerującego US3, zostanie doprowadzona dodatnia szpilka powodująca wyzerowanie licznika, co odpowiada wpisaniu jedynki na wyjście Ql. Jednocześnie dodatnia szpilka za pośrednictwem diody D39 jest doprowadzona do wejścia zerującego US2. Tak więc i ten układ zostanie wyzerowany. Zatem ustawienie wyjść obu układów powraca do stanu początkowego.
Jeżeli diody D1-HD37 zostaną umieszczone według kolejności w okręgu, po naciśnięciu włącznika WŁ1 otrzyma się efekt " płynącej" diody. Szybkość przesuwania się diody będzie malała, aż do całkowitego zatrzymania się. "Kręceniu" się diod towarzyszył będzie dźwięk imitujący odgłos toczącej się kulki. W prawdziwej ruletce krupier kręci talerzem w prawo, natomiast kulkę rzuca w przeciwnym kierunku. Dlatego też na płytce drukowanej diody imitujące kulkę, umieszczono w taki sposób, aby zapalały się kolejno w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.
Montaż i uruchomienie
Układ elektroniczny ruletki zmontowano na płytce drukowanej. Konstrukcja całego urządzenia przewiduje umieszczenie nad diodami płytki maskującej mocowanej na czterech kołkach dystansowych o długości ok. 20 mm umocowanych w narożnikach płytki drukowanej. Do wytrasowania otworów w płytce maskującej najwygodniej jest posłużyć się wydrukiem rozmieszczenia elementów, który należy " przeszpilkować" . Polega to na podłożeniu pod rysunek czystej kartki papieru i nakłuciu szpilką środków wszystkich diod świecących, oraz czterech otworów mocujących w narożnikach płytki. Następnie kartkę z nakłutymi otworami można nakleić na płytkę maskującą i w wyznaczonych miejscach przewiercić wiertłem 5 mm, a w narożnikach wiertłem <^3,2 mm. Na płytce maskującej można wykleić cyfry od 0 do 36. Kolejność cyfr powinna być przypadkowa, tak jednak aby na przemian występowały cyfry oznaczone na planszy na czerwono i czarno np.: 1, 26, 20, 33, 31, 0, 3 itd. Można także wykonać element podobny do gałki, którą krupier uruchamia talerz, który umieszcza się w centrum planszy.
24
Praktyczny Elektronik 2/1996
PŁYTKA MASKUJĄCA DIODY
PŁYTKA DRUKOWANA RULETKI NR 255
Rys. 5 Umieszczenie płytki maskującej
Teraz można przystąpić do montażu wszystkich elementów. Jeżeli wysokość kondensatorów Cl i C6 przekracza wysokość kołków dystansowych rozdzielających płytki, kondensatory te należy zamontować na "leżąco". W ruletce zastoso-
Wykaz elementów
US1 - CD 40106
US2, US3 - CD 4017 (MCY 74017)
Tl^-T8 - BC 238B (BC 547B)
D1^D36 - LED patrz opis w tekście
D38-^D40 - BAVP 17-=-21 (1N4148)
R5^-R10 - 220 ft/0,25 W
R3 -l,2kfi/0,125W
R18 - 1,5 kfi/0,125 W
R2 - 10 kfi/0,125 W
Rll-f-R17 - 22 kfi/0,125 W
R20 - 47 kfi/0,125 W
R19 - 100 kfi/0,125 W
R4 - 150 kfi/0,125 W
Rl - 1 Mfi/0,125 W
wano diody o różnych kolorach. Dioda przypadająca na cyfrę zero powinna mieć kolor żółty, diody przypadające na cyfry czerwone - kolor czerowny, a na cyfry czarne - kolor zielony. Podczas montażu diod należy zwrócić uwagę na prawidłowe ustawienie anody, gdyż diody na jednej połowie okręgu mają anody po prawej stronie, a na drugiej połowie po lewej. Diody lutuje się na samym końcu.
Po przylutowaniu wszystkich elementów, za wyjątkiem diod, do płytki drukowanej przykręca się płytkę maskującą i w jej otwory wprowadza się diody LED, tak aby wszystkie wystawały na jednakową wysokość. Dopiero teraz diody można przylutować. Urządzenie nie wymaga uruchamiania i po zmontowaniu jest gotowe do pracy. Prąd pobierany przez układ wynosi ok. 10 mA, zatem całość może być zasilana z baterii 9 V typu 6F22.
C4
C3
C5
C2
C6
Cl
PIEZO
WŁ1
- 100 pF/50 V ceramiczny
- 4,7 nF/50 V ceramiczny
- 47 nF/50 V ceramiczny
- 22 //F/16 V 04/U
- 220 //F/16 V 04/U
- 470 //F/16 V 04/U
- głośnik piezoelektryczny
- mikrowłącznik
płytka drukowana numer 255
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 6,72 zł (67.200 zł) + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O Michał Madejski
Urządzenie pseudostereofoniczne
Dostęp do płyt lub kaset magnetofonowych jest dziś wszechobecny. Dzięki temu mamy możliwość słuchania muzyki o dobrej lub bardzo dobrej jakości technicznej. Stereofoniczne odtwarzacze i magnetofony są powszechnie stosowane. Problem pojawia się przy odtwarzaniu dźwięku z magnetowidu. Większość z nas posiada magnetowid monofoniczny. Posiadanie stereofonicznego telewizora niczego nie zmienia. Układ pseudostereofoniczny wzbogaci brzmienie dźwięku odtwarzanego mono-fonicznie.
Jeszcze niedawno stereofoniczny sprzęt audio był marzeniem wielu miłośników muzyki. Dziś oferta handlowa pozwala nam spełnić swoje marzenia. Zestawy "midi", "mini" posiadają odtwarzacze płyt kompaktowych oraz magnetofony. Jakość odtwarzanego dźwięku z niektórych tych urządzeń nie jest najlepsza. Brzmie-
nie dźwięku wydaje się nam "płytkie" a efekt stereofoniczny ledwie słyszalny.
Słyszymy często przechwalanie się naszych znajomych, że posiadają stereofoniczny telewizor. Cóż z tego jeżeli nie posiadają źródła nadawania dźwięku stereo. Telewizja Polska S.A. wprowadziła niedawno system PAL, nie pomyślano jednak o tym aby dźwięk który do nas dociera za pośrednictwem telewizora był dobry. Proponuję przeprowadzić eksperyment, który pozwoli Warn ocenić jakość nadawanego przez TV dźwięku. Sygnał audio z telewizora lub magnetowidu należy podłączyć do wejścia uniwersalnego we wzmacniaczu. Słuchając przez kolumny głośnikowe lub przez słuchawki, przekonamy się, że oprócz treści nadawane są także szumy, brumy i przydźwięk.
W trochę lepszej sytuacji są posiadacze zestawów satelitarnych. Większość stacji zachodnich nadaje swoje audycje (łącznie z reklamami) z dźwiękiem stereofonicznym. Nagrywanie przez magnetowid monofoniczny
Praktyczny Elektronik 2/1996
25
audycji muzycznych lub filmów z zestawu satelitarnego, niestety nie pozwala nam odtworzyć ich w zadowalający sposób.
Chcąc poprawić jakość odtwarzanego dźwięku, wzbogacając go o efekt panoramiczny, możemy skorzystać z urządzenia pseudostereofonicznego opisanego w tym artykule.
Efekt wytwarzany przez to urządzenie polega na takim ukształtowaniu charakterystyk przenoszonych częstotliwości, aby charakterystyka lewego kanału posiadała największe wzmocnienie dla częstotliwości 1 kHz. Natomiast charakterystyka prawego kanału powinna mieć minimalne wzmocnienie dla 1 kHz i maksymalne dla częstotliwości 300 Hz i 3 kHz. Wzmocnienie dla obu tych kanałów wynosi 3 dB. Różnica poziomu sygnału między kanałami dla częstotliwości 1 kHz wynosi 18 dB.
Opis układu
Układ zbudowany został na tranzystorach niskoszu-mowych typu BC 413B. Tranzystor Tl pracuje jako wtórnik emiterowy stopnia wejściowego. Rezystancja wejściowa wynosi 47 kfi. Charakterystyka kanału lewego kształtowana jest przez elementy R15 i Cli, oraz R16 i C12. W stopniu tym pracuje tranzystor T5. W kanale prawym o kształtowaniu charakterystyki decydują dwa tranzystory. Tranzystor T2 przenosi tylko małe częstotliwości i decydują o tym elementy R4 i C3, oraz R5 i C4. Natomiast tranzystor T3 przenosi tylko duże częstotliwości, o których decyduje wartość kondensatora CIO. Do sumowania tych sygnałów służy potencjometr Pl. Zsumowany sygnał kanału prawego wzmacniany
jest w stopniu tranzystora T4, którego wzmocnienie regulujemy potencjometrem P2.
Sygnały obu kanałów przechodzą przez przełącznik WŁ1 który ustala tryb pracy urządzenia. W położeniu wyłączonego przełącznika, sygnał będzie monofoniczny. W położeniu włączonego przełącznika, sygnał będzie wzbogacony o dodatkowy efekt panoramiczny. Schemat ideowy układu pseudostereofonicznego przedstawia rysunek 1.
Montaż i uruchomienie
Przed przystąpieniem do montażu elementów na płytce drukowanej, pamiętać należy o zamontowaniu dwóch zworek z drutu. Szczególną uwagę należy zwrócić na zworkę umieszczoną pod przełącznikiem WŁ1. Montaż przełącznika nie jest konieczny, jeżeli przeszkadza nam to w montażu całego urządzenia w obudowie. Przełącznik montujemy wówczas poza płytką drukowaną i łączymy go przewodami ekranowanymi (ekran łączymy z masą tylko od strony płytki). Schemat płytki drukowanej oraz rozmieszczenie elementów przedstawia rysunek 2.
Po zmontowaniu płytki przystępujemy do uruchomienia wstępnego. Do wejścia układu podłączamy generator akustyczny z którego podajemy częstotliwość 1 kHz o amplitudzie 250 mV. Na wyjściu kanału lewego podłączamy woltomierz i odczytujemy wartość napięcia. Następnie zmieniamy częstotliwość generatora na 100 Hz i 1 kHz, przy tej samej amplitudzie. Regulując potencjometrami Pl i P2 staramy się uzyskać takie samo napięcie wyjściowe kanału prawego, jakie obserwowaliśmy w kanale lewym.
R13 300k
C12 470p R18 7.5k
-c
R16 I C13
C10 330p
R15 62k
-O+12V
ł-o
MONO"
Cl 4 4,7MF R19 4.7k
WY P
WYL
Rys. 1 Schemat ideowy układu pseudostereofonicznego
26
Praktyczny Elektronik 2/1996
Rys. 2 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Po zrównoważeniu obu kanałów, na wejście podajemy częstotliwość 1 kHz i dobierając wartość rezystora R19, ustalamy amplitudę sygnału wyjściowego. Przełączając przełącznik WŁ1, amplituda powinna być przybliżona dla obu pozycji przełącznika (mono lub efekt).
Całe urządzenie możemy zamontować na stałe w magnetowidzie, lub oddzielnie. Układ zasilany jest napięciem +12 V i poborze prądu ok. 4 mA. W osobnym urządzeniu musimy zastosować zasilacz napięcia stabilizowanego +12 V. Montując układ w magnetowidzie możemy go zasilać z zasilacza wewnętrznego. Pamiętać należy o wyprowadzeniu dodatkowego wyjścia (gniazda cinch) na tylnej płycie magne-
towidu. Istniejące już jedno gniazdo wyjściowe (audio) wykorzystujemy do podłączenia wyjścia jednego z kanałów. Połączenie z tym gniazdem, istniejące w magnetowidzie, przerywamy i łączymy z wejściem płytki układu pseudo.
Wykaz elementów
T1-KT5 - BC 413 B
R7, R12, R14, R17 - 1 kfi/0,125 W
R6, R8, Rll, R18 - 7,5 kQ/0,125 W
R3, R4 - 10 kfi/0,125 W
RIO - 18 kfi/0,125 W
R15 - 62 kfi/0,125 W
Rl, R2, R9 - 100 kfi/0,125 W
R5 - 240 kfi/0,125 W
R13, R16 - 300 kfi/0,125 W
R19 - patrz opis w tekście
Pl - 100 kfi TVP 1232
P2 - 10 kfi TVP 1232
C10 - 330 pF/63 V KSF-020-ZM
C12 - 470 pF/160 V KSF-020-ZM
Cli - 2 nF/25 V KSF-020-ZM
C7 - 10 nF/50 V ceramiczny
C4 - 47 nF/100 V MKSE-20
Cl, C3 - 100 nF/100 V MKSE-20
C2, C5, C6, C13 - 1 /iF/63 V 04/U
C8, C9, C14 - 4,7 /iF/63 V 04/U
C15 - 10 /iF/63 V 04/U
WŁ1 - isostat
płytka drukowana numer 256
Płytki drukowane wysyłane są
za zaliczeniem pocztowym.
Płytki można zamawiać w redakcji PE.
Cena: 1,51 zł (15.100 zł) + koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać
w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
O Ireneusz Konieczny
Dokończenie tekstu ze str. 2
Problem odprowadzania ciepła nie występuje przy podzespołach o maksymalnej mocy strat niższej niż 500 mW. Obudowy tych podzespołów umożliwiają odprowadzenie ciepła wprost do otoczenia. Natomiast przy podzespołach o mocy strat powyżej 500 mW niemożliwe jest bezpośrednie odprowadzenie takiej ilości ciepła. Z tego też względu obudowa ma odpowiednie powierzchnie metalowe które mogą stykać się z radia-torem i za jego pośrednictwem odprowadzać ciepło. Na rysunku 1 zamieszczono kilka najczęściej spotykanych typów obudów.
Aby zapewnić dostatecznie duży przepływ ciepła z podzespołu do radiatora, oba elementy muszą być ze sobą połączone mechanicznie. Najpopularniejszą wśród amatorów metodą jest przykręcenie śrubą podzespołu
półprzewodnikowego do radiatora. W produkcji przemysłowej stosuje coraz częściej specjalne sprężyste klipsy, które łącząc podzespół z radiatoram zapewniają odpowiedni docisk obu części do siebie.
Podzespoły mocy, ze względu na duże prądy które mogo one przewodzić posiadają odpowiednio grube, i z tego względu, sztywne wyprowadzenia. Niewłaściwe wyginanie wyprowadzeń powoduje powstanie naprężeń mechanicznych wewnątrz obudowy. Prowadzi to do zmniejszenia się niezawodności podzespołu, a krańcowej sytuacji do jego uszkodzenia. Z tego też względu wskazane jest przestrzeganie kilku wskazówek podczas kształtowania, inaczej mówiąc wyginania, wyprowadzeń. Najważniejsze jest aby podczas kształtowania używać płaskoszczypów.
Praktyczny Elektronik 2/1996
27
Zasady prenumeraty
Prenumeratę przyjmujemy począwszy od trzeciego 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 marca 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 2,40 zł (24.000 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 śię do obowiązujących przepisów. Na ten adres prosimy także kierować zamówienia na płytki drukowane.
Na początku listopada 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.
O Redakcja

ST
.2
.2 |
.2
.2
5-
f
nr 'ST
i
S1
nr �Ś o
nr '57
- � j CM w u. -w p*
I wSS w � S
! 21* * i ?
8 *1ż r R S
3 O)
E O>
O
s i
5
?
I
i
i?
i t
a m
E
o
00
O CM
r o>
s
f o
IM
i i n
2 .O
M 3
I g
-O E (/) O
CM
o o *
iv i i ?
tt"*o >. S W
o e CO
< 3 ia 75 * CM
3 O>
E o> o
a. O
ŚŚŚ Ui iO
a)
c
�S1
ug
I �
Śo � w
>o Ł! i
o. -o h-
v> O rt
" _ 00
"i Q) CNI
| | o
.S (O
?� ~ oo
2
3
E
5
O)
O)
t
o.
28
Praktyczny Elektronik 2/1996
"ż
11
o. o
p
8
co
"O
o
I
8-
o
o co
co
"8
O- O
o p �-
I
CD
s
i
8

??
o. T3 i
O N o"
4


TT O
O. "O 1
O H n
�<


o
o. T3 1
O N ?T
Ś< n


O
CL T3 1
8 a n
n

>
O1
33l m.
< co,
-o r
-ĆD
>
O1
33!
m.
CO'
i
li
co,
m O
3.S ŚI "
i

n
b o o
O
7,20 kwa
E
o
7,20 9661 kwa
_ U
7,20 1996 IV kwa
rtał
4
> N
5 3
o i.
�- ro "<
T3
3
nSi
Śo rn
>
Si
CO'
O
TO
N
Ci -^
ż o
N
Nie wolno wyginać końcówek w samych rękach, choć tak jest najwygodniej. Podczas wyginania przytrzymujemy element płaskoszczypami od strony obudowy, a palcami zaginamy końcówki wyprowadzeń. Nigdy nie należy postępować odwrotnie (rys. 2).
Miejsce zagięcia końcówek nie może znajdować się bliżej niż 3 mm od obudowy podzespołu (Rys. 3a, 3b). Końcówki można zagiąć tylkojeden raz. Gięcie i prostowanie doprowadzi do ułamania się końcówek. Kąt zagięcia nie powinien być większy niż 90�. Niektórzy producenci dopuszczają ukształtowanie końcówek w taki sposób jak pokazano to na rysunku 3c. Promień łuku, który zagięte są końcówki nie powinien być jednak mniejszy niż 2 mm. Także w tym wypadku obowiązuje zasada, że element trzyma się płaskoszczypami od strony obudowy. W żadnym wypadku nie wolno rozginać końcówek na boki, gdy nie pasują one do otworów w płytce drukowanej (rys. 3d). Lepiej wywiercić nowe otwory w płytce drukowanej i końcówki połączyć odcinkami drutu.
Ostatnią, często niedocenianą czynnością przy której można uszkodzić podzespół jest obcinanie końcówek. Obci-naczki powinny być ostre i nie rozchodzić się na boki. Przy stępionych krawędziach tnących i zbyt dużych luzach na osi obrotu, może się zdarzyć, że jedna z końcówek zostanie wyrwana z obudowy. Wskazane jest obcinanie każdej końcówki oddzielnie.
Przykręcanie tranzystora do radia-tora niesie ze sobą wiele niespodzianek i jest przyczyną częstych błędów. Pierwszym błędem jest złe wykonanie otworu w radiatorze. Przy wierceniu, na krawędzi otworu powstaje grad, i niewielkie wybrzuszenie. Dotyczy to przede wszystkim aluminium z którego są wykonywane radiatory. Wybrzuszenie uniemożliwia dokładne przyleganie obudowy do radiatora i zmniejsza przepływ ciepła pomiędzy obudową i radiatorem (rys. 4a). Aby zlikwidować grad i wybrzuszenie wystarczy delikatnie nawiercić otwór wiertłem o średnicy 2-^3 razy większej niż średnica otworu.
Drugim często popełnianym błędem jest stosowanie niewłaściwej śruby mocującej i brak podkładki (rys. 4b). Niewłaściwa śruba, z łbem stożkowym, lub soczewkowym, przykręcona z dużą siłą może zdeformować miedzianą blaszkę.
Praktyczny Elektronik 2/1996
29
a)
b)
c)
3 mm (min)
O
DOBRZE
ŹLE
DOBRZE
ŹLE
R-ys. 3 Sposoby kształtowania końcówek
<0
b)
c)
ŹLE ŹLE
PODKŁADKA
DOBRZE
FŁys. 4 Połączenie śrubowe obudowy podzespołu z radiatorem
Skutkiem tego jest powstanie naprężeń w obudowie, lub w niekorzystnym wypadku pęknięcie kryształu półprzewodnika.
Na rysunku 4c przedstawiono właściwy sposób przykręcenia obudowy do radiatora. Oczywiście takie połączenie nie zapewnia izolacji galwanicznej pomiędzy radiatorem i obudową. W sytuacji gdy zachodzi konieczność odizolowania obudowy od radiatora, konieczne jest stosowanie podkładki mikowej, lub tworzywowej wkładanej pomiędzy obudowę, a radiator. Podkładki takie są dostępne w sklepach z podzespołami elektronicznymi. Podkładki posiadają odpowiednie otwory do danego typu obudowy. Oprócz podkładki izolacyjnej potrzebna jest jeszcze specjalna tulejka plastikowa posiadająca kołnierz. Przy zakupie należy sprawdzić średnicę zewnętrzną i długość tulejki, gdyż jest ona inna dla obudów TO-220, TO-218, TO-3. Pełny komplet elementów i ich wzajemne ułożenie pokazano na rysunku 5. Jeżeli urządzenie w którym przykręca się tranzystor do radiatora nie będzie narażone na drgania można zrezygnować z podkładki sprężystej.
O mgr inż. Dariusz Cichoński
ŚRUBA M2.5
(M3 DLA TO-218)
TULEJKA Z TWORZYWA
OBUDOWA TO-220 (TO-218)
PODKŁADKA MIKOWA
RADIATOR
PODKŁADKA
PODKŁADKA SPRĘŻYSTA
NAKRĘTKA M2.5
ŚRUBA M3
TULEJKA Z TWORZYWA OBUDOWA TO-3
PODKŁADKA MIKOWA RADIATOR PODKŁADKA
PODKŁADKA SPRĘŻYSTA NAKRĘTKA M3
R.ys. 5 Mocowanie obudowy odizolowanej galwanicznie od radiatora
30
Praktyczny Elektronik 2/1996
Karta zamówień
Poniżej zamieszczamy kartę zamówień. Chcąc zamówić kserokopię wybranego artykułu, w rubryce " Kserokopie" należy wpisać numer płytki występującej w tym artykule. Jeżeli artykuł mieści się w dwóch numerach PE, zamawiający otrzyma wszystkie części artykułu. Jeżeli w artykule występują dwie płytki drukowane wystarczy podać numer tylko jednej z nich.
W przypadku artykułów opisowych, bez płytek drukowanych, zamówienie wpisujemy w pozycji "UWAGI" podając tytuł artykułu i numer Praktycznego Elektronika w którym on występuje. Także w uwagach wpisujemy zamówienia dodatkowe, np. na lampę oscyloskopową, EPROM-y itp. Także w tej rubryce można zaznaczyć, że zamówienie jest ponawiane.
Adres zamawiającego prosimy wpisywać literami drukowanymi. Wypełnioną kartę wycinamy wzdłuż linii przerywanej i naklejamy na zwykłą kartę pocztową. Prosimy nie wkładać karty zamówienia do koperty. Wysyłka karty pocztowej kosztuje mniej niż wysyłka listu, a nam ułatwia pracę. Wydrukowaną poniżej kartę można powielić na ksero. Nie chcemy drukować karty zamówień na kartoniku, gdyż podniesie to koszt pisma, za co w konsekwencji zapłacą wszyscy Czytelnicy.
Przyjmujemy także zamówienia na zwykłych kartach pocztowych. W takim przypadku prosimy jednak o przestrzeganie kilku zasad:
- adres i zamówienie należy wpisywać na jednej stronie karty;
- jednorazowo można zamawiać maksymalnie 10 różnych pozycji płytek;
-jednorazowo można zamawiać maksymalnie 6 egzemplarzy archiwalnych PE;
- kserokopię zamawiamy podając numer płytki zawartej w artykule.
Przy zamawianiu płytek drukowanych prosimy -podawać tylko numer płytki i ilość zamawianych sztuk. Inne informacje, jak nazwa urządzenia, numer/rocznik, cena są zbędne. Płytki drukowane wysyłane są bez dokumentacji. Schemat, rysunek montażowy, opis układu i uruchomienia zawarte są piśmie. Jeżeli zamawiający nie posiada tych danych można dodatkowo zamówić numer archiwalny PE, lub kserokopie artykułu. Usługa ta jest odpłatna. Aktualne ceny kopii kserograficznych zamieszczane w każdym numerze PE na stronie trzeciej w ramce pod spisem treści.
Od 10.02.1996 ulegają zmianie ceny kosztów wysyłki. Będą one wynosiły 6,00 zł (60.000 zł). Zmiana cen wynika z podwyżki usług pocztowych i nie mamy na nią wpływu.
Zamówienia bez adresu (a takie się zdarzają), z adresem nieczytelnym, lub bez kodu pocztowego nie będą przyjmowane.
O Redakcja
Ji
DDDDDDDDDD DD
O N
.o
0)1?
n
m
Nazwisko
I I I I I I I
^ ul./os.
Ulica (miejscowość, wieś)
11 nr tt
mnnnnnnnnnna
Numer domu / posesji
Kod pocztowy
Płytki
Numer Ilość
DDD DDD DDD sz,. DD DDD szt. DD
DDD
Poczta (miejscowość)
Wszystkie dane personalne wpisać literami drukowanymi
Czasopisma
Numer/rocznik Ilość
.DD
DD t.m UD/UD szt. DD UD/UD szt. DD UD/UD
Kserokopie
Numer płytki
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:
Praktyczny Elektronik 2/1996
31
Wykaz cenowy płytek drukowanych i EPROM-ów
Epromy (ceny podano w nowych złotych)
EPROM zegar EPROM światła EPROM - PIES EPROM - WYBUCH EPROM - OKRZYK EPROM - MIERNIK Lampa oscyloskopowa
- 14,00 zł
- 14,00 zł
- 17,00 zł
- 17,00 zł
- 17,00 zł
- 20,00 zł
- 9,00 zł
Płytki drukowane (ceny podano w nowych złotych)
A. Generator PAL (kpi. 2 płytki)
B. Wzmacniacz 2xTDA 2030
C. Wzmacniacz 2xTDA 2003
D. Wzmacniacz lxTDA 2030
E. Wzmacniacz lxTDA 2003
F. Zamek szyfrowy
G. Generator z mostkiem Wiena H. Pływające światła
I. Korektor graficzny mono
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 520D 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
026 Fonia dwucewkowa
027 Generator 1 MHz
028 Pozytywka do zegara MC 1204
029 Wyświetlacz do zegara MC 1204
030 Termometr z termoregulatorem
031 Termometr
032 Generator PAL - rozbudowa
033 Sygnalizator akustyczny
034 Analizator - pole odczytowe
PE 1/92 8,94 zł
PE 1/92 1,00 zł
PE 1/92 1,00 zł
PE 1/92 1,00 zł
PE 1/92 1,00 zł
PE 1/92 3,51 zł
PE 1/92 1,00 zł
PE 1/92 1,12 zł
PE 2/92 7,77 zł
PE 2/92 2,92 zł
PE 2/92 1,40 zł
PE 3/92 6,33 zł
PE 3/92 3,11 zł
PE 3/92 1,29 zł
PE 4/92 4,95 zł
PE 3/92 1,00 zł
PE 3/92 3,19 zł
PE 3/92 1,00 zł
PE 3/92 1,80 zł
PE 5/92 1,00 zł
PE 4/92 2,29 zł
PE 4/92 1,18 zł
PE 4/92 1,00 zł
PE 4/92 1,00 zł
PE 4/92 1,00 zł
PE 4/92 1,00 zł
PE 4/92 1,13 zł
PE 4/92 1,87 zł
PE 4/92 1,87 zł
PE 4/92 1,08 zł
PE 5/92 2,92 zł
PE 4/92 2,01 zł
PE 4/92 1,38 zł
PE 5/92 4,82 zł
PE 5/92 3,79 zł
PE 1/93 1,00 zł
PE 1/93 1,00 zł
PE 1/93 1,00 zł
PE 5/92 1,00 zł
PE 5/92 2,05 zł
PE 5/92 3,84 zł
PE 5/92 1,19 zł
PE 5/92 6,29 zł
PE 1/93 1,00 zł
PE 1/93 5,50 zł
035 Uniwersalny zasilacz
036 Betametr
037 Dekoder PAL TC 500D/E
038 Dekoder PAL R202/A
039 Skala UKF
040 Zegar MC 1206
041 Zegar MC 1206 - wyświetlacz
042 Zegar MC 1206 - wzmacniacze
043 Zegar MC 1206 -układ ciągłego wyśw.
044 Betametr układ parowania
045 Miliwoltomierz ICL 7107
046 Miliwoltomierz ICL 7107 - wyświetlacz
047 Wyłącznik zmierzchowy
048 Zegar MC 1206 - sekundy cyfrowe
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
067 Dekoder kodu BCD z wyświetlaczem
068 Klucz elektronowy - klawiatura
069 Klucz elektronowy
070 Korektor graf. - pamięć charakteryst.
071 Fonia do odbioru programu POLONIA
072 Pływające światła - generator
073 Generator sygnałowy 65,5-^74 MHz
074 Sonda logiczna CMOS-TTL
075 Sonda logiczna CMOS-TTL z wyśw. cyfr.
076 Sonda - generator 1 kHz
077 Sonda - woltomierz
078 Fonia stereo do odbioru Astry
079 Automatyczny włącznik tunera TV-SAT
080 Elektroniczna konewka
081 Dyskotekowe urządzenie iluminofon.
082 Wzmacniacz odczytu do magnetofonu
083 Komarołapka
084 Tester tranzystorów
085 Odbiornik stereo UKF
086 Bariera optoelektroniczna
087 Regulator świateł dziennych
088 Częstościomierz generator
089 Częstościomierz licznik
PE 1/93 1,62 zł
PE 1/93 5,74 zł
PE 3/93 2,44 zł
PE 3/93 3,08 zł
PE 2/93 1,00 zł
PE 2/92 3,87 zł
PE 2/93 1,86 zł
PE 2/93 1,00 zł
PE 2/93 3,91 zł
PE 2/93 2,23 zł
PE 2/93 1,16 zł
PE 2/93 1,16 zł
PE 3/93 1,00 zł
PE 3/93 1,88 zł
PE 3/93 10,20 zł
PE 4/93 4,47 zł
PE 3/93 5,05 zł
PE 3/93 1,00 zł
PE 4/93 1,00 zł
PE 4/93 1,00 zł
PE 4/93 1,00 zł
PE 4/93 1,68 zł
PE 5/93 2,49 zł
PE 5/93 6,27 zł
PE 4/93 1,00 zł
PE 4/93 4,47 zł
PE 4/93 1,26 zł
PE 4/93 1,73 zł
PE 6/93 1,34 zł
PE 6/93 1,11 zł
PE 6/93 4,99 zł
PE 6/93 1,13 zł
PE 7/93 1,60 zł
PE 5/93 2,83 zł
PE 5/93 5,44 zł
PE 7/93 9,73 zł
PE 5/93 1,24 zł
PE 6/93 1,00 zł
PE 5/93 3,26 zł
PE 6/93 1,87 zł
PE 6/93 2,31 zł
PE 7/93 1,97 zł
PE 7/93 4,82 zł
PE 6/93 2,34 zł
PE 10/93 1,00 zł
PE 7/93 2,84 zł
PE 7/93 8,31 zł
PE 8/83 2,88 zł
PE 8/93 1,23 zł
PE 8/93 2,07 zł
PE 10/93 3,43 zł
PE 8/93 3,12 zł
PE 9/93 1,00 zł
PE 9/93 3,26 zł
PE 9/93 3,44 zł
Dla krótkofalowców, użytkowników CB i UKF-owców:
POTRÓJNE TRANSCEIVERY DIGITAL 942.
Wszystkie rodzaje emisji, zakresy od 20 kHz -=- 31,7 MHz, 50 -h 60 i 140 -r 150 MHz. Cena: 1670 z).
STEROWNIKI MIKROPROCESOROWE
Tablic świetlnych - Cena: 200 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 - 380 zł.
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 100 zł.
PRZESTRAJANY ODBIORCZY FILTR DO CB
Włącza się go między antenę a radiotelefon. Zwiększa odporność odbiorników AM 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 dziesięć tranzystorów i ośmio-kwarcowy 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.
Multimetr (7107) z gen..wersja CMOS
U-/=0...750V; l-/= 0...2A Bp1%
R 0...2MJ2 ;f 10Hz...15MHz Bp1-2% C 2pF...2pF;G 3Hz..0,5MHZ(3V)Bp2-3% Pomiar diod i b tranzyst. /wynik na 3 i 1/2 LED Uzas 6...10V lub akumulatory R-6 Izas 0,1 A
37.8 zł - płytka + części
9,9 zł - obudowa + Isostaty Multimetr Samochodowy 07
- Pomiar temp.silnika /temp. zewnętrznej
- Obrotomierz cyfrowy / pomiar nap. akum.
29.9 zł- płytka + części + obud. (3 i 1/2 LED) 7,6 zł- elektryczna blokada zapłonu
Automat Akwariowy
- 2 niezależne termostaty (do 350 W)
- automatyczny włącznik ośw. (do 400 W)
- automatyczny włącznik filtra (timer CMOS) 22,9 zł- płytka, części, przekaźnik
6,9 zł- Isostat, obudowa D. F. Elektronik ul. Duża Góra 37/53 30-857 KRAKÓW tel. 58-90-24
Końcówki mocy m.cz., uruchomione płytki zasilaczy stabilizowanych informacje (0-50) Tel/Fax 32-81-81
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 !
TRANSET
Zestawy do samodzielnego montażu,
oraz zmontowane płytki: O profesjonalnych wykrywaczy metali
z discriminacją, Q przystwaki zmieniającej OTV
w oscyloskop,
Q generator funkcji 1 Hz -r 2 GHz, � radiotelefon CB 0 i wielainnych.
Informator - koperta + znaczki na list polecony. TRANSET - 58-550 KARPACZ
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.
W zamówieniach prosimy podać informację, czy w przypadku braku którejś z pozycji zamówienie można zrealizować częściowo.
LARO S.C. 65-958 ZIELONA GÓRA
Płytki drukowane i zaprogramowane EPROMY można zamawiać wyłącznie w redakcji PE Skf. pOCZt. IM 149
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 12/95 PE na stronach I-hIV (wkładka).
PRAKTYCZNY
177
ISSN 1232-2628
.AA
D
cena 2J0
luty
nr 2'97

Ś
Układy sterowania diodami LM 3914, LM 3915, LM 3915 cz. 2
Jednym z zastosowań układu LM 3914 może być okienkowy sygnalizator napięcia. Przykład takiego układu zamieszczono na rysunku 1. Układ mierzy napięcie w przedziale od 4,46 V do 5,54 V. Próg napięcia przy którym zapala się pierwsza dioda określony jest wartością rezystora R3 i potencjometru R4. Natomiast napięcie zapalania się ostatniej diody określa wartość potencjometru Rl i rezystora R2.
Procedura regulacji jest następująca: Potencjometrem Rl ustawia się spadek napięcia na 1,20 V. Następnie do nóżki nr 5 układu LM 3914 doprowadza się napięcie stałe 4,94 V i potencjometrem R4 doprowadza się do stanu kiedy zapali się dioda nr 5.
Zmieniając wartości rezystorów można uzyskać inny zakres pomiaru, pod warunkiem, że będzie się on mieścił w zakresie napięć zasilania. Dla wyższych napięć można zastosować na wejściu pomiarowym dzielnik napięciowy. Potencjometrem Rl ustawia się wielkość różnicy napięcia pomiędzy zapalaniem się sąsiednich diod pomnożoną przez dziesięć. Natomiast potencjometrem R4 ustawia się próg zapalania środkowej diody, równocześnie doprowadzając do wejścia napięcie wzorcowe, tak jak podano to powyżej.
Układ może pracować zarówno w trybie linijki świetlnej jak i pływającego punktu. Rodzaj pracy można wybrać łącząc nóżkę 9 z zasilaniem (linijka) lub pozos-
~6V do ~10V
LINĘ
LM 3914
REF REF
Rlo SlG Rhi out adj modę
NR LED KOLOR VouT
10 CZERWONY 5,54
9 CZERWONY 5,42
8 ZOLTY 5,30
-j ZIELONY 5,18
6 ZIELONY 5,06
5V
5 ZIELONY 4,92
4 ZIELONY 4,82
3 ŻÓŁTY 4,70
2 CZERWONY 4,58
1 CZERWONY 4,46
R-ys. 1 Schemat układu okienkowego sygnalizatora napięcia
tawiając wolną (punkt). Połączenie nóżki 9 powinno być poprowadzone bezpośrednio do nóżki 3, gdyż duże wartości prądu diod mogą wprowadzać zakłócenia do wewnętrznego przełącznika rodzaju pracy. Układ wykorzystuje prostownik pełnopołówko-wy bez filtru. Kondensator 2,2 //F blokujący zasilanie diod nie zapewnia wystarczającej filtracji. Jednakże układ dzięki zastosowaniu źródeł prądowych w stopniach sterowania diodami będzie pracował prawidłowo.
R3 20k
Dl D2 D3 D4 D5
D9 D10 D11 D12 D13 014 D15 D16 D17 D18 D19 D20
OVled
i +5V
18 17 16 |15 14 11 j 12 1 10
US 1
LM 3914
REF REF
V~ v+ Rlo SlG Rhi OUT ADJ MODE
11 2 '|3 14 5 '6 7 rs 9
O--------1--------
Uwe 0-2,4V O
1,2V
li ó ; o
c/ o 0/
US1
LM 3914
REF REF
v'" v+ RLo Sl& Rh OUT ADJ MODE
2 |3 !4 j5 ' C 7 n 9
i ; ' 2,4V
' ! I ; I i I I
R2
U 2,4k
o
LINIA - - PUNKT
Rys. 2 Schemat szeregowego połączenia układów LM 3914. LM 3915, LM 391G
Dokończenie tekstu na str. 22
LUTY nr 2/97
SPIS TREŚCI
Układy sterowania diodami LM 3914, LM 3915, LM 3916 cz. 2......................2
Imobilajzer z oszukiwaczem do samochodu......................................................4
Dekoder Surround..........................................................................................10
Elektronika inaczej cz. 13 - diody półprzewodnikowe....................................16
Zasady prenumeraty.......................................................................................21
Prosty Fuzz do gitary.....................................................................................23
Sygnalizator gołoledzi do samochodu.............................................................24
Programowany taj mer - dokończenie..............................................................26
Wykaz cenowy elementów w sprzedaży wysyłkowej......................................31
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; 1/97. 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 7/95, PE 8/95, PE 2/96, PE 7/96, PE 10/96.
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 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 tel. [phone]
Praktyczny Elektronik 2/1997
Imobilajzer z oszukiwaczem do samochodu
Problem zabezpieczeń samochodu przed kradzieżą gości na łamach naszego czasopisma bardzo często. Jest to spowodowane dużą liczbą kradzieży samochodów i stąd też wynika duże zainteresowanie czytelników artykułami o takiej tematyce. Staramy się wymyślać różne nietypowe sposoby zabezpieczenia przed złodziejami. Takie też ciekawe urządzenie imobilajzer z oszukiwaczem prezentujemy w poniższym artykule.
Wycie syreny alarmowej w samochodzie nie wzbudza dziś zainteresowania przechodniów, ani policji. Wynika to z dużej ilości fałszywych alarmów. Można więc założyć, że sam alarm nie stanowi zbyt dobrego zabezpieczenia przed kradzieżą samochodu. Znacznie skuteczniejszy będzie imobilajzer, czyli urządzenie uniemożliwiające uruchomienie silnika.
Najprostszym rodzajem imobilajzera może być ukryty wyłącznik przerywający dopływ prądu do cewki zapłonowej, lub rozrusznika. Najbardziej natomiast skutecznym będzie elektroniczny układ wmontowany bezpośrednio do mikroprocesorowego urządzenia sterującego pracą silnika. Uaktywnienie imobilajzera uniemoż-
liwi bowiem pracę silnika już na etapie sterowania wtryskiem i zapłonem.
Opisany poniżej układ jest wyposażony w dodatkową opcję mającą na celu wprowadzenie potencjalnego złodzieja w błąd. Oczywiście spełnia on także funkcję klasycznego imobilajzera sterowanego pilotem na podczerwień.
Układ po włączeniu (uaktywnieniu) umożliwia trzykrotny rozruch silnika. Za każdym jednak razem po upływie pewnego czasu silnik zostanie automatycznie zgaszony. Czwarta próba spowoduje trwałe przerwanie obwodu zapłonowego. Taka procedura ma na celu oszukanie złodzieja, który najprawdopodobniej pomyśli sobie, że samochód jest niesprawny lub nie ma paliwa. Utwierdzi go w tym miernik poziomu paliwa, który będzie znajdował się zerze, bez względu na rzeczywistą ilość paliwa w zbiorniku. Wyłączenie imobilajzera pilotem usunie wszystkie przykre następstwa jego działania. Urządzenie nie posiada ciągle migającej diody sygnalizującej pracę, która może wzbudzić podejrzenia, że samochód wyposażono w alarm. Wszystko ma sprawiać wrażenie typowego objawu jakim jest brak paliwa.
WZMACNIACZ -~- DEKODER Ś*- ZATRZASK
+ 12V
TAJMER
LICZNIK
j DO W5KAŹNIKA
/O____o > POZIOMU
J~ PALIWA
I--------� Ś
^ | PRZERYWANIE
j > OBWODU
9 ZAPŁONOWEGO
1--------o
Rys. 1 Schemat blokowy imobilajzera
UM37S8-120A
18HVDD 17DTX/RX OUT 16DRX IN 15DMODĘ 14 3 Vss 13 3 OSC 12DA17 11 DA16 10HA15
Rys. 2 Schemat ideowy pilota
0 stanie w którym znajduje się imobilajzer informuje krótkie, jednorazowe zapalenie się diody dwukolorowej, bezpośrednio po wysłaniu rozkazu pilotem. Kolor zielony oznacza wyłączenie imobilajzera, a czerwony jego włączenie.
Schemat blokowy układu przedstawiono na rysunku 1. W skład imobilajzera wchodzi szerokopasmowy wzmacniacz sygnału fotodiody, dekoder kodu, zatrzask w którym zapamiętywana jest informacja o włączeniu lub wyłączeniu urządzenia, licznik uruchomień silnika, tajmer odmierzający czas pracy silnika, przekaźnik przerywania obwodu zapłonowego
1 przekaźnik zwierania wskaźnika paliwa.
Opis układu
Do włączania i wyłączania imobilajzera przeznaczony jest pilot. W urządzeniu wykorzystano pilota od alarmu z radiopowiadomieniem (PE 6/95). Zastosowano w nim układ programowalnego kodera/dekodera UM 3758 120A, umożliwiający uzyskanie 312 = 531.441 kombinacji kodu. Kod nadawany jest w postaci ciągu impulsów o zmiennym wypełnieniu. Częstotliwość impulsów wynosi ok. 3 kHz.
Praktyczny Elektronik 2/1997
Programowanie polega na doprowadzeniu do 12 nóżek kombinacji napięć. Nóżki te mogą być połączone z masą, plusem zasilania, lub pozostawione w stanie wysokiej impedancji czyli nie podłączone.
Nóżka MODĘ określa rodzaj pracy układu. Przy połączeniu jej z plusem zasilania układ pracuje jako koder, a przy połączeniu z masą jako dekoder. Wzorcem częstotliwości jest wewnętrzny generator wraz z elementami Rl i Cl, które muszą być wykonane w tolerancji 5%. Identyczne elementy stosuje się w generatorze dekodera. Po naciśnięciu włącznika WŁ1 do układu zostaje doprowadzone napięcie zasilania i na wyjściu TX/RX OUT pojawią się paczki impulsów o zmiennym w zależności od zaprogramowanego kodu wypełnieniu.
Sterowany tymi impulsami tranzystor Tl włącza diodę nadawczą podczerwieni Dl. W pilocie zastosowano podwójną diodę nadawczą. Oznacza to że w jednej obudowie umieszczone są szeregowo dwie diody nadawcze. Taka dioda zapewnia większą moc promieniowania. Pilot zasilany jest z miniaturowej baterii alkalicznej 12 V. Schemat pilota zamieszczono na rysunku 2.
Zakodowany sygnał z pilota odbierany jest przez odbiornik podczerwieni 0D1. Wartość amplitudy sygnału na wyjściu odbiornika jest niewielka dlatego też wymaga on wzmocnienia. Z uwagi na modulację szerokości impulsów stosowaną w układach kodera i dekodera wymagane jest dostatecznie szerokie pasmo ok. 100 kHz i wzmocnienie rzędu 60-ł-80 dB.
-O+Ucc
D12(DWUKDLOROWA) 13I CZERWONA
Rys. 3 Schemat ideowy imobiląjzera
Praktyczny Elektronik 2/1997
Zadanie to spełnia szerokopasmowy wzmacniacz zbudowany z niskoszumowych tranzystorów T1-7-T3. Pierwszy stopień wzmacniacza polaryzowany jest przez rezystory R4, R5, R6. Rezystor R7 wprowadza do układu niewielkie sprzężenie zwrotne poprawiając tym samym szerokość pasma. Z kolei kondensator C3 eliminuje ujemne sprzężenie zwrotne dla składowej zmiennej w obwodzie kolektor-baza tranzystora Tl. Natomiast sprzężenie dla składowej stałej pozostaje stabilizując tym samym punkt pracy tranzystora.
Drugi stopień wzmacniacza T3 poprzedzony jest wtórnikiem emiterowym T2, którego zadaniem jest zapewnienie dostatecznie dużej impedancji obciążającej pierwszy stopień. Unika się w ten sposób spadku wzmocnienia na pierwszym stopniu wzmacniacza. W drugim stopniu wzmacniacza zastosowano podobny układ polaryzacji jak w stopniu pierwszym. Dzięki zastosowaniu rezystora bazowego R9 o mniejszej rezystancji niż w stopniu pierwszym i niewielkiej wartości rezystancji Rll w emiterze T3 uzyskano duży zakres zmian napięcia na wyjściu tranzystora, co umożliwiło bezpośrednie sterowanie dekoderem sygnału US1. Czułość odbiornika umożliwia odbieranie sygnałów z od-
ległości ok. 2 m, w przypadku skierowania nadajnika bezpośrednio na odbiornik 0D1.
Funkcję dekodera sygnału pilota pełni układ US1 identyczny jak w pilocie. Nóżka 15 - MODĘ tego układu jest tu jednak połączona z masą zasilania powodując pracę układu w trybie dekodera. Nóżki programujące kod w dekoderze muszą być ustawione tak samo jak w koderze znajdującym się w nadajniku tzn. nóżki o tych samych numerach wyprowadzeń w nadajniku i odbiorniku łączy się z takim samym potencjałem.
Jeżeli sygnał odebrany przez odbiornik 0D1 będzie zgodny z kodem nastawionym w nadajniku pilota, to wyjście TX/RX zmieni swój stan z wysokiego na niski. Opadające zbocze sygnału TX/RX spowoduje wpisanie jedynki do licznika US2A, która pojawi się na wyjściu Ql. Narastające zbocze tego sygnału spowoduje wyzwolenie tajmera US3A. Sygnał z wyjścia Q tajmera US3A doprowadzony jest między innymi do wejścia CL licznika US2A powodując jego chwilową blokadę. Uniemożliwia się w ten sposób kolejne wpisanie jedynki do licznika w przypadku kiedy na wskutek słabego odbioru na wyjściu dekodera pojawi się kilka następujących po sobie impulsów.
NÓŻKA 16 US1
NÓŻKA 10 US2A J P P * I
NÓŻKA 10 2,5 sek I 2.5 sek I 2,5 sek
I I
NÓŻKA 11 US2A
ANODA
DIODY
ZIELONEJ
ANODA
DIODY
CZERWONEJ
WE S"
NÓŻKA 6 US3B
NÓŻKA 3 US2B
NÓŻKA 4 US2B
NÓŻKA 5 US2B
NÓŻKA 3 US5
KOLEKTOR T5
WŁĄCZONY
WYŁĄCZONY
- IMOBILAJZER WŁĄCZONY
WYŁĄCZONY
n
R
U
Rys. 4 Przebiegi w układzie
Praktyczny Elektronik 2/1997
Jedynka w wyjścia tajmera US3A włącza klucz analogowy US4 (nóżka 12). Natomiast jedynka na wyjściu licznika US2A włącza drugi klucz (nóżka 13). W efekcie tego zapala się w kolorze czerwonym dioda D12 informując tym samym o włączeniu (uaktywnieniu) imobilaj-zera. Dioda ta świeci się podczas generowania impulsu przez tajmer US3A, czyli ok. 2,5 sek. Z chwilą zakończenia generacji impulsu dioda gaśnie a wejście EN licznika US2A zostaje odblokowane umożliwiając przyjęcie nowego rozkazu. Jeżeli rozkaz taki zostanie wysłany, na wyjściu Q licznika pojawi się zero, w następstwie tego zostanie wygenerowany impuls lecz wtedy dioda D12 zapali się w kolorze zielonym informując o wyłączeniu imobilajzera
Elementy Dl, D2, R13, R14, C9, CIO umieszczone na wejściach +T i -T tajmera pozwalają na generowanie impulsu przy dowolnym zboczu. Jeżeli zbocze jest dodatnie, to jedynka pojawi się natychmiast na wejściu -T, a dopiero po pewnym opóźnieniu przez układ R13, C9 na wejściu -f-T. Tajmer zostanie zatem wyzwolony zboczem dodatnim z wejścia +T. Dioda D2 umożliwia szybki naładowanie się kondensatora CIO przy dodatnim zboczu sygnału. Podobnie jest przy zboczu ujemnym, z tą tylko różnicą, że zero pojawi się najpierw na wejściu +T, a nieco później na wejściu -T wyzwalając tajmer.
Narastające zbocze na wyjściu Q tajmera US2A zostaje zróżniczkowane przez układ R22, C14 i powoduje wyzerowanie drugiego licznika US2B. Licznik ten ma za zadanie zliczać ilość uruchomień silnika.
Uruchomienie silnika wyzwala tajmer US3B, pod warunkiem, że imobilajzer jest włączony, czyli z wyjścia licznika US2A doprowadzona jest jedynka do wejścia zerującego tajmera US3B (nóżka 3). Tajmer zerowany jest zerem na wejściu zerującym, przeciwnie niż ma to miejsce w większości układów CMOS serii 4000. Opadające zbocze impulsu na wyjściu Q tajmera US3B (nóżka 7) powoduje wpisanie jedynki do licznika US2B. Następnie przez cały czas generowania impulsu ok. 10 sek. w układzie nic się nie dzieje. Uruchomiony silnik cały czas pracuje, po zakończeniu generacji impulsu ujemnym zboczem z wyjścia Q US3B zostaje wyzwolony tajmer US5. W efekcie tego zostaje wystero-wany tranzystor T5 i włączony przekaźnik Pk2, którego rozwierające się styki przerwą obwód zapłonowy silnika, zatrzymując go.
Ponowne uruchomienie silnika spowoduje wpisanie kolejnej jedynki do licznika US2B, którego stan będzie wynosił już 0010. Cały cykl ponownie powtórzy się z tą tylko różnicą, że silnik będzie pracował krócej (prze ok. 5 sek). Skrócenie czasu pracy osiągnięto tu dzięki doprowadzeniu jedynki z wyjścia Q2 licznika US3B do diody D6. Zmieniono w ten sposób stałą czasową tajmera US3B. Podobnie układ zachowa się przy trzeciej próbie uruchomienia samochodu. Natomiast czwarta próba doprowadzi do wpisania do licznika stanu 0100. Jedynka na wyjściu Q3 licznika (nóżka 5) zostanie doprowadzona do wejścia CL blokując dalsze zliczanie przez licznik.
74
m i t t
[+1 2V + O

�H 2 3456789 +
37
1 8 mm
KROPLA __' i
CYNY \ J
6 mm
- KRAWĘDŹ ZAGIĘCIA
37
13
DIODA NADAWCZA
Rys. 5 Płytka drukowana pilota i rozmieszczenie elementów
Praktyczny Elektronik 2/1997
ARTKELE 314
,C8
llol ----11---- -fRT2h KJ
]|g C7 US1 +i2iii0US6^
Rys. 6 Płytka drukowana imobilajzera i rozmieszczenie elementów
Równocześnie sygnał z wyjścia Q3 przez diodę D8 włączy tranzystor T5 definitywnie przerywając obwód zapłonowy. Dalsze próby uruchomienia silnika nie powiodą się. Rozrusznik będzie "kręcił", a silnik nie zapali. Dopiero wyłączenie imobilajzera pilotem umożliwi normalne uruchomienie samochodu. Dodatkowo układ wyposażono w przekaźnik Pkl zwierający wskaźnik paliwa, tak aby pokazywał on zero bez względu na ilość paliwa w zbior-
niku. Przekaźnik Pkl zasilany jest napięciem ze stacyjki, co sprawia, że nie pobiera on prądu w trakcie czuwania imobilajzera. Dzięki zastosowaniu układów CMOS i braku stałej sygnalizacji stanu imobilajzera przez diodę świecącą prąd pobierany przez układ w stanie czuwania jest bardzo mały i wynosi ok. 3 mA. Dlatego też możliwe było zastosowanie stabilizatora 78L05 o małym prądzie wyjściowym. Niskie napięcie zasilania układu (+5 V) gwarantuje poprawną pracę przy słabym akumulatorze, na którego zaciskach napięcie może spaść nawet do ok. 7 V w trakcie uruchamiania silnika.
Montaż i uruchomienie
Układ pilota mieści się na płytce dostosowanej do plastikowej obudowy pilota dostępnej w handlu. Do zamocowania baterii można wykorzystać blaszki wlutowane w płytkę. Takie gotowe blaszki można nabyć w sklepie lub wykonać samemu w oparciu o wzór zamieszczony na rysunku 5. Na środku płytki należy wywiercić otwór 4>b mm przez który będzie przechodziła śrubka skręcająca obudowę.
Na płytce drukowanej pod układem scalonym umieszczono ścieżki biegnące wzdłuż nóżek programujących układu. Nóżek tych jest 12 (numery od 1 do 12), a ich pola lutownicze mają kształt prostokątów (pozostałe pola są owalne). Pola prostokątne łączy ze ścieżką biegnącą na zewnątrz układu (plus zasilania), lub ze ścieżką wewnątrz układu (minus zasilania), lub pozostawia niepodłączone. Kombinacja połączeń jest dowolna i zależy od inwencji wykonawcy. Połączenia pól programujących ze ścieżkami dokonuje się kroplami cyny.
Na płytce imobilajzera podobnie jak w pilocie wokół układu dekodera biegną ścieżki zasilania (na zewnątrz układu) i masy (wewnątrz układu). Ścieżki te łączy się identycznie z polami prostokątnymi programując kod. Układ połączeń musi być identyczny w koderze i dekoderze.
Po zamontowaniu wszystkich elementów można sprawdzić prawidłowość funkcjonowania. Napięcie na kolektorze tranzystora Tl powinno wynosić ok. 2,2 V ą0,5 V, a na kolektorze T3 ok. 1 V ą0,5 V.
Praktyczny Elektronik 2/1997
O 1/2 1
STACYJKA
-O +12V
DIODA ODBIORCZA
H2V X1 <
kx PŁYTKA NR314 x,
ROZRUSZNIK
-X-
X
KONDENSATOR PRZECIWZAKŁÓCENIOWY
CEWKA ZAPŁONOWA
MODUŁ ZAPŁONOWY
Rys. 7 Schemat podłączenia imobilajzera do instalacji elektrycznej samochodu
Jeżeli napięcia te odbiegają od podanych należy zmienić wartości rezystorów R4, R5, R9. Zwiększenie rezystorów spowoduje wzrost napięcia na kolektorach.
Po wysłaniu rozkazu z pilota napięcie na wyjściu TX/RX układu US1 powinno spaść do zera powodując zapalenie się diody D12. Po zgaśnięciu diody można wysłać kolejny rozkaz. Dioda powinna zapalić się wtedy na kolor inny niż poprzednio. Należy sprawdzić czy dioda jest wlutowana prawidłowo, tzn. gdy napięcie na wyjściu licznika US2A (nóżka 11) będzie wynosiło +5 V dioda powinna świecić się na czerwono.
Symulowanie zapalania silnika można wykonać łącząc na chwilę wejście S z napięciem zasilania +12 V. Natomiast szeregowo ze stykami przekaźnika Pk2 można włączyć diodę świecącą i rezystor 1 kf2/0,25 W, oczywiście układ łączy się z masą i zasilaniem +12 V. Dioda ta powinna się świecić przez cały czas. W dziesięć sekund po pierwszym symulowanym zapaleniu silnika dioda ta gaśnie na ok. 2 sek. Po czwartej próbie uruchomienia dioda powinna zgasnąć definitywnie.
Sprawdzony w ten sposób imobilajzer można zamontować w samochodzie zgodnie ze schematem połączeń zamieszczonym na rysunku 7.
Zasilanie układu prowadzi się z punktu będącego cały czas pod napięciem. Może to być przewód doprowadzający napięcie do stacyjki lub radioodbiornika. Wejście S łączy się z przewodem doprowadzającym napięcie do rozrusznika. Na tym przewodzie napięcie powinno się pojawiać tylko podczas kręcenia rozrusznika.
W obwodzie doprowadzającym napięcie do cewki zapłonowej robi się przerwę i końce przewodów doprowadza się do wejść Zl i Z2 imobilajzera. W zasadzie takie połączenie już wystarczy. Układ będzie spełniał swoją funkcję.
Dla oszukania złodzieja można jeszcze podłączyć układ zwierania wskaźnika paliwa. Na rysunku 7 przedstawiono takie połączenie które można zastosować w samochodach produkcji polskiej np. Fiat 126p, 125p, Polonez. W przypadku innych samochodów wskazane jest poznanie instalacji elektrycznej wskaźnika pomiaru paliwa. Dopiero wtedy można wykonać odpowiednie połączenia.
W samochodach produkcji polskiej stosuje się potencjometryczny czujnik poziomu paliwa. Suwak potencjometru połączony jest z pływakiem. Cały układ umieszczony jest w zbiorniku paliwa. Przy zmianach ilości paliwa ulega zatem zmianie rezystancja potencjometru. Gdy zbiornik jest pusty rezystancja jest najmniejsza. Dodatkowo poniżej pewnego poziomu paliwa pływak zwiera styki włącznika lampki kontrolnej rezerwy. Układ styków i potencjometru nie stanowi zagrożenia wybuchowego, gdyż w zbiorniku nie ma powietrza, a są tylko opary benzyny, które bez powietrza nie zapalą się.
Jako wskaźnik zastosowano miernik dwucewkowy. Prąd przepływający przez cewkę L2 wytwarza pole magnetyczne, które oddzia-łowując na rdzeń ferromagnetyczny połączony ze wskazówką powoduje jej wychylenie w prawo. Natomiast prąd przepływający przez cewkę LI wytwarza pole magnetyczne skierowane przeciwnie, wychylające wskazówkę w lewo. Wypadkowe położenie wskazówki zależy zatem od stosunku prądów cewek LI i L2. Zastosowanie dwóch cewek zapewnia dużą odporność wskaźnika na wstrząsy podczas jazdy, znacznie ograniczając wahania wskazówki.
Zmieniająca się w funkcji poziomu paliwa rezystancja potencjometru w zbiorniku powoduje zmianę rozpływu prądów w cewkach LI i L2 zmieniając ty samym położenie wskazówki.
W samochodach innych producentów mogą być zastosowane wskaźniki pojemnościowe, wymagające innego podłączenia.
10
Praktyczny Elektronik 2/1997
Wykaz elementów pilot
US1
Tl
Dl
R2
Rl
R3
Cl
C2
WŁ1
BAT1
- UM 4758 120A
- BC 337-25
- CQX 47 (dioda podwójna)
- 10 kfi/0,125 W
- 100 kfi/0,125 W/ 5%
- 10 ft/0,25 W
- 120 pF/63 V/ 5% KSF-020-ZM
- 47 /jF/16 V 04/U
- mikrowłącznik
- miniaturowa bateria alkaliczna 12 V
płytka drukowana numer 212 Wykaz elementów imobilajzer
US1 - UM 4758 120A
US2 - CD 4520
US3 - CD 4538
US4 - CD 4066
US5 -NE 555 CMOS
US6 - LM 78L05
T1-^T3 - BC413B
T4, T5 - BC 337-25
Dl-f-Dll - 1N4148
D12 LED dwukolorowa
OD1 - BPW 84
R7, Rll -47 f2/0,125 W
R17 - 150 fi/0,25 W
R18 -4,7 kf2/0,125 W
R8, R19 - 10 kft/0,125 W
R13, R14 - 15 kQ/0,125 W
R23 - 22 kfi/0,125 W
RIO -33 kfi/0,125 W
Rl, R6, R26,
R27 -47 kft/0,125 W
R2, R16, R22,
R24, R25 - 100 kfi/0,125 W
R12 - 100 kfi/0,125 W/ 5%
R15 - 120 kfi/0,125 W
R20, R21 - 200 kf2/0,125 W
R3 -470 kfi/0,125 W
R4, R5, R9 - 1 Mfi/0,125 W
C8 - 120 pF/63 V/ 5% KSF-020-ZM
C13, C14 - 180 pF/50 V ceramiczny
C2, C15 - 1 nF/50 V ceramiczny
C4, C9, C10 - 10 nF/50 V ceramiczny
C3, C7, C17
C18 - 47 nF/50 V ceramiczny
Cl - 1 //F/63 V 04/U
Cli, C16 - 22 /jF/16 V 04/U
C5, C6 - 47 ^F/25 V 04/U
C12 - 100 /jF/16 V 04/U
Pkl - RX81P/12 V
Pk2 - RM 82P/12 V
płytka drukowana numer 314 Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: płytka numer 212 - 1,10 zł
płytka numer 314 - 4,65 zł + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - wykaz patrz strona 31 wewnątrz numeru.
O mgr inż. Dariusz Cichoński
Dekoder Surround
Jest to dekoder dźwięku dookólnego umożliwiający przestrzenne odtwarzanie dźwięku. Dźwięk przestrzenny stał się czynnikiem zwiększającym ekspresję obrazów kinowych. Wykonanie dekodera może być pierwszym krokiem do odtwarzania dźwięku przestrzennego przy oglądaniu telewizji i uzyskania we własnym zakresie tzw. kina domowego.
Surround i kino domowe
Technika kinowa dąży do urealnienia oglądanych obrazów, aby widz poczuł się uczestnikiem akcji dziejącej się na ekranie. W tym celu sięga się do różnych środków, łącznie z trzęsącymi się fotelami imitującymi trzęsienie ziemi. Ważnym czynnikiem jest towarzyszący obrazowi dźwięk. W stosunkowo popularnych kinach szerokofor-matowych wprowadzono dźwięk dookólny pięcio kanałowy. Zapis sygnałów na ścieżkach dźwiękowych filmu i odtwarzanie było jednak procesem skomplikowanym, a sama aparatura bardzo droga.
Postępem w tej dziedzinie było wprowadzenie sposobu zapisu i odtwarzania zaproponowanego przez firmę
Dolby Laboratories znaną z technik wyciszania szumów. Zamiast 5 kanałów wykorzystuje się w systemie Dolby Stereo 4 kanały. Dwa z nich to tradycyjne kanały stereofoniczne lewy L i prawy P. Dla zwiększenia poprawności lokalizacji dialogów wprowadzono dodatkowy kanał centralny C (central). Uzyskanie dźwięku dookólnego zapewnia kanał tylny T (rear).
Sygnały te kodowane są w postaci dwóch kanałów, które są zmodyfikowanymi kanałami stereofonicznymi i mogą być odtwarzane za pomocą aparatury stereofonicznej. Do uzyskania odtwarzania przestrzennego niezbędne jest zastosowanie dekodera, który utworzy ze zmodyfikowanego sygnału stereofonicznego sygnały kanałów L i P, oraz centralny C i tylny T. Sygnały te doprowadza się do oddzielnych wzmacniaczy i głośników. Głośniki L i P rozmieszcza się tak samo jak w stereofo-nii przed słuchaczami, po obu stronach ekranu. Głośnik centralny (który w ostateczności nie jest konieczny do uzyskania odtwarzania przestrzennego) umieszcza się na środku (pod lub nad ekranem). Sygnał kanału tylnego T odtwarza się za pomocą dwóch, a nawet większej ilości głośników umieszczonych za słuchaczami,
Praktyczny Elektronik 2/1997
11
a tak naprawdę widzami. Dekoder Dolby Stereo zawiera matrycę wytwarzającą sygnały L, P, C i T. Pasmo sygnału T jest ograniczane, a sam sygnał poddawany działaniu układu zwiększającego dynamikę (eks-pandera).
Po wprowadzeniu tego systemu w tzw. kinach premierowych (wyświetlających najnowsze tytuły), renomowane firmy produkujące sprzęt audio i video zauważyły możliwość wykorzystania go w warunkach domowych. System przewidziany dla indywidualnych użytkowników został nazwany Dolby Surround. Telewizje zachodnie po powszechnym wprowadzeniu stereofonii zaczęły nadawać dźwięk filmów w wersji Dolby Surround. Prekursorem była tu niemiecka stacja satelitarna Pro7. Także kasety video wyposażane są w dźwięk Dolby Surround.
Powiązanie odtwarzania obrazu z dźwiękiem dookól-nym w warunkach domowych nazwano "kinem domowym". Aktualnie wiodące firmy produkują już odbiorniki telewizyjne o dużych ekranach wyposażone w rozbudowane tory fonii z dekoderem Dolby Surround Pro Logic. Dekoder Dolby Surround Pro Logic zawiera dodatkowo układ analizujący sygnał wejściowy i automatycznie zmieniający poziomy sygnałów na poszczególnych wyjściach. W ten sposób uzyskuje się poprawę separacji poszczególnych kanałów. Daje to lepszy efekt przestrzenny, zwłaszcza w stosunkowo małych pomieszczeniach mieszkalnych. Dodawany jest często oddzielny wzmacniacz i zestaw głośnikowy odtwarzający najniższe częstotliwości akustyczne tzw. subwoofer. Super niskie tony są czynnikiem bardzo ekscytującym, zwiększającym moc wrażeń przy scenach mrożących krew w żyłach.
Produkowane są wzmacniacze akustyczne, amplitu-nery wyposażone w dekodery dźwięku dookólnego. Krajowy producent głośników Tonsil oferuje już cały zestaw głośników do kina domowego wraz z dekoderem Dolby Surround i wzmacniaczami.
Dalszy postęp w dziedzinie dźwięku przestrzennego to cyfrowe kodowanie kanałów umożliwiające oddzielne przekazywanie 5 kanałów (L, P, C, T i subwoofer). System ten nazywany jest Dolby Digital AC-3. Specjalne wymagania dotyczące aparatury kina domowego opracowała amerykańska firma Lucas Film. Aparatura spełniająca te wymagania sygnowana jest znakami THX. Coraz powszechniej stosowany jest nowy nośnik zapisu obrazu jakim jest płyta video. Towarzyszący obrazowi dźwięk na płycie to już Dolby Digital AC-3.
Starsi czytelnicy na pewno pamiętają inną technikę odtwarzania dźwięku przestrzennego - kwadrofonię. Reprezentantem tej techniki w wykonaniu krajowym był amplituner Cezar - Qadro produkowany przez Diorę w końcu lat siedemdziesiątych. Nie była ona powiązana z obrazem i dlatego chyba "zmarła śmiercią naturalną".
Opis działania
Proponowany do wykonania dekoder surround jest dekoderem matrycowym opartym na części analogowej układu scalonego dekodera surround sterowanego cy-
frowo za pośrednictwem magistrali I C. Schemat blokowy dekodera pokazany jest na rys. 1.

WYT UKŁAD SURROUND WZMACNIACZ

WYL WYP WEL WEP^0 CENTR TYŁ
n r
WE WY WZMACNIACZ (AMPLITUNER)

1__ 1
Ł C p
SŁUCHACZ
TL TP
L"

Rys. 1 Schemat blokowy dekodera surround
Dekoder umożliwia dekodowanie dźwięku przestrzennego zakodowanego w sygnale fonii towarzyszącej obrazu (Film), odtwarzanie przestrzenne dźwięku stereofonicznego (Muzyka) i symulację sztuczną dźwięku przestrzennego (Sym.).
Sygnały wejściowe podaje się do wejść WE L i WE P. Regulacja sygnałów wejściowych umożliwia pracę dekodera z dużym zakresem sygnałów wejściowych (0,5^-5 V). Wejściowe wtórniki (1:1) zwiększają odporność skomplikowanego układu połączeń dekodera na zakłócenia zewnętrzne (przydźwięk sieci).
Wstępne preparowanie sygnału odbywa się za pomocą układu sumowania (L + P) i układu różnicy (L - P). Z sygnału sumy wydzielane jest pasmo mowy w filtrze FP (0,3-1-2,5 kHz) i w ten sposób uzyskuje się sygnał kanału centralnego. Sygnał ten po wzmocnieniu i regulacji doprowadzany jest do wyjścia WY C.
Sygnał sumy doprowadzany jest do układu symulacji US, który wprowadza przesunięcie fazy 90� oraz tłumi częstotliwości środkowe odpowiadające pasmu mowy. Tak spreparowany sygnał jest doprowadzony do przełącznika SYM i wykorzystywany przy symulacji dźwięku przestrzennego.
Sygnał różnicy L - P doprowadzony do przełącznika FILM, MUZYKA wykorzystywany jest przy przestrzennym odtwarzaniu dźwięku towarzyszącego lub nagrań stereofonicznych. Sygnały z przełącznika podawane są do przesuwnika fazowego PF1. Przesuwnik ten wprowadza przy częstotliwości około 100 Hz przesunięcie 90�, które wzrasta przy wyższych częstotliwościach do -180�.
12
Praktyczny Elektronik 2/1997
R.ys. 2 Schemat ideowy dekodera Surround
Z wyjścia tego przesuwnika pobierany jest sygnał przy odtwarzaniu nagrań stereofonicznych i podawany do kolejnego przełącznika MUZYKA. Do przełącznika FILM,
SYM. podawany jest sygnał po przejściu przez kolejne przesuwniki fazowe PF2, PF3 i PF4. Przesuwnik PF2 osiąga przesunięcie fazowe 90� przy częstotliwości
Praktyczny Elektronik 2/1997
13
około 4 kHz, a PF3 i PF4 przy częstotliwości około 400 Hz. Zadaniem przesuwników jest imitacja opóźnienia czasowego sygnału kanału tylnego. Aktualne ustawienie przełączników odpowiada trybowi pracy SYM. Wybrany przełącznikiem sygnał podawany jest przez filtr ograniczający wysokie częstotliwości do wzmacniacza kanału tylnego. Po regulacji podawany jest do wyjścia WY T.
Sygnał ten przez wtórnik (1:1) podawany jest do układów odejmujących i odejmowany od sygnałów kanału lewego (L - T) i prawego (P - T). Układy te preparują sygnały L i P podawane odpowiednio na wyjścia WY L i WY P.
Przełączniki posiadają trzecią (nie narysowaną) pozycję umożliwiającą wyłączenie działania układu. Wtedy wytwarzane są sygnały L, P i C. Sygnały kanałów L i P nie podlegają żadnej modyfikacji (poza zmianą poziomu sygnału). Nie jest wytwarzany sygnał T.
Opis schematu ideowego
Schemat ideowy dekodera pokazany jest na rys. 2.
Sygnały z wejść WE L i WE P podawane są przez kondensatory sprzęgające (Cl, C2) do rezystorów nastawnych Pl, P2. Z suwaków rezystorów nastawnych sygnał podawany jest do wtórników (US1 A i B). Sygnał z wyjścia wtórników jest sumowany w układzie rezystancyjnym R5, R6, R7 i wzmocniony dla wyrównania tłumienia układu rezystancyjnego we wzmacniaczu nieodwracającym (US2 A).
Sygnał sumy (L + P) podawany jest przez rezystor R12 do filtru środkowoprzepustowego wydzielającego pasmo częstotliwości mowy, zrealizowanego na części A US3. Ograniczony częstotliwościowo sygnał jest wzmacniany we wzmacniaczu odwracającym na części B US3. Zmiana fazy sygnału jest niezbędna z uwagi na wprowadzaną zmianę fazy przez filtr środko-woprzepustowy. Filtr razem ze wzmacniaczem wprowadzają niewielkie przesunięcia fazy sygnału. Uzyskany w ten sposób sygnał kanału centralnego podawany jest przez potencjometr P3 do wyjścia WY C.
Sygnał sumy (L + P) za pośrednictwem filtru gór-noprzepustowego C4, RIO, podawany jest do wejścia odwracającego wzmacniacza różnicowego A US4. Na wejście nieodwracające wzmacniacza różnicowego doprowadzony jest sygnał sumy przez filtr dolnoprzepu-stowy R13, C6. Filtry dolnoprzepustowy i górnoprzepu-stowy powodują asymetrię sygnału przy niskich i wysokich częstotliwościach. Wskutek działania wzmacniacza różnicowego zostają wytłumione średnie częstotliwości do poziomu około 20 dB przy częstotliwości 400 Hz. W minimalnym stopniu, o 2 dB jest tłumiony sygnał o częstotliwości 9 kHz. Na wyjściu wzmacniacza różnicowego uzyskuje się sygnał wykorzystywany przy symulacji dźwięku przestrzennego podawany do przełącznika SYM (WŁ3).
Sygnał różnicy (L - P) wytwarzany jest we wzmacniaczu różnicowym B US4 i podawany do przełączników MUZYKA, FILM (WŁ1, WŁ2). Zależnie od tego, który
przełącznik zostanie wciśnięty - za jego pośrednictwem sygnał podawany jest na wejście wtórnika B US2 i dalej do przesuwnika fazowego A US7. Częstotliwość punktu granicznego przesunięcia fazy 90� (około 100 Hz), wprowadzanego przez ten przesuwnik można dobrać regulując rezystorem nastawnym P5. Z wyjścia przesuwnika A US7 pobierany jest sygnał po wciśnięciu przycisku MUZYKA.
Do wyjścia przesuwnika A US7 podłączony jest zestaw trzech kolejnych przesuwników fazowych (B, C, D US7). Punkt graniczny przesunięcia fazy każdego z nich można dobrać regulując rezystorami nastawnymi P6, P7 i P8. Właśnie przesunięcia fazowe sygnałów będą najistotniejszym czynnikiem tworzenia przestrzeni dźwiękowej. Z wyjścia ostatniego przesuwnika sygnał podawany jest do przełączników FILM i SYM. Sygnał ten podawany jest dalej po wciśnięciu jednego z tych przełączników. Na schemacie ideowym w pozycji wciśniętej jest narysowany przełącznik SYM.
Sygnał z przełącznika podawany jest przez filtr dolnoprzepustowy R24, C12 (9 kHz) do wzmacniacza A US5. Jest to już sygnał kanału tylnego T. Jego wielkość jest regulowana potencjometrem P4. Regulacja ta bezpośrednio powoduje zwiększenie lub zmniejszenie efektu przestrzennego. Po regulacji jest podawany do wyjścia WY T.
Sygnał ten jest jednocześnie podawany przez dzielnik rezystancyjny R28, R29 i wtórnik B US5 do wzmacniaczy różnicowych A i B US6. W tych wzmacniaczach jest odejmowany od pierwotnego sygnału kanałów L i P. Na wyjściach wzmacniaczy różnicowych uzyskuje się sygnały kanałów przednich, lewego L i prawego P. Podawane one są do wyjść: WY L i WY P.
Dekoder zasilany jest napięciem symetrycznym ą12 V. Pobór prądu nie przekracza 50 mA.
Montaż i uruchomienie
Możliwe jest wykonanie dekodera jako oddzielnego urządzenia, ale najkorzystniejszym wydaje się zamontowanie go we wspólnej obudowie ze wzmacniaczami kanałów centralnego i tylnego. Unika się w ten sposób na zewnątrz części przewodów łączących dekoder z tymi wzmacniaczami, które także są dodatkowym składnikiem niezbędnym dla wzbogacenia posiadanego zestawu stereofonicznego o możliwość odtwarzania dźwięku przestrzennego.
Jako wzmacniacze kanałów centralnego i tylnego można zastosować wzmacniacz opisany w nr 11/96 PE ("Samochodowy wzmacniacz Hi-Fi 100 W"). Z opisanego zestawu wzmacniaczy wykorzystać należy wzmacniacze średniotonowe (US1, US3) po wyeliminowaniu filtrów górnoprzepustowych i dzielników rezystancyj-nych na wejściu.
Przed przystąpieniem do montażu należy przygotować przełącznik Isostat. Składa się on z trzech segmentów zależnych na listwie z rozstawem 10 mm, połączonych listwą wyzwalającą ze sprężynką boczną. Dopasować otwory w płytce drukowanej do posiadanych elementów.
14
Praktyczny Elektronik 2/1997
F
Rys. 3 Widok płytki drukowa
W pierwszej kolejności zamontować kołki lutownicze i zwory, a następnie pozostałe elementy. Przełącznik Isostat zamontować na wysokości 2 mm nad płytką. Po sprawdzeniu poprawności montażu można przystąpić do uruchomienia dekodera. Wskazane jest użycie do tego generatora akustycznego, oscyloskopu i multime-tru. W ostateczności można poprzestać na multimetrze, � a działanie sprawdzić odsłuchowo.
Do uruchamiania niezbędny będzie zasilacz o napięciach ą12 V i dopuszczalnym poborze prądu 100 mA.
elementów
Wszystkie rezystory nastawne ustawić w położenia środkowe. Po dołączeniu zasilania sprawdzić poprawność napięć zasilających na układach scalonych i ich napięcia wyjściowe, które powinny być równe 0 V. Jeśli któreś z napięć wyjściowych będzie odbiegało od 0 V, świadczyć to może o nieprawidłowym montażu, wzbudzaniu się wzmacniacza operacyjnego lub w najgorszym przypadku o jego uszkodzeniu. Po doprowadzeniu do poprawności można przystąpić do dalszego etapu uruchamiania.
Praktyczny Elektronik 2/1997
15
Potencjometry nastawne Pl i P2 ustawić na maksimum. Potencjometr P4 ustawić na minimum. Zewrzeć oba wejścia, wcisnąć przycisk przełącznika SYM. Podać na wejścia sygnał z generatora akustycznego o częstotliwości 1 kHz i wartości skutecznej 0,5 V (wartość międzyszczytowa 1,4 V). Sprawdzić oscyloskopem występowanie sygnału o tej wielkości na wyjściach wtórników A i B USl oraz na wyjściu wzmacniacza A US2. Sygnał o zbliżonej wartości międzyszczytowej powinien być na wyjściu wzmacniacza B US3. Sprawdzić występowanie i regulację sygnału na wyjściu WY C.
Sprawdzić brak sygnału na wyjściu wzmacniacza różnicowego B US4, co świadczy o prawidłowym działaniu układu (L - P). Podłączając kolejno sondę oscyloskopu do wyjść WY L i WY P sprawdzić występowanie sygnału o wartości skutecznej 0,5 V.
Sondę oscyloskopu podłączyć do wyjścia wzmacniacza różnicowego A US4. Napięcie (wartość skuteczna) na jego wyjściu powinno wynosić około 0,1 V. Zmienić częstotliwość sygnału na 10 kHz. Napięcie na wyjściu A US4 powinno być nieco mniejsze od 0,5 V. Ponownie ustawić częstotliwość sygnału wejściowego 1 kHz. Sprawdzić występowanie sygnału o napięciu 0,1 V na wyjściach kolejnych przesuwników fazowych (US7). Sprawdzić występowanie sygnału o napięciu około 0,5 V na wyjściu wzmacniacza A US5. Podłączyć sondę do wyjścia WY T i sprawdzić występowanie sygnału oraz działanie regulacji P4. Zmienić częstotliwość sygnału na 10 kHz i sprawdzić występowanie sygnału o napięciu około 0,3 V na wyjściu wzmacniacza A US5. Sondę podłączyć do wyjścia WY L i regulując P4 zaobserwować wpływ na wartość sygnału. To samo sprawdzić dla wyjścia WY P.
Ponownie ustawić częstotliwość sygnału 1 kHz. Sygnał o wartości skutecznej 0,5 V podłączyć tylko do wejścia kanału lewego L. Sprawdzić występowanie sygnału o tym samym napięciu na wyjściu wzmacniacza różnicowego B US4. Wcisnąć przycisk Muzyka i sprawdzić występowanie sygnału na wyjściu WY T. Wcisnąć przycisk Film i ponownie sprawdzić występowanie sygnału na WY T. To samo powtórzyć po podaniu sygnału z generatora tylko do wejścia P.
Dokładne położenia rezystorów nastawnych P5, P6, P7 i P8 należy ustalić podczas odsłuchu eksperymentalnie na najlepszy efekt przestrzenny. Można darować sobie dość kłopotliwe eksperymenty i w miejsce rezystorów nastawnych zamontować rezystory stałe o wartościach:
P5, P7, P8 - 18 kil P6 - 8,2 kfi
Podłączenie dekodera do posiadanego zestawu stereofonicznego jest najprostsze w przypadku kiedy posiada on wyjście do zewnętrznego korektora (Tosca AWS-307, amplituner AWS-504 itd.). Wejścia WE L i WE P podłącza się do wyjść przeznaczonych do podłączenia korektora, a wyjścia WY L i WY P podłącza się do wejść sygnału z korektora. Przy braku takiej możliwości niezbędna jest ingerencja we wnętrze amplitunera, czy wzmacniacza i przecięcie toru sygnałowego przed regulacją barwy dźwięku, w który należy włączyć następnie dekoder surround. Średnia wartość sygnału wejściowego dekodera powinna zawierać się w przedziale 0,31 V. Przy większym poziomie sygnału wejściowego niezbędne jest obniżenie jego wartości rezystorami nastawnymi Pl, P2 do podanego wyżej poziomu, mierzonego na suwakach tych rezystorów. Spowoduje to także obniżenie sygnału na wyjściu dekodera. Schemat połączeń dekodera z zestawem stereofonicznym i wzmacniaczami kanałów C i T pokazany jest na rys. 4.
Na rysunku tym pokazano także połączenia i rozmieszczenie zestawów głośnikowych. Dla uproszczenia, połączenia zestawów głośnikowych zaznaczono pojedynczymi liniami. Istotnym jest prawidłowe sfazowanie wszystkich głośników. Można je sprawdzić za pomocą bateryjki obserwując kierunek wychylenia membrany głośników niskotonowych. Przy tej samej polaryzacji podłączenia bateryjki do przewodów głośników, wszystkie membramy powinny wychylać się w tym samym kierunku. Problem ten odpada jeśli dysponujemy zestawami głośnikowymi z fabrycznie zaznaczonymi przewodami czy zaciskami o tej samej fazie. Wystarczy tylko dopilnować prawidłowego połączenia.
PF2 - PF3 - PF4
L-T
WY L
o
P-T
WY P
IO
Rys. 4 Schemat połączeń zewnętrznych dekodera
Opisany dekoder surround daje duże możliwości kształtowania przestrzenności dźwięku. Dla osiągnięcia dobrych efektów konieczne jest jednak poeksperymentowa-nie. Podczas doświadczeń nie zapominajmy o sąsiadach, którym efekty przestrzenne o dużej sile głosu mogą przeszkadzać. Życzymy silnych wrażeń przy oglądaniu filmów z dźwiękiem przestrzennym.
16
Praktyczny Elektronik 2/1997
Wykaz elementów:
USl, US2, US3,
US4, US5, US6 -TL072
US7 - TL074
R6, R19, R27,
R35, R39 - 1 kfi/0,125 W
R8 -2 kQ/0,125 W
Rll, R14 -5,6 kft/0,125 W
Rl, R2, R3, R4,
R13, R15, R24,
R41^R48 - 10 kfi/0,125 W
R17, R25, R29 -22 kfi/0,125 W
RIO -62 kfi/0,125 W
R5, R7, R9,
R12, R16, R18,
R20-^R23, R26,
R28, R30-^R34,
R36-^R38, R40 - 100 kfi/0,125 W
P3, P4 - 10 kQ-B PRP 167 P
P6 - 22 kfi TVP 1232
P5, P7, P8 - 47 kfi TVP 1232
Pl, P2 - 100 kfi TYP 1232
C3, Cli, C13,
C14, C23
C7, CIO
C15, C17, C19, C21
C8, C9
C12
C18
C6
C20, C22
Cl, C2, C5,
C16, C24-hC27
C4
C28, C29
WŁ1, WŁ2, WŁ3
2,2 pF/50 V ceramiczny 22 pF/50 V ceramiczny 100 pF/50 V ceramiczny 1,8 nF/63 V KSF-020 2,2 nF/100 V KSF-020 4,7 nF/400 V MKSE-20 5,6 nF/63 V KSF-020 22 nF/100 V MKSE-20
100 nF/63 V MKSE-20 680 nF/63 V MKSE-20 100 //F/16 V 04/U przełącznik w/g opisu
Płytka drukowana numer 312
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 5,78 zł + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - wykaz patrz strona 31 wewnątrz numeru.
O R. K.
Elektronika inaczej cz. 13 Diody półprzewodnikowe
Dioda
Dioda półprzewodnikowa jest elementem dwukoń-cówkowym zawierającym w swoim wnętrzu złącze P-N. Budowę diody i odpowiadające jej oznaczenie schema-towe pokazano na rys. 1.
ZŁĄCZE P-N
/
ANODA
p N
KATODA
ANODA
KATODA
R.ys. 1 Oznaczenie diody
Oznaczenie diody sugeruje kierunek przepływu prądu przy tzw. polaryzacji w kierunku przewodzenia. Elektrodę, do której dla uzyskania kierunku przewodzenia należy dołączyć wyższy potencjał (+) nazywamy anodą, a elektrodę do której przykłada się niższy potencjał (-) nazywa się katodą. Nazwy te były wcześniej używane do oznaczania elektrod diody próżniowej. Przyłożenie do diody napięcia w odwrotnym kierunku spowoduje tzw. polaryzację zaporową i praktycznie brak przepływu prądu.
Charakterystyka diody z dużą dokładnością opisana jest następującym równaniem:
i = lo(eu'a - 1)
gdzie: i - prąd płynący przez diodę [A],
u - napięcie przyłożone do diody [V], e podstawa logarytmu naturalnego (2,72), a - współczynnik zależny od temperatury, lo- prąd nasycenia w kierunku zaporowym [A],
Równanie ma charakter wykładniczy i dlatego charakterystyka i sama dioda idealna nazywana jest często wykładniczą. Przy temperaturze złącza wynoszącej 300�K (25�C) wartość współczynnika a = 26 mV.
Przy polaryzacji dodatniej stosunek u/a jest wiele razy większy od jedności i zależność można uprościć:
i = loeu/a > lo
Tak więc prąd w kierunku przewodzenia jest wiele razy większy od prądu nasycenia w kierunku zaporowym i jego wartość rośnie szybko przy niewielkim wzroście napięcia u. W temperaturze pokojowej każde zwiększenie napięcia o 60 mV powoduje 10 krotny wzrost prądu.
Polaryzacja w kierunku zaporowym powoduje natomiast znaczne zmniejszenie wartości eu/a, staje się ona bliska 0. Prąd w kierunku zaporowym ustali się na wartości:
i = -lo
Charakterystykę eksponencjalną diody pokazuje rys. 2.
Praktyczny Elektronik 2/1997
17
Analizując charakterystykę z liniowymi osiami prądu i napięcia widzimy, że zdecydowanie prąd wzrasta po przekroczeniu tzw. napięcia progowego. Napięcie to zależy od wartości lo i dla diod krzemowych wynosi 0,6-^0,7 V, a dla diod germanowych 0,2-^0,3 V. Świadczy to o silnej nieliniowości charakterystyki diody. Ograniczeniem wartości prądu diody w kierunku przewodzenia jest określona wartość rezystancji półprzewodnika poza obszarem złącza i rezystancja doprowadzeń.
I
100 H '1
U y
50-
i *~ LJ ó
0 i i i i 0,2 0,4 0,6 0,8 M
Rys. 2 Charakterystyka diody polaryzowanej w kierunku przewodzenia
KIERUNEK ZAPOROWY
Up
KIERUNEK PRZEWODZENIA
Rys. 3 Charakterystyka diody w kierunku zaporowym
Przy zwiększaniu napięcia polaryzującego diodę w kierunku zaporowym prąd diody osiąga wartość ustaloną prąd nasycenia, a jednocześnie rośnie natężenie pola elektrycznego w obszarze ładunku przestrzennego (złączu P-N). Wzrost natężenia pola elektrycznego powoduje zwiększenie szybkości nośników prądu, które po przekroczeniu granicznej wartości będą powodowały powstawanie nowych nośników prądu podczas zderzeń z obojętnymi cząstkami. Nowe nośniki powodują zwiększenie wartości prądu i mogą stać się źródłem powstawania kolejnych nośników. Proces ten nazywany lawinowym, prowadzi do szybkiego wzrostu prądu w kierunku zaporowym. Zjawisko to nazywamy przebiciem i może ono doprowadzić do uszkodzenia diody. Napięcie przy jakim zachodzi, nazywane jest napięciem przebicia Up.
Przy odpowiedniej budowie złącza pole elektryczne może osiągnąć tak dużą wartość, że samo będzie po-
wodowało powstawanie dodatkowych nośników prądu. Zjawisko to nazywane jest efektem Zenera i także prowadzi do szybkiego wzrostu wartości prądu w kierunku zaporowym. Przebicie związane z efektem Zenera występuje w diodach o napięciu przebicia mniejszym od 6 V. Przy napięciach przebicia powyżej 6 V przeważa przebicie lawinowe. Wprawdzie określenie przebicia sugeruje uszkodzenie diody, to jednak możliwe jest wykorzystanie diody w tym obszarze charakterystyki.
Podstawowym czynnikiem ograniczającym możliwości wykorzystania w zasadzie dowolnego elementu elektronicznego jest jego nagrzewanie się wskutek wydzielanej na nim mocy prądu elektrycznego. Charakterystyczną cechą elementu jest dopuszczalna temperatura pracy tzn. maksymalna temperatura, przy której może pracować. Maksymalna temperatura dla złącza krzemowego wynosi 200�C, a dla złącza germanowego 100�C. Wydzielane na elemencie ciepło jest częściowo odprowadzane do otoczenia a jego część powoduje nagrzewanie elementu. Właściwość odprowadzania ciepła zależy od budowy elementu. Można je znacznie zwiększyć przez zastosowanie radiatora.
Tak więc elementy elektroniczne posiadają ograniczone możliwości odprowadzania ciepła i wskutek tego ograniczoną wartość wydzielanej mocy. Moc ta nazywana jest maksymalną dopuszczalną mocą strat. Iloczyn wartości prądu płynącego przez element i napięcia na nim nie może przekroczyć tej wartości.
u Ś i < Pmax
Graniczna linia wartości dopuszczalnej mocy strat jest hiperbolą pokazaną na rys. 4.
u Ś i >Prrax
u Ś i = Pmax
u Ś i >Pmax
u Ś i < Pmax
R.ys. 4 Dopuszczalne straty mocy
Dioda może pracować w warunkach przebicia i przy dużym prądzie w kierunku przewodzenia pod warunkiem nie przekroczenia dopuszczalnej mocy strat.
Diody prostownicze i uniwersalne
Podstawowym zastosowaniem diod jest prostowanie przebiegów przemiennych. Są one najważniejszym elementem układów zasilających, przetwarzających napięcie przemienne na jednokierunkowe, stałe. Diody przeznaczone do tego celu nazywane są diodami prostowniczymi. Pracują one najczęściej przy częstotliwościach
18
Praktyczny Elektronik 2/1997
sieciowych (50 Hz) i różnych mocach oddawanych do obciążenia.
Wykonywane są najczęściej jako tzw. diody warstwowe. Podstawowym materiałem do ich produkcji jest aktualnie krzem. W celu uzyskania dużego prądu wyprostowanego wykonuje się diody o dużej powierzchni złącza. Uzyskanie dużego napięcia w kierunku zaporowym jest możliwe po wykonaniu złącza z materiału
0 małej koncentracji domieszek (dużej rezystywności). Przepływ prądu średniego o wartości powyżej 10 A wymaga zastosowania odprowadzania ciepła z diody np. radiatora.
Właściwości diod prostowniczych określa się za pomocą parametrów granicznych - prezentujących parametry dopuszczalne przy jakich dioda może pracować
1 parametrów charakterystycznych opisujących jej właściwości w typowych warunkach pracy.
Do parametrów granicznych należy maksymalny średni prąd przewodzenia lp|\|, nazywany często prądem znamionowym diody. Przekroczenie wartości tego prądu może spowodować zmniejszenie niezawodności diody. Używane są także wartości powtarzalnego szczytowego prądu przewodzenia lpp|\/| i niepowtarzalnego szczytowego prądu przewodzenia lpg|\/|- Są to inaczej dopuszczalne chwilowe wartości prądów. Maksymalny średni prąd przewodzenia odpowiada prądowi stałemu pobieranemu z prostownika. Niepowtarzalny szczytowy prąd przewodzenia nie powinien zostać przekroczony zwłaszcza w momencie załączania prostownika, kiedy odbywa się ładowanie kondensatorów filtrujących.
Kolejnym parametrem granicznym jest maksymalne wsteczne napięcie pracy URWM � Określa się także powtarzalne szczytowe napięcie wsteczne UpR|y| i niepowtarzalne szczytowe napięcie wsteczne U dcm. Maksymalne napięcie wsteczne jest to napięcie przy którym prąd w kierunku wstecznym nie przekracza określonej przez producenta diody wielkości. Powtarzalne szczytowe napięcie wsteczne to napięcie, które może w sposób powtarzalny ale krótkotrwały występować na diodzie. Przekroczenie wartości niepowtarzalnego szczytowego napięcia wstecznego może spowodować trwałe uszkodzenie diody lub obniżenie jej niezawodności. Parametry te stają się bardziej krytycznymi ze wzrostem temperatury złącza diody.
Do parametrów charakterystycznych należy prąd przewodzenia Ip jaki będzie płynął przez diodę po przyłożeniu określonego napięcia przewodzenia Up. Często podawane jest odwrotnie napięcie na złączu przy określonej wartości prądu. Parametry te podawane są dla normalnej temperatury otoczenia za jaką przyjmuje się temperaturę 25�C. Dla diod pracujących przy dużych prądach istotnym parametrem jest rezystancja termiczna, określająca właściwości odprowadzania cie-pła.
Diody prostownicze należą do najbardziej "topornych" diod. Znacznie "delikatniejszymi" od nich są diody uniwersalne. Mogą być wykorzystywane do prostowania niewielkich prądów (do 100 mA), detekcji sygnałów o częstotliwościach do kilkunastu MHz i przełą-
czania sygnałów o tego samego rzędu częstotliwościach maksymalnych. Jednym z zastosowań jest stabilizacja małych napięć (wielokrotności 0,6 V po połączeniu szeregowym odpowiedniej ilości diod) przy polaryzacji w kierunku przewodzenia.
Dodatkowym parametrem charakterystycznym diod uniwersalnych jest pojemność diody Cr istotna zwłaszcza przy polaryzacji w kierunku zaporowym i przy większych częstotliwościach. Dla diod używanych do przełączania sygnałów istotnym parametrem jest rezystancja dynamiczna, określająca przeszkodę jaką stanowi dioda dla sygnału przy polaryzacji w kierunku przewodzenia.
Grupę diod przewidzianych specjalnie do pracy w układach impulsowych nazywa się diodami impulsowymi. Diody te powinny niezwłocznie reagować na zmiany sygnałów. Istotnym parametrem określającym "bezwładność" diody jest czas przełączania trr. Inaczej nazywany jest czasem ustalania charakterystyki wstecznej i definiowany jako czas jaki upływa od chwili włączenia napięcia w kierunku wstecznym do chwili kiedy prąd diody osiągnie określoną wielkość zbliżoną do 0. Czas ten bezpośrednio zależy od podanej wcześniej pojemności diody. Im mniejsza pojemność tym jest krótszy.
Najkorzystniejsze właściwości jako diody impulsowe mają diody ostrzowe, a szczególnie diody Schotky'ego osiągające czasy przełączania rzędu pikosekund [ps].
Diody stabilizacyjne
Nazywane popularnie diodami zenera z uwagi na wykorzystywanie poznanego już efektu Zenera. Diody te pracują przy polaryzacji w kierunku zaporowym wykorzystując dużą stromość charakterystyki prądowo -napięciowej. Niewielkie zmiany napięcia A u wywołują duże zmiany prądu A i. Włączenie szeregowo z diodą stabilizacyjną rezystora spowoduje uniezależnienie napięcia na diodzie od zmian napięcia zasilającego i prądu obciążenia, właściwe dla stabilizatora napięcia. Charakterystykę diody stabilizacyjnej uwidoczniono na rys. 5.
AU i uz
y--------------------- 0
1 A i

Rys. 5 Charakterystyka diody zenera
Diody stabilizacyjne wykorzystuje się do stabilizacji napięć przy niedużych mocach oraz w układach ograniczających i zabezpieczających. Najważniejszym parametrem granicznym diody stabilizacyjnej jest ma-
Praktyczny Elektronik 2/1997
19
ksymalna dopuszczalna moc strat Pmax wyrażana w [mW] lub [W], Wykonywane są diody zenera na moce 300 mW, 1 W, 5 W itd. Parametrem charakterystycznym jest natomiast średnia wartość napięcia stabilizowanego Uz- Zawiera się ono w przedziale od 3,3 V do kilkuset V. Podaje się także dopuszczalną tolerancję napięcia stabilizowanego wyrażoną w [%]. Zazwyczaj tolerancja ta wynosi 10 lub 20 %. Maksymalny prąd diody stabilizacyjnej lzmax można obliczyć z następującej zależności:
zmax
= Pr
Jak wszyscy czytelnicy się domyślają prąd diody nie powinien przekroczyć tej wartości. Aby to zrealizować należy odpowiednio dobrać wartość napięcia zasilającego i rezystancję włączoną między źródłem zasilania, a diodą.
Istotnym parametrem charakterystycznym jest temperaturowy współczynnik napięcia TWU określający zależność wartości stabilizowanego napięcia od temperatury. Współczynnik ten osiąga najmniejszą wartość (zbliżoną do 0) dla diod o napięciu stabilizowanym w przedziale 5-S-7 V. Napięcia z tego przedziału mają specjalne diody o zerowym TWU stosowane jako stabilizatory tzw. napięcia odniesienia.
Kolejnym parametremjest rezystancja dynamiczna rj, określająca właściwości stabilizujące diody, a konkretnie stromośćjej charakterystyki.
tą =Au/Ai
Im mniejsza jest rezystancja dynamiczna diody stabilizującej tym lepsza jest stabilizacja napięcia. Rezystancje dynamiczne diod zenera zawierają się w przedziale 10 - kilkudziesięciu f2.
Niekorzystną właściwością diod zenera dającą o sobie znać w zakresie częstotliwości do około 1 MHz, jest duży poziom szumów. Dla zmniejszenia ich wpływu niezbędne jest bezpośrednie blokowanie diody zenera kondensatorem o pojemności kilkudziesięciu - kilkuset nF.
Diody pojemnościowe
Wspomniana wcześniej jako niepożądana pojemność diod uniwersalnych jest typową właściwością złącza P-N polaryzowanego w kierunku zaporowym. Po obu stronach złącza gromadzą się ładunki przestrzenne Q. Zmiana napięcia polaryzującego w kierunku zaporowym wywołuje zmianę szerokości warstwy zaporowej złącza i tym samym pojemności jakie to złącze posiada. Warstwa zaporowa odpowiada izolatorowi jaki znajduje się między okładzinami kondensatora. Przy mniejszym napięciu polaryzującym szerokość warstwy zaporowej (izolatora) jest mniejsza i pojemność złącza większa. Zwiększanie napięcia polaryzującego powoduje zmniejszenie pojemności pokazane na rys. 6.
Dioda pojemnościowa (waricap) jest diodą specjalnie zaprojektowaną do uzyskiwania określonego zakresu zmian pojemności przy zmianach napięcia do niej przyłożonego. Wykorzystywana jest najczęściej jako pojemność zmienna przestrajanego obwodu rezonansowego.
Diody pojemnościowe (waractor) mogą być także wykorzystane w tzw. wzmacniaczach parametrycznych stosowanych przy bardzo wysokich częstotliwościach.
Rys. 6 Charakterystyka diody pojemnościowej
Parametrem granicznym diody pojemnościowej jest maksymalne, napięcie w kierunku zaporowym, Upma". Napięcie to zwykle zawiera się w przedziale 30-J-50 V.
Podstawowym parametrem charakterystycznym jest zakres zmian napięcia strojącego określany przez podanie wartości Umjn i Umax- Kolejnym parametrem charakterystycznym jest pojemność diody Cj podawana dla jednego z tych napięć. Informację o zakresie zmian pojemności w zakresie zmiany napięć Umjn -Umax, daje stosunek pojemności Cmax/Cmjn. Istotnym parametrem związanym z wykorzystaniem diody pojemnościowej do przestrajania obwodów rezonansowych jest jej dobroć, określona jako stosunek reaktancji pojemnościowej diody do szeregowej rezystancji strat.
Dla większości diod pojemnościowych zakres napięć strojących zawiera się w przedziale 1-4-30 V. Zakresy i wielkości pojemności są zależne od przeznaczenia diody. Diody stosowane do strojenia obwodów VHF i UHF posiadają pojemności maksymalne 40-f-20 pF, przy stosunku zmian pojemności 10-f-20. Diody stosowane do strojenia obwodów AM posiadają pojemności maksymalne 500-^100 pF, przy stosunku pojemności 15-f-30. Nowoczesne diody pojemnościowe stosowane do strojenia obwodów AM uzyskują podane parametry w zakresie napięć strojących 1^-10 V, przy jednocześnie bardzo dużej powtarzalności charakterystyki zmian pojemności. Powtarzalność jest bardzo istotna przy współbieżnym strojeniu np. obwodów wejściowych i heterodyny.
Wadą diod pojemnościowych jest nieliniowość zmian pojemności w funkcji napięcia, co powoduje zniekształcanie sygnału przy jego dużych amplitudach. Pogarsza to tzw. odporność na duże sygnały.
Diody tunelowe
W specjalnie spreparowanych cienkich złączach P-N zachodzą zjawiska umożliwiające uzyskanie tzw. ujemnej rezystancji tzn. wzrostu napięcia przy maleniu prądu lub odwrotnie. Efekt taki uzyskuje się w diodach tunelowych w zakresie napięć zawartym między Up i Uv-Charakterystyka prądowo- napięciowa diody tunelowej pokazana jest na rys. 7.
20
Praktyczny Elektronik 2/1997
i 1 /
Ip- [\
Iv / J
/ /

/ Up U V
R.ys. 7 Charakterystyka diody tunelowej
Ujemna rezystancja umożliwia np. odtłumienie obwodu rezonansowego przez zredukowanie jego rezystancji strat. Raz pobudzony do drgań obwód będzie drgał nieskończenie długo kosztem energii polaryzacji diody tunelowej. Stosowane są do generacji sygnałów o bardzo dużych częstotliwościach (do kilkuset GHz) oraz w bardzo szybkich układach przełączających.
Parametrem granicznym diody tunelowej jest dopuszczalna maksymalna moc strat. Parametrami charakterystycznymi są parametry określające granice zakresu ujemnej rezystancji tzn. Up, Uy, Ip, lv- Istotnymi parametrami są także pojemność warstwy zaporowej i rezystancja szeregowa półprzewodnika.
Zastosowania diod
Na początku przyjrzymy się oznaczeniom schema-towym poszczególnych rodzajów diod pokazanym na rys. 8.
Rys. 8 Oznaczenia schematowe diod
Oznaczenie diody prostowniczej, uniwersalnej, impulsowej przedstawia rys. 8a). Kolejne oznaczenie 8b) to oznaczenie diody stabilizacyjnej (zenera). Oznaczenie 8c) jak łatwo się domyśleć jest oznaczeniem diody pojemnościowej. Rys. 8d) prezentuje oznaczenie diody Schotky, a 8e) diody tunelowej.
Dioda jest elementem "kierunkowym" i przy jej montażu należy zwracać uwagę na właściwe ułożenie. Najczęściej katoda diody oznaczona jest na jej obudowie poprzeczną kreską. W przypadku wątpliwości (np. przy zamazanym oznaczeniu) wskazane jest posłużyć się omomierzem. Wyprowadzenia omomierza, w tym celu mają zaznaczoną polaryzację (-f i -). Dioda powinna mieć małą rezystancję przy " +" podłączonym do anody i "-" do katody, a dużą przy odwrotnym połączeniu. Dotyczy to w zasadzie omomierzy ze wskaźni-
kiem wychyłowym. Omomierze multimetrów cyfrowych posiadają zwykle specjalny zakres do badania diod półprzewodnikowych. Na zakresie omomierza multimetru cyfrowego napięcie pomiarowe jest mniejsze od napięcia progowego i omomierz przy obu kierunkach polaryzacji wskazuje dużą rezystancję.
Diody prostownicze można łączyć równolegle w celu zwiększenia maksymalnej wartości prądu wyprostowanego. Niestety trzeba przy tym liczyć się z rozrzutami napięć progowych różnych egzemplarzy diod. Chcąc uzyskać podział prądu zbliżony do 1/2 na obie diody, trzeba szeregowo z diodami włączyć rezystory wyrównawcze o rezystancji (12 / maksymalną wartość prądu) i odpowiednio dużej mocy znamionowej. Przy połączeniu równoległym dwóch diod bez rezystorów szeregowych można liczyć na 1,5 krotne zwiększenie maksymalnej wartości prądu wyprostowanego. Diody łączy się równolegle, także w celu zmniejszenia rezystancji dynamicznej w kierunku przewodzenia (równoległe połączenie dwóch rezystancji). Poprawia to właściwości dynamiczne prostownika przy zmianach obciążenia -mniejsze spadki napięcia wyjściowego przy impulsach pobieranego prądu.
Przez szeregowe połączenie diod można uzyskać zwiększenie maksymalnej wartości napięcia w kierunku zaporowym. Przeszkodą do bezpośredniego zwiększania (napięcie wsteczne diody x ilość diod) są rozrzuty prądu nasycenia, a inaczej rezystancji poszczególnych diod w kierunku zaporowym. Wskutek tego napięcia rozkładają się na połączonych diodach nierównomiernie. Środkiem pozwalającym na wyrównanie spadków napięć na szeregowo połączonych diodach krzemowych polaryzowanych w kierunku zaporowym jest dołączenie równolegle do każdej diody rezystora o rezystancji około 100 kfi.
W zasilaczach impulsowych stosowane są specjalne diody pracujące tam w zasadzie jako szybkie przełączniki. Nie można zastąpić ich zwykłymi diodami prostowniczymi przewidzianymi do prostowania napięcia o częstotliwości 50 Hz. Może to doprowadzić do uszkodzenia innych elementów takiego zasilacza, a zwłaszcza tranzystora przełączającego. Producenci sprzętu audio - video często zastrzegają aby elementy zasilaczy wymieniać na takie same jakie przewidział producent. Elementy te decydują o bezpieczeństwie użytkowania.
Diody stabilizacyjne można łączyć szeregowo dla zwiększenia napięcia stabilizowanego. Nie można natomiast łączyć ich równolegle np. z zamiarem uzyskania większego prądu. Przy takim połączeniu i tak będzie pracowała tylko jedna dioda, a nawet pogorszy się stabilizacja napięcia wyjściowego, co wynika z rozrzutów napięcia stabilizowanego poszczególnych egzemplarzy diod. W zależności od przewidywanej wielkości prądu pobieranego ze stabilizatora należy dobrać moc diody zenera. O odpowiedniej mocy diody należy pamiętać także przy stosowaniu jej w układzie zabezpieczającym do ograniczania napięcia.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
Praktyczny Elektronik 2/1997
21
Zasady prenumeraty
Prenumeratę przyjmujemy począwszy od trzeciego numeru za rok 1997 - po otrzymaniu przez Wydawnictwo ARTKELE kuponu wpłaty. Aby mieć gwarancję, że prenumerata rozpocznie się od trzeciego numeru prosimy dokonać wpłaty odpowiednio wcześniej, tak aby wypełniony kupon dotarł do Wydawnictwa w terminie do 20 lutego 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
CL
o.
&
ar as o
JS a.
as o
I
>
N O
N
2
2 S Śo -
a>o
.c \4 7r - "ą m o 3C 'O Q> C 5:
c 0C75 >. L
(O
3
E o
in
00 CNI
co
O)
ŚR e

N
5 8
O. O
(0
8 ?
O |s. 00
3 E o
a>
8
co
^ %n � (3 Tt
E "zI - Ś� S
CD
N S
m
g
3 E
5
a> O)
73 E
W
(U
c
3

N IA
-I 6 ?
10 O it
00
"P 'ST CM
CD O i-
g" N 00
3 O>
E o>
o
22
Praktyczny Elektronik 2/1997
Dokończenie tekstu ze str. 2
o
r i
O)
* I
I
,5" i

i
CA O
o
s.
� o

o
o. 1
o N n
4 ?


0>|
o. i
O L1 n
4 ?


o
o. i
O o
4

2.
O
5
I
Di
a1
Uli
W,
o
(D
I
Vi
�
n
OJ
I
0>
b O O
>
O1
Di
O).
N
i?
Vi 7 o ^
N^ 0)
>
<
w, r
N
LŚ O 3 ż
i 3 N> -a^ Vi oi � n
N LD
i*
B
N
D1
mi
COj
-O r-'
N
B O
3 ż
4"
�8 5
= 8
i 3
hJ "O^
Vi o>
� R
N Di
b
O
o
o
KJ H H CD 5"
o �? -S
N
p
CC !-Ś "^
Ś�- g.

El r> 3-

-J p
s
CD Sf CO ^

5' 3 3 �
S.
W'
c 3 0
30
, > N
N O" I 3
01 m ^^ 03
o ^ M OT
O ĆD Ś<
h -o m S
-< ^ m c:
Te- CT *" i
30
4 ^
� " ^ 3
o.
CD CO
TJ . CD
O' 3
m ż
m ^
� 3
_J (D
N "O N- <0
"żŚ c
CD' 3 3 CD
s
"S m
N 0)
3
Śo I
CD
kd
Dzięki temu można zaoszczędzić kondensator o dużej pojemności i nie ma potrzeby dodatkowego obciążania stabilizatora zasilającego układ scalony LM 3914 znacznym prądem pobieranym przez diody.
W okienkowym sygnalizatorze napięcia można z powodzeniem zastosować także układy LM 3915 i LM 3916. Należy jednak pamiętać, że układy te mają charakterystyki logarytmiczne.
Układy LM 3914, 3915, 3916 mogą być łączone szeregowo, sterując nawet do stu diod. Takie zastosowanie ma jak najbardziej sens w przypadku studyjnych mierników wysterowania. Przykład takiego połączenia przedstawiono na rysunku 2.
Układ przeznaczony jest do pomiaru napięcia z przediału 0 do 2,4 V. Napięcie wejścia RLO pierwszego układu wynosi 0 V, natomiast wejścia RHI pierwszego i RLO drugiego układu połączone są razem. Potencjał na tych wejściach wynosi 1,20 V. Natomiast wejście RHO drugiego układu znajduje się na potencjale 2,40 V. W wyniku takiego podziału napięć pierwszy układ pracuje w zakresie od 0 do 1,2 V, a drugi od 1,2 do 2,4 V. Wartości napięć dobiera się rezystorami Rl i R2. 0 ile zakres całkowity nie jest tak ważny, to napięcie wejść RHI pierwszego i RLO drugiego układu powinno wynosić dokładnie połowę napięcia RHI drugiego układu. Tylko wtedy uzyska się liniowość pomiaru.
Do przełączania zakresu pracy zastosowano sprzężony przełącznik WŁ1. W pozycji LINIA nóżki 9 obu układów połączone są z napięciem zasilania. Podobnie jak w poprzednim przykładzie nóżki te powinny być dołączone bezpośrednio do nóżek 3 odpowiadających im układów.
W trybie pracy PUNKT w układach LM 3914, LM 3915 i LM 3916 przewidziano specjalny obwód, którego zadaniem jest wygaszenie diody 10 pierwszego układu kiedy zapali się dioda 1 drugiego układu. Tak długo jak sygnał wejściowy jest mniejszy od połowy napięcia zakresu (w naszym przypadku od 1,2 V), dioda Dli jest zgaszona.
Praktyczny Elektronik 2/1997
23
Wyjście 18 drugiego układu jest zatem w stanie wysokiej impedancji, czyli nóżka 9 układu pierwszego "wisi w powietrzu". Powoduje to, że układ ten pracuje w trybie wyświetlania punktu.
Gdy tylko napięcie wejściowe wzrośnie do takiego poziomu, że dioda Dli zapali się, nóżka 9 pierwszego układu znajdzie się na potencjale o ok. 1,6 V niższym od napięcia zasilania. Wynika to ze spadku napięcia na diodzie Dli. Stan taki rozpoznawany jest przez wewnętrzny komparator układu pierwszego, który wygasza
diodę D10. Rezystor R3 połączony równolegle z diodą D9 zapewnia polaryzację jednego z wejść komparatora. W przypadku zastosowania diod o podwyższonej jasności świecenia może się zdarzyć, że dioda Dli będzie się lekko świeciła. Należy wtedy równolegle do diody dołączyć rezystor 10 kO.
Chcąc połączyć większą liczbę układów postępuje się analogicznie jak w podanym przykładzie.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
Prosty Fuzz do gitary
W artykule tym przedstawiamy opis bardzo prostego układu FUZZ. Jest to jeden z częściej stosowanych przez gitarzystów efektów zmieniających brzmienie gitary. Mam nadzieję, że tak prosty, a jednocześnie bardzo przyjemny w brzmieniu fuzz zachęci początkujących gitarzystów majsterkowa-nia.
Opisany układ typu Fuzz jest wykonany z dwóch tranzystorów i elementów biernych. Jest więc konstrukcją bardzo prostą do zmontowania i równocześnie bardzo tanią, a jego brzmienie niewiele ustępuje fuzzom profesjonalnym.
Istnieją dwie drogi osiągnięcia efektu na tranzystorach. Pierwszą z nich jest wzmacniacz którego punkt pracy będzie znajdował się na granicy przesterowania. To dobry i elegancki pomysł, ale parametry zmieniałyby się w konkretnych wykonaniach razem z betą tranzystorów. Znacznie lepiej więc wykonać prosty wzmacniacz, a za nim umieścić ogranicznik sygnału. Tak też zdecydowałem się zrobić, gdyż miałem wykonać fuzz jak najprostszy ze względu na brak cennego czasu.
Tranzystory tworzą układ typowego przedwzmac-niacza małosygnałowego. Pracuje on w miarę liniowo, przesterowanie może nastąpić dopiero w przypadku bardzo mocnych gitar. Jeśli chce się uniknąć efektu przesterowania samego wzmacniacza zmniejszamy pokrętłem w gitarze sygnał wyjściowy. W ograniczniku zastosowano dwie diody germanowe, które są w stanie ograniczyć (spłaszczyć) sygnał do 200 mV.
Potencjometr P2 reguluje stopień efektu fuzz, od zupełnego "sprasowania" do jego braku. Przełącznik WŁ1 odłącza jedną diodę, co powoduje ograniczanie tylko dodatnich połówek sygnału, ujemne pozostawiając bez zmian. Wprowadzane są wtedy mniejsze zniekształcenia (mniej harmonicznych) i efekt jest bardziej " zmiękczony".
Druga sekcja przełącznika WŁ1 dołącza w szereg z sygnałem potencjometr montażowy P3. Umożliwia on wyrównanie poziomu głośności przy włączonej jednej lub dwu diodach ograniczających. Położenie potencjometru P3 można dobrać według indywidualnych upodobań gitarzysty.
Potencjometr Pl służy do prostej regulacji barwy dźwięku wpływającej na brzmienie gitary. Natomiast sygnał wyjściowy można regulować potencjometrem P4.
Brzmienie układu doświadczalnego przerosło moje oczekiwania. Spodziewałem się prostokątnego rzężenia, od którego puchną uszy, a tymczasem usłyszałem przyjemną metalową barwę. Kilka elementów dobrałem doświadczalnie aby jeszcze lepiej dopracować uzyskiwany efekt. W trybie " HARD", kiedy ograniczanie sygnału następuje przez obie diody, akordy są ostre, a solówki sprasowane. Natomiast tryb "SOFT" daje akordy bardziej miękkie, choć z długim wybrzmiewaniem, a solówki mają dźwięk zbliżony do zwykłych, jedynie z dodatkiem lekkiego jakby -"zzz" w tle. Zakres regulacji barwy jest szeroki. Ogólnie układ mimo swej prostoty spełnia doskonale swoje zadanie.
O+9V
n .-Oj-O ' O
L
ftys, 1 Schemat układu Fuzz
Konstrukcję można zamontować zarówno do wnętrza gitary, jak i do osobnej obudowy. Przykład rozwiązania włączania układu przedstawia rysunek 3. W położeniu WYŁ układ nie jest zasilany, a dźwięk omija go (by-pass). Położenie on dołącza zasilanie, a na wyjście podawany jest sygnał z układu.
Jeżeli konieczne jest włączanie i wyłączanie efektu podczas grania nie może się to odbywać w sposób
24
Praktyczny Elektronik 2/1997
Rys. 2 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
"brzydki", ze stukami i "ćwierkaniem" we trakcie stanów nieustalonych po włączeniu zasilania. Lepiej jest wtedy rozbić wyłącznik efektu na dwa oddzielne. Jeden będzie włączał zasilanie, a drugi efekt.
Układ zasilany jest z baterii 9 V i pobiera niewielki prąd nie przekraczający 1 mA. Tak więc bateria wystarczy na wiele godzin grania. Zmontowany układ działa poprawnie pod warunkiem zastosowania sprawnych, nowych elementów i poprawnego montażu.
Rys. 3 Schemat podłączenia układu do zasilania i wyłącznika efektu
Wykaz elementów
Tl, T2 - BC413B
Dl, D2 - AAP 153 (germanowe)
R2 - 560 fi/0,125 W
R4 - 15 kfi/0,125 W
R3 - 100 kfi/0,125 W
Rl - 180 kf2/0,125W
P2 - 10 kft-A PRP 167 P-6
Pl - 47 kfi-A PRP 167 P-6
P4 - 47 kfi-B PRP 167 P-6
P3 - 47 kft TVP 1232
Cl, C3 - 100 nF/100 V MKSE-018-02
C2 - 4,7 //.F/40 V
C4 - 10 //F/25 V
C5 -47^F/16 V
WŁ1 - przełącznik miniaturowy
płytka drukowana numer 310
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem
pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE.
Cena: 1,10 ; zł + koszty wysyłki.
Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie
LARO - wykaz patrz strona 31 wewnątrz numeru.
O Łukasz Komsta
Sygnalizator gołoledzi do samochodu
W okresie wiosny i jesieni zmiany temperatury są duże. Poranny świt lub zapadający zmrok, to przeważnie mgły i przygruntowe przymrozki. Dla kierowców oznaczać to powinno wzmożoną uwagę i rozsądną jazdę. Gdy temperatura w terenie zabudowanym wynosi kilka stopni Celsjusza. To w terenie otwartym, przy wiejącym wietrze może wynosić o kilka stopni mniej. W przypadku gdy temperatura spadnie do zera, mogą powstawać gołoledzie. Prezentowany w tym artykule prosty sygnalizator świetlny ostrzeże Was przed poślizgiem.
Opis układu
Schemat ideowy sygnalizatora umieszczony jest na rysunku 1. Czujnikiem temperatury jest zestaw pię-
ciu połączonych szeregowo diod krzemowych. Ich czułość wynosi około 10 mV/�C. Napięcie przewodzenia diody krzemowej maleje ze wzrostem temperatury w przybliżeniu 2,0-=2,3 mV/�C. Zależność ta w zakresie temperatur -20�C-^+100�C jest w przybliżeniu liniowa. Czułość ta zależna jest od typu zastosowanych diod. W przypadku naszego sygnalizatora nie ma znaczenia jakie diody zastosujemy. Ważne jest aby wszystkie diody były jednego typu.
Diody zasilane są prądem o stałym natężeniu przez rezystor Rl. Napięcie z diod doprowadzone jest do wejścia odwracającego wzmacniacza operacyjnego US1. Do drugiego wejścia wzmacniacza doprowadzono napięcie z potencjometru Pl. Po ustawieniu odpowiedniej wartości napięcia na tym wejściu (nóżka 3 US1), będzie
Praktyczny Elektronik 2/1991
25
one stałe. Napięcie z diod zmienia się wraz ze zmianami temperatury. Nas interesować będzie napięcie na nóżce 2 układu USl, w przypadku gdy temperatura wynosić będzie 0�C. Na wejściu nieodwracającym układu USl, powinna być ustawiona wartość napięcia równa wartości napięciu na wejściu odwracającym przy temperaturze 0�C. Wówczas na wyjściu wzmacniacza operacyjnego napięcie spadnie prawie do zera, a dioda D6 zacznie świecić.
US2
+ 15V
Rys. 1 Schemat ideowy sygnalizatora gołoledzi
Wzrost temperatury spowoduje obniżenie wartości napięcia na wejściu odwracającym. Taka sytuacja spowoduje, że na wyjściu wzmacniacza pojawi się napięcie zbliżone do zasilającego. Dioda LED nie będzie się świeciła. Całość zasilana jest napięciem ze stabilizatora US2.
Montaż i uruchomienie
Mozaika ścieżek płytki drukowanej oraz rysunek montażowy umieszczone są na rysunku 2. Na płytce drukowanej nie przewidziano miejsca pod diody D1D5. Sposób ich zlutowania i izolowania, przedstawia rysunek 3. Diody te połączone będą przewodem długości około l,5-r2 m. Przewód ten powinien mieć izolowane dwie żyły, składające się ze skręconych linek. Najlepiej zastosować przewód sieciowy lub przewody stosowane w samochodach. Nie wolno stosować przewodu ekranowanego, który jest zbyt delikatny i może ulec przetarciu.
Dioda D6 typu LED może być wlutowana bezpośrednio do płytki lub połączona przewodem. Zależne jest to w którym miejscu wewnątrz samochodu umieścimy diodę sygnalizacyjną. Przewody zasilające podłączamy do zasilania w samochodzie z odbiornika napięcia włączanego po włączeniu stacyjki. Dodanie dodatkowego włącznika suwakowego na przewodach zasilających, umożliwi wyłączenie płytki w okresie letnim.
Tak przygotowana płytka jest gotowa do pracy. Przed montażem całości w samochodzie, musimy ustalić próg zaświecania się diody dla temperatury zera stopni Celsjusza.
Rys. 2 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Do tego celu potrzebny będzie zasilacz laboratoryjny + 15 V, woltomierz oraz mieszanina lodu z wodą o temperaturze 0�C. Do dwóch kubków plastikowych wlewamy do połowy zimną wodę. jeden z nich umieszczamy w zamrażalniku lodówki, a drugi w lodówce w miejscu gdzie woda będzie schłodzona lecz nie zakrzepnie. Po zakrzepnięciu wody w kubku z zamrażal-nika, wyduszamy lód z tego kubka i umieszczamy go w kubku z wodą schłodzoną. Termometrem pomocniczym, rtęciowym lub elektronicznym, sprawdzamy jaka jest temperatura. Powinna wynosić ok. 0�C.
KOSZULKA IZOLACYJNA
CALOSC ZALAĆ LAKIEREM
B.ys. 3 Sposób połączenia diod czujnika temperatury
Czujnik diodowy wkładamy do kubka. Należy odczekać kilka minut, aby mieć pewność że diody schłodziły się do temperatury 0�C. Należy przed tym zaizolować diody, aby nie dotarła do nich wilgoć, gdyż może to zafałszować spadek napięcia na diodach. Woltomierzem sprawdzamy wartość napięcia zasilania układu USl (+12 V). Na nóżce 2 układu USl sprawdzamy napięcie i zapamiętujemy jego wartość. Taką samą war-
26
Praktyczny Elektronik 2/1997
tość napięcia należy ustawić potencjometrem Pl na nóżce 3 układu USl. W momencie zrównania się wartości tych napięć, dioda D6 zacznie świecić.
Warto aby próg zapalania się diody był ustawiony dla temperatury 1�C. Wówczas sygnalizator będzie wcześniej sygnalizował zagrożenie gołoledzią. Czynność regulacji można powtórzyć dwukrotnie, sprawdzając temperaturę w kubku.
Po regulacji suwak potencjometru Pl powinien zostać zabezpieczony kroplą farby przed przesuwaniem się w czasie wstrząsów. Potencjometr ten można też zastąpić dokładnie dobranym rezystorem. Tak przygotowany sygnalizator można umieścić w samochodzie.
Płytkę zabezpieczyć należy przed wpływem zmian temperatury i wilgoci. Można zabezpieczyć ją zamalowując wyprowadzenia i ścieżki lakierem lub umieścić w małej obudowie z tworzywa. Czujnik diodowy powinien być umieszczony z przodu samochodu, na wysokości lamp przeciwmgielnych. Przykręcamy go na małym wsporniku, tak aby na czujnik swobodnie uderzało powietrze.
Wykaz elementów
USl - /zA 741
US2 - LM 7812
D1-^D5 - 1N4148
D6 - LED kolor świecenia
czerwony lub żółty
R3, R4 - 1 kfi/0,125 W
R5 - 8,2 kfi/0,125 W
Rl, R2 -33 kfi/0,125 W
Pl - 2,2 kfi TVP 1232
Cl - 22 /iF/16 V 04/U
C2 - 100 //F/25 V 04/U
płytka drukowana numer 313
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawić w redakcji PE. Cena: 1,10 zł + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - wykaz patrz strona 31 wewnątrz numeru.
O Ireneusz Konieczny
Programowany taj mer dokończenie
Schemat układu sterowania zamieszczono na rysunku 3. Do ustawiania czasu przeznaczone są dwa mi-krowłączniki WŁ2 i WŁ3. Pierwszy z nich umożliwia zmniejszanie ustawionej liczby minut, a drugi zwiększanie. Sterowanie kierunkiem zliczania liczników odbywa się przy pomocy sygnału UP/DOWN dostarczanego do liczników za pośrednictwem włącznika WŁ3. Poza tym działanie układu sterowania jest identyczne bez względu który włącznik zostanie naciśnięty.
W stanie spoczynkowym, czyli w trakcie odliczania czasu przez tajmer wyjścia Q obu tajmerów US10 są w stanie niskim. Zatem bramki NAND A i B pozostają zablokowane. Sygnał zegara z wyjścia przełącznika WŁ1 o okresie 1 sek. lub 1 min. doprowadzony jest do tranzystora T3 i dalej przez bramki C i D do licznika US4.
Naciśnięcie dowolnego włącznika powoduje doprowadzenie za pośrednictwem diod D14/D15, D21 napięcia zasilania do kondensatora C15. Efektem tego jest wyzerowanie liczników US3 i zanik sygnału ZEG. Dodatnie zbocze wywołane naciśnięciem włącznika WŁ2 lub WŁ3 po przejściu przez inwerter tranzystorowy T4 zostaje zróżniczkowane w układzie C14, R39. Powstały w ten sposób pojedynczy impuls zostanie doprowadzony do wejścia licznika US4. Impuls ten zmniejszy zawartość licznika o jeden jeżeli naciśnięto włącznik WŁ2, gdyż wtedy linia UP/DOWN była w stanie niskim. Natomiast w przypadku naciśnięcia włącznika WŁ3 linia UP/DOWN postawiona zostanie w stan wysoki powodując tym samym zwiększenie stanu licznika US4.
Jeżeli teraz przycisk zostanie zwolniony to zawartość licznika uległa zmianie tylko o 1. Ponowne naciśnięcie licznika powtórzy całą sytuację. Tajmer będzie w stanie zablokowania tak długo, jak długo napięcie na kondensatorze C15 będzie miało wartość jedynki logicznej. Po ok. 10 sek kondensator C15 rozładuje się i tajmer automatycznie rozpocznie odmierzanie czasu.
Przy pomocy mikrowłącznika WŁ4 można w dowolnej chwili uruchomić odliczanie czasu zwierając kondensator C15 do masy.
W przypadku gdy po naciśnięciu przełącznika zostanie on przytrzymany dłużej dodatnie napięcie pojawiające się na rezystorze R34 spowoduje naładowanie kondensatora Cli i wyzwolenie tajmera US10A. Stan wysoki na wyjściu tego tajmera otworzy bramkę A. Do drugiego wejścia bramki doprowadzono impulsy o częstotliwości 4 Hz z generatora US2. Impulsy te po przejściu przez bramki C i D dotrą do licznika US4 zmieniając jego zawartość. Stan ten będzie trwał tak długo jak długo przytrzymany będzie jeden z włączników WŁ2, WŁ3. Po zwolnieniu wyłącznika generacja impulsu przez tajmer US10A zostanie natychmiast zakończona, gdyż wejście zerujące tajmera zostanie ustawione w stan niski.
Jeżeli jeden z włączników WŁ2 lub WŁ3 będzie wciśnięty dłużej niż ok. 3 sek. tajmer US10A zakończy generowanie impulsu blokując ponownie bramkę A. Narastające zbocze impulsu na wyjściu Q tajmera US10A spowoduje wyzwolenie tajmera US10B i otwarcie bramki B.
Praktyczny Elektronik 2/1997
27
UP/DOWN
T2 T1
ZEG
)CLK
+ 12V
-O ZER
R,ys. 3 Schemat ideowy układu sterowania tajmera
10
J, J2 J3 J4 UP/
US4 D0W__ CD4029 co
Cl OIN/
Ol 02 O3 04 PE BCD Vss
\D7
11 14 2 1 9
16
4 [T_~
1313
Vss J, J2 J3 J4 UP/ CL US5 DOWN
CD4029 co
Cl DIN/
0, 02 0} Q4 PE BCD Vss
11
R.ys. 4 Zmiany w układzie licznika głównego i generatora
28
Praktyczny Elektronik 2/1997
R.ys. 5 Płytka drukowana
Do wejścia licznika US4 zostaną teraz doprowadzone impulsy o wyższej częstotliwości. Zatem zawartość licznika będzie zmieniała się szybciej.
Tak więc układ sterowania umożliwia wpisanie pojedynczego impulsu do licznika, lub płynną zmianę zawartości licznika na dwóch prędkościach.
Jakjuż wcześniej powiedziano tajmer rozpoczyna odmierzanie czasu automatycznie po ok. 10 sek. od zakończenia ustawiania, lub po naciśnięciu włącznika WŁ4. Odliczanie trwa do czasu aż liczniki US4, US5, US6 osiągną stan zero. Wtedy to sygnał " 0" zmieni swój stan z wysokiego na niski. Spowoduje to włączenie tranzystora T5. Zapali się dioda D25 i zostanie naładowany kondensator C15. Automatycznie zostanie wyzerowany licznik US3 i tajmer przejdzie w stan spoczynku.
Włączony tranzystor T5 wysteruje tranzystor T6 zmieniając w ten sposób położenie styków przekaźnika Pkl. Zatem urządzenie podłączone do tajmera zostanie wyłączone, lub włączone w zależności do której pary styków było ono podłączone. Zakończenie cyklu odmierzania czasu może także być sygnalizowane melodyjką. Służy do tego celu układ generatora melodii US12 i głośniczek piezo-ceramiczny. Cały układ zasilany jest napięciem stabilizowanym + 12 V pochodzącym ze stabilizatora US1. Pobór prądu wynosi maksymalnie ok. 600 mA dla zapalonych wszystkich segmentów trzech wyświetlaczy.
Montaż i uruchomienie
Tajmer zmontowano na płytce drukowanej, która została podzielona na trzy części. Przed montażem płytkę należy rozciąć. W części płytki na której umieszczono mikrowłączniki wycina się prostokątny otwór pod włącznik WŁ1.
Następnie można przystąpić do montażu elementów rozpoczynając oczywiście od zwor.
Praktyczny Elektronik 2/1997
29
V"----""Ś* V"----"** t'n j/-ii W" Ś
UP?D1N7C12
+�. IrillMl
PIE20
WL3 015 WŁ2
023 D25 US12
3- D22V WL4
START
1T) ,
CLK
WYCIĄĆ
0 OTWÓR C
POD WL1

cn
UJ
co
D18
CD4011
D19
US1 1
US10
T1 T2
|RX- 81P 1
lii

Pk1 � � �
ZER NO NC
OOOOOOO
e d c b o 9 f
O O OOOOOOO
Idp eaebogf
OOOOOOO
e d c b a q f
e d c b a q f
OOOOOOO
ARTKELE 311
1 0<
.e d c b a g f
OOOOOOO
e d c b o 9 f
OOOOOOO
Rys. 6 Rozmieszczenie elementów
Dodatkowo na płytce z mikrowłącznikami należy przeprowadzić przewodem izolowanym połączenie pomiędzy punktami oznaczonymi gwiazdką. Zmontowane płytki łączy się ze sobą przy pomocy odcinków drutu o średnicy ciO,8 mm. Płytkę z mikrowłącznikami montuje się w odległości ok. 8 mm od płytki licznika głównego.
Natomiast płytka wyświetlaczy zamontowana jest w odległości większej, tak aby przednia płaszczyzna wyświetlaczy wypadła na równi z górną krawędzią przekaźnika Pkl.
Pomiędzy płytkami sterowania i licznika głównego wykonuje się połączenia pomiędzy punktami: UP/DOWN, "0", +, "masa", Tl, T2, CLK, ZEG, ZER. Gdy płytki są zwrócone do siebie stronami druku, otwory do połączenia wypadają dokładnie na przeciwko siebie. Płytkę wyświetlaczy łączy się w podobny sposób.
Włącznik WŁ1 montowany jest na nóżkach do których przylutowano odcinki drutu. Wysokość zamontowania włącznika powinna zostać dobrana w taki sposób, aby jego suwak wystawał z płyty czołowej.
Zastosowane w tajme-rze mikrowłączniki powinny posiadać długie popycha-cze, wystające ponad kondensatory na płytce sterowania. Można też zamontować zwykłe mikrowłączniki na długich nóżkach wykonanych z drutu. Wygląd zmontowanego taj-mera przedstawiono na rysunku 7.
Prawidłowo zmontowany tajmer nie wymaga uruchamiania i powinien od razu działać prawidłowo. Jeżeli tak nie jest w pierwszej kolejności trzeba sprawdzić napięcie zasilające. Następną czynnością będzie sprawdzenie czy pracuje generator. Do sprawdzania układu przydatna może być sonda logiczna, lub dioda LED z rezystorem. Jeżeli układ nie będzie działał mimo poprawnej pracy generatora trzeba zacząć sprawdzać krok po kroku pracę
Praktyczny Elektronik 2/1998
Elektroniczna pałka wyświetlająca napisy
Każdy z nas na pewno spotkał się z elektronicznymi diodowymi tablicami, które wyświetlają płynące napisy. Okazuje się, że podobne napisy można wyświetlać bez użycia kosztownej tablicy stosując tylko osiem diod świecących i tanią pamięć EPROM. Sygnalizator tego typu może służyć zarówno do zabawy, jak i spełniać funkcje ostrzegawcze, będąc na wyposażeniu samochodu.
Na wstępie przypomnę jak działa klasyczna diodowa tablica służąca do wyświetlania napisów. Tablica składa się z kilkudziesięciu kolumn zawierających po osiem diod świecących. Diody umieszczone są w jednakowych odstępach tworząc rodzaj matrycy. Kolumny połączone są w grupy (z reguły od 8 do 24 kolumn). W ramach każdej grupy stosowane jest wyświetlanie multipleksowane, które umożliwia znaczne zmniejszenie liczby elementów sterujących. Na przykład w tablicy z 96 kolumnami po 8 diod w każdej kolumnie mamy łącznie 768 diod. Przy zastosowaniu 24 kolumn w grupie otrzymujemy 4x8 układów sterujących wierszami i 24 układy sterujące czterema grupami jednocześnie.
Przy sterowaniu multipleksowanym w danej chwili w każdej grupie zapalona jest tylko jedna kolumna. Czyli jednocześnie zapalonych jest tyle kolumn ile grup występuje w tablicy. Kolumny zapalane są kolejno od lewej strony do prawej, przy czym równocześnie zapalane są kolumny o tym samym numerze we wszystkich grupach. Jeżeli częstotliwość powtarzania zapalania danej kolumny jest większa niż 50 Hz, oko nie jest w stanie zauważyć migotania związanego z zapalaniem kolejnych kolumn. Chcąc uzyskać dużą jasność świecenia należy stosować diody o dużym emitowanym strumieniu świetlnym.
Zmieniając w każdej kolejnej kolumnie liczbę i układ zapalonych diod możemy utworzyć litery, a z nich napis. Dalszą modyfikacją jest zsynchronizowanie zmian układu zapalonych d od w kolumnie
z powtarzaniem zapalania kolumn, co daje efekt przesuwającego się napisu.
Większość tablic świeci w kolorze czerwonym, lub rzadziej zielonym. Ciekawostką może być tablica świetlna która umożliwia świecenie w trzech kolorach: czerwonym, zielonym i żółtym. W tablicy tej stosuje się naprzemiennie w kolumnach diody świecące w kolorach czerwonym i zielonym (np. kolumny parzyste są zbudowane z diod czerwonych, a nieparzyste z zielonych, nie są to diody dwukolorowe, które charakteryzują się małą jasnością świecenia). Przy wyświetlaniu napisów czerwonych świecą tylko kolumny z diodami czerwonymi. Sterowanie odbywa się co drugą kolumnę. Oko podążając za płynącym napisem nie dostrzega wygaszonych kolumn z zielonymi diodami. W efekcie, mimo tego że świeci się tylko połowa kolumn odbiera się obraz wyglądający tak jak świeciłyby się wszystkie kolumny. Oczywiście złudzenie to znika w przypadku napisów statycznych (stojących) kiedy to wyraźnie widać, że świeci co druga kolumna. Podobnie dzieje się przy napisach zielonych. Natomiast napisy w kolorze żółtym uzyskuje się wysterowując kolumny czerwone i zielone po kolei. Mieszanie barw następuje w oku podążającym za płynącym napisem. Jeżeli w pierwszej kolumnie zapalone były diody w kolorze czerwonym, a w drugiej te same diody w kolorze zielonym, to w efekcie oko nałoży na siebie obraz obu kolumn, a jak wiadomo z sumowania koloru żółtego i zielonego powstaje kolor żółty. Czar ten pryska gdy napisy nie płyną. Widać wtedy mało czytelny obraz składający się z diod w dwóch kolorach podstawowych.
Powróćmy teraz do tematu zasadniczego, czyli pałki wyświetlającej napisy. Sposób wyświetlania napisów jest bardzo podobny do zastosowanego w tablicy świetlnej. Tam napis tworzy się z zapalanych kolejno kolumn diod, które są nieruchome. W pałce mamy jedną kolumnę, która jest ruchoma. Pałką trzeba machać aby uzyskać wrażenie nieruchomego napisu. Na
(rtkęle =K3 33= 33= =se= 20= BEE 33= y SYNCHRONIZACJA ,---------------- WYGASZANIE---------- ^------ WYŚWIETLANIE ------------------' oooooooooooooooooooooooooooooooo ooooo��oo��oo�oo�oooooo oooo�oooooo�ooooooooooooooo oooooooooooooooooooooooooo oooooooooooooooo�oooooo ooooooooooooooooooooooooooo oooo�oooooooooooo�oooooooooo ooooo�oooo�oooo�oo�ooooooooo 3= =SE5 3S= 139-
Rys. 1 Zasada działania pałki wyświetlającej napisy
Praktyczny Elektronik 2/1998
US1
C4 lOOOpF
TT
78L05
+ 5V
C5]C6 47n
C8 J+
01
BC639
LM358
ff 22k M 22k M 22k M 22k M 22k M 22k
Ti2 Ti3 Ti5 T
22k M 22k
T
02 03 04 05 06
US2 2764
A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 Al AO
25
6 6 6
PIEZO
14
5 7
09 08 07 06 05 04
VSS
J!
Rys. 2 Schemat ideowy pałki
rysunku 1 przedstawiono sposób wys'wietlenia napisu STOP. Załóżmy, że w chwili początkowej pałka znajduje się w lewej części rysunku. Jeżeli zaczniemy nią przesuwać w prawą stronę i równocześnie z rozpoczęciem ruchu diody w kolumnie zaczną zapalać się w odpowiedniej kolejności i z określoną szybkością to pojawi się przed nami napis STOP. Po dojściu do prawej skrajnej pozycji wszystkie diody zostaną wygaszone na czas ruchu powrotnego i ponownie będą zapalać się w ruchu drugim w prawą strpnę. Jak widać idea jest bardzo prosta.
Układ sekwencyjnego wyświetlania napisu musi być jednak zsynchronizowany z ruchem pałki, gdyż w przeciwnym wypadku napis będzie wyświetlany za każdym razem w innym miejscu. Dobrą czytelność napisu uzyskuje się przy słabym oświetleniu zewnętrznym, np. wieczorem lub w nocy, kiedy to wrażenie
wyświetlającej napisy
świetlne powstałe w oku utrzymuje się dłużej, z uwagi na większy kontrast pomiędzy światłem diody i oświetleniem zewnętrznym. Istotna jest też szybkość ruchu, która nie może być zbyt duża, gdyż napis pozostanie rozciągnięty i sprawi wrażenie świetlnej smugi. Zbyt mała prędkość ruchu prowadzi do tego, że napis zleje się w jedną migoczącą pionową linię. Uzyskanie dobrych efektów wizualnych wymaga od machającego (nadawcy) trochę ćwiczeń i wprawy.
Opis układu
Elektroniczna pałka posiada możliwość wyświetlania ośmiu różnych napisów. Napisy te zapisane są w pamięci EPROM 2764 (US2) o pojemności 64 kb. Pojemność pamięci pozwala na umieszczenie znacznie większej liczby napisów, ale inwencję pozostawiamy czytelnikom posiadającym programator pamięci. Pa-
Praktyczny Elektronik 2/1998
mięć 2764 posiada osiem wyjść, z których sterowane są układy Darlingtona T1, T2, ... T15, T16 włączające diody LED D1-*-D8. Dla uzyskania dobrych efektów konieczne jest stosowanie diod o bardzo wysokiej jasności świecenia min. 2 cd (2000 mcd). Z uwagi na stosunkowo duży prąd osiągający w impulsie wartość ok. 400 mA w układach Darlingtonów zastosowano tranzystory BC 639 o prądzie maksymalnym 1 A.
Układy Darlingtona i diody LED zasilane są napięciem niestabilizowanym, które może zmieniać się w szerokich granicach od +6 do +15 V. Wartości rezystorów ograniczających prąd diod R22, R24, R26, R28, R30, R32, R34, R36 podano dla napięcia +15V. Dla napięcia +6 V ich wartość powinna wynosić 10 ii/0,25 W. Dla innych napięć można przyjąć wartości pośrednie.
Pamięć EPROM adresowana jest na sześciu młodszych bitach przez licznik US3 (adresy A0-S-A5). Licznik US3 (CD. 4060) posiada wewnętrzny generator RC, którego częstotliwość może być regulowana potencjometrem P2. Zmiany stanów na wejściach adresowych A0-^A5 obejmują obszar 64 bajtów, wśród których zawarte są sekwencje zapalania poszczególnych liter wyświetlanego napisu. Kolejne trzy bity można zaadresować ustawiając jedną z ośmiu kombinacji adresów A6-S-A8 przełącznikami WŁ1-WŁ3. Daje to możliwość wybrania jednego z ośmiu zapisanych w EPROM-ie napisów.
Jak już wcześniej wspomniano układ wyświetlania napisów wymaga zsynchronizowania z ruchem ręki osoby machającej pałką. Konieczny jest do tego element zamieniający wielkość mechaniczną na sygnał elektryczny. Jako ten element użyty został miniaturowy głośniczek piezoelektryczny.
Materiały piezoelektryczne charakteryzują się zmianą wymiarów geometrycznych w funkcji napięcia przyłożonego do przeciwległych płaszczyzn piezoelek-tryka. Zjawisko to wykorzystywane jest w głośnikach piezoelektrycznych. Możliwa jest też zamiana wielkości mechanicznej (wygięcia piezoelektryka) na napięcie pojawiające się na przeciwległych ściankach, co znalazło zastosowanie we wkładkach gramofonowych (starego typu) i niektórych typach mikrofonów.
W pałce zastosowano miniaturowy głośniczek piezoelektryczny przylutowany z jednego brzegu do płytki, do którego dolutowano wahadło zakończone ciężarkiem (dokładny opis konstrukcji wahadła będzie podany dalej). Machając ręką w której trzyma się pałkę wprawia się w ruch wahadło, które zmienia swoje położenie przy końcu każdego machnięcia, kiedy pałka kończy ruch w jedną stronę i zaczyna poruszać się w drugą. Ruchy wahadła powodują niewielki wygięcie głośniczka piezoelektrycznego i pojawienie się na jego zaciskach napięcia rzędu setek miliwoltów. Przy wygięciu w jedną stronę polaryzacja napięcia jest dodatnia, a przy wygięciu w drugą ujemna.
Ujemne napięcie jest zwierane do masy przez diodę D9, a dodatnie powoduje wyzwolenie komparatora
US4A. Próg wyzwalania (czułość) komparatora można regulować potencjometrem P1, W neutralnym położeniu wahadła wyjście komparatora znajduje się w stanie wysokim, który ulega zmianie na niski tylko przy wychyleniu wahadła w jedną stronę. Sygnał z wyjścia komparatora doprowadzony jest do zatrzasku zbudowanego na wzmacniaczu operacyjnym US4B. Wyjście zatrzasku zeruje generator US3.
Q9 US3
010 US3
NÓŻKA 5 US4B
NÓŻKA 7 US4B
WYZEROWANIE I / i ZATRZYMANIE LICZNIKA
_r
_r
NÓŻKA 1 ------1-
US4A I
ir
KATODA-----
D11
\
START PRACY LICZNIKA
Rys. 3 Przebiegi napięć w układzie synchronizacji
Załóżmy, że licznik US3 pracuje wystawiając kolejne adresy doprowadzane do pamięci EPROM. W chwili gdy na wyjściu Q10 pojawi się stan wysoki zostanie on doprowadzony za pośrednictwem diody D10 do wejścia zatrzasku US4B. Spowoduje to zatrzaśnięcie stanu wysokiego, wyzerowanie i zatrzymanie licznika US3. Stan ten jest stabilny i trwa tak długo, aż na wyjściu komparatora sygnał zmieni się z wysokiego na niski. Opadające zbocze tego sygnału zmieni stan wyjścia zatrzasku na niski odblokowując generator, który ponownie zacznie wystawiać kolejne adresy i cały cykl powtórzy się.
Montaż i uruchomienie
Elektroniczna pałka mieści się na podłużnej płytce drukowanej. Ze względów technicznych rysunek płytki drukowanej (rys. 4) zamieszczony w piśmie został pomniejszony w skali 0,9. Przed przystąpieniem do montażu w płytce drukowanej należy wyciąć prostokątny otwór o wymiarach 28x4 mm w miejscu ramki w dolnym lewym rogu płytki. W otworze tym będzie montowany głośniczek piezo. W drugiej kolejności można zamontować wszystkie elementy. Diody LED należy zamontować na wygiętych końcówkach po środku płytki drukowanej (rys. 6).
Pod układ EPROM montuje się podstawkę. W pałce można zastosować pamięć EPROM 2764 lub 2732 zarówno jedna jak i druga musi mieć zapisany "program" zawierający napisy. Układ 2764 posiada
Praktyczny Elektronik 2/1998
28 nóżek i montowany jest klasycznie, w tym przypadku nie montuje się zwory "Z". Natomiast przy montażu układu 2732, który posiada 24 nóżki konieczne jest zamontowanie zwory "Z", a sam układ wkłada się niżej, tak jak zaznaczono to linią przerywaną na rysunku montażowym (rys. 4).
Po zamontowaniu elementów można przystąpić do wlutowania głośniczka piezo i wahadełka. Głośniczek montuje się w wyciętym otworze po środku tak aby wystawał tyle samo nad płytką jak i pod płytką (rys. 5). Płaszczyzna na której w głośniczku naniesiono warstwę piezoelektryka (srebrne kółko mniejsze od średnicy głośniczka) powinna znajdować się po lewej stronie otworu patrząc na płytkę od strony elementów (rys. 5). Następnie do warstwy piezoelektryka przylutowuje się krótki przewód w izolacji (linkę), który łączy się z polem lutowniczym oznaczonym symbolem PIEZO.
Do przetwornika należy przylutować odcinek drutu miedzianego w koszulce o przekroju 2,5 mm . Najlepiej zastosować drut z przewodu instalacyjnego. Na końcu drutu przylutowany jest ciężarek, który można wykonać także z drutu miedzianego zwiniętego ciasno i zlutowanego. Masa ciężarka powinna być zbliżona do masy monety 1 zł, ale waga ciężarka nie jest krytyczna. W pobliżu ciężarka do płytki drukowanej, po stronie druku montuje się dwie obejmy w specjalnie przeznaczonych do tego celu otworach. Obejma znajdująca się dalej od ciężarka wystaje ok. 2*3 mm nad płytkę drukowaną. Na niej położony jest drut z ciężarkiem. Druga obejma jest wyższa i "obejmuje" drut, ograniczając możliwość jego wychylenia. Wysokość drugiej obejmy powinna być dobrana w taki sposób, aby drut wahadełka mógł się swobodnie poruszać. Ważne jest, aby wahadełko zostało zlutowane prosto, tzn. w pozycji neutralnej (przetwornik nie jest wtedy wygięty) drut wahadełka musi znajdować się po środku obejmy.
Ostatnią czynnością jest podłączenie zasilania diod LED. Do tego celu służą dwa kwadratowe pola (zasilanie i masa) umieszczone pod kondensatorem C4 pola te łączy się z dwoma prostokątnymi polami w okolicach diody D4. Przy montażu przewodów trzeba zwrócić uwagę, aby nie pomylić biegunowości. Przewody należy prowadzić w taki sposób, aby nie przeszkadzały one w poruszaniu się wahadełka.
Po sprawdzeniu poprawności montażu można włączyć zasilanie. W pierwszej chwili "zamigają" diody LED. Regulacja czułości komparatora polega na takim ustawieniu potencjometru P1, aby diody LED "zamigały" po wychyleniu wahadełka w skrajne lewe położenie, patrząc od strony elementów. Ideałem jest sytuacja kiedy przy delikatnym wychyleniu diody nie zamigają, a zapalą się dopiero po wychyleniu zdecydowanym, z lekkim uderzeniem o ograniczającą ruch wahadła obejmę. Ustawiając czułość koniecznie trzeba sprawdzić czy wychylając wahadło w prawą stronę (uderzając o obejmę) nie spowoduje się zapalenia diod. Jeżeli taka sytuacja ma miejsce należy obniżyć czułość.
mg B
oooc
oocfoo
-O OBO
D8
T15
D6.
T11
D4(
D3
D2(
T7
T3
US2
Jtv>
Rys. 4 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów SKALA 0,9
Praktyczny Elektronik 2/1998
D8 D7 D6 D5 04 D3 D2 Dl
CIĘŻAREK DRUT ODSTĘP MIEDZY KOSZULKA IZOLACYJNA PIEZO PRZEWÓD
j02.5mm KOSZULKA A PŁYTKA /
ok. 2+3 mm S
CIĘŻAREK
PŁYTKA OD STRONY DRUKU
DRUT / I
PRZYLUTOWANY PRZETWORNIK
DO PRZETWORNIKA PRZYLUTOWANY PIEZO DO PŁYTKI
Rys. 5 Sposób montażu przetwornika piezo
Częstotliwość generatora należy ustawić potencjometrem P2 na ok. 50 Hz mierzoną na nóżce 7 US3 (Q4). Warto też sprawdzić zakres regulacji częstotliwości generatora który powinien wynosić ok. 30-5-80 Hz. Jeżeli zakres regulacji nie będzie wystarczający można zmienić wartość kondensatora C3.
Teraz już można zacząć próby z machaniem pałką i wyświetlaniem napisów. W czasie prób można dobrać optymalną częstotliwość generatora, aby napis posiadał jak najlepszą czytelność.
DIODY ZAMONTOWANE W OBUDOWIE
PIEZO
KULKA (
T15
PIEZO
KULKA
Rys. 6 Wygląd obudowy i sposób montażu diod LED
Wykaz elementów
U.S1 US2
US3 US4
-LM 78L05
- 2764 (2732) EPROM - PAŁKA z zapisanymi napisami
- CD 4060 -LM358
T1,T3, T5, T7,
T9, T11,T13, T15 - BC 547B
T2, T4, T6, T8,
T10, T12, T14, T16 - BC 639
DUD8 - LED jasność świecenia 2 cd
D9+D11 - 1N4148
R22, R24, R26,
R28, R30, R32,
R34, R36 - 33 n/0,25 W
R21, R23, R25,
R27, R29, R31,
R33, R35 -1 ka/0,125 W
R8 -5,1 kn/0,125 W
R3, R5, R6,
R10-R12 -1OkQ/O,125 W
R13+R2O -22 kfl/0,125 W
R7, R9 -47kfi/0,125 W
R2, R4 -100kO/0,125 W
R1 -270kfi/0,125 W
P2 -10kQTVP 1232
P1 -22 kiiTVP 1232
C2 - 10 nF/50 V ceramiczny
C3 - 22 nF/50 V ceramiczny
C5, C6 - 47 nF/50 V ceramiczny
C1 - 100 nF/1 on V MKSE-020-02
C8 - i u uF/16 V 04/U
C7 - 22 llF/1 6 V 04/U
C4 - 1000 (xF/16 V miniaturowy
PIEZO - głośniczek piezoelektryczny
25 mm
WŁ1+WŁ3 - przełącznik bistabilny
Dłvtka drukowana numer 381
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki i zaprogramowany EPROM z dopiskiem PAŁKA można zamawiać w redakcji PE.
Cena: płytka 381 - 6,95 zł
EPROM PAŁKA - 15,00 zł + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
-O- Mgr inż. Dariusz Cichoński
Praktyczny Elektronik 2/1998
Sterownik zwrotnic i semaforów do kolejki elektrycznej
Kolejka elektryczna to zabawka dla dzieci i "dużych" chłopców. Większość z posiadaczy kolejki ogranicza się do zbudowania toru w postaci kota lub ósemki. Większego zaangażowania w zabawę kolejką elektryczną wymaga zbudowanie makiety z obiektami stacji, mostami, zwrotnicami, semaforami, szlabanami itd. Niektóre z wymienionych urządzeń posiadają możliwość sterowania elektrycznego. Zbudowanie sterownika do wszystkich typów kolejek jest możliwe ale bardzo trudne. Proponowany w tym artykule sterownik będzie zasilany osobnym napięciem i przeznaczony jest do sterowania zwrotnicami i semaforami.
Opis układu
Sterownik zbudowany został z niewielkiej liczby podzespołów elektronicznych. Schemat ideowy, przedstawiony na rysunku 1, uwzględnia elementy umieszczone na płytce drukowanej. Na schemacie są narysowane dwa identyczne bloki, składające się z przerzutników typu "RS". Jest to najprostszy układ pamiętający zwany także zatrzaskiem. Przerzutniki te zbudowane są z bramek NAND układu serii CMOS 4011. Ponieważ oba przerzutniki są identyczne, omówię zasadę działanie tylko jednego z nich.
Załóżmy, że po włączeniu zasilania na wyjściu jednej z bramek, np.: bramki A, występuje stan niski, a na wyjściu bramki B stan wysoki. Włączniki WŁ1 i WŁ2 są otwarte, oznacza to także, że na wejściach bramek (nóżka 13 dla bramki A i nóżka 8 dla bramki B) istnieje
stan wysoki, jeżeli włączymy na chwilę włącznik WŁ1 to na wejściu bramki A pojawi się stan niski, co pociągnie za sobą wymuszenie stanu wysokiego na jej wyjściu. W efekcie do obu wejść bramki B zostanie doprowadzony stan wysoki wymuszając z kolei stan niski na jej wyjściu. Po zwolnieniu włącznika WŁ1 stan ten utrzyma się. Ponowne wciśnięcie włącznika WŁ1 nic w układzie nie zmieni. Dopiero naciśnięcie włącznika WŁ2 spowoduje (analogicznie jak poprzednio) zmianę stanów wyjść bramek na przeciwny.
ZR2O-
Rys. 2 Schematyczna budowa serwomechanizmu zwrotnicy
Jednoczesne włączenie obu włączników spowoduje, że na obu wyjściach pojawi się stan wysoki. Taka kombinacja stanów wejściowych dla przerzutnika RS jest zabroniona. Problem ten rozwiązano przez odpowiednie połączenie włączników na płytce drukowanej (w rzeczywistości zastosowano przełączniki, a nie włączniki, inne niż pokazano na schemacie ideowym). Włączniki służą także do przełączania zwrotnicy (rozjazdu). Włączenie włącznika WŁ1 spowoduje zwarcie wyjścia ZP1 do masy. Sygnał ten służy do zmiany ustawienia zwrotnicy w pozycję od jazdy prosto. Włącznik WŁ2 i wyjście ZR1 ustala pozycję zwrotnicy na jazdę po rozjeździe, np.: na bocznicę lub inny tor. Elementem wykonawczym zwrotnicy jest specjalny podwójny elektromagnes (serwomechanizm).
Składa się on z dwóch cewek umieszczonych na rurce wewnątrz której przesuwana jest kotwica w kształcie walca, połączona z układem przesuwania szyn. Wygląd takiego serwomechanizmu zamieszczony jest na rysunku 2. Zakupione przez Was zwrotnice elektryczne powinny posiadać trzy styki do podłączenia sterownika. Jeżeli jest inaczej sterowanie musi być zmienione i dobrane indywidualnie.
-ÓSR2
Rys. 1 Schemat ideowy sterownika
10
Praktyczny Elektronik 2/1998
c)
-O +12V
SEMAFOR
ISP1
)SR1
CZERWONY REFLEKTOR
ZIELONY REFLEKTOR
Rys. 3 Schemat połączeń semaforów i przekaźnika do przełączania zasilania torów
Bramki sterują tranzystorami T1, T2 i T3, T4 które będą załączać sygnalizację świetlną (semafory), wyjścia SP1, SR1 i SP2, SR2. Dodatkowo tranzystory te zapalają diody D1, D2 i D3, D4 umieszczone w włącznikach WŁ1 -4-WŁ4, sygnalizujące na pulpicie sterującym aktualne położenie zwrotnicy.
Na rysunku 3a i 3b pokazane są elementy umieszczone poza płytką drukowaną, które znajdować się będą bezpośrednio na makiecie. Przekaźnik z rysunku 3a lub 3b służyć będzie do automatycznego przełączania zasilania torów z uwzględnieniem sygnalizacji świetlnej i przełączania zwrotnicy.
Rysunek 3c pokazuje sposób zbudowania semafora Jako elementy świetlne zastosować możemy diody świecące typu LED lub miniaturowe żaróweczki. Pobór prądu w semaforze z żaróweczkami będzie nieco większy niż przy zastosowaniu diod elektroluminescencyjnych, dlatego też w tym przypadku należy stosować w sterowniku tranzystory serii BC 337.
Montaż i uruchomienie
Płytka drukowana zaprojektowana została wraz z włącznikami. Na jednej płytce umieszczone są dwa sterowniki do dwóch kompletów zwrotnic i semaforów. W sterowniku zastosowano przełączniki z obudową i klawiszem umożliwiającym zamontowanie okrągłej diody LED 3 mm. Do wyprowadzenia sygnałów sterujących przewidziano miniaturowe złącza kątowe
0 rozstawie 2,5 mm. Umożliwia to, przy zastosowaniu przewodów z wtyczką, rozbieralne połączenie sterownika z makietą.
Rysunek 4 przedstawia mozaikę ścieżek płytki drukowanej i rysunek montażowy. Przed montażem elementów pamiętać należy o zamontowaniu zworek z drutu. Szczególną uwagę zwrócić na zworkę pod układem scalonym.
Płytka drukowana posiada dwa wejścia zasilania
1 masy położone w prawym i lewym górnym rogu. Dzięki temu możliwe jest połączenie ze sobą kilku sterowników umieszczonych obok siebie. Zasilanie doprowadza się wtedy tylko do jednej z płytek (wszystko jedno czy z lewej, czy z prawej strony).
Zmontowana płytka drukowana jest gotowa do pracy. Elementy umieszczone poza płytką (rysunek 3), montujemy na makiecie i łączymy z płytką sterownika przewodami zakończonymi wtyczką. Wszystkie przewody łączące sterownik z makietą powinny być schowane i niewidoczne. Plus zasilania ze sterownika doprowadzamy do każdego zespołu zwrotnicy i semafora razem z przewodami sterującymi. Ułatwi to montaż i demontaż poszczególnych elementów makiety.
K
Ol -u
__ HS3- * C3 -rjg- C5 * I)
PROSTO ROZJAZD J, PROSTO ROZJAZD
Dl O 02 OA
X X
D3(> 04 Qa
X X
Rys. 4 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Praktyczny Elektronik 2/1998
11

� / " STYKI ,/_"/^ V) PRZEKAŹNIKA
ZWIERANIA
TOROW
MIEJSCE
PRZERWANIA
TORÓW
Rys. 5 Schemat podłączenia sterowania napięciem w szynach do automatycznego zatrzymywania pociągu
Do zasilania sterownika i części makiety należy zastosować oddzielny zasilacz. Napięcie zasilanie może zawierać się w szerokim zakresie +6+16 V i podyktowane jest głównie napięciem pracy serwomechanizmu zwrotnicy, oraz napięciem znamionowym przekaźnika. Prezentowany w numerze 1/98 zasilacz do kolejki elektrycznej będzie wykorzystywany tylko do zasilania torów, a więc napędu kolejki.
Sposób podłączenia przekaźnika do automatycznego zatrzymywania pociągu przy przełączaniu zwrotnicy, umieszczony jest na rysunku 5a i 5b. Do tego zastosowania należy przygotować odpowiednio tory kolejowe. Rysunek 5c pokazuje sposób przecięcia jednego z torów w celu przerwania zasilania napędu kolejki. Przecięcie toru, a więc szczelina pomiędzy torami nie powinna być zbyt wielka, aby małe koła pociągu mogły swobodnie toczyć się po przerwanym torze.
Automatyczne zatrzymywanie kolejki może odbywać się w dwóch proponowanych wersjach. W wersji z rysunku 5a pociąg jadący na bocznicę (ślepy tor) będzie mógł być zatrzymany po zmianie ustawienia zwrotnicy z kierunku "rozjazd" na kierunek "prosto". Styki przekaźnika oznaczone jako "A" i "C" będą zwarte tylko wtedy gdy włącznik WŁ2 (rozjazd) będzie miał zapaloną diodę. Wówczas pociąg będzie mógł wjechać na bocznicę. Gdy cały skład wjedzie na bocznicę należy zmienić ustawienie zwrotnicy, co spowoduje przełączenie przekaźnika i wyłączenie zasilania bocznicy. Odpowiednio do ustawienia zwrotnicy będą świecić się semafory. Jeżeli zwrotnica ustawiona jest na jazdę w kierunku "rozjazd" na semaforze 1 zapalone będzie światło czerwone, a na semaforze 2 zielone. Przy ustawieniu zwrotnicy na jazdę "prosto" sygnały na semaforach będą wyświetlane na odwrót. Po zatrzyma-
niu pociągu na bocznicy, pociąg jadący po torze głównym może poruszać się.
Na rysunku 5b pokazano schemat podłączenia sterownika do zwrotnicy i semaforów w układzie rozjazdu na dwa tory. Odcinki torów do których podłączone są styki B i C przekaźnika są na przemian pod napięciem. Powoduje to, że pociąg nadjeżdżający z dołu rysunku zatrzyma się przed zamkniętą zwrotnicą pod semaforem z zapalonym czerwonym światłem. Po zmianie ustawienia zwrotnicy semafor zmieni światło i pociąg automatycznie ruszy. W czasie kiedy pod semaforem 1 stoi jeden pociąg, drugi pociąg może jechać sąsiednim torem .
Jak już wcześniej pisałem rysunek zwrotnicy jest schematyczny, a odległości między przecięciami toru i semaforem należy ustalić indywidualnie. Obszar toru pomiędzy przerwami powinien być dwukrotnie dłuższy od elektrowozu. Wówczas zatrzymanie elektrowozu w tym obszarze będzie, uwzględniało zapas na wyhamowanie składu. Dotyczy to obszaru oznaczonego na rysunku 5a jako punkt lutowniczy "B" i na rysunku 5b jako punkt "B" i "C". Na bocznicy przerwanie toru powinno obejmować całą bocznicę. Dodatkowe połączenie zworką torów na zewnątrz przerw, umożliwia zasilanie dalszej części toru.
Spróbujcie przeanalizować działanie proponowanego rozwiązania, rysując w brudnopisie większe odległości między przerwami. Zauważycie, że jeżeli semafor 1 ma światło zielone, to zwrotnica będzie ustawiona w pozycji jazdy na wprost, a tor ten będzie zasilany na całym odcinku. Kierunek jazdy z rozjazdu będzie zablokowany na zwrotnicy, a semafor będzie pokazywał światło czerwone. Poruszający się pociąg po torze rozjazdu dojeżdżając do obszaru z punktem "C" zatrzyma się. Po przejechaniu pociągu jadącego prosto
12
Praktyczny Elektronik 2/1998
możemy przełączyć zwrotnicę i na tor jazdy prosto wjedzie drugi pociąg z rozjazdu.
To tylko jeden przykład zabawy z tym rozjazdem. Opisanie kolejnych sytuacji zajęłoby dużo miejsca. Proponuję zbudować makietę i zabawić się wraz z rodzeństwem lub własnymi dziećmi a może wnukami. Życzę bezkolizyjnej zabawy.
Wykaz elementów:
US1 -CD 4011
T1-T4 -BC547B lub BC 337-25
D1-D4 - LED 3 mm zielony
R1+R4 -47kLł/0,125 W
R9, R10 -1,2 kQ/0,125 W
R5-R8 -22 kQ/0,125 W
C1 - 47 nF/50 V ceramiczny
C2 -47 u.F/16 V04/U
C3-S-C6 - 1 uF/63 V 04/U
WŁ1+WŁ4 - mikroprzełącznik z otworem na diodę
płytka drukowana numer 370
Elementy poza płytką drukowaną:
diody typu LED - czerwone - 2 szt.
diody typu LED - zielone - 2 szt.
lub miniaturowe żaróweczki Z-12M - 4 szt.
przekaźniki typu PHD-12 V - 2 szt.
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 2,83 zł + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
ŚŚ� Ireneusz Konieczny
Płynne wygaszanie oświetlenia wewnętrznego w samochodzie
Współczesne samochody w coraz większym stopniu nafaszerowane są elektroniką. Praktycznie nie produkuje się już aut bez jakichkolwiek elementów elektronicznych. W największym stopniu zelektronizowany jest silnik, którego zasilanie i zapłon sterowane są elektronicznie. O ile w każdym samochodzie rozbudowana jest elektronika sterowania silnikiem, to różnego rodzaju gadżety w kabinie kierowcy można spotkać tylko w bardziej luksusowych modelach.
Na wstępie niesłusznie nazwałem urządzenia ułatwiające pracę kierowcy gadżetami. Wszystkie one mają na celu zmniejszenie zaabsorbowania kierowcy wykonywaniem czynności pomocniczych, aby mógł on skoncentrować się na prowadzeniu samochodu. Jednym z takich urządzeń jest automatyczny wyłącznik oświetlenia wnętrza samochodu wyposażony w układ opóźnionego, płynnego gaszenia lampki. Z układem tego typu nie spotkałem się w żadnym samochodzie (co nie znaczy że nie jest on gdzieś stosowany). Natomiast częściowo funkcje te realizowane są w samochodzie Polonez, gdzie zastosowano zwłokę w gaszeniu światła i w Reno Laguna, gdzie światło gaśnie płynnie ale bez zwłoki czasowej. Można zatem powiedzieć, jak w reklamach telewizyjnych, że opisywane urządzenie posiada "dwa w jednym".
Automatyczne zapalenie oświetlenia wewnętrznego samochodu następuje w chwili otwarcia drzwi. Zostają wtedy zwarte do masy styki jednego z włączników umieszczonych w pobliżu zawiasów. Zamknięcie drzwi powoduje rozwarcie styków i natychmiastowe zgaśniecie oświetlenia. Takie działanie automatu nie zapewnia petni komfortu. Jeżeli chcemy coś schować, położyć na tylnej półce, zapiąć pasy lub wykonać inną czynność nie związaną z jazdą samochodem natrafiamy na przysłowiowe egipskie ciemności. Po zamontowaniu
urządzenia w chwili zamknięcia drzwi światło nie gaśnie lecz pali się jeszcze przez ok. 15 sekund, dając czas na wykonanie wyżej wymienionych czynności.
Drugą zaletą urządzenia jest natychmiastowe zgaszenie oświetlenia wewnętrznego w chwili przekręcenia kluczyka w stacyjce. Eliminuje to zatem jazdę przy zapalonym wewnętrznym oświetleniu, gdy po zajęciu miejsca w samochodzie szybko uruchamiamy silnik i od razu ruszamy.
Kolejną użyteczną funkcją jest płynne gaszenie światła. Poza walorami estetycznymi spełnia ono ważną funkcję płynnego dostosowania się wzroku do ciemności. Co prawda przywyknięcie wzroku do ciemności wymaga dłuższego czasu, ale płynne wygaszanie oświetlenia, podobne jak w kinach ułatwia adaptację. Należało tu wybrać kompromis pomiędzy czasem niezbędnym do adaptacji, a czasem upływającym pomiędzy włączeniem zapłonu i ruszeniem. Wydaje się, że czas 2 sekund w trakcie których światło płynnie przygasa jest rozsądny.
Opis układu
Schemat ideowy układu przedstawiono na rysunku 1. Wzmacniacz operacyjny US2B pracuje w układzie tajmera odmierzającego zwłokę w gaszeniu światła, a wzmacniacz US2A w układzie płynnego wygaszania, jako regulowane źródło prądowe. Ze względu na duże wahania napięcia w instalacji elektrycznej samochodu, oraz duży poziom występujących tam zakłóceń układ zasilany jest napięciem stabilizowanym +5 V. Zastosowano tu, z uwagi na mały pobór prądu, nie przekraczający 15mA, miniaturowy stabilizator LM 78L05.
Gdy drzwi w samochodzie są zamknięte, wyłączniki drzwiowe pozostają rozwarte, otwierając tym samym obwód żarówki, której jeden koniec połączony jest
Praktyczny Elektronik 2/1998
13
15mA wy
US1
+5V
1N4148
Cl

~~| cS C2 -L C3 ~T100|jF"T"47n
Y
+ 12V
-O+12V
T1 - BC547B R5 T2 - BDP281 0 33fl
OO+12V
Rys. 1 Schemat ideowy układu płynnego wygaszania światła
z plusem zasilania. W punkcie "Z" na wejściu układu występuje więc napięcie dodatnie (ok. +12 V). W stanie ustalonym na kondensatorze C6 występuje napięcie +5 V, doprowadzone do wejścia nieodwracającego wzmacniacza US2B (nóżka 5). Na drugie wejście tego wzmacniacza (nóżka 6) doprowadzone jest napięcie +3,4 V z dzielnika R6, R7. Zatem wyjście wzmacniacza US2B jest w stanie niskim. Sprawia to, że kondensator
C4 jest rozładowany i na wejściu nieodwracającym wzmacniacza US2A (nóżka 3) napięcie jest równe 0 V. Pociąga to za sobą niski stan wyjścia tego wzmacniacza. W konsekwencji tranzystory T1 i T2 są zablokowane.
Otwarcie dowolnych drzwi sprawia, że jeden z wyłączników zwiera się, co powoduje zapalenie światła, napięcie w punkcie "Z" spada do zera (rys. 2). Nie wywołuje to żadnej reakcji układu. Dopiero w czasie zamknięcia drzwi napięcie na wejściu "Z" ponownie przyjmuje wartość +12 V. Pociąga to za sobą przeładowanie kondensatora C7 i krótkotrwałe wystero-wanie tranzystora T3, który rozładowuje kondensator C6. W chwili kiedy napięcie na kondensatorze C7 spadnie poniżej wartości 4,3 V (napięcie z dzielnika R6, R7) wyjście wzmacniacza US2B zmieni swój stan z niskiego na wysoki. Za pośrednictwem diody D1 kondensator C4 naładuje się do napięcia
OTWARCIE ZAMKNIECIE DRZWI DRZWI
WY Z
UC6
WY US2B
WY US2A
OV-
3.6V-
T>(R1+R2)C4
ok. 3,6 V (napięcie nasycenia wzmacniacza LM 358, które jest niższe ok. 1,5 V od napięcia zasilania). Wzmacniacz US2A będzie dążył do takiego wystero-wania tranzystorów T1 i T2, aby prąd płynący przez rezystor R5 wywołał na nim spadek napięcia równy napięciu na wejściu nieodwracającym (nóżka 3). Ponieważ ze względu na małą rezystancję R5 jest to niemożliwe, tranzystory T1 i T2 nasycą się, powodując zapalenie żarówki. Cały opisany powyżej proces przebiega bardzo szybko, tak że oko nie zauważy chwilowego zgaśnięcia żarówki.
Powróćmy jednak do kondensatora C6. Impuls dostarczony do bazy T3 jest jednak zbyt krótki aby w pełni rozładować kondensator C6. Ponowne zapalenie żarówki spowodowane nasyceniem T1 i T2 powoduje bowiem natychmiastowy spadek napięcia na wejściu "Z" i zablokowanie tranzystora T3. Dalsze rozładowanie kondensatora C6 do 0 V jest możliwe dzięki kondensatorowi C5 włączonemu w obwód bazy T3. Narastające napięcie na wyjściu US2B dostarcza dodatkowego impulsu powodującego wysterowanie tranzystora T3 i rozładowanie C6.
Od tej chwili kondensator C6 zaczyna się ładować przez rezystor R8, odmierzając czas zwłoki. Dla podanych wartości elementów czas ten wynosi ok. 15 sek. Po naładowaniu się kondensatora C6 stan wyjścia wzmacniacza US2B zmienia się na niski. Powoduje to, że kondensator C4 zaczyna rozładowywać się przez rezystory R1 i R2. Napięcie na wejściu nieodwracającym US2A zaczyna spadać.
Rys. 2 Przebiegi napięć w punktach układu
14
Praktyczny Elektronik 2/1998
Rys. 3 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Tranzystory T1 i T2 zostają wyprowadzone ze stanu nasycenia i płynnie w miarę spadku napięcia na kondensatorze C4 zatykają się, trwa to ok. 2 sek. W tym czasie żarówka powoli przygasa. Wzrost napięcia na wejściu "Z" jest na tyle wolny, że nie powoduje włączenia tranzystora T3 i rozładowania kondensatora C6.
Płynne zgaszenie światła można także uzyskać w każdej chwili odmierzania zwłoki kiedy do wejścia "ST" doprowadzi się napięcie +1 2 V ze stacyjki. Wejście nieodwracające wzmacniacza US2B zostanie wtedy zwarte z masą wymuszając tym samym stan niski na jego wyjściu. Wywoła to wcześniej opisany proces płynnego wygaszania żarówki mimo, że kondensator C6 nie zdążył się jeszcze naładować.
Moc tracona w tranzystorze T2 w czasie nasycenia jest niewielka, wzrasta natomiast w chwili płynnego wygaszania żarówki, mimo to nie ma potrzeby stosowania radiatora. Układ nie wymaga żadnego uruchamiania ani regulacji. Zmontowany poprawnie z nowych elementów działa od razu. Wskazane jest jednak sprawdzenie działania w domu posługując się żarówką 12 V i zasilaczem. Jest to wygodniejsze niż szukanie usterki przy montażu w samochodzie. Należy dodać, że czas zwłoki może się różnić od podanych 15 sekund. Przyczyną będzie kondensator elektrolityczny C6, którego tolerancja może wynosić nawet ą50%.
Podłączenie układu do instalacji elektrycznej samochodu jest bardzo proste i co najważniejsze nie wymaga żadnych przeróbek. Zasilanie +12 V doprowadza się
z bezpiecznika będącego cały czas pod napięciem. Może to być obwód zasilania radioodbiornika, świateł pozycyjnych, lub awaryjnych. Wejście "Z" łączy się z przewodem biegnącym od dowolnego wyłącznika drzwiowego do żarówki oświetlenia wnętrza. Natomiast wejście "ST" należy podłączyć do stacyjki do przewodu w którym pojawia się napięcie po przekręceniu kluczyka (przewód ten często oznaczany jest numerem 15, lub 15/54).
Wykaz elementów
US1 -LM 78L05
US2 - LM 358
T1,T3, T4 - BC 547B
T2 -BDP281
D1, D2 - 1N4148
R5 -0,33 n/0,5 W
R4 - 220 i2/O,25 W
R2, R3 -4,7 kn/0,125 W
R9 -10 kn/0,125 W
R1 -15 kn/0,125 W
R6, R11 -22 kn/0,125 W
R7, R10 -47 kii/0,125 W
R8 -150 kn/0,125 W
C3 - 47 nF/50 V ceramiczny
C7 - 1 nF/63 V 04/U
C5 - 10 uJ/16 V 04/U
C1 -22 uF/16 V04/U
C2, C4, Cb - 1 00 m.F/1 6 V 04/U
płytka drukowana numer 382
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 1,54 zł + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okłaJkl.
ŚŚŚ Tomasz Jaworski
Elektronika inaczej cz. 25 - wzmacniacze szerokopasmowe
Do tej grupy zaliczamy wzmacniacze sygnałów elektrycznych, w których stosunek górnej częstotliwości granicznej do dolnej jest duży. Inaczej pasmo jest porównywalne lub większe od częstotliwości środkowej. Obie te definicje nie oddają jednoznacznie możliwości wzmacniacza szerokopasmowego i dlatego posłużę się dwoma przykładami. Pierwszy dotyczy wzmacniacza wizyjnego o paśmie częstotliwości rozciągającym się w przedziale 0+5 MHz. Drugi natomiast telewizyjnego wzmacniacza antenowego o paśmie
obejmującym zakresy telewizji naziemnej od 50-5-800 MHz. Ich charakterystyki częstotliwościowe pokazuje rys. 1.
Wzmacniacz wizyjny wzmacnia sygnały od składowej stałej (częstotliwość 0 Hz) do częstotliwości 5 MHz. Sygnał o takim zakresie częstotliwości steruje katodą kineskopu odbiornika telewizyjnego. Uzyskanie dolnej częstotliwości granicznej 0 Hz wymaga zastosowania bezpośrednich sprzężeń w torze wzmacniającym (bez kondensatorów sprzęgających). Wysoka górna
Praktyczny Elektronik 2/1998
15
Ku Ku
l\ /i \
i \ /1
i \ / i 1 \
i \ / i ; \
| \ / i i ^
0 5 MHz 0 50 80Q [MHz]
Rys. 1 Charakterystyki częstotliwościowe wzmacniaczy
częstotliwość graniczna wymaga zastosowania dodatkowych środków dla skompensowania szkodliwych oddziaływań elementów pasożytniczych praktycznego układu wzmacniacza.
We wzmacniaczu antenowym nie jest wymagane wzmacnianie składowej stałej, ale sama dolna częstotliwość graniczna należy już do częstotliwości wysokich (50 MHz). Górna częstotliwość (800 MHz) wymaga zastosowania specjalnych tranzystorów o częstotliwości granicznej rzędu 5 GHz. Częstotliwości graniczne przeciętnych tranzystorów krzemowych (nawet zaliczanych do tranzystorów w.cz.) wynoszą 250 MHz.
Już na podstawie tych przykładów można wysnuć wnioski, że do realizacji wzmacniaczy szerokopasmowych niezbędne są odpowiednie elementy czynne (tranzy-story), a technika układowa powinna kompensować czynniki ograniczające pasmo. Rozwiązania układowe poszerzające pasmo przenoszonych częstotliwości nazywane są układami korekcyjnymi.
Korekcja niskich częstotliwości
Elementem ograniczającym pasmo przenoszenia wzmacniacza od strony niskich częstotliwości jest kondensator sprzęgający. Najbardziej radykalną metodą obniżenia dolnej częstotliwości granicznej jest jego wyeliminowanie i zastosowanie tzw. sprzężenia galwanicznego. Z uwagi na odpowiednią polaryzację obwodu bazy tranzystora jest to często niemożliwe. Zmniejszenie dolnej częstotliwości granicznej można wtedy uzyskać przez zwiększenie pojemności sprzęgającej. Nie można jej jednak zwiększać w nieskończoność i wtedy niezbędne staje się zastosowanie obwodu korekcji niskich częstotliwości. Obwód taki przedstawiony jest na rys. 2.
Obwód korekcyjny uzyskano po podzieleniu rezystora kolektorowego wzmacniacza WE na dwie części, R1 i R2. Rezystor R1 jest dodatkowo zablokowany kondensatorem C1. Kondensator ten dla wysokich i średnich częstotliwości zwiera szerokopasmowych rezystor R1. Wzmocnie-
nie wzmacniacza określone jest wielkością rezystora R2 i wynosi kU2.
Dla niskich częstotliwości kondensator przestaje zwierać R1. Poczynając od częstotliwości f, wzmocnienie wzmacniacza jest większe (kui) i określone przez sumę R1 i R2.
kui = (R1 + R2)-gm
Przy tej samej pojemności sprzęgającej Cb dolna częstotliwość graniczna zmieni się z fd2 (bez korekcji) na fdi (z korekcją). Układ ten jednocześnie uwypukla niskie częstotliwości (zwiększa ich wzmocnienie). Odpowiedni dobór pojemności C1 może zmniejszyć ten efekt, chociaż czasami jest on pożądany. Wzmacnianie niskich częstotliwości nie jest zasadniczym problemem przy realizacji wzmacniaczy szerokopasmowych. Dużo większe trudności związane są z uzyskaniem wysokiej górnej częstotliwości granicznej.
Korekcja wysokich częstotliwości
Ograniczenie górnej częstotliwości granicznej wynika z właściwości tranzystora określonych jego częstotliwościami granicznymi oraz pojemności pasożytniczych bocznikujących tor sygnału. Do pojemności pasożytniczych należą: pojemność montażu Cm i pojemność wejściowa kolejnego stopnia czy obciążenia Cwe. Im większe są te pojemności tym niższa staje się górna częstotliwość graniczna i zawężone zostaje pasmo częstotliwości.
Występowanie tych pojemności jest nieuniknione. Można jedynie dążyć do ich zmniejszenia przez odpowiedni montaż, ale nie można ich wyeliminować. W tej sytuacji trzeba się z nimi "pogodzić" i wykorzystać je do poprawy właściwości wzmacniacza. Poszerzenie pasma częstotliwości uzyskamy po stworzeniu z pojemności pasożytniczych i dodatkowych indukcyjności, obwodów
Rys. 2 Korekcja niskich częstotliwości
16
Praktyczny Elektronik 2/1998
�> O+Uz Ku
fr
\
MR / ''
\\
/ ! V
'^ :::cm u2 0

tg, fg2
Rys. 3 Korekcja równoległa wysokich częstotliwości
rezonansowych także określanych mianem obwodów korekcyjnych. Wykorzystanie równoległego obwodu rezonansowego nazywane jest korekcją równoległą pokazaną na rys. 3.
Równoległy obwód rezonansowy tworzą pojemność Cm i indukcyjność L|<. Rezystor kolektorowy Rk określający wzmocnienie wzmacniacza dla średnich częstotliwości jest połączony szeregowo z indukcyjnością Lk i wprowadza tłumienie obwodu rezonansowego tzn. zmniejsza jego dobroć. Równoległe połączenie Lk do Cm zachodzi przez zasilanie +UZ, zwarte do masy dla składowej zmiennej.
Wielkość indukcyjności Lk powinna być tak dobrana, aby rezonans znajdował się powyżej częstotliwości granicznej fgi. Wystąpienie rezonansu powoduje skompensowanie pojemności i wzrost wzmocnienia. Charakterystyka przenoszenia wzmacniacza zostaje zmodyfikowana w wyniku nakładania się charakterystyki rezonansu na dotychczasową charakterystykę. Wzrasta górna częstotliwość graniczna do wartości fg2- Przy zbyt niskiej częstotliwości rezonansowej obwodu korekcyjnego nastąpi tzw. przekompensowanie tzn. wzrost
O +Uz
J^rn , o
( H\ cwe:;: u2
u, _L _^
Rys. 4 Korekcja szeregowa wysokich częstotliwości
wzmocnienia przy częstotliwościach wysokich i mniejszy wzrost górnej częstotliwości granicznej.
Taki sam efekt poszerzenia pasma od strony górnych częstotliwości zapewnia układ korekcyjny z rys. 4 wykorzystujący szeregowy obwód rezonansowy.
Obwód ten tworzy szeregowe połączenie pojemności wejściowej następnego stopnia Cwe i indukcyjności Lk- Przepięcie występujące podczas rezonansu na pojemności Cwe powoduje wzrost wzmocnienia, dający wzrost górnej częstotliwości granicznej w taki sam sposób jak pokazano na rys. 3b. Możliwe jest zastosowanie obu tych rodzajów korekcji jednocześnie. Stosowane są one w szerokopasmowych wzmacniaczach w.cz.
Innym sposobem korekcji wysokich częstotliwości jest zastosowanie ujemnego sprzężenia zwrotnego zmniejszanego powyżej częstotliwości granicznej, a więc powodującego wzrost wzmocnienia przy wysokich częstotliwościach i jednocześnie zwiększenie górnej częstotliwości granicznej.
Przypominam, że zastosowanie ujemnego sprzężenia zwrotnego samo w sobie jest czynnikiem poszerzającym pasmo przenoszenia układu. Ujemne sprzężenie zwrotne w pokazanym na rys. 5 układzie realizowane jest za pomocą rezystora emiterowego Re. Równolegle do niego dołącza się małą pojemność Ce. Jej wartość jest tak dobrana, aby zaczęła bocznikować rezystor dopiero przy częstotliwościach zbliżonych do granicznej (fgi). Bocznikowanie rezystora Re zmniejsza sprzężenie zwrotne i zwiększa wzmocnienie. Częstotliwość graniczna wzrasta do wartości fg2. Zbyt duża wartość pojemności Ce spowoduje wzrost wzmocnienia poniżej częstotliwości fgi, przekompensowanie i jedynie minimalnie lub wcale wpłynie na częstotliwość graniczną.
Szerokopasmowy wzmacniacz w.cz.
Podstawowym warunkiem realizacji szerokopasmowego wzmacniacza wielkiej częstotliwości jest zastosowanie tranzystora o częstotliwościach granicznych większych od górnej częstotliwości granicznej wzmacniacza. Układem zapewniającym najlepsze wykorzystanie częstotliwości granicznej tranzystora jest układ ze wspólną bazą (fa). Układ ten jednak nie nadaje się do realizacji wzmacniaczy szerokopasmowych z uwagi na dużą impe-dancję wyjściową. Najlepsze właściwości ale
Rys. 5 Korekcja wysokich częstotliwości za pomocą
Praktyczny Elektronik 2/1998
17
też i najniższą częstotliwość graniczną fp posiada układ ze wspólnym emiterem. Dlatego do realizacji wzmacniaczy szerokopasmowych WE wymagane są tranzystory o dużej częstotliwości granicznej fr.
Stosowane do budowy szerokopasmowych wzmacniaczy antenowych tranzystory oprócz wysokiej częstotliwości granicznej charakteryzują się także małymi impedancjami, wejściową i wyjściową. Umożliwia to dodatkowo dopasowanie wzmacniacza do linii przesyłowej 50*75 L2. Współczynnik wzmocnienia gm takiego tranzystora także silnie maleje ze wzrostem częstotliwości. Dla uzyskania w miarę równomiernego wzmocnienia w szerokim zakresie częstotliwości stosowane jest silne ujemne sprzężenie zwrotne.
Rys. 6 Szerokopasmowy wzmacniacz antenowy WE
Sprzężenie takie w układzie pokazanym na rys. 6 zapewnia rezystor R|<- Jego wartość wynosi zazwyczaj kilkaset Q. Rezystory Rg i Rc ustalają punkt pracy tranzystora tzn. prąd i napięcie kolektora. Indukcyjność l_K tym razem nie pełni funkcji indukcyjności układu korekcji a jedynie eliminuje bocznikowanie impedancji wyjściowej tranzystora rezystorem Rc dzięki dużej reaktancji dla prądów w.cz.
Wzmacniacze antenowe stosowane są między anteną a wejściem odbiornika telewizyjnego i kolejnym wymaganiem jakie powinny spełniać jest niski poziom szumów własnych. Zależy on głównie od jakości tranzystora (typu) i punktu pracy. Wzmocnienie napięciowe pojedynczego stopnia takiego wzmacniacza zwykle nie przekracza 10 dB w pobliżu górnej częstotliwości granicznej.
Scalone.wzmacniacze szerokopasmowe
Scalone wzmacniacze szerokopasmowe można podzielić na dwie grupy: tzw. wzmacniacze wizyjne i wzmacniacze w.cz. Do ich budowy wykorzystuje się bezpośrednio połączone tranzystory w układzie tzw. kaskody. Pierwszy tranzystor w układzie WE a drugi w układzie WB. Korzystne właściwości ma także układ ze sprzężeniem emiterowym WK-WB znany ze wzmacniaczy różnicowych.
Wzmacniacze wizyjne realizowane są jako wzmacniacze różnicowe budowane na dwóch symetrycznych
kaskodach z układami wyjściowymi na wtórnikach emiterowych. Przykładem wzmacniacza wizyjnego jest układ NE 592. Wzmacniacz zrealizowany z jego użyciem pokazany jest na rys. 7.
Rys. 7 Wizyjny wzmacniacz różnicowy
Wzmacniacze wizyjne posiadają pasmo częstotliwości do 100 MHz. Charakterystyczne jest symetryczne wejście ui i wyjście U2- Za pomocą rezystora R można wpływać na wzmocnienie wzmacniacza przez zmianę sprzężenia zwrotnego w obwodzie emiterów symetrycznej pary tranzystorów wejściowych. Maksymalne wzmocnienie 400 V/V uzyskuje się przy rezystancji mniejszej od 5 L2. Rezystancji 15 kil odpowiada wzmocnienie 1 V/V. Napięcia zasilające takiego wzmacniacza nie przekraczają ą6 V. Podane dane dotyczą wzmacniacza NE 592, który jest nowocześniejszą wersją popularnego wzmacniacza fiA 733. Wzmacniacze takie stosowane są do wzmacniania sygnałów wizji, jako wzmacniacze impulsowe, wzmacniacze sygnałów z głowic dysków elastycznych i magnetowidów.
Możliwe jest wykorzystanie wzmacniacza jako układu niesymetrycznego przez zwarcie jednego z wejść dla składowej zmiennej, kondensatorem do masy i korzystanie tylko z jednego sygnału wyjściowego. Wyjście związane bezpośrednio ze sterowanym wejściem zapewnia sygnał w fazie zgodnej. Na drugim wyjściu występuje sygnał w fazie przeciwnej do fazy sygnału wejściowego. Przykładem układu wzmacniacza szerokopasmowego w.cz. jest układ
NE 5204A firmy Philips. Zawiera on w swoim wnętrzu dwa bezpośrednio sprzężone stopnie wzmacniające WE oraz rozbudowany układ polaryzacji i stabilizacji punktów pracy. Wewnątrz znajdują się także rezystory sprzężenia zwrotnego, które ustalają wzmocnienie wzmacniacza wynoszące około 20 dB (10 V/V).
O +Uz
Cl DL w.cz. C C lii i
cs I \i cs 3
u, NE5204A u2
Rys. 8 Szerokopasmowy wzmacniacz w.cz.
18
Praktyczny Elektronik 2/1998
Wzmacniacz wymaga niewielu elementów zewnętrznych, a dokładnie trzech kondensatorów i dławika w.cz. Pasmo przenoszenia przy nierównomierności charakterystyki ą0,5 dB osiąga 350 MHz. Przy częstotliwości 800 MHz wzmocnienie spada do 15dB. Współczynnik szumów nie przekracza 6 dB. Maksymalne napięcie zasilające nie powinno przekraczać 8V.
Dzięki zbliżonym impedancjom wejściowej i wyjściowej można je łączyć kaskadowo dla uzyskania
większego wzmocnienia. Zapewnione jest także dobre dopasowanie do typowych impedancji falowych koncentrycznych linii przesyłowych 50 lub 75 Cl. Stosowane są we wzmacniaczach antenowych, rozdzielaczach sygnałów, a także generatorach sygnałowych, oscyloskopach, miernikach częstotliwości oraz w technice komputerowej i telekomunikacji.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
Dekoder informacji dodatkowych RDS
Współczesne stacje nadawcze UKF FM oprócz sygnału stereofonicznego nadają dodatkowe informacje jak nazwa stacji, rodzaj programu itp. Sygnały te mogą być odczytane z wyświetlacza, dostosowanego do ich odbioru odbiornika. W dwuczęściowym artykule przedstawimy propozycję urządzenia (przystawki) do odbiornika FM umożliwiającego prezentację dodatkowych informacji. Pierwsza część dotyczy opisu dekodera wydzielającego sygnał RDS.
System RDS
Nie jest to nowość z ostatniej chwili, ale i w Europie zachodniej nie wszystkie odbiorniki są wyposażone w dekodery RDS. W kraju dopiero od niedawna, niektóre radiostacje UKF FM rozpoczęły nadawanie dodatkowych sygnałów informacyjnych. Informacje przekazywane za ich pomocą są szczególnie cenne w odbiornikach samochodowych. Skrót RDS pochodzi od określenia Radio Data System (radiowy system informacyjny). Jego zasadniczym zadaniem jest identyfikacja programów i przekazywanie krótkich informacji wraz z sygnałem radiofonicznym FM. Wyróżnić można następujące typy przekazywanych informacji:
- RT (Radio Text)
Wiadomość przekazywana w formie tekstu o maksymalnej długości 64 znaków,
- PS (Programme Service)
Zawiera nazwę nadajnika, z którego odbierany jest sygnał, w postaci tekstu składającego się ze względów oszczędnościowych z 8 znaków,
- PTY (Programme Type)
Określa rodzaj odbieranej audycji. Może być wykorzystana do wyszukiwania stacji nadających ten sam rodzaj audycji np. sprawozdania sportowe lub muzyka klasyczna. Przewidziano 31 typów audycji, ale praktycznie wykorzystywane jest 15,
- TA (Traffic Announcement)
Informacja o nadawaniu komunikatów drogowych. Umożliwia automatyczne przełączenie aktualnie odbieranej audycji (nawet odtwarzanej z magnetofonu)
na stację nadającą komunikat. Jest to szczególnie przydatne podczas jazdy samochodem,
- Pl (Programme Identyfication)
Zawiera kod umożliwiający identyfikację tego samego programu nadawanego przez różne nadajniki. Nie jest ona wyświetlana. Umożliwia odbiór tego samego programu z różnych nadajników podczas jazdy samochodem,
- TP (Traffic Programme)
Informacja włączająca sygnalizację o nadawaniu komunikatów dla kierowców w systemie ARI (niemieckim). Może być wykorzystana do automatycznego dostrojenia odbiornika samochodowego do stacji nadającej komunikaty,
- CT (Clock Time)
Aktualny czas i data, które mogą być wyświetlane,
- ON (Other Networks)
Zawiera listę do 25 częstotliwości z maksymalnie 8 sieci radiofonicznych. Pozwala to na automatyczne przełączanie stacji nadających określony typ programu np. informacje drogowe (TA) lub wiadomości (NEWS).
Odbiorniki z dekoderem RDS mogą realizować funkcję PTY ALARM - polega ona na włączeniu audycji nadającej sygnał alarmowy PTY nawet podczas słuchania audycji z magnetofonu czy CD. Pozwala to na szybkie powiadamianie społeczności lokalnych o grożącym niebezpieczeństwie.
Modna aktualnie i reklamowana funkcja EON umożliwia automatycznie dostrojenie do stacji nadającej informacje drogowe lub wiadomości. Po zakończeniu wiadomości, czy komunikatu następuje powrót do poprzednio odtwarzanej audycji. Funkcja ta korzysta z informacji ON.
System RDS umożliwia także w prosty sposób stworzenie systemów przywoławczych realizowanych przez tzw. PAGERY. Umożliwia to zasygnalizowanie abonentowi potrzeby zadzwonienia pod określony numer telefonu, lub wręcz przekazanie krótkiej wiadomości. Systemy takie od dawna działają w Szwecji, USA, a ostatnio i u nas.
Praktyczny Elektronik 2/1998
19
Realizacja techniczna
Do przesyłania informacji RDS wykorzystuje się trzecią harmoniczną sygnału pilota (19 kHz), zespolonego sygnału stereofonicznego MPX. Harmoniczna ta posiada częstotliwość 57 kHz i jest modulowana amplitudowo odpowiednio spreparowanym sygnałem RDS. Po modulacji fala nośna zostaje wytłumiona.
A i 507.-
L+P T L-P L-P RDS
19 38 57 f[kHz]
Rys. 1 Widmo zespolonego sygnału stereofonicznego MPX z sygnałem RDS
Sygnał danych jest sygnałem szeregowym przekazywanym bit po bicie. Preparowanie sygnału danych jest zabiegiem skomplikowanym i tylko wtajemniczonym coś powie, że wykorzystuje się kodowanie różnicowe. Efektem kodowania różnicowego jest zmniejszenie liczby zmian sygnału, a więc zmniejszenie wymaganego do jego przesłania pasma częstotliwości (podobne zabiegi stosowane są do przesyłania informacji w modemach). Sygnałem tym kluczowana jest faza przebiegu sinusoidalnego o częstotliwości 1187,5 Hz. Przebieg ten uzyskuje się w wyniku podziału częstotliwości podnośnej 57 kHz przez 48. Kolejnym zabiegiem jest ograniczenie pasma sygnału danych, który następnie moduluje podnośną.
Struktura sygnału danych zostanie przedstawiona w drugiej części artykułu, która dotyczyć będzie strony informatycznej sygnału RDS i wyświetlania informacji. Szybkość transmisji informacji nie przekracza 20 znaków/s.
Zespolony sygnał stereofoniczny wraz z sygnałem RDS jest następnie przekazywany do nadajnika UKF i wypromieniowany jako sygnał z modulacją częstotliwości. Sygnał odebrany przez odbiornik, po demodula-cji częstotliwości posiada taką postać jak na rys. 1. W odbiorniku stereofonicznym jest to sygnał między demodulatorem a dekoderem stereofonicznym. W odbiorniku monofonicznym układ deemfazy stosowany zaraz po demodulatorze tłumi składowe o częstotliwościach większych od 15 kHz, a więc i sygnał RDS.
Dekoder RDS jest pierwszym blokiem układu wyświetlania informacji RDS. Korzysta on z sygnału RDS zawartego w sygnale stereofonicznym. Jego zadaniem jest odtworzenie szeregowego sygnału danych
RDDA i sygnału zegarowego RDCL o częstotliwości 1187,5 kHz. Sygnały te następnie są odczytywane przez mikrokomputer i przetwarzane na sygnały równoległe do sterowania wyświetlacza. Schemat blokowy układu wyświetlania pokazany jest na rys. 2.
WE MPX
DEKODER RDS RDCL - WYŚWIETLACZ LCD
RDDA


Rys. 2 Układ wyświetlania informacji RDS
Przebiegi sygnałów wyjściowych dekodera pokazane są na rys. 3. Ich zależności czasowe są tak dobrane, że możliwe jest odczytywanie danych RDDA zarówno narastającym jak i opadającym zboczem sygnału zegarowego RDCL.

RDCL
1
RDDA S / \ \ / / 1 \ 1 ) ( ;
4.3 us 837.7^5 421MS 421lj3 4.3 ps

Rys. 3 Zależności czasowe sygnału RDS
Schemat blokowy dekodera
Zajmiemy się teraz schematem blokowym dekodera RDS, który odpowiada uproszczonemu schematowi blokowemu układu scalonego TDA 7330B. Dzięki zastosowaniu techniki układów PLL (pętla synchronizacji fazowej) i filtrów z przełączanymi pojemnościami układ ten realizuje wszystkie funkcje dekodera przy minimalnej ilości elementów zewnętrznych i bez potrzeby regulacji czy strojenia.
Na jego wejściu znajduje się filtr dolnoprzepustowy drugiego rzędu ograniczający ewentualne zakłócenia i szumy o częstotliwościach wyższych od 60 kHz. Wydzielenie zmodulowanego sygnału RDS o częstotliwości środkowej 57 kHz odbywa się za pomocą filtru pasmowego ósmego stopnia z przełączanymi pojemnościami.
MPX� "" Huh


FDP FP 57 kHz PLL 57 kHz PLL 1.1875 kHz L GENERATOR DZIELNIK CZĘSTOTLIWOŚCI


/~\ phr

DEKODER DEKODER r\ or\r\A
BIFAZOWY RÓŻNICOWY

Rys. 4 Schemat blokowy dekodera RDS
20
Praktyczny Elektronik 2/1998
Zapewnia to odpowiednią selektywność i stromość charakterystyki filtru. Pasmo filtru wynosi 3 kHz. Tłumienie sygnału o częstotliwości 38 kHz wynosi co najmniej 50 dB. Tłumienie częstotliwości 67 kHz co najmniej 35 dB.
Generator stabilizowany kwarcem o częstotliwości 4,332 MHz lub dwa razy większej 8,664 MHz, wraz z dzielnikami częstotliwości służy do odtwarzania częstotliwości podnośnej 57 kHz i sygnału zegarowego 1187,5 Hz. Sygnał o częstotliwości 57 kHz wykorzystany jest do detekcji synchronicznej zmodulowanego fazowo sygnału RDS w układzie PLL 57 kHz. Dekodo-wanie fazy odbywa się w dekoderze bifazowym. Kolejnym zabiegiem jest odkodowanie sygnału różnicowego w dekoderze różnicowym. Do pracy dekodera bifazo-wego i różnicowego niezbędny jest sygnał o częstotliwości 1187,5 kHz uzyskany w układzie PLL 1,1875 kHz. Sygnał ten jest jednocześnie sygnałem zegarowym RDCL. Na wyjściu dekodera różnicowego uzyskujemy szeregowy sygnał danych RDDA.
Układ scalony TDA 7330B posiada także wyjście sygnału ARI wykorzystywane w odbiornikach samochodowych do włączania odtwarzania komunikatów drogowych. Kolejne dodatkowe wyjście służy do wystawiania sygnału informującego o odbiorze dobrej jakości sygnału RDS (QUAL). Sygnał ten może być wykorzystany do uaktywniania układu wyświetlania informacji. Obydwa sygnały poziomem wysokim wskazują odpowiednio, obecność sygnału ARI lub dobrą jakość sygnału RDS.
Schemat ideowy i działanie
Zdecydowano się na rozdzielenie konstrukcyjne dekodera od części wyświetlania informacji. Pozwala to na umieszczenie dekodera RDS we wnętrzu odbiornika
1
+5V O
R1 2752
C6 100rr
MPX
Cl
270p
C2
Ci
10n
r i
US2
Uref
te.
) WY RDCL
) WY RDDA
Rys. 5 Schemat ideowy dekodera RDS
w pobliżu dekodera stereofonicznego i zmniejszenie wpływu na układ sygnału MPX między demodulatorem częstotliwości a dekoderem stereo. Szkodliwe oddziaływanie może mieć duża pojemność przewodu podającego sygnał do dekodera RDS (ograniczenie pasma i stłumienie sygnału RDS).
Część wyświetlania informacji może przy tej koncepcji zostać umieszczona w oddzielnej obudowie na zewnątrz odbiornika. Chociaż zależy to od koncepcji wykonawcy i ewentualnego miejsca na skali czy płycie czołowej odbiornika.
Schemat ideowy dekodera, jak już zaznaczono wcześniej dzięki wykorzystaniu układu scalonego TDA 7330B jest jednym z najprostszych ostatnio publikowanych schematów.
Sygnał wejściowy MPX przez kondensator C1 podawany jest do wejścia układu (1 USD. Kondensator C2 filtruje napięcie odniesienia wytwarzane przez wewnętrzny dzielnik rezystancyjny. Kondensator C3 wprowadza opóźnienie sygnału podawanego na wejście dodatkowego filtru różnicowego.
Do wyprowadzeń 9 i 10 dołączony jest kwarc o częstotliwości 4,332 lub 8,664 MHz. W zależności od zastosowanego kwarcu musi być odpowiednio połączona zwora Z1. Przy kwarcu o częstotliwości 4,332 MHz nie należy jej montować. Zastosowanie kwarcu 8,664 MHz^ wymaga jej zamontowania a więc zwarcia wyprowadzema 18 US1 z wyprowadzeniem 16 (+5 V). Dopuszcza się odstrojenie kwarcu 4,332 MHz o maksymalnie 1,2 kHz. Kondensatory C4 i C5 niezbędne są do pracy generatora.
Wyprowadzenie 12 to wyjście sygnału zegarowego RDCL, a wyprowadzenie 13 - sygnału danych RDDA. Sygnał QUAL występuje na wyprowadzeniu 14, a na wyprowadzeniu 15 sygnał ARI.
Układ scalony zasilany jest napięciem stabilizowanym +5 V podawanym na wyprowadzenie 16. Typowy pobór prądu wynosi 9 mA. Do filtracji napięcia zasilania zastosowano rezystor R1. Jeśli napięcie +5 V nie jest dostępne wewnątrz odbiornika, przewidziano montaż stabilizatora monolitycznego US2 (LM 7805) i zasilanie dekodera napięciem +12V. Napięcie stabilizowane +5 V może być wykorzystane do zasilania części wyświetlającej.
Montaż i uruchomienie
Największym problemem przy kompletowaniu elementów może okazać się zdobycie kwarcu o częstotliwości 4,332 MHz lub 8,664 MHz. Sądzę że będzie to wkrótce możliwe za pośrednictwem współpracującej z PE firmy LARO. Układ scalony TDA 7330B produkowany przez firmę SGS-THOMSON (ewentualnie TDA 7330A) znajduje się w ofercie firm sprowadzających podzespoły
na zamówienie.
} + 12V
Praktyczny Elektronik 2/1998
21
Rys. 6 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Sam montaż kilkunastu elementów nie powinien nastręczać trudności. Zacząć należy od dopasowania otworów w płytce do posiadanych elementów. Po zamontowaniu kołków lutowniczych, zamontować elementy RC i na zakończenie kwarc oraz półprzewodniki. Widok płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów pokazuje rys. 6.
Więcej kłopotu może przysporzyć wyszukanie punktów podłączeń dekodera wewnątrz odbiornika radiowego (tunera czy amplitunera). Pomocnym w tych zabiegach będzie na pewno schemat ideowy odbiornik ka. Ideałem byłoby posiadanie instrukcji serwisowej z rysunkami rozmieszczenia elementów na płytkach. Przed zdjęciem obudowy nie należy zapomnieć o wyjęciu wtyczki sieciowej z gniazdka. Podczas prac wewnątrz odbiornika przy włączonym zasilaniu zachować ostrożność, aby nie ulec porażeniu napięciem sieciowym.
Nie powinno być problemu ze znalezieniem masy odbiornika (- zasilania). Dołączone do niej są części metalowe np. ekrany filtrów p.cz. Posługując się multimetrem znajdziemy punkt napięcia zasilającego +5 V lub +12 V. Po sprawdzeniu poprawności montażu dołączyć masę i napięcie zasilające do płytki dekodera RDS.
Po zlokalizowaniu układu scalonego dekodera stereofonicznego identyfikujemy jego połączenie z demodulatorem częstotliwości doprowadzające sygnał MPX. W odbiornikach krajowych najpopularniejszym układem wzmacniacza p.cz. i demodulatora FM był układ UL. 1200 (TDA 1200). Wyjście demodulatora FM w tym układzie to wyprowadzenie 6. Najczęściej między demodulatorem FM a dekoderem stereofonicznym jest włączony wzmacniacz tranzystorowy zwiększający sygnał wejściowy dekodera. Wejście dekodera stereo UL 1601 to wyprowadzenie 3. Dekoder stereo PLL o oznaczeniu UL 1621 (TCA 4500) posiada wejście na wyprowadzeniu 1. Wejście dekodera TDA1578A znajduje się na wyprowadzeniu 6. Sygnał MPX pobie-
ramy z wejścia dekodera stereo i krótkim przewodem łączymy z wejściem dekodera RDS.
Włączamy napięcie zasilające odbiornika i multimetrem sprawdzamy poprawność napięcia zasilającego dekoder RDS. Napięcie na wyprowadzeniu 16 US1 powinno wynosić około 5 V. Jeśli dysponujemy oscyloskopem można sprawdzić poprawność pracy generatora kwarcowego. Sondę oscyloskopu podłączyć do punktu OSC (9 USD. Powinien tu występować przebieg o częstotliwości zależnej od użytego kwarcu (4,332 lub 8,664 MHz) i wartości międzyszczytowej 4,5 V. Włączyć zakres UKF i dostroić odbiornik do stacji nadającej sygnał RDS. Sygnał ten nadają programy RMF FM i Radio Zet. Dla upewnienia się można to sprawdzić na odbiorniku z RDS np. w pobliskim sklepie RTV. Poprawność odbioru sygnału RDS można sprawdzić przez pomiar multimetrem napięcia stałego w punkcie Q (14 USD. Napięcie to powinno wynosić 4+5 V.
Posiadacz oscyloskopu może zaobserwować sygnał zegarowy o częstotliwości 1187,5 Hz i poziomie TTL (0+5 V) na wyjściu RDCL. Na wyjściu danych RDDA zaobserwować można nieregularny przebieg TTL. Brak wysokiego poziomu napięcia w punkcie Q i przebiegów wyjściowych świadczy o nieprawidłowych połączeniach, które należy sprawdzić i poprawić. Może to być źle zlokalizowane wejście dekodera lub dostroili-śmy się do stacji nie nadającej sygnału RDS. Jeśli dekoder działa poprawnie możemy dołączyć układ wyświetlania, który zostanie opisany w kolejnym numerze PE.
Wykaz elementów:
US1
US2
R1
R3, R4
R2
C4, C5
C1
C3
C6, C8
C2, C7
Q1
- TDA 733OB
- LM 7805 (78L05) -27 G/0,125 W -100 0/0,125 W
- 2,2 Mii/0,25 W
- 27 pF/50 V KCP
- 270 pF/50 V KCP -10nF/250VMKSE-20 -100nF/63 VMKSE-20 -IOu.F/25 V04/U
- kwarc 4,332 MHz (8,664 MHz)
płytka drukowana numer 380
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 1,46 zł + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
. K.
22
Praktyczny Elektronik 2/1998
Elektroniczny symulator rezystancji
Do sprawdzania omomierzy albo do prób związanych z uruchomianiem i strojeniem układów elektronicznych stosuje się często rezystory dekadowe. Nie zawsze jest to wygodne i tanie. Od kilku lat coraz szersze zastosowanie znajdują w technice pomiarowej elektroniczne symulatory rezystancji. Taki układ symulatora prezentujemy w poniższym artykule.
Profesjonalne uktady opracowane do sprawdzania omomierzy lub mierników współpracujących z czujnikami rezystancyjnymi wykorzystują niewielką liczbę precyzyjnych rezystorów wraz z dokładnym przetwornikiem cyfrowo-analogowym, a mogą z powodzeniem zastąpić wielodekadowy rezystor laboratoryjny przy znacznie niższej cenie i wymiarach. Opisany dalej układ nie został wyposażony w konwencjonalny przetwornik cyfrowo-analogowy, lecz zamiast niego zastosowano zestawy rezystorów i przełączniki kodowe. Dzięki temu układ nie wymaga mikroprocesorowego układu sterowania przetwornikiem ani wyświetlacza co znacznie obniża jego koszt.
Opis układu
Zasada działania układu jest prosta. Przedstawiono ją na rysunku 1. Miernik rezystancji został tu przedstawiony jako źródło prądu Ip oraz woltomierz mierzący spadek napięcia Ur wywołany przepływem tego prądu przez badaną rezystancję.
Prąd Ip wpływa do wejścia konwertera prąd-napięcie zbudowanego na wzmacniaczu operacyjnym UA. Prąd Ip płynąc od wejścia przez rezystor Ra wpływa do wyjścia wzmacniacza. Powoduje to w pierwszym momencie wzrost potencjału na wejściu odwracającym wzmacniacza A. Wzrost ten wymusza natychmiast obniżenie potencjału na wyjściu wzmacniacza. Stan równowagi osiąga się wtedy, gdy napięcie na wejściu odwracającym wzmacniacza osiągnie taką samą wartość jak napięcie na wejściu nieodwracającym - czyli zero. W stanie równowagi musi być zatem spełniony warunek na napięcie wyjściowe Ua które wynosi:
Ua = -lp-Ra
Znak minus pokazuje, że przy prądzie wpływającym do wejścia konwertera prąd-napięcie, napięcie wyjściowe jest ujemne.
Następny stopień na wzmacniaczu B odwraca polaryzację napięcia i na jego wyjściu otrzymuje się napięcie dodatnie:
Ub = -Ua Ub = Ip-Ra
Stopień końcowy to wzmacniacz o regulowanym wzmocnieniu. Zatem na jego wyjściu otrzymuje się napięcie:
Uc = -(Rc/Rb)Ub Uc = -(Rak)lp
gdzie:
k =Rc/Rb - współczynnik wzmocnienia wzmacniacza C
Napięcie Uc jest napięciem jakie zmierzy woltomierz w narysowanym na rysunku modelu miernika rezystancji. Jest tak gdyż napięcie w punkcie wpływu prądu pomiarowego wynosi zero. Zatem rezystancja Rx jaką "widzi" omomierz wynosi:
Rx = k-Ra
Jak widać wyraźnie z powyższego wzoru na wartość symulowanej rezystancji wpływ mają tylko rezystory w pierwszym stopniu oraz współczynnik wzmocnienia końcowego stopnia. Regulując oba te parametry można osiągnąć możliwość nastawienia dużej liczby różnych wartość rezystancji.
W opracowanym układzie rezystor Ra przyjmuje wartość 1 Q, 10 i2, 1 00 O., ... ,1 ML2. Natomiast współczynnik k można ustawić w zakresie od 0,0 do 9,9 z krokiem 0,1. Dzięki temu można uzyskać nastawy w bardzo szerokim zakresie. Do ustawienia współczynnika k użyto dwóch (oznaczonych dalej X i Y) dziesiętnych nastawników kodowych z wyjściem w kodzie BCD, natomiast do nastawienia wartości Ra użyto dziesiętnego nastawnika z wyjściem typu "jeden z" (oznaczonego dalej Z). W ten sposób wartość elektronicznie symulowanej rezystancji wynosi:
Rx = (X + 0,1Y)-10Z
Na przykład, aby uzyskać nastawę 4,7 kL2 należy ustawić:
X = 4, Y = 7, Z = 3
Jest to proste dla kogoś obeznanego z odczytywaniem kodów paskowych do oznaczania rezystorów. X i Y mogą przyjmować wartość od 0 do 9, natomiast Z od 0 do 6.
Rys. 1 Schemat blokowy symulatora rezystancji
Praktyczny Elektronik 2/1998
23
,330n
O+u
R23 680 S
T- ' T47fjFT
ÓTP2 X|+ ' U T
i00n
-O-u
Rys. 2 Schemat ideowy symulatora rezystancji
"ollo" o]
ARTKELE 379
P1
UST
r
o
CL
o
To oi
1 -mann
P2 1
1 US2 ."-Ś;
r^. o Ś o. o
T2PO Ol
TJ HS22I- TJ
ODO
Rys. 3 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Rysunek 2 przedstawia schemat ideowy symulatora. Pożądane jest zastosowanie rezystorów precyzyjnych o tolerancji co najmniej 0,5%. Na schemacie ideowym oraz na schemacie montażowym przedstawiono zamiast nastawników kodowych przełączniki typu DIP. Mogą one być wykorzystane do uruchomienia i sprawdzenia układu, ale będą z pewnością niewygodne w codziennej eksploatacji i warto je docelowo zastąpić nastawni-
kami kodowymi. Dla podanego powyżej przykładu ustawienia przełączników są następujące:
X = 4, Y = 1 +2 +4, Z = 3 (1 kil)
Montaż i uruchomienie
Układ zmontowano na płytce drukowanej którą należy przeciąć na dwie części. Po zamontowaniu ele-
24
Praktyczny Elektronik 2/1998
mentów płytki składa się ze sobą stronami druku do siebie i łączy w narożnikach odcinkami drutu (rys. 4). Oprócz połączeń mechanicznych na dłuższym boku płytki wykonuje się pięć połączeń sygnałowych (pola oznaczone kwadratową ramką).
Po zmontowaniu układu, należy układ wyzerować w ten sposób, że przy zwartym wejściu wzmacniacza US1 do masy (nóżka 2 do nóżki 3) oraz ustawieniu WŁ1 na xl Mii, potencjometr P1 ustawić tak by uzyskać zero w punkcie TP1, następnie P2 tak by uzyskać zero w TP2 i w końcu P3 tak by uzyskać zero na wyjściu US3. Ta ostatnia regulacja powinna przebiegać przy ustawieniu wzmocnienia WŁ2 na x1. Działanie układu można sprawdzić przy pomocy praktycznie dowolnego omomierza.
P1
WL1 C1 WL2
PŁYTKI POŁĄCZONE DRUTAMI
Rys. 4 Połączenie płytek drukowanych
Uwaga: układ poprawnie symuluje rezystancje przy prądach Ip nie przekraczających dopuszczalnego prądu wyjściowego wzmacniaczy operacyjnych czyli ok. 15 mA. W przypadku zastosowania innych wzmacniaczy operacyjnych niż podano, należy upewnić się czy
potencjometrów do regulacji napięcia niezrównoważe-nia nie trzeba dołączyć do innych końcówek lub innego napięcia zasilania.
Wykaz elementów:
US1-US3 -OP07
D1, D2 -1N4148
R7 - 1 ii/0,125 W'/O,5%
R6 - 10 ft/0,125 W/0,5%
R5, R8, R20 -100 a/0,125 W/0,5%
R13, R24 - 120 ii/0,125 W/0,5%
R9-R11 -200 ii/0,125 W/0,5%
R12, R23 -680 ii/0,125 W/0,5%
R4, R14, R21, R22 - 1 kii/0,1 25 W/0,5%
R19 - 1,2 kii/0,1 25 W/0,5%
R15-R17 -2 kii/0,1 25 W/0,5%
R18 -6,8 kii/0,1 25 W/0,5%
P1+P3 - 20 kii dziesięcioobrotowy
C4, C5 - 100 nF/63 V ceramiczny
C1 - 330 nF/63 V MKSE-20
C2, C3 - 47 uF/1 6 V 04/U
WŁ1 - przełączniki typu DIP-8
WŁ2, WŁ3 - przełączniki typu DIP-4
WŁ4 - dowolny włącznik dwustykowy
płytka drukowana numer 379
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 4,16 zł + koszty wysyłki. Podzespoły elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki.
-y* mgr inż. Jacek Pawłowski
Reminiscencje na temat woltomierza ICL 7107 i 7117 - dokończenie
Częstotliwość pracy generatora może obejmować zakres od 30 kHz do 240 kHz. Ze zmianą częstotliwości konieczna jest zmiana pojemności kondensatora całkującego C11. Wraz ze wzrostem częstotliwości generatora pojemność Cl 1 powinna zostać proporcjonalnie zmniejszona, np. dwukrotnemu zwiększeniu częstotliwości z 50 kHz na 100 kHz odpowiada dwukrotne zmniejszenie pojemności Cl 1 z 220 nF na 110 nF w praktyce 100 nF. Dokładna wartość pojemności tego kondensatora nie jest istotna (tolerancja wykonania może wynosić ponad ą20%), ważne jest tylko aby był to kondensator m małej stratności z dielektrykiem polipropylenowym np. KMP-010, MKP-20, MKP-21, MKP-30, lub w najgorszym przypadku MKSE-018-02, MKSE-020, MKT-10, MKT-30.
Podstawowy i najczęściej stosowany zakres pomiarowy wynosi ą200 mV. Można go jednak zmienić na zakres ą2 V. Wystarczy zwiększyć napięcie referencyjne ze 100 mV do 1 V i zmienić wartość rezystora R2 z 47 kii na 470 kii. Zakres +2 V można zastosować
tylko w przypadku zasilania układu napięciem ą5 V, przy równoczesnym połączeniu wejścia COMMON (nóżka 32) z REF LO (nóżka 35).
Drugą praktyczną funkcją układu ICL 7107 i ICL 7117 jest możliwość testu wyświetlacza. Test wyświetlacza polega na zapaleniu wszystkich segmentów wyświetlacza (-1888) po podaniu napięcia +5 V na nóżkę 38-TEST.
Z wyświetlaczem LED związana jest dość duża moc strat w układzie scalonym. Każdy z segmentów pobiera prąd ok. 8 mA ustalany przez wewnętrzne źródło prądowe. Równocześnie mogą być zapalone wszystkie sterowane segmenty w liczbie 24. W takim przypadku
łączna moc tracona w układzie wynosi ok. 620 mW. Moc tą można ograniczyć do poziomu 460 mW stosując uniwersalną diodę prostowniczą 1 A włączoną szeregowo z anodami wyświetlacza (rys. 2). Zmniejszenie mocy traconej w układzie wpłynie na stabilność wskazań i zwiększy niezawodność układu na wskutek obniżenia temperatury.
Praktyczny Elektronik 2/1998
25
T ICL 7107 10 20^
i 1 ! 1 1 1 1 ! MIII 1 1 1 1 1
51S2/2W WYŚWIETLACZ LED
r i ANODY --------------_ i
1-------- dp~ "T
1N4001 Mison
Rys. 2 Schemat podłączenia diody ograniczającej moc strat w układzie
W związku z stosunkowo dużą mocą traconą w układzie nie zaleca się korzystania z wewnętrznego napięcia referencyjnego jak ma to miejsce w układach przeznaczonych do współpracy z wyświetlaczem ciekłokrystalicznym ICL 71 06, ICL 711 6.
Układ woltomierza w typowej aplikacji zasilany jest napięciem symetrycznym ą5 V. W omawianym artykule do wytwarzania napięcia ujemnego -5 V zastosowano miniaturową przetwornicę DC-DC zbudowaną na układzie ICL 7660, który jest dos'ć drogi. Podobną przetwornicę można zbudować na znacznie tańszym układzie CD. 4049 wykorzystując wewnętrzny generator układu ICL 7107 lub 7117 (rys. 3). Przetwornica ta dostarcza mniejszego napięcia -3,3 V, ale dla poprawnego działania układu nie ma to żadnego znaczenia.
O-
v+
v+
OSCi
0SC2
OSC3
ICL 7107
- i---.
1 CD4009
-o-
1N914
470n
1N914
~ = -3.3V
Rys. 3 Schemat podłączenia przetwornicy DC-DC +5/-3,3 V
Jeszcze wygodniejszym rozwiązaniem jest zasilanie układu pojedynczym napięciem dodatnim +5 V. Schemat takiego rozwiązania przedstawiono na rysunku 4. Wejście COMMON łączy się wtedy z wejściem REF LO i IN LO. Przy takim zasilaniu nie można łączyć wejścia COMMON z masą układu. Potencjał wejść IN LO i IN Hl jest na poziomie ok. +2,5 V względem masy zasilania. W takiej wersji układ może pracować tylko na zakresie ą200 mV, a składowa sumacyjna sygnału na wejściu pomiarowym nie może przekraczać wartości od 1,0 do 4,0 V, względem masy układu. Najlepszym wyjściem w takiej sytuacji jest stosowanie zasilania woltomierza oddzielonego galwanicznie od układu pomiarowego (dolny schemat blokowy na rysunku 3 str. 1 8 PE 12/96). Rozwiązanie z pojedynczym zasilaniem jest najprostsze i najtańsze, lecz bardzo rzadko stosowane.
do nóżki 1
Rys. 4 Zasilanie woltomierza pojedynczym napięciem +5 V
WYŚWIETLACZ LED
-O -5V
Rys. 5 Schemat połączenia wejścia HOŁD w układzie ICL 7117
Na koniec pozostaje jeszcze podać różnicę pomiędzy układem ICL 7107 i ICL 7117. Drugi z układów posiada funkcję HOŁD blokowania wskazań wyświetlacza. W czasie zwarcia styków włącznika WŁ1 (rys. 5) wyświetlacz pokazuje przez cały czas ostatnią zmierzoną wartość napięcia, choć układ pomiarowy pracuje dalej bez przerwy. W układzie ICL 7117 ulegają zmianie dwa wyprowadzenia:
- nóżka 1 - wejście HOŁD;
- nóżka 35 - wejście+5 V;
Ponieważ układ ICL 7117 nie posiada wejścia REF LO, napięcie zewnętrzne referencyjne musi być doprowadzane pomiędzy wejście REF Hl a wejście COMMON.
-v* Andrzej Trela
26
Praktyczny Elektronik 2/1998
Generator funkcyjny 10 MHz - cz. 1
Generator funkcyjny obok zasilacza i miernika uniwersalnego, to jedno z podstawowych urządzeń w pracowni elektronika. W poniższym artykule prezentujemy generator funkcyjny o bardzo dobrych parametrach. Urządzenie opcjonalnie może współpracować ze sterownikiem mikroprocesorowym i komputerem PC. Zestaw ten pozwala na automatyczny pomiar charakterystyk częstotliwościowych układów wzmacniaczy, korektorów, obwodów radiowych i innych urządzeń.
Parametry generatora:
Kształty przebiegu wyjściowego: Zakres częstotliwości pracy:
sinus, trójkąt, prostokąt 0,2 Hz+10 MHz w 8 podzakresach
Zniekształcenia nieliniowe dla
przebiegu sinusoidalnego
Precyzer, zakres regulacji
Amplituda przebiegu wyjściowego
Impedancja wyjściowa
Tłumik wyjściowy
Składowa stała
Wypełnienie przebiegu wyjściowego
Wyjście TTL
Wyjście pomiaru częstotliwości
Wejście modulacji PWM i FM
Sercem generatora jest układ scalony MAX 038 firmy Maxim. Jego schemat blokowy zamieszczono na rysunku 1. Układ scalony generatora zawiera wszystkie podstawowe bloki funkcjonalne generatora funkcyjnego. Może on generować przebiegi sinusoidalne, trójkątne i prostokątne o regulowanym wypełnieniu w zakre-
ą5% fo 0*10 Vpp
50 n
0 dB, -20 dB, -40 dB ą2,5 V lub Udc = 0 V 20+80% lub D = 50% 5 Vpp/50 O. 5 Vpp/50 O.
V/100kfi
sie częstotliwości od 0,1 Hz do 20 MHz. Zniekształcenia przebiegu sinusoidalnego są bardzo małe i nie przekraczają 1% w całym zakresie częstotliwości pracy. Układ zasilany jest napięciem ą5 V.
Wewnątrz układu znajduje się oscylator z dołączanym zewnętrznym kondensatorem Cp ustalającym częstotliwość generacji. Częstotliwość sygnału wyjściowego jest odwrotnie proporcjonalna do wartości pojemności kondensatora Cf- Regulację częstotliwości pracy można uzyskać zmieniając wartość prądu ładującego i rozładowującego kondensator Cp. Do tego celu służy wejście Iin sterowane prądowo w zakresie 2-5-700 u.A. Dla jednej wartości kondensatora Cp można uzyskać bardzo szeroki zakres przestrajania generatora wynoszący 350:1.
Wejście FADJ umożliwia wprowadzenie dodatkowej modulacji częstotliwości pracy przez doprowadzenie do niego napięcia w zakresie -2,4+2,4 V. Zakres regulacji częstotliwości wynosi ą70% w stosunku do częstotliwości ustalonej kondensatorem Cp i prądem wejścia Iin. Wejście to może być wykorzystywane do precyzyjnego strojenia generatora, lub modulacji FM przebiegu generowanego.
Układ posiada także możliwość zmiany współczynnika wypełnienia przebiegu wyjściowego w zakresie 15+85%. Do regulacji przeznaczone jest wejście DADJ sterowane napięciowo w przedziale -2,3+2,3 V. Zmiana współczynnika wypełnienia nie wpływa na zmianę częstotliwości generowanego. Precyzja ustawienia prądów i napięć sterujących wejściami Iin, FADJ, DADJ możliwa jest dzięki posiadaniu własnego, stabilnego źródła napięcia odniesienia 2,5 V (REF).
Cf
cosc
OSCYLATOR WZORCOWY
-5V
PRZEBIEG TRÓJKĄTNY
-25DMA
NAPIĘCIE
REFERENCYJNE
2,5V
KSZTAŁTOWANIA SINUSOIDY
TRÓJKĄT
KOMPARATOR
A0
KOMPARATOR
SYNC
DETEKTOR FAZY
MAX 038
I Z
DGND
Hh
DV+
16
+ 5V
Rys. 1 Schemat blokowy układu MAX 038
Praktyczny Elektronik 2/1998
27
W oscylatorze wytwarzane są równocześnie trzy przebiegi: trójkątny i dwa przebiegi prostokątne przesunięte w fazie. Przebieg trójkątny doprowadzony zostaje do wejścia precyzyjnego układu kształtującego przebieg sinusoidalny o małych zniekształceniach i stałej amplitudzie. Natomiast oba przebiegi prostokątne doprowadzone są do komparatora. Trzy przebiegi o różnych kształtach doprowadzone są następnie do multipleksera analogowego. Za pomocą wejść AO i A1 można wybrać jeden z przebiegów, który zostanie doprowadzony do wzmacniacza wyjściowego. Wejścia AO i A1 są zgodne ze standardem TTL. Wzmacniacz wyjściowy zapewnia w całym paśmie częstotliwości i dla wszystkich kształtów przebiegów stałą amplitudę sygnału ą1 V i składową stałą 0 V.
Oprócz głównego wyjścia układ MAX 038 posiada wyjście przebiegu prostokątnego SYNC zgodne ze standardem TTL. Może ono być wykorzystane do pomiaru częstotliwości, lub synchronizacji. Zasilanie obwodów wyjścia SYNC jest oddzielne i może zostać wyłączone jeżeli wyjście to nie jest wykorzystywane.
Generator posiada także układ detektora fazy EXOR. Do jednego wejścia detektora doprowadzone są dwa sygnały prostokątne z generatora, przesunięte w fazie o 90�, a drugie wejście PDI wyprowadzone jest na zewnątrz. Do wejścia PDI można doprowadzić sygnał z kwarcowego generatora zewnętrznego. Wyjściem detektora fazy PDO jest źródło prądowe, które można bezpośrednio połączyć z wejściem FADj. Otrzymuje się w ten sposób pętlę PLL. Generator jest wtedy synchro-nizowany z częstotliwością generatora kwarcowego.
Opis układu
Układ generatora został zaprojektowany w taki sposób, aby jego pracą można było sterować przy pomocy napięć stałych. Dzięki temu uzyskano dużą odporność układu na zakłócenia. Wielką zaletą takiego rozwiązania jest możliwość praktycznie dowolnego ukształtowania płyty czołowej generatora. Jeszcze jednym argumentem przemawiającym za takim rozwiązaniem jest możliwość sterowania pracą generatora za pomocą odrębnego układu mikroprocesorowego przy automatycznym pomiarze charakterystyk częstotliwościowych. Wszystkie wejścia sterujące mogą współpracować z układami TTL (za wyjątkiem wejść P1 i P2, które wymagają sterowania przez wyjścia z otwartym kolektorem).
Generator posiada osiem zakresów częstotliwości pracy obejmujących przedział od 0,1 Hz do 10MHz. Jak już wcześniej wspomniano układ MAX 038 może być przestrajany prądem w zakresie 350:1, czyli w ramach dwóch dekad. Z tego też względu kondensatory decydujące o częstotliwości generacji C18, C19, C20, C21 i C22 zmieniane są co cztery zakresy, dla każdego z włączonych kondensatorów ustalone są dwa zakresy prądu sterującego. Kondensatory dołączane są o układu generatora za pośrednictwem miniaturowych
przekaźników Pk3-*-Pk4. Do sterowania przekaźników służą dwa wejścia sterujące Q2 i Q3.
W układzie płynnej regulacji częstotliwości pracuje wzmacniacz operacyjny US2B. Napięcie przestrajania, o wartości 0,16-^2,5 V otrzymuje się z potencjometru regulacji częstotliwości P5 do którego doprowadzono wysokostabilne napięcie referencyjne 2,5 V. Wzmocnienie napięciowe wzmacniacza US2B wynosi 2,8 V/V, zatem na jego wyjściu otrzymuje się napięcie w granicach 0,45-7 V, Zapewnia to wartość prądu sterującego od 45 uA do 700 u.A. Zwarcie wejścia Q1 do masy dołącza, za pośrednictwem klucza analogowego US7B, do rezystorów R26 i R27 dodatkowy rezystor R28. W tym przypadku wartość prądu sterującego zmienia się w zakresach 6,5 uA do 100 uA
Wejście sterujące CH po zwarciu do masy, lub po doprowadzeniu zera logicznego przełącza klucz US7C, odłączając od wejścia wzmacniacza US2B potencjometr regulacji częstotliwości. Na wejście wzmacniacza można teraz doprowadzić zewnętrzne napięcie prze-strajające generator. Wejście Uf zewnętrznego przestrajania generatora wykorzystywane jest przez układ automatycznego pomiaru charakterystyk.
Do dokładnego ustawienia częstotliwości służy pre-cyzer P3. Napięcie z potencjometru P3 za pośrednictwem Klucza US6A i wzmacniacza US5 doprowadzono do wejścia FADJ układu MAX 038. Precyzer umożliwia regulację częstotliwości w granicach ą5% w stosunku do wartości ustawionej przy pomocy potencjometru P5. Dzięki zastosowaniu precyzera nie jest konieczne stosowanie w układzie regulacji częstotliwości drogiego potencjometru dziesięcioobrotowego.
Zwarcie wejścia FM do masy włącza modulację częstotliwościową generatora sygnałem zewnętrznym doprowadzonym do wejścia WE1. Przebieg modulujący po niewielkim wzmocnieniu przez wzmacniacz operacyjny US4B doprowadzony zostaje za pośrednictwem klucza US6A do wejścia wzmacniacza US5A i dalej do wejścia FADJ układu US3. Amplituda napięcia modulującego nie może przekraczać ą1 V. Maksymalna częstotliwość modulująca ograniczona jest pasmem wzmacniaczy operacyjnych i może wynosić 800 kHz.
Do regulacji wypełnienia przebiegu z generatora służy potencjometr P4. Po zwarciu wejścia D do masy, potencjometrem tym można regulować współczynnik wypełnienia w zakresie od 15 do 85%. Regulacja wypełnienia nie wpływa na ustawioną wcześniej częstotliwość. Zwarcie wejścia PWM włącza modulację szerokości impulsu sygnałem zewnętrznym doprowadzonym do wejścia WE1. Parametry przebiegu modulującego są identyczne jak w przypadku modulacji FM.
Gdy wejścia sterujące D i PWM są w stanie wysokim (mogą także być niepodłączone) do wejścia DADJ układu US3 doprowadzone jest napięcie z potencjometru montażowego P6. Potencjometr ten umożliwia precyzyjną regulację wypełnienia przebiegu wyjściowego na wartość 50%, która ma istotny wpływ na zniekształcenia nieliniowe przebiegu sinusoidalnego.
28
Praktyczny Elektronik 2/1998
--56p -p11Op -p56p
Iii
Praktyczny Elektronik 2/1998
29
Sygnał z wyjścia generatora US3 (nóżka 19) doprowadzony jest do potencjometru płynnej regulacji amplitudy P1. W stopniu końcowym pracuje szerokopasmowy wzmacniacz operacyjny US1 na wyjściu którego otrzymuje się amplitudę 10 Vpp. W pętli sprzężenia zwrotnego wzmacniacza umieszczono układ przesuwania poziomu składowej stałej LJS2A. Kondensatory C4, C5, C6, C7 blokują składową zmienna jaka mogła by przenikać na wyjście wzmacniacza operacyjnego US2. Konieczne okazało się zastosowania aż trzech różnych kondensatorów blokujących. Dla najwyższych częstotliwości przeznaczony jest kondensator ceramiczny C6, dla częstotliwości średnich kondensator C7, dla niskich C4, C5. Natomiast najniższe częstotliwości nie wymagają blokowania, gdyż funkcję tą spełnia wzmacniacz operacyjny US2. Z uwagi na to, że wzmacniacze operacyjne pracują niestabilnie z obciążeniem pojemnościowym konieczne było zastosowanie dodatkowej zewnętrznej kompensacji częstotliwościowej (R9, C8).
Składowa stała może być regulowana w zakresie ą2,5 V potencjometrem P2. Po zwarciu wejścia DC do masy potencjometr P2 zostaje odłączony, a składowa stała przyjmuje wartość 0 V.
Za wzmacniaczem końcowym US1 znajduje się tłumik o impedancji wyjściowej 50 ii (R2-^R6). Umożliwia on uzyskanie trzech stopni tłumienia sygnału
0 dB, 20 dB i 40 dB. Zastosowanie tłumika wyjściowego w generatorze funkcyjnym jest niezbędne. Sam potencjometr regulacji amplitudy nie wystarczy do precyzyjnego ustawienia niewielkiego sygnału np. przy pomiarze przedwzmacniacza. Poszczególne stopnie tłumienia przełączane są miniaturowymi przekaźnikami Pk1
1 Pk2. Sterowanie przekaźnikami może odbywać się z układów posiadających wyjście typu otwarty kolektor. Gdy żadne z wyjść nie jest podłączone tłumik ustawio-
ny jest w pozycji 0 dB. Przy zwartym do masy wejściu P1 tłumienie wynosi 20 dB. Natomiast przy zwartym do masy wejściu P2 (bez względu na stan wejścia P1) tłumienie wynosi 40 dB.
Za tłumikiem umieszczono filtr dolnoprzepustowy
0 częstotliwości granicznej 50 MHz (C1-C3, L1, L2). Tłumi on ewentualne zakłócenia które mogą przeniknąć na wyjście układu US3 z układów cyfrowych. Ograniczenie pasma praktycznie nie wpływa na czasy narostu sygnału prostokątnego. W przypadku trudności z nabyciem dławików L1 i L2 filtr może zostać pominięty. Należy tylko pamiętać aby nie pozostawić wtedy kondensatorów C1 -hC3.
Wzmacniacz operacyjny US4A wytwarza ujemne napięcie referencyjne -2,5 V doprowadzone do potencjometrów regulacji składowej stałej, wypełnienia
1 precyzera.
Do pomiaru częstotliwości pracy generatora służy wyjście WY2 w standardzie TTL. Wyjście WY3 wyprowadzone jest na płytę czołową i przeznaczone jest do synchronizacji innych współpracujących z generatorem urządzeń.
Generator zasilany jest dwoma symetrycznymi napięciami +15 V i +5 V. Ponieważ w układzie występują sygnały o różnych amplitudach i poziomach mocy, bardzo ważne jest staranne odsprzęganie zasilania i prowadzenie mas w taki sposób aby nie powstawały sprzężenia pasożytnicze. Na rysunku 3 przedstawiono elementy filtrujące i odsprzęgające napięcia zasilania. Oprócz elementów zamieszczonych na rys. 3 w bezpośredniej bliskości układu generatora US3 umieszczono kolejne elementy odsprzęgające C10-*-C1 7 i R19.
Do zasilania generatora funkcyjnego, oraz współpracujących z nim układów zastosowano odrębny zasilacz dostarczający wszystkich wymaganych napięć. Schemat ideowy zasilacza zamieszczono na rysunku 4.
'?-
H15VO
6
-15V
-5VQ
+ 5V US4
+ 5V US5
R53 102
R50 102
+ 15V US1
C26
22MF
9-
C28
47;
R51 100
-^C29 J-C31 -47n -p47n
J-C30 _L C32 ~T47n -r47n
DO
ZASILANIA n ~T~ . PRZEKAŹNIKÓW
+ 15V US2 C33 . MASA US3
- Q35__
+ 5V US3 ^mjiF-i-
Ś10pF
5 C34 10|jF
MASA
MASA
-15V US1
R52 102
MASA WY1
WY2 i WY3 C18+C22 -15V US2 ł -5V US3
;C36 _L
R54 102
. C37
'47n MASA
OKOLIC' � US4
MASA WE1
. C38 47n
. C39
Ś47n MASA
OKOLIC' � US5
.C40 Ś47n
-5V US4
-5V US5
Rys. 3 Schemat ideowy rozprowadzenia zasilania generatora funkcyjnego
30
Praktyczny Elektronik 2/1998
US1
1.5A/400V
oa^c
LM 7805
DO CZĘSTOŚCIOMIERZA \ DO UKŁADU POMIAROWEGO \
I I
J+ C5 -L
C6
_L
LM 7815
-r 47n~T
C7 -L-C8
US3

DO GENERA ORA
LM 7805
WE
WE
I
LM 7915
C9
LM 7905
C11 IC12
"47n
-C10 47n
US4
C13 J-C14 -r100nF~T47n
US5
DO UKŁADU STEROWANIA
DO UKŁADU POMIAROWEGO
+ 15V + 5V
1 1
-15V
+ 15V
1
+ 15V
1
-15V
Rys. 4 Schemat ideowy zasilacza do generatora funkcyjnego
Ciąg dalszy w następnym numerze.
Wyniki konkursu dla prenumeratorów
Główną nagrodę dwukanałowy oscyloskop HC 3502c - 20 MHz z testerem elementów wygrał:
Bogumił Zaręba -Tugi
Dziesięć równorzędnych nagród - uniwersalnych mierników cyfrowych otrzymują:
Wiesław Młynarczyk - Warszawa Jan Pękalak - Chrzanów Jerzy Kolaskin - Białystok Norbert Kurpanek - Tarnowskie Góry Kazimierz Kołodziej - Stare Bojanowo
Grzegorz Serwatka - Szklary Górne Mariusz Potocki - Dolsk Krzysztof Włodarczyk Łódź Janusz Szczyrba - Zabrze Jerzy Grochalski - Świnoujście
Zwycięzcom konkursu składamy serdeczne gratulacje i życzymy miłej zabawy. Nagrody prześlemy pocztą.
^"Redakcja
Praktyczny Elektronik 2/1998
31
Zmiany w wysyłkowej sprzedaży płytek drukowanych.
Duży asortyment płytek drukowanych powoduje, że realizacja niektórych zamówień na płytki znacznie wydłuża się. Płytki które znajdują się w wykazie cenowym posiadają dodatkowe oznaczenia.
Płytki oznaczone pojedynczą gwiazdką mają obniżoną cenę o 50%.
Wszystkie płytki z dwoma gwiazdkami przy numerze będą sprzedawane do czasu wyczerpania zapasów magazynowych. Po wyczerpaniu tych zapasów nie będą one oferowane w naszej ofercie. Płytki oznaczone dwoma gwiazdkami nie będą miały zmienionej ceny do czasu wyczerpania nakładu produkcyjnego.
W wykazie brakuje niektórych numerów płytek. Oznacza to, że zapas magazynowy tych płytek wyczerpał się i nie będą one sprzedawane.
Osoby, które złożyły zamówienia, a w tym czasie zapas płytek wyczerpał się, otrzymają informację w wykazie płytek. Przy numerze brakującej płytki będzie napis "BRAK".
Niektóre z urządzeń do których płytki nie będą już dostępne, będą opracowane i zaprojektowane w postaci nowych rozwiązań.
W ofercie sprzedaży układów z programami nie nastąpiły żadne zmiany. Niestety zapas lamp oscyloskopowych został wyczerpany i nie będą one dalej sprzedawane.
Przypominamy, że zamówienia na płytki drukowane i układy z programami należy zamawiać w redakcji PE wyłącznie na kartach pocztowych lub kartach zamówień. Adres redakcji podawany jest na stronie 2 w każdym egzemplarzu naszego miesięcznika.
A. Generator PAL (kpi. 2 płytki) PE 1/92 8,94 zł
B.** Wzmacniacz 2xTDA 2030 PE 1/92 1,00 zł
C.** Wzmacniacz 2xTDA 2003 PE 1/92 1,00 zł
E. Wzmacniacz 1 xTDA 2003 PE 1/92 0,50 zł
C.ł Generator z mostkiem Wiena PE 1/92 0,50 zł
H.ł Pływające światła PE 1/92 0,56 zł
l.ł Korektor graficzny mono PE 2/92 3,89 zł
J.* Generator funkcyjny PE 2/92 1,46 zł
K.* Zasilacz stabilizowany PE 2/92 0,70 zł
001 Analizator widma komplet (2 płytki) PE 3/92 6,33 zł
002* Transkoder SECAM-PAL PE 3/92 1,56 zł
003łłMiernik fazy (regulacja skosu) PE 3/92 1,29 zł
004**Alarm samochodowy (kpi. 2 płytki) PE 4/92 4,95 zł
005* Detektor zera PE 3/92 1,00 zł
006* Automatyczny przeł. Sygnałów video PE 3/92 1,60 zł
007**A 277D PE 3/92 1,00 zł
009 Stroboskop samochodowy PE 5/92 1,00 zł
01.0* Woltomierz na C520 wersja LCD PE 4/92 1,15 zł
011 Woltomierz na C 520D wersja LED PE 4/92 1,18 zł
012* Wyświetlacz LED CQZP 12 PE 4/92 0,50 zł
013 Wyświetlacz LED CQV 31 PE 4/92 1,00 zl
014* Wyświetlacz LCD CN 41 34R PE 4/92 0,50 zł
01 5* Wyświetlacz LED CQZL 1 6 PE 4/92 0,50 zł
016**Regulacja prądu podkładu PE 4/92 1,13 zł
017 Gwiazda betlejemska CD 4015 PE 4/92 1,87 zł
018 Gwiazda betlejemska CD 4017 PE 4/92 1,87 zł
019 Gwiazda betlejemska listki(5 szt.) PE 4/92 1,08 zł
020 Wzmacniacz słuchawkowy PE 5/92 2,92 zł
021 Korektor-sterowanie potencjometrów PE 4/92 2,01 zł
022 Korektor-potencjometr elektroniczny PE 4/92 1,38 zł
023 Korektor wyświetlanie nastaw PE 5/92 4,82 zł
024 Zegar MC 1204 PE 5/92 3,79 zł
025* Fonia czterocewkowa PE 1/93 0,50 zł
026* Fonia dwucewkowa PE 1/93 0,50 zł
027* Generator 1 MHz PE 1/93 0,50 zl
028 Pozytywka do zegara MC 1204 PE 5/92 1,00 zł
029 Wyświetlacz do zegara MC 1204 PE 5/92 2,05 zł
030**Termometr z termoregulatorem PE 5/92 3,84 zł
031 "Termometr PE 5/92 1,19 zł
032 Generator PAL - rozbudowa PE 5/92 6,29 zł
033**Sygnalizator akustyczny PE 1/93 1,00 zł
034**Analizator - pole odczytowe PE 1/93 5,50 zł
035 Uniwersalny zasilacz PE 1/93 1,62 zł
036* Betametr PE 1/93 2,87 zł
037* Dekoder PAL TC 500D/E PE 3/93 1,22 zł
038* Dekoder PAL R202/A PE 3/93 1,54 zł
039* Skala UKF PE 2/93 0,50 zl
040 Zegar MC 1206 PE 2/92 3,87 zł
041 Zegar MC 1206 - wyświetlacz PE 2/93 1,86 zł
042 Zegar MC 1206 - wzmacniacze PE 2/93 1,00 zł
043 Zegar MC 1206 - ukł. ciągłego wyśw. PE 2/93 3,91 zł
044* Betametr - układ parowania PE 2/93 1,12 zł
045 Miliwoltomierz ICL 7107 PE 2/93 1,16 zł
046 Miliwoltomierz ICL 7107 - wyśw. PE 2/93 1,1 6 zł
048 Zegar MC 1206 - sekundy cyfrowe PE 3/93 1,88 zł
049 Zegar MC 1206 - sekundy analogowe PE 3/93 10,20 zł
050 Druk uniwersalny PE 4/93 4,47 zł
051 * Mówiący dzwonek PE 3/93 2,53 zł
053**Kwarcowy generator 50 Hz PE 4/93 1,00 zl
054 Wzmacniacz antenowy UKF PE 4/93 1,00 zł
055 Zasilacz do wzmacniacza antenowego PE 4/93 1,00 zł
056**Wzmacniacz mocy 40 W PE 4/93 1,68 zl
057 Zasilacz wzm. z reg. barwy dźwięku PE 5/93 2,49 zł
058**Wzmacniacz z reg. barwy dźwięku PE 5/93 6,27 zł
059* Minutnik PE 4/93 0,50 zl
060**Druk uniwersalny PE 4/93 4,47 zł
061 **Miernik wystercwania PE 4/93 1,26 zl
062* Przedwzmacniac;. gramofonowy RIAA PE 4/93 0,87 zł
063 Pływające światła II PE 6/93 1,34 zł
064*'Tranzystorowy korektor graf. we/wy PE 6/93 1,11 zl
065**Tranzystorowy korektor graf. filtry PE 6/93 4,99 zł
066 Układ opóźnionego załączania kolumnPE 6/93 1,13 zł
068* Klucz elektronowy - klawiatura PE 5/93 1,42 zł
069* Klucz elektronowy PE 5/93 2,72 zł
070* Korektor grat. - pamięć charakt. PE 7/93 4,87 zl
071 * Fonia do odbioru programu POLONIA PE 5/93 0,62 zł
072 Pływające światła - generator PE 6/93 1,00 zł
073**Generator sygnałowy 65,5\div74 MHz PE 5/93 3,26 zl
praktyczny
ektronik
nr 2'99 (79)
CENA 3,60 PLN
ISSN 1232-2628
Zdalne sterowanie ze zmiennym kodem
Wzmacniacz wejściowy do oscyloskopu
jlj
Ł.
Disko-błysko
V
Rozwiązanie
konkursu dla
prenumerator
ów na 1999
rok
Oscyloskop wylosował:
RYSZARD BISKUPSKI
ul. Chopina KRAKÓW
Mierniki wylosowali: BOGDAN MAJEWSKI JERZY MlCHALEWICZ
ADAMWIĄCEK ul. Warszawska ul. Głogowska
ul. Wrocławska NIDZICA WROCŁAW
LUBLIN
JAN HUMEŃCZUK STEFAN CEGŁA
EWA DZIĄBKOWSKA MARKOWA ul. Nowogrodzka
ul. Grota Roweckiego WARSZAWA
MALBORK MAREK HENDEL
Żdżary ZENON BIELERZEWSKI
MAREK MINC ul. Łukasiewicza
ul. Chwarznieńska TOMASZ TYLUS POZNAŃ
GDYNIA Wolica
Nagrody prześlemy pocztą
ZAPRASZAMY NA NASZA STRONĘ WINTERNECIE
BEZPŁATNE OGŁOSZENIA DROBNE -PATRZ INFORMACJE NA STR. 19
Nowe zasady sprzedaży płytek drukowanych - co miesiąc 3 wysyłki za darmo !!!
Osoby, które w miesiącu wylosowały bezpłatną wysyłkę otrzymają informacje pocztą !!!
Uzupełnienie do sterownika modułu LCD
W poprzednim numerze zamieściliśmy opis uniwersalnego sterownika modułu alfanumerycznego wyświetlacza LCD. Przez naszą nieuwagę zabrakło zakończenia artykułu wraz z ceną płytki oraz zaprogramowanego mikrokontrolera. Niedopatrzenie to naprawiamy w bieżącym numerze.
Parametry transmisji szeregowej RS-232: prędkość 2400 baudów, 8 bitów danych, 1 bit stopu, parzystość - brak, kontrola transmisji - brak. Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki i zaprogramowane układy AT 89C2051 z dopiskiem LCD można zamawiać w redakcji PE. Cena: płytka numer 439 - 2,00 zł
AT 89C2051 LCD- 30,00 zł
+ koszty wysyłki. _ , , .
3 y y Redakcja
Być "na fali"
My elektronicy jesteśmy jak lekarze - nieustannie musimy się dokształcać, żeby nasze wiadomości nie straciły na aktualności. Nie jeden z nas "wypadł z obiegu" bo zagapił się, a nowości w tym czasie przybyło... Na szczęście nasza odpowiedzialność nie jest tak wielka jak lekarzy.
Elektronika, szczególnie cyfrowa, szybkim tempem wkracza w nasze życie. Obejmuje coraz więcej dziedzin. Kojarzy się już nie tylko z przetwarzaniem sygnałów i komunikacją, lecz także jest obecna wszędzie tam, gdzie trzeba mierzyć, sterować lub regulować.
Idącz duchem czasu poświęcany na łamach Praktycznego Elektronika coraz więcej miejsca opracowaniom z zakresu techniki cyfrowej, a także mikroprocesorowej. W ten sposób przybliżamy nowoczesną elektronikę Czytelnikom, którzy chcą być "na fali". W bieżącym numerze interesująca pod tym względem jest na przykład dydaktyczna płytka uruchomieniowa mikrokontrolera AVR.
Mamy jednakże świadomość, że tym sposobem nie trafiamy w gusta, zainteresowania, a także możliwości wszystkich Czytelników, Staramy się jednak, żeby zawsze w Praktycznym Elektroniku każdy mógł znaleźć coś dla siebie. Zgłaszajcie więc swoje problemy, propozycje nowych urządzeń, itp. Pomysły wypływające z Waszych potrzeb oraz spostrzeżenia będą dla nas niewątpliwie silnym impulsem do działania. Jako przykład podaję prezentowany w tym numerze generator obrazu testowego PAL. Inspiracją do jego wykonania były listy od Czytelników.
Pracujemy nad ankietą, która pomoże nam poznać Wasze oczekiwania odnośnie tematów, profilu i charakteru czasopisma. Zamieścimy ją w jednym z najbliższych numerów czasopisma.
Na koniec kilka słów na temat naszych początków w Internecie. W chwili, gdy piszę te słowa (w dwa tygodnie po otwarciu strony www.pe.com.pl) już ponad pół tysiąca osób odwiedziło naszą stronę. Nie jest jeszcze kompletna - ciągle nad nią pracujemy. Mamy nadzieję, że i ta nasza działalność przysłuży się Warn. Oczywiście o ile połączenie z Internetem umożliwi Telekomunikacja Polska S.A.
Spis treści
Wzmacniacz wejściowy
oscyloskopu cyfrowego...................24
Systemy komputerowe
dla każdego......................................4
Szaleństwa CMOS-ów......................10
Układy zdalnego sterowania ze zmiennym kodem
dynamicznym - KeeLoq�................1 5
Generator telewizyjnego
obrazu testowego PAL....................11
Scalony generator funkcyjny...........29
Elektronika inaczej cz. 37
- pamięci półprzewodnikowe..........21
Disko-błysko...................................32
Giełda PE........................................19
Elektronika w Internecie.................35
Z-ca Redaktora Naczelnego
P-tytki 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, 8-5-11/95, 3-4, 6-5-10, 12/96, 1 -4-8, 10-5-12/97, 1 -6, 8-5-12/98. Cena detaliczna jednego egzemplarza wynosi 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. Kupony prenumeraty zamieszczane są w numerach 11/98, 1 2/98, 2/99, 5/99, 8/99.
Adres Redakcji;
"Praktyczny Elektronik"
ul. Jaskółcza 2/5
65-001 Zielona Góra
tel/fax.:
(0-68) 324-71-03 w godzinach 8�O-1O�O
e-mail; [e-mail]
Redaktor Naczelny;
mgr inż. Dariusz Cichoński
Z-ca Redaktora Naczelnego;
mgr inż. Tomasz Kwiatkowski
�Copyright by Wydawnictwo Techniczne ARTKELE Zielona Góra, 1 998r.
Zdjęcie na okładce; J. Brożyna
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,
2/99
BdctroSk
Systemy komputerowe dla każdego
W tej części cyklu poświęconego mikrokontrolerom i przetwarzaniu sygnałów montujemy i uruchamiamy płytkę testową. Za jej pomocą każdy posiadacz komputera PC będzie mógł wkroczyć w magiczny świat mikrokontrolerów. Udostępniamy kompletne narzędzie służące do pisania, uruchamiania i testowania własnych programów. Na płytce umieszczony został rozbudowany,
obróbk ii kro kontroler ze Śstał
Ayposa żony także v v zewnętrzną pan nieć
RAM o pojemności 32 kB, Do kom
kacji z użytków n i ki em służą cztery wy-
świetla cze siedmi osegrnentowe oraz
dziewię ć klawiszy. Płytkę wyposaż RS-232. którv rr
nowoczesny mikrokontroler rodziny AVR firmy Atmel. kolejne wersje naj ozma szych za
' Ś--slfl samodzielnie progran 1ÓW. P oniżej opi konstrukcj ejs
fgfffffl W)) ku.
ni T"------ cznej płyt
i r ki okontrole-
Ml r ra rysunku 2
n?ankCJęo�ra�a wejście wego speł-
w konfiguracji odw zony zosta
^i Ś filtr dolnop | t 1
J Ś [ ^^^J. chyleniu 18 IE It T | i 1 I
M m pasywny fi 1
f z aktywny \ t
terwortha (L F
sób filtr wpr 1 t tli
0 wości próbk i 1 i i 1 I
20 dB,

[ I 1 1 1 t 1 rak- W układ i 1
t V 1 |l 1 Ś Konstrukcja rzanie A/C rr t 1 |
Częsc
i Si i.jma1. bioh;wy płytki uru chomie densatorze ł 1 t 1 1 1
\ i i )dB ni'-i',\. Ś .-,tał na ry unku 1 z nieznanyr | i 1 i
F t Jak lunkcję spełnia Czas, w któn | it 1 1 t
1 i 1 1 it iw układ vą znaj rze naładuje się do ta kiego amego po-
1 1 i 1 1 kHz dując układu ziomu jak napięcie we jściow będzie je-
1 kHz AT 90 ryjnych
stosu n Maksy eksyg maściowa " 20 dB płytki strukcj Na rysunku 3 prz schemat blok edstaw owy p że tworn i ka
dla RL Część - 16 cyfrow 500 mW jej za stosowań. Do ekspery zostało ^^1�^" pi^y v vy korzy sta-
Klawi tura -9 klawiszy kontre ler zosta-J wyposażony w wejście trolera AT90S8515 - kornpa atora ana-
nterf js - R S-232 i i i 1 1 I F li i 1 i 1 t L
nterf js próg ramatora - S Pl
Pamięć dany h (RAM) - 3 2 kB
V""H r - 8 kB t li t F 1 i II 1
i i i t i 1 t t T i
1 -d o 8 MIPS 1 II 1 1 1 i 1 1 t i
Zasila me T I it
Napię -6 VAC It I t
Pobór prądu , 300 mA F tit 11 i 1 t li 1 1 I
2/99
Rys. 3 Zasada działania przetwornika A/C
Przetwarzanie analogowo-cyfrowe rozpoczyna się od rozładowania kondensatora (zwarcie klucza K) i wyzerowania licznika (por. rys. 4). Po dostatecznie długim czasie rozładowania (gdy napięcie na kondensatorze C osiągnie wartość bliską 0 V) następuje rozwarcie klucza K i uruchomienie licznika L. Od tej chwili napięcie na kondensatorze narasta liniowo (rys. 5) do wartości równej napięciu wejściowemu Uwe. Po zrównaniu obu napięć wyjście komparatora analogowego zmienia swój stan wywołując przerwanie.
W programie obsługi przerwania mi-krokontroler zatrzymuje licznik i odczytuje jego zawartość tp (ilość zliczonych impulsów jest wprost proporcjonalna do wartości napięcia wejściowego Uwe). W przypadku gdy napięcie wejściowe będzie za wysokie - nie nastąpi zgłoszenie przerwania od komparatora - nastąpi
Zerui Licznik
Fiozlad u| C
Start Licznika
TAK
Odczytał wartość
Przekroczenie zakresu
Rys. 4 Algorytm przetwarzania analogowo-cyfrowego
przepełnienie licznika i zgłoszenie przerwania interpretowanego jako przekroczenie zakresu. Jak więc widać, dla poprawnego funkcjonowania przetwornika, ważne jest właściwe ustawienie nachylenia prostej narostu napięcia oraz brak przesunięcia w pionie. Poprawnie zestrojony obwód przetwarza napięcia z zakresu od 0 V do Umax (por. rys. 5).
Przetwarzanie cyfrowo-analogowe zrealizowano również z wykorzystaniem elementów architektury mikrokontrole-ra US4. Posiada on sprzętowy generator PWM, który dla rozdzielczości 8 bitów pracuje z częstotliwością fdk/510. Czyli dla zegara 8 MHz maksymalna częstotli-
Uc U max " Uwe " -------------- ------------
0 (to tp 255tc t (trnax)
1/2 US3 1/2 US3 US4 US5 use
O > FILTR DOLNO PRZEPUST OWY MIKROKONTROLER ZATRZASK PAMIĘĆ RAM 32KB

US9 1/2 U S8
ftl < FILTR
tu DOLNO PRZEPUST OWY
/I US7 US2 WYŚWIETLACZ
RS-232 o o o o o o o KONWERTER NAPIĘĆ REJESTR BBBB

/I US1 KLAWIATURA
TRONICS o o o o o o o PROGRAMATOR REJESTR ł� 1� '0 '0

o o o o o o 0 ? o
Rys. 1 Schemat blokowy płytki uruchomieniowej
Rys. 5 Napięcie na kondensatorze w funkcji czasu
wość przetwarzanego sygnału będzie równa 7843 Hz. Jest to wartość w zupełności wystarczająca do naszych potrzeb. Na wyjściu układu PWM pełniącego funkcję przetwornika C/A zastosowany został filtr pierwszego rzędu (elementy R26-^R28 oraz C32). Do jego wyjścia dołączono aktywny filtr drugiego rzędu Butterwortha zrealizowany w oparciu o wzmacniacz operacyjny US8. Wyjściowy wzmacniacz mocy to układ TDA 2822M. Układ połączony został w konfiguracji mostkowej dzięki czemu możliwe było uzyskanie dwukrotnie większej mocy przy zasilaniu pojedynczym napięciem +5V.
Pozostałe części składowe płytki uruchomieniowej to klawiatura, wyświetlacz, układ interfejsu RS-232 oraz zewnętrzna pamięć danych. Za odczyt stanu klawiszy WŁ1 ^-WŁ8 odpowiedzialny jest rejestr US1. Posiada on 8 równoległych linii wejściowych i szeregowe wyjście danych. Do sterowania wyświetlaczami przewidziane zostały: rejestr przesuwny US2 posiadający szeregowe wejście danych i osiem linii wyjściowych oraz tranzystory T1 ^-T4 sterujące anodami wyświetlaczy. Zastosowanie układów rejestrów przesuwnych US1 i US2 pozwoliło zredukować liczbę niezbędnych linii portu mikro-kontrolera służących do sterowania wyświetlaczem i odczytywania stanu klawiszy. Część z wykorzystanych wyprowadzeń ma podwójne znaczenie, co jednak nie wpływa negatywnie na spełniane przez nie funkcje. Klawisz WŁ9 nie spełnia żadnej specjalnej funkcji i służy tym samym celom co pozostałe klawisze. Dioda D1 została dołączona do wyjścia drugiego generatora PWM po-
m
zwalając na przeprowadzanie ciekawych eksperymentów z regulacją współczynnika wypełnienia.
Mikrokontroler AT90S851 5 jest wyposażony w szeregowy interfejs komunikacyjny RS-232. Ów interfejs do poprawnej pracy wymaga tylko konwertera napięć, którego funkcję spełnia w naszym urządzeniu układ US7.
Pamięć danych - US6 została dołączona do portów mikrokontroiera zgodnie ze specyfikacją producenta, co pozwala wykorzystać instrukcję dostępu do zewnętrznej pamięci danych realizowane w dwóch taktach zegarowych. Dla oszczędności wyprowadzeń mikrokontroiera młodszy bajt szyny adresowej jest multipleksowany z szyną danych. Do zatrzaskiwania 8 młodszych bitów adresu wykorzystany został układ US5.
Napięcia zasilającego +5 V dostarcza stabilizator US10. Jedno napięcie + 5 V służy do zasilania zarówno części cyfrowej jak i analogowej.
Funkcję programatora spetnia układ przedstawiony na rysunku 6. Wszystkie elementy montuje się wewnątrz obudowy wtyku DB-25. Programator dotącza się do gniazda portu równoległego (Centronics) komputera PC. Program służący do obsługi programatora opisujemy niżej.
B Montaż i uruchomienie
Urządzenie zostało podzielone na dwie płytki, które łączy się za pomocą
Rys. 6 Schemat ideowy programatora mikrokontrolerów AVR
O iO iO
O iO
Rys. 2 Schemat ideowy płytki uruchomieniowej mikrokontroiera AVR - część 2
praktyczny
cldrtrorak 2/99
7
Rys. 2 Schemat ideowy płytki uruchomieniowej mikrokontroiera AVR - część 1
odcinka dziesięciożyło-wego przewodu. Pod układ US4 stosujemy podstawkę. Układ US10 należy zamontować na radiatorze, gdyż może wydzielać znaczne ilości ciepła. Jeżeli do wejścia dołączamy mikrofon pojemnościowy wówczas wyprowadzenia gniazda G1 o numerach 1 i 2 należy ze sobą zewrzeć (mikrofon pojemnościowy do poprawnej pracy wymaga napięcia polaryzującego). Jeżeli natomiast do wejścia zamierzamy doprowadzić sygnał z innego źródła wówczas elementy R14, R15 i C4 są zbędne. Do połączenia płytki z komputerem za pośrednictwem złącza RS-232 potrzebny nam będzie trójżytowy przewód i żeńskie złącze DB-9. Komputer łączymy z płytką zgodnie ze schematem ideowym.
Po zmontowaniu urządzenia i sprawdzeniu poprawności montażu możemy przystąpić do procedury uruchamiania. Najwięcej trudności może przysporzyć regulacja przetwornika ana-logowo-cyfrowego. Aby ułatwić to zadanie, program zapisany w pa-m ięci dostarczanego przez redakcję PE mikrokontroiera został wyposażony w funkcje ułatwiające tą czynność. Do ustawiania nachylenia narostu napięcia na kondensatorze C służy potencjometr P3, natomiast to regulacji zera (środka zakresu przetwarzania) służy potencjometr P2. Regulacja przebiega następująco. W uruchomionym układzie na wyświetlaczu W1 wyświetlane jest
8
wskazanie odpowiadające potowie zakresu przetwarzania, a na wyświetlaczu W2 wartość maksymalna. Proces regulacji przebiega następująco. Zwieramy wejście wzmacniacza wstępnego z masą (łączymy ze sobą wyprowadzenia nr 2 i 3 gniazda G1). Następnie potencjometrem P2 ustawiamy wskazanie 80 na lewym wyświetlaczu. Teraz potencjometrem P3 doprowadzamy do wskazania FF na prawym wyświetlaczu.
Wartości wskazywane to szesnastkowe reprezentacja napięcia odpowiadającego połowie (W1) oraz maksimum (W2) zakresu przetwarzania. Przekroczenie zakresu przetwarzania sygnalizowane jest symbolem [-]. Regulacja potencjometrami P2 i P3 jest wzajemnie zależna dlatego należy ją przeprowadzać kilkakrotnie. Przetwornik A/C uznajemy za uruchomiony, gdy lewy wyświetlacz pokazuje 80 a prawy FF. Do-
puszczalne są niewielkie wahania obu tych wskazań.
Potencjometr P1 służy do regulacji poziomu sygnału wejściowego. Powinien być ustawiony w takiej pozycji, w której maksymalna amplituda sygnału wejściowego pokrywa się z zakresem pracy przetwornika A/C. Potencjometr P4 służy do regulacji głośności. Jego ustawienie w procesie uruchamiania nie jest więc istotne.
[o
I
Rys. 7 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów - część 1
praktyczny
1 1 jnutLyuzJiyi
elektronik 2/99
ŚI Programator i protokół SPI programowania AVR'a
Po stwierdzeniu, że z elektronicznego punktu widzenia nasza ptytka testowa jest uruchomiona poprawnie (a przynajmniej na taką wygląda), możemy zakończyć część oficjalną i przystąpić do wykonania części artystycznej -oprogramowania. Elementarną czynnością będzie dla nas w tej części przeniesienie programu z własnego środowiska
(którym najczęściej jest komputer klasy PC) wprost do płytki testowej. W naszym przypadku docelowym miejscem kodu programu jest wewnętrzna pamięć Flash EPROM mi kro kontrolera AVR, co jest typowe dla mniej skomplikowanych urządzeń. Gdy zaczyna brakować pamięci wewnętrznej, programy ładowane są do zewnętrznej pamięci EPROM lub do urządzenia symulującego taką pamięć.
Mikrokontrolery serii AVR wyposażone zostały w dwa odrębne złącza, za po-
u i u. U

o O
Półprzewodniki
US1 -74HC165
US2 -74HC164
US3, US8 -LM358
US4 - AT90S851 5 z programem
demonstracyjnym "RISC"
US5 -74HC573
US6 - 62256
US7 - MAX 232
US9 -TDA2822M
US1O -LM7805
T1^T4 -BC 327-16
T5 - BC 548B
T6 - BC 558B
D1 - dioda LED czerwona
W1, W2 - wyświetlacz podwójny wspólna anoda np. MAN6710
PR1 - mostek prostowniczy |
GB008 1 A/100 V
Rezystory
R32 - 2 fi/0,25 W
R1^R8 -220fi/0,125 W
R25 -470 0/0,125 W
R9^R12, R18 - 1 kfi/0,125 W
R23 - 1,2kQ/0,125 W
R15, R7 -2,2kQ/0,125 W
R14 -2,7 kQ/0,125 W
R16 -3,3 kQ/0,125 W
R20, R22 R28 -4,7 kQ/0,125 W
R13, R19
R24, R27
R29-^R31 , R33 - 10kQ/0,125 W
R26 -33 kQ/0,125 W
R21 - 100kQ/0,125W
P2 -4,7 kL2TVP1232
P4 - 10 kQ PR185
P3 -47 kQTVP1232
P1 - 100kQ/A PR185
Kondensatory 1
C10, C11 - 33 pF/50 V ceramiczny
C17 - 160pF/63 VMKSE
C16 -330pF/63 VMKSE
C7 - 1,6 nF/63 VMKSE
C6 - 3,3 nF/63 V MKSE
C8, C31, C32 - 10nF/100VMKSE
C1,C28^ C30 - 47 nF/50 V ceramiczny
C1 8, C20, C21 - 100 nF/63 VMKSE
C19, C25, C26 - 100 nF/50 V ceramiczny
C3^C5 -4,7/iF/16V
C9 C12 -r C15 - 10,uF/16V
C22 - 22 /(F/l 6 V
C2 - 47 j�F/16 V
:23, C24 SBHH - 220 flF/16 V
Q1 rezonator kwarcowy
8 MHz
WŁ1 ^WŁ 9 - mikro przełączniki
Głośnik - 8 Q/1 W
Mikrofon - pojemnościowy
Rys. 7 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów - część 2
płytka drukowana numer 445
10
2/99ii:kktiDnik
mocą których można zaprogramować ich pamięć (zarówno Flash EPROM jak i EEPROM): równoległe i szeregowe. Ponieważ w naszym rozwiązaniu wykorzystamy tylko złącze szeregowe, nie będziemy się zajmować złączem równoległym. A/likrokontrolery AVR wyposażone zostały w szeregowe złącze pracujące w standardzie SPI (ang. Serial Peripheral Interface). Standard ten opisuje przesyłanie danych szeregowych za pomocą trzech linii: MO-Sl (ang. Master Output Slave Input), MISO (ang. Master Input Slave Output) oraz CLK. Linie MOSI i MISO transmitują w obie strony dane, zaś linia CLK jest linią zegara i służy do synchronizacji transmisji. Odbiornik wczytuje bit danych, gdy linia CLK zmienia swój stan z niskiego na wysoki. Przy zmianie odwrotnej -wystawia bit danych na wyjście. Programowanie mikrokontrolera AVR polega na przesyłaniu protokołem SPI ciągu bajtów, zawierających odpowiednią komendę i dane
do zaprogramowania. Lista komend i sposób ich użycia zawarte są w szczegółowej dokumentacji mikrokontrolera.
Aby ułatwić proces uruchomieniowy można zamówić w redakcji PE mikrokon-troler AVR 90S8515 zaprogramowany programem testowym oraz dyskietkę, zawierającą gotowy program programujący mikrokontroler przez złącze Centronics, kilka popularnych edytorów tekstów, asembler mikrokontrolerów serii AVR oraz kilka przykładowych programów, które zostaną opisane szczegółowo w następnych numerach PE (obsługa klawiatury i wyświetlacza, przetwarzanie A/C i C/A, komunikacja przez RS232, dodawanie pogłosu w czasie rzeczywistym, itp.). Zamiast dyskietki można także zamówić płytę CD-ROM, zawierającą dodatkowo opisy mikrokontrolerów AVR, szereg programów wspomagających ich programowanie oraz wiele innych informacji i przykładów ściągniętych z różnych stron Internetu.
Źródła do programu demonstracyjnego (zapisanego w pamięci mikrokontrolera AVR) udostępniamy w Internecie na naszej stronie: www.pe.com.pl.
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki i zaprogramowane układy mikrokontrolera AT90S851 5 z dopiskiem RiSC można zamawiać w redakcji PE. Można też zamawiać dyskietki z programami przykładowymi, oraz programem obsługi programatora z dopiskiem "DYSK-RISC", oraz płyty CD-ROM zawierające dyskietkę i inne informacje z dopiskiem "CD-RISC" Cena: płytka numer 445 - 12,80 zł
AT90S8515 RISC- 40,00 zł
DYSK-RISC- 25,00 zł
CD-RISC - 35,00 zł
+ koszty wysyłki.
0 mgr inż. Grzegorz Wróblewski
Szaleństwa CMOS-ów
W Praktycznym Elektroniku dość często pojawiają się urządzenia zbudowane z układów cyfrowych CMOS serii CD 4000. Układy te są chętnie stosowane przez amatorów z uwagi na szeroki asortyment, mały pobór prądu i niską cenę. Mimo wielu zalet rodzina ta obarczona jest jednak licznymi wadami. Każdy zapewne zgodzi się z tym i jako główną wadę poda małą odporność na ładunki elektrostatyczne. Nic bardziej błędnego! Układy CMOS są dzisiaj doskonale wręcz zabezpieczone przed ni-
rzerwa wsciezce zasilania
BRAMKA CMOS T VSs
Rys. 1 Droga napięcia zasilającego układ CMOS przy braku napięcia zasilającego
szczącym działaniem ładunków. W każdym bądź razie trzeba się bardzo mocno starać, aby uszkodzić w ten sposób u kład.
Wady CMOS-ów są bardziej subtelne i denerwujące. Co bowiem powie Czytelnik na to, że układ CMOS może działać bez napięcia zasilania? Ano okazuje się że może. Dzieje się tak za sprawą diodowego układu zabezpieczającego wejście (rys. 1). Gdy ścieżka doprowadzająca zasilanie jest przerwana układ jest zasilany przez wejście do którego aktualnie doprowadzona jest jedynka logiczna. Napięcie z wejścia przechodzi przez diodę zabezpieczającą normalnie jest spolaryzowaną zaporowo, która łączy wejście z nóżką zasilania UDD. Tak zasilany układ działa poprawnie. Stan ten utrzymuje się, aż do chwili gdy wszystkie wejścia jednego układu scalonego jednocześnie będą w stanie zera. Lecz na taką sytuację można czasami czekać bardzo długo, a w niektórych urządzeniach nie wystąpi ona nigdy. Oczywiście "kość" zasilana w ten sposób działa w miarę poprawnie. Nie jest to jednak działanie prawidłowe, gdyż stopnie wyjściowe bramek nie są zasilane właściwym napięciem.
Wykrycie takiego przypadku jest bardzo trudne. Pomiar napięcia na nóżce zasilającej układ nie na wiele się zda, gdyż napięcie na niej będzie doprowadzone przez diodę. Rozsądnym wyjściem jest połączenie na chwilę nóżki zasilania z masą za pośrednictwem rezystora 1 00 Q i sprawdzenie napięcia. Jeżeli jest ono równe napięciu zasilania oznacza to że wszystko "gra", natomiast gdy napięcie jest wyraźnie niższe, oznacza to przerwanie ścieżki zasilającej układ.
Drugim beznadziejnym przypadkiem jest "zatrzaskiwanie" się układów. Objawia się ono bardzo silnym grzaniem się układu. Układy "zatrzaskują" się gdy na ich wejściu lub wyjściu napięcie na krótką chwilę przekroczy napięcie zasilające. W takiej sytuacji przez diodę zabezpieczającą płynie prąd o wartości kilkudziesięciu miliamperów powodujący włączenie się połączonych tyrystoro-wo tranzystorów pasożytniczych (rys. 2), które powstają jako uboczny produkt technologicznego procesu produkcji struktur CMOS. Włączony tyrystor przewodzi prąd pomiędzy zasilaniem układu, a jego masą. Przepływ tego prądu nagrzewa układ scalony i w krótkim czasie prowadzi do "ugotowania", czyli trwałego uszkodzenia kości. "Zatrzaśnięty" układ można odblokować tylko przez wyłączenie napięcia zasilania.
ciąg dalszy na stronie 28
praktyczny
MPi Ś� .praktyczny-.
jrkktronik 2/99
11
Generator telewizyjnego obrazu testowego PAL
Duża popularność prezentowanego w PE 4/97 generatora serwisowego PAL zachęciła nas do nieco odmiennego potraktowania tematu i opracowania jego nowej wersji. Prezentowany tutaj generator w odróżnieniu od jego poprzednika generuje tylko jeden test - charakterystyczną telewizyjną tablicę kontrolną, którą wszyscy z pewnością znają z "porannych przerw w programie". Tablica kontrolna PAL zawiera ona wszystkie elementy niezbędne do oceny jakości obrazu telewizyjnego. Dodatkowo, wzorem protoplasty, urządzenie wyposażone zostało w generator 1 kHz służący do sprawdzenia toru audio w telewizorze.
B Budowa generatora
Na rysunku 1 przedstawiony został schemat blokowy urządzenia. W konstrukcji generatora można wyróżnić zasadniczo dwa bloki funkcjonalne.
Pierwszym z nich jest generator składowych koloru oraz impulsów synchronizacji pionowej i poziomej. W jego skład wchodzi generator 3,27 MHz (4 inwerte-ry układu US6), licznik adresu zrealizowa-
ny na układach liczników synchronicznych 74HC590A US1 i US2, pamięć EPROM US3 oraz multiplekser US4 (patrz rys. 2). Kluczową rolę w funkcjonowaniu urządzenia spełniają informacje zapisane w pamięci EPROM. Ich cykliczne odtwarzanie z dużą częstotliwością pozwala na generowanie sygnałów składowych koloru R, G, B oraz zespolonego sygnału synchronizacji (impulsy synchronizacji poziomej i pionowej oraz impulsy wyrównaw-
.UŚL, US2 US3 US4 US5
R
LICZNIK 16 PAMIĘĆ 8 MULTI- G MODULATOR x WY

ADRESU EPROM PLEKSER PAL / VIDEO
SYNC
1/2 use
1/2 use
GENERATOR GENERATOR x WY
3,27 MHz 1 kHz / AUDIO

cze). Za jego taktowanie odpowiedzialne są liczniki synchroniczne US1 i US2. Zastosowanie synchronicznych liczników do generacji adresu było konieczne ze względu na dużą częstotliwość pracy układu US3 (liczniki asynchroniczne wprowadzałyby zbyt duże opóźnienia). Multiplekser US4 jest odpowiedzialny za przełączanie źródła danych sygnałów R, G, B i SYNCH.
Drugi z bloków jest odpowiedzialny za tworzenie z sygnałów podstawowych R, G, B oraz zespolonej synchronizacji (tzw. sandcastle) zespolonego sygnału wizji w standardzie PAL. Do tego odpowiedzialnego zadania wykorzystywany jest specjalizowany układ MC 1377 oznaczony na schemacie jako US5. Układ MC 1377 posiada wszystkie niezbędne bloki służące do generowania wysokiej jakości sygnału wizyjnego. W jego strukturze zintegrowane zostały między innymi: własny oscylator podnośnej koloru, sterowany napięciem przesuwnik fazowy, dwa modulatory DSB z tłumieniem nośnej chro-minancji, matryce wejściowe RGB i układy odtwarzania składowej stałej wygaszania. Wykorzystanie specjalizowanego układu kodera PAL w znacznym stopniu wpłynęło na uproszczenie konstrukcji generatora.
Funkcję generatora testowego sygnału dźwiękowego o częstotliwości 1 kHz spełniają 2 pozostałe inwertery układu US6 pracujące w klasycznej aplikacji generatora astabilnego. Na wyjściu zastosowano prosty filtr dolnoprzepustowy RC tłumiący stopniu wyższe harmoniczne przebiegu prostokątnego.
Za dostarczanie napięć zasilających + 12 V i +5 V odpowiedzialne są odpowiednio stabilizatory US7 i US8. Zostały połączone w taki sposób, aby przenikanie zakłóceń z części cyfrowej do analogowej było jak najmniejsze.
Ś Zasada działania
Jak wiemy jedna ramka obrazu telewizyjnego PAL trwa 20 ms. Pamięć EPROM US3 ma pojemność 65536 bajtów (64 kB). Aby w pamięci o pojemności 64 kB zapisać informację o czasie trwania równym 20 ms, należy tak dobrać częstotliwość próbkowania, żeby czas odtwarzania całej zawartości pamięci był równy dokładnie 20 ms. Zależność tą opisuje równanie:
1
Rys. 1 Schemat blokowy generatora obrazu testowego PAL
12
<aaoaaaaoo
HH


Rys. 2 Schemat ideowy generatora obrazu testowego PAL
Przy takiej częstotliwości taktowania pasmo sygnału wizyjnego wynikające z twierdzenia o próbkowaniu (Kotielniko-wa-Shannona) bytoby jednak zbyt wąskie aby uzyskać zadowalający rezultat (fgen/2 = 1,6384 MHz). Ponieważ jednak do generacji zespolonego sygnału wizyjnego potrzebne są tylko cztery sygnały (3 składowe koloru R, G, B oraz synchronizacja), a pamięć typu 27C512 jest 8-bi-towa, możliwe byto jej podzielenie na dwie czterobitowe sekcje przetaczane za pomocą multipleksera US4. W ten sposób możliwe stało się wykorzystanie wszystkich komórek pamięci i przez to dwukrotne zwiększenie częstotliwości próbkowania.
W ramach dalszej oszczędności pamięci próbek, zdecydowano się na generację obrazu bez przeplotu co wprawdzie dwukrotnie zmniejsza rozdzielczość obrazu w pionie, jednak do celów kontrolnych jest zupełnie wystarczające.
Policzymy teraz rozdzielczość generowanego obrazu.
Rozdzielczość obrazu w poziomie możemy policzyć w sposób następujący. Jedna linia obrazu trwa 64 fis. Impuls synchronizacji poziomej oraz sygnał synchronizacji koloru BURST trwają w sumie około 12 fis (jest to czas przeznaczony na wygaszanie poziome). Na ekranie widoczne są więc 52 fis. Przy częstotliwości próbkowania rów-nej 6,5536 MHz (3,2768 [MHz] - 2) daje to:
LH =fp-tH =6,5536 [MHz]-52[/łs]-34l[Wnfl]
Rozdzielczość obrazu w pionie w systemie PAL nie zależy od pasma sygnału wizji. Liczba linii w pionie jest stała równa 625. Z tych 625 linii część została przeznaczona na wygaszanie pionowe, część jest niewidoczna na ekranie - efektywna rozdzielczość w pionie dla systemu PAL jest więc równa około 574 linie. Ponieważ generator testowy pracuje bez przeplotu tzn. nie generuje półobrazów jego rozdzielczość pionowa będzie równa połowie tej rozdzielczości czyli 287 linii.
Na rysunku 3 przestawiony został wyg^d generowanej tablicy kontrolnej PAL. Jej rozdzielczość jest równa 341 (H) x 287 (V) linii.
Ś Posługiwanie się obrazem testowym
Tablica kontrolna PAL została opracowana w taki sposób, aby za jej pomocą
2/99
13
E3=113^q A
Rys. 3 Wygląd generowanej tablicy kontrolnej
możliwa była subiektywna ocena jakości kolorowego obrazu telewizyjnego. Jej elementy składowe zostały tak dobrane i rozmieszczone, że posługując się tylko jednym testem można ocenić i wyregulować wszystkie najważniejsze parametry obrazu.
Do oceny zniekształceń geometrycznych najbardziej przydatnym elemen-
tem testu jest koło, w które zostało wpisane większość pozostałych testów. Koło
0 idealnym kształcie świadczy o poprawnie ustawionej geometrii obrazu. Geometrię obrazu w rogach ekranu można również sprawdzić przy pomocy kraty. Za pomocą kraty można również sprawdzić zniekształcenia poduszkowe. Do regulacji położenia obrazu pomocny jest krzyż umieszczony w centralnej części testu.
Obraz przecinających się linii poziomych i pionowych kraty - poza oceną zniekształceń geometrycznych - umożliwia również ocenę zbieżności. W przypadku dobrej zbieżności linie pionowe
1 poziome są białe. Zabarwienie brzegów linii lub pojawienie się dwu lub więcej linii kolorowych w miejsce linii białej świadczy o braku zbieżności.
Do oceny rozdzielczości w kierunku poziomym służy pięć kwadratów, zawie-
rających paski o coraz większym zagęszczeniu, odpowiadające kolejno częstotliwościom sygnału; 0,82 MHz, 1,64 MHz, 2,18 MHz 3,28 MHz, w ostatnim kwadracie białe paski zostały umieszczone co trzecią linię,
Obszarem przeznaczonym do oceny jakości obrazu kolorowego jest sześć kolorowych kwadratów, które odpowiadają nasyconym barwom o 75% amplitudzie. Barwy zostały uszeregowane według malejącej luminancji. Za pomocą tych kwadratów ocenia się prawidłowość de kodowani a i matrycowania w odtwarzanym obrazie - kwadraty powinny mieć barwy zgodne z przedstawionymi na rysunku 3 a ich jaskrawość powinna zmieniać się w sposób mono-toniczny. Granice pomiędzy poszczególnymi kwadratami powinny być wyraźne i pojedyncze, bez ciemnych lub jasnych obwódek i bez zmiany zabarwienia.
lo
Rys. 4 P.łytka drukowana i rozmieszczenie elementów
14
W największym stopniu dotyczy to przejścia pomiędzy kwadratem zielonym a purpurowym w centralnej części obrazu gdyż następuje gwałtowna zmiana wszystkich składowych koloru.
Drugim obszarem przeznaczonym do oceny jakości obrazu kolorowego jest dolny wycinek koła - zawierający czerwony pionowy prostokąt w żółtym otoczeniu. Przy przejściu z obszaru żółtego do czerwonego i odwrotnie występują względnie duże zmiany zarówno sygnałów różnicowych chrominancji R-Y i B-Y, jak i toru luminancji Y. W przypadku dobrego zestrojenia torów chrominancji i luminancji oraz całkowitej zgodności czasowej tych sygnałów, przejścia między tymi barwami w odtwarzanym obrazie są czyste i wyraźne, a pola barwne stykają się bezpośrednio ze sobą. W przypadku niezgodności czasowej sygnałów luminancji Y i różnicowych koloru R-Y i B-Y, z jednej strony obszaru czerwonego barwy jak gdyby zachodzą na siebie, a z drugiej strony powstaje między nimi ciemna przerwa.
Ś Konstrukcja mechaniczna i uruchomienie
Pod układ US3 należy zastosować podstawkę. Układ US6 powinien być typu LS, S, AS w przeciwnym przypadku mogą wystąpić problemy ze wzbudzaniem generatora 3,27 MHz.
W uruchamianiu przydatny będzie oscyloskop. Pozwoli on na dokładne zestrojenie generatora. Posiadanie oscyloskopu nie jest jednak niezbędne, gdyż wszystkie regulacje można będzie przeprowadzić "na oko", obserwując generowany obraz testowy na ekranie telewizora. W pierwszej kolejności opiszemy sposób regulacji w sytuacji gdy nie dysponujemy oscyloskopem.
Przed włączeniem zasilania suwaki potencjometrów P1 ,P3 ustawiamy w ii obrotu od +5 V (patrząc od krawędzi płytki - bliżej lewego skrajnego potożenia), natomiast potencjometry P4 i P5 ustawiamy w pozycji środkowej. Po podłączeniu generatora do wejścia video w telewizorze i włączeniu zasilania, na ekranie powinien pojawić się obraz testowy. Może on jednak być pozbawiony koloru. Jeżeli odbiornik TV nie może zsynchronizować się z sygnałem z generatora, to potencjometrem P5 regulujemy amplitudę zespolonego sygnału wizyjnego na odpowiednią wartość.
Po uzyskaniu stabilnego obrazu staramy się doprowadzić do pojawienia się koloru na ekranie telewizora. W tym celu zmieniamy ustawienie potencjometru P4 (służy on do regulacji potożenia sygnału BURST). Jeżeli w całym zakresie regulacji P4 nie udaje nam się uzyskać koloru, wówczas musimy skorygować częstotliwość sygnału BURST. Dokonujemy tego trymerem C1 8. Zmieniamy nieco jego położenie i powtarzamy regulację potencjometrem P4. Jeżeli kolor pojawia się w pewnym zakresie regulacji, to potencjometr ustawiamy w środku tego zakresu. Na koniec można jeszcze zmienić ustawienie trymera C1 8 tak, aby uzyskać najlepszy obraz. Równowagę składowych koloru R, G, B można skorygować odpowiednio potencjometrami P1 ,P3.
Brak koloru może być spowodowany zastosowaniem rezonatora kwarcowego Q2 o zbyt dużej tolerancji częstotliwości lub uszkodzeniem któregoś z elementów biernych w otoczeniu układu US5.
Precyzyjne zestrojenie generatora jest możliwe tylko przy użyciu oscyloskopu. Posługując się nim, w pierwszej kolejności, na wejściach R, G, B układu US5 (nóżki nr 3, 4, 5) ustawiamy odpowiednio potencjometrami P1, P2, P3 amplitudę składowej zmiennej na poziomie 0,9 Vpp. Następnie obserwując zespolony sygnał wizyjny ustawiamy potencjometrem P4 odpowiednie położenie sygnału BURST. Impuls synchronizacji koloru - BURST powinien zaczynać się 5,5 fis po opadającym zboczu synchronizacji poziomej. Amplitudę zespolonego sygnału wizyjnego regulujemy potencjometrem P5 na wartość około 1,5 Vpp. Na koniec regulujemy częstotliwość sygnału BURST zmieniając położenie trymera C1 8. Efekt regulacji możemy podobnie jak w poprzednim przypadku obserwować na ekranie telewizora lub po dołączeniu precyzyjnego miernika częstotliwości ustawiamy częstotliwość 4433619 Hz.
Na koniec jeszcze jedna praktyczna wskazówka. Generator można w prosty sposób wyposażyć w wyłącznik koloru wykorzystując w tym celu wyprowadzenie nr 20 układu US5. Zwarcie tego wyprowadzenia z masą spowoduje przejście kodera koloru w tryb NTSC, co objawi się brakiem koloru na ekranie telewizora pracującego w standardzie PAL.
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki i zaprogramowane układy EPROM 27C512-100 z dopiskiem OBRAZ można zamawiać w redakcji PE.
Półprzewodniki
US1, US2 -74HC590A
US3 - pamięć EPROM 27C512-100
z programem "OBRAZ"
US4 -74HC157
US5 -MC 1377
US6 - 74LS04, 74AS04
US7 -78L12
US8 - 78L05
T1 - BC 547B
PR1 - mostek prostowniczy GB 008 Rezystory
R12 -20 0/0,125 W
R14 -68 0/0,25 W
R10, R11 - 100 0/0,125 W
R13 -220 0/0,125 W
R1, R2 -330 0/0,125 W
R7 - 1 kO/0,125 W
R3 - 1,5 kO/0,125 W
R6, R9 -2,2kQ/0,125 W
R4 -3,3 kQ/0,125 W
R8 -10kQ/0,125W
R5 -39kQ/0,125W
P1^P3 - 1 kOTVP 1231
P5 -4,7 kOTVP 1231
P4 -47kQTVP1231 Kondensatory ^H
C1 8 - trymer 6/25 pF
C1 5, C16 - 220 pF/50 V ceramiczny
C8, C11 - 1 nF/25 V KSF-020-ZM
C10, C17 - 10 nF KSF-020-ZM
C14 - 22 nF/50 V ceramiczny
C9,
C27^C29 - 47 nF/50 V ceramiczny
C1, C3,
C12, C13 - 100 nF/63 V MKSE-20
C21 - 100 nF/50 V ceramiczny
C2 -220 nF/63 V MKSE-20
C20 - 220 nF/50 V ceramiczny
C4^C7 - 10/iF/16V
C26 - 10//F/16 Vtantalowy
C22, C25 - 100^F/16V
C19, C23 -220/*F/16V
Inne ^H
01 - rezonator kwarcowy
3,276800 MHz Q2 - rezonator kwarcowy
4,433619 MHz płytka drukowana numer 441
Cena: płytka numer 441 - 7,35 zł
27C512-100 OBRAZ- 25,00 zł + koszty wysyłki.
0 Mgr inż. Tomasz Kwiatkowski
praktyczny
MPi Ś� .praktyczny-.
jrkktronik 2/99
15
Układy zdalnego sterowania
ze zmiennym kodem dynamicznym - KeeLoą�
Zdarza się że przechodzimy obok drzwi garażu czy bramy, nagle podjeżdża samochód i brama sama się otwiera - ktoś wypowiedział zaklęcie "sezamie otwórz się". Kilka stuleci do tyłu właściciel takiego "konia" zostałby spalony na stosie za konszachty z diabłem. Dziś takie sytuacje są na porządku dziennym i mało kogo dziwią. W tym artykule postaram się przybliżyć Czytelnikom jedną z wielu technologii, która łączy w sobie ograniczenie dostępu i zdalne sterowanie. Jest to system firmy MICROCHIP� znany pod nazwą KeeLoq�, stosujący kody dynamiczne (code hopping technology).
Zdalne sterowanie urządzeniami stało się powszechne. Jest to możliwe dzięki stałemu postępowi w technologii wykonywania układów scalonych, są one coraz mniejsze, potrzebują do pracy coraz mniejszej mocy. Pilot zdalnego sterowania realizujący kilkanaście funkcji można zmieścić w małym breloczku, a czas pracy na jednej baterii jest mierzony w latach. Zmniejszyła się też awaryjność układów, nie przeszkadza im temperatura czy wilgotność. Wszystko to sprawia, że zamiast tradycyjnego kluczyka coraz częściej dostajemy do ręki mały breloczek. Pomimo nowych zalet pojawiły się też nowe zagrożenia: trudno dziś złapać złodzieja za rękę, sygnał sterujący może zostać nadany z dużej odległości, a złodziej wcale nie musi pojawiać się na miejscu przestępstwa.
Pierwsze tego rodzaju konstrukcje były dość prymitywne (patrząc z dzisiejszego punktu odniesienia) i szybko straciły rację bytu. Głównym problemem była łatwość złamania kodu, możliwość jego przechwycenia, oraz niedoskonałości samego toru radiowego. Urządzenia były duże i ciężkie, warunki pracy niestabilne, baterie zużywały się bardzo szybko. Głównym zabezpieczeniem była ilość bitów klucza, które trzeba było odpowiednio ustawić aby otrzymać określoną reakcję urządzenia, np. otwarcie drzwi. Nie zabezpieczało to jednak układu przed podsłuchaniem transmisji, a następnie wykorzystaniem jej do nieautoryzowanego dostępu. Dziś o "pewności" zabezpieczenia stanowi poziom "inteligencji", zaawansowanie technologii, czy moc obliczeniowa i czas jakiego trzeba użyć aby

Ciąg pseudolosowy 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1

Informacja 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1
J XOR L kodowan e
Strumień transmisyiny 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0

Ciąg pseudolosowy 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1
J XOR L dekodowanie
lnformac|a 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1

Rys. 1 Transmisja informacji przy pomocy ciągu pseudolosowego
złamać dany kod. Krótko mówiąc różnica kosztów złamania zabezpieczenia i wartości ewentualnego łupu sprawia, że najczęściej skórka nie jest warta wyprawki. Jednak kiedy wartość zabezpieczanego obiektu przekracza pewną kwotę, człowiek jako strażnik staje się niezbędny. W odróżnieniu od maszyny potrafi on wymyślić na poczekaniu nowe, najlepiej pasujące do sytuacji rozwiązanie.
Dziś powszechne stały się systemy wykorzystujące technologię kodów dynamicznych, jest ona od niedawna stosowana w telekomunikacji cywilnej i już od kilku lat w systemach wojskowych. Przykładem może być system GPS, który wykorzystuję technologię CDMA (Code Division Multiple Access) tak do pomiarów jak i ograniczenia dostępu. Zastosowanie ogólnodostępnego kodu pozwala zwykłemu Kowalskiemu znaleźć drogę do domu z dokładnością do ok. 100 m. Natomiast przy pomocy kodu wojskowego system ten jest wykorzystywany do naprowadzania rakiet, a jego dokładności możemy się tylko domyślać. Technika ta jest także stosowana w jednym z końcowych kroków kodowania obrazu systemu MPEG dla ograniczenia dostępu do programów kodowanych.
W największym skrócie można powiedzieć, że zarówno w nadajniku jak i odbiorniku takiego systemu znajduje się pewien wzorzec, jest to odpowiednio długi ciąg zer i jedynek. W znanych mi rozwiązaniach jest to generator kodu pseudolosowego. W tym pseudo jest właśnie cały szkopuł, tak naprawdę jest on ściśle określony. Nazwa pseudolosowy mówi tylko o tym, że w okresie takiego ciągu prawdopodobieństwo wystąpienia jedynki czy zera jest takie same. Modulacja polega tu na jednoznacznej modyfikacji ciągu przy pomocy informacji jaką chcemy przesłać. Bardzo prostym przykładem niech będzie funkcja XOR (por. rys. 1). W nadajniku odpowiednie bity informacji są kodowane za pomocą ciągu pseudolosowego i funkcji XOR, tworząc strumień bitów przeznaczonych do transmisji. W odbiorniku strumień transmisyjny jest dekodowany za pomocą identycznego ciągu pseudolosowego (klucza) i tej samej funkcji XOR. Jak widać na tym prostym przykładzie, kluczowe znaczenie ma tutaj synchronizacja odbiornika z nadajnikiem.
W systemach telekomunikacyjnych używa się do tego funkcji korelacji. W układach KeeLoq�, których przedmio-
16
m
O+Vdd
'O O so
"-o o-
Vdd
S1 LED
PWM
S3 Vs
TXout
Rys. 2 Schemat ideowy typowej aplikacji nadajnika - kodera
tem jest ten artykuł, nadajnik z odbiornikiem jestsynchronizowany na etapie produkcji (programowania) i ewentualna utrata synchronizacji spowoduje utrudnienia lub wręcz niemożliwość komunikacji. Przed taką sytuacją układ jest jednak dobrze zabezpieczony.
Firma Microchip Technology Inc. produkuje całą rodzinę układów przeznaczonych do zdalnego sterowania z ograniczonym dostępem. Znajdują one zastosowanie w samochodowych systemach zdalnego sterowania, alarmach, immobili-zer'ach, elektronicznych zamkach drzwi, bramach, systemach identyfikacji, słowem tam gdzie wymagany jest wysoki poziom zabezpieczenia i komfort pracy. Mały (8-śmio nóżkowy) układ zasilany napięciem od 2 do 6 V może wygenerować do 15 różnych komend. Nie licząc modułu nadawczego, odbiorczego i układów wykonawczych, układy te potrzebują do pracy tylko mikrowłączniki i bateryj-
Oscylator Kontroler Układ zafćjczajacy

zasilanie
Układ zerowania


LED Sterowanie
LED


_____ EEPROM ^^ Koder
PWM
Rejestr przesuwny
t

Port wejść owy

SS S2 S1 SO
Rys. 3 Schemat blokowy nadajnika - kodera
kę. W strumieniu transmisyjnym zawarty jest bit wskazujący że napięcie baterii spadło poniżej wartości krytycznej i należy ją wymienić.
Jako medium transmisyjne można wykorzystać fale radiowe, lub promieniowanie podczerwone (nota bene to także fala elektromagnetyczna). Możliwe są dwa rodzaje modulacji PWM (modulacja szerokości impulsu) lub korzystniejsza w przypadku transmisji IR (torem podczerwieni) VPWM (podobna do poprzedniej ale impuls wypełniony sygnałem okresowym).
Każdy nadajnik jest jednoznacznie określony przez zapisany w pamięci EEPROM numer seryjny i programowalny kod producenta (Manufacturer's Code). Każda transmisja to unikalne (niepowtarzalne) 67 bitów. Dtugość kodu pseudolo-sowego jest tak duża, że przy używaniu pilota średnio 10 razy dziennie kod zacznie się powtarzać później niż po 1 8 lat; pierwszy okres można dodatkowo wydłużyć. Nawet jeśli dwa razy pod rząd zostanie wywołana ta sama funkcja, to strumień transmisyjny będzie się różnić o ok. 50%.
Na rysunku 2 pokazano schemat ideowy najprostszej aplikacji nadajnika. Dioda świecąca podłączona do wyjścia LED jest sygnalizatorem transmisji, wejścia S0^-S4 służą do przekazania komendy do nadajnika poprzez naciśnięcie jednego lub więcej przycisków. Uzyskuje się w ten sposób 1 6 możliwych stanów z czego stan "0000" (wszystkie wyłączniki zwolnione) jest zarezerwowany dla stanu nieaktywnego. W efekcie daje nam to 15 możliwych funkcji. Każdy koder posiada bajt konfiguracyjny, przy pomocy którego można ustawić między innymi: prędkość transmisji, rodzaj modulacji, szerokość impulsu, podwojenie licznika synchronizacji (wydłużenie pierwszego okresu powtarzania kodu), możliwość automatycznego wyłączenia nadajnika.
Istnieje kilka odmian koderów (z ang. encoder) rodziny HCS, ich numery zaczynają się cyframi 2, 3, 4. Algorytm pracy kodera znajduje się na rysunku 4. Uruchomienie kodera następuje po wciśnięciu dowolnego przycisku, odpowiedzialny za to jest układ załączający zasilanie (patrz rys. 3). Zanim rozpocznie się właściwa praca kodera układ zerujący usta-
(WląL_' Ś..-., ii.e\ przyL.c.....,:",.-M J
Czas ochronny 65rns
Spr przycisków
Uaktualnił licznik synchronizac|i
Szyfrui
Zaladui rejestr wyjściowy
-TAK
TAK
Dokończ transmisję
( Stop
Rys. 4 Algorytm pracy nadajnika - kodera
wia wartości początkowe co trwa ok. 65 ms, następnie pobierane są informacje o stanie przycisków z portu wejściowego i zwiększany stan licznika synchronizacji. Następuje właściwy proces szyfrowania, po którym ładowany jest rejestr wyjściowy (rejestr przesuwny) i rozpoczyna się transmisja. Kontroler w tym czasie sprawdza czy nie wciśnięto innego przycisku, co świadczyło by o tym, że użytkownik chciał wcisnąć kilka przycisków jednocześnie. W takim przypadku transmisja jest przerywana i po odczekaniu okresu ochronnego ponownie rozpoczyna się proces od pobierania informacji o stanie przycisków. Transmisja jest powtarzana dopóki trzymany jest przycisk lub przekroczony zostaje określony czas. Zapobiega to wyczerpaniu się baterii i "przekręceniu" licznika jeśli nasz pilot zostanie przy-
2/99
17
HCS361 EEPROM
Kod producenta
Nr seryiny nada|nika lub Seed Numer seryiny

Klucz szyfruiący
/ Wgorytrn \

' generac|i klucza szyfrującego h Klucz szyfr uiący Licznik synchronizaqi
Rys. 5 Generowanie klucza
EEPROM
Klucz deszyfrujący
Licznik synchronizaqi
Numer seryiny
lnformac|a transmisyina
Zaszyfr dane
Numer seryiny
4 bity przycisków
Rys. 6 Kodowanie informacji do transmisji
Rys. 7 Dekodowanie odebranej informacji

Sprawdzenie
zgodności
ffprom ,/ %
Klucz deszyfruiący / Wgo rytm \ f racji 1-----p-og j Odszyfrowany licznik synchronizacji
y Kee
Licznik synchronizaqi

Numer seryiny Sprawdzenie zgodności
Kod producenta

4 bity przycisków Numer seryjny Zaszyfr dane

Informacja odebrana
padkowo naciśnięty przez coś, co znajduje się w naszej kieszeni. Po zwolnieniu wszystkich przycisków następuje zakończenie transmisji i przejście do stanu oczekiwania - wyłączenie napięcia przez układ załączający zasilanie.
Słowo transmisyjne składa się z 67 bitów informacji szyfrowanej i nieszyfro-wanej, oprócz tego na końcu i początku transmisji wstawiana jest preambuła i nagłówek. Ich zadaniem jest przygotowanie odbiornika do odebrania informacji uży-
tecznej. W skład nieszyfrowanej części transmisji wchodzą dwa bity sumy kontrolnej, bit stanu baterii, 4 bity stanu przycisków i 28 bitów numeru seryjnego. W części szyfrowanej znajduje się słowo będące wynikiem pracy algorytmu szyfrującego KeeLoq� zaszytego wewnątrz układu (32 bity).
Układ kodera należy przed użyciem zaprogramować, tzn. wpisać do pamięci EEPROM następujące dane: numer seryjny, który powinien być unikalny (niepo-
wtarzalny) dla każdego układu, klucz szyfrujący i licznik synchronizacyjny. Operację tą demonstruje rysunek 5. Programowania dokonuje się poprzez transmisję szeregową za pomocą linii PWM jako linii danych i S2 lub S3 jako linii synchronizu-jącej transmisję. Weryfikacji zapisanych danych można dokonać tylko bezpośrednio po transmisji, zakończenie procedury programowania uniemożliwia odczyt danych z dekodera. Ma to na celu ochronę danych przed nieautoryzowanym skopiowaniem. Z tych danych, zapamiętanych wewnątrz kodera, korzysta procedura szyfrowania KeeLoq� (por. rys. 6).
Dekoder wykonywany jest jako niezależny układ lub mikrokontroler z zawartą wewnątrz procedurą deszyfrującą. Oznaczenia dekoderów zaczynają się cyfrą 5 (HCS 5XX). Układy specjalizowane (nie mikrokontrolery) mogą rozpoznawać od 4-ech do 7-dmiu nadajników. W niektórych modelach znajduje się dodatkowa pomięć EEPROM do wykorzystania przez użytkownika (inne wymagają dołączenia zewnętrznej pamięci).
Synchronizacja odbiornika odbywa się za pomocą licznika synchronizacji, którego wartość jest uaktualniana po każdej transmisji zarówno w nadajniku jak i w odbiorniku. Cały zakres możliwych kodów został podzielony na 3 okna jak przedstawia to rysunek 8. Okno kodów właściwych zajmuje 16 kolejnych kodów (dla 1 6-stu transmisji) licząc od wartości aktualnej licznika synchronizacji. Jeśli do odbiornika dotrze transmisja z słowem licznika synchronizacji z tego zakresu, to odebrana informacja jest traktowana jako poprawna i zostają wysterowane odpowiednie wyjścia dekodera. Do rejestru licznika synchronizacji wpisywana jest wartość z tej transmisji.
Drugie w kolejności okno to kody dozwolone, rozmiar okna 16k. Pojawienie
Kierunek rotacji
eliminujący ostatnio
używane kody
Rys. 8 Okna kodów
18

RFIN ------ 67-bit Fieies tr we|śc owy
Wewnętrzna lub zewnętrzna EE_DAT Deszyfrator
EE CLK Kontroler

EEPROM Ś�- S_DAT

-Ś- S_CLK
Oscylator
Śi------MCLR

Rys. 9 Schemat blokowy odbiornika - dekodera
się transmisji z wartością licznika synchronizacji z tego zakresu nie powoduje reakcji na wyjściach układu, ale wartość tego licznika jest zapamiętywana w rejestrze tymczasowym. Jeśli następna transmisja przychodzi z licznikiem o wartości większej o jeden od zapamiętanej w rejestrze tymczasowym dekoder uzna transm isję za właściwą, przepisze wartość z rejestru tymczasowego do rejestru licznika synchronizacji.
Trzecie i największe okno 48k to kody zabronione, na te kody dekoder nie zareaguje. Oznacza to że jeśli będziemy się bawić pilotem, uruchomimy go więcej niż 1 6 razy to odbiornik straci synchronizację i trzeba będzie dokonać kolejnej transmisji w celu zsynchronizowania i zadziałania systemu. Jeśli przekroczymy okno kodów dozwolonych (ponad 1 6.000 transmisji bez łączności z odbiornikiem) to mamy poważny problem bo musimy szukać telefonu do serwisu...
Na rysunku 9 przedstawiono schemat blokowy odbiornika. Wynika z niego, że nad wszystkimi elementami czuwa układ kontrolera, synchronizowany przez wewnętrzny oscylator. Za pomocą dwóch linii EEDAT i EECLK komunikuje się on z szeregowym EEPROM-em, w zależności od układu umieszczonym na zewnątrz lub wewnątrz układu scalonego odbiornika.
Odebrane bity są przechowywane w rejestrze wejściowym, komunikacja z urządzeniami zewnętrznymi może odbywać się poprzez linie S0, S1 lub magistralę szeregową SDAT, SCLK. Wejście MCLR służy do kasowania zapamiętanych danych o nadajnikach. Sercem tego układu jest oczywiście algorytm deszyfrujący. Odbiornik, podobnie jak nadajnik, przed użyciem należy zaprogramować tzn. nauczyć rozpoznawać określone nadajniki.
W odróżnieniu od nadajnika odbiornik pracuje cały czas. Podstawowy algo-
rytm pracy znajduje się na rysunku 10. Odbiornik oczekuje na transmisję w pętli. Po przyjęciu całej poprawnej transmisji (niezakłóconej) sprawdzany jest numer seryjny otrzymany w czasie transmisji z zapamiętanym w pamięci EEPROM. Jeśli porównanie wypadło pomyślnie (odbiornik "zna" nadajnik), to zostaje odszyfrowana zakodowana część transmisji. Sprawdzana jest także poprawność rozkodowanych danych, oraz wartość licznika synchronizacji (czy mieści się w oknie 1 6-stu poprawnych kodów). Je-xśli wszystko się zgadza, realizowane są odpowiednie komendy wykonawcze i algorytm powraca do pętli wykrywania transmisji.
Jeśli odszyfrowane dane są prawidłowe, ale licznik synchronizacji nie mieści siew oknie kodów właściwych, za to mieści się w oknie kodów dozwolonych, to uaktualniany jest rejestr tymczasowy licznika synchronizacji. Gdy sytuacja powtarza się, zawartość licznika synchronizacji jest przepisywana do właściwego rejestru i zrealizowane zostają komendy wykonawcze. Jeśli odszyfrowane informacje są poprawne, a odebrany licznik synchronizacji wypada w oknie kodów zabronionych, nie zostanie wykonana żadna operacja, a algorytm powraca do wykrywania transmisji. Rysunek 7 przedstawia poglądowo działanie algorytmu deszyfrującego.
TAK
Odszyfrui transmisię
TAK
TAK
TAK-
Wykonai komendy i analizui licznik
Zapisz licznik w rejestrze tymczasowym
Rys. 10 Algorytm pracy odbiornika - dekodera
Układy KeeLoq� można programować przy pomocy specjalistycznych programatorów, które są do nabycia u dystrybutorów firmy MICROCHIP�, lub programatora mikrokontrolerów PRO MATĘ�. Zainteresowanych bardziej szczegółowymi informacjami na temat układów KeeLoq�, a także innych podzespołów firmy MICROCHIP� odsyłamy na stronę firmową w Internecie: http://www.microchip.com.
0 Maciej Matuszak
rlemonik 2/99
19
GIEŁDA
Kupię lampę oscyloskopową B7S4 RFT nową 1 schemat oscyloskopu ST315AII z A.E. Wrocław, Waldemar Koźbiał, ul. Płowce 48/2, Gdańsk 18, tel. [phone] od 16-00 do 18-00.
Chcesz dorobić do pensji, kieszonkowego napisz. Zaopatrzenie, zbyt gwarantowany umową. Informacja gratis. Dołącz znaczek za 1,1 zł. Krystyna Wiśniewska, ul. Bytowska 31, 89-600 Chojnice.
Sprzedam zmont. I dział. ukł. W obudowie; sygn. Wielodź. Moc 25W (NE038) (15 zł), stroboskop (J23) (22 zł), odstr. Komarów (7 zł), J31 (6 zł), J48 (14 zł), NE512 (5 zł) i in. Info kop + zn (65 gr). Jakub Owsiejczuk, Ro-chental 4, 16-050 Michałowo.
Cyfrowe systemy radiopowiadomienia 430 MHz, zasięg do 30 km oraz nadajniki telewizyjne i radiowe. Andrzej Czarnecki, ul. W. Pola 13/169 41-207 Sosnowiec, tel [phone]-
Duża firma zatrudni dużą ilość chałupników -od zaraz. Wiek, adres nieistotne. Napisz; Łukasz Plewa oś. Na Skarpie 5/37 34-400 Nowy Targ (Adres + 3 zł).
Sprzedam płytki urządzenia do łączności po przewodach sieci 220 V. Cena 30 zł. SP3JCG. Henryk Wydmuch, Wichrowe Wzgórza 33/10, 61-690 Poznań, tel. [phone].
Sprzedam oscyloskop sowiecki H-313 70 zł, litewski OP-1 50 zł. Oba posiadają instrukcje w Języku polskim i schematy. Mieczysław Trza-skacz, ul. Łódzka 39/33, 97-300 Piotrków Trybunalski, tel. [phone].
Kupię tanio multimetr, schemat -i-opis trans-cejwera CB KF odbiornika FM PE 8 do 11 1 998. Sprzedam zamienię schematy odbiorników TV radiowych i innych. Szymon Kupiński Chojny 13 62-600 Koło
Sprzedam wzmacniacz w. cz. 50W. wzmacniacz antenowy radiotelefon oraz odbiornik nasłuchowy. Wszystko na pasmo 2M. Kania Marcin Luszowice ul Pawia 5 32-500 Chrzanów tel. [phone]
kaz prześlę po otrzymaniu zaadresowanej koperty ze znaczkiem. Henryk Tyburcy, ul. Bala-tona 6/20, 01-494 Warszawa
Sprzedam profesjonalne wykrywacze metali (supernowość) Pl z rozróżnianiem. Zasięg w gruncie, moneta 35 cm, hełm. wojsk. 130 cm, max 2,5 m. Pl ramowe z rozróżnianiem, zasięg 5m., 8 wersji. Zbigniew Nowak, ul. Leśna 7e/3, 42-300 Myszków.
Sprzedam stab. Magnet. ST2000.5 obc. 1 kW, transformatory sieciowe różne, lampy typowe i nietypowe, amperomierze i woltomierze tablicowe, dowolne parametry, silniki trójfaz. 0,6 kW 1350 obrot/min. Jerzy Falkiewicz, ul. Smolki 19/42, 14-202 Iława.
Giełda "Praktycznego Elektronika"
Począwszy od numeru 11/98 wprowadziliśmy my nową rubrykę bezpłatnych ogłoszeń drobnych. Mamy nadzieję, że rubryka ta przysłuży się naszym Czytelnikom, którzy będą chcieli sprzedać, kupić lub wymienić podzespoły elektroniczne, urządzenia pomiarowe, schematy, literaturę itp.
Zasady zamieszczania ogłoszeń drobnych
1. Bezpłatne ogłoszenia drobne przyjmowane są wyłącznie od osób fizycznych.
Treść ogłoszenia może dotyczyć sprzedaży, kupna, wymiany lub innych propozycji związanych z branżą elektroniczną. Ogłoszenia drobne zawierające nie więcej niż 180 znaków przyjmowane są wyłącznie na aktualnych kuponach zamieszczanych w "Praktycznym Elektroniku".
Kupon zawiera 180 kratek które należy wypełnić dużymi drukowanymi literami, z zachowaniem odstępu jednej wolnej kratki pomiędzy wyrazami.
Ogłoszenia można nadsyłać na adres redakcji: "Praktyczny Elektronik", ul. Jaskółcza 2/5, 65-001 Zielona Góra, koniecznie z dopiskiem GIEŁDA PE.
2
Sprzedam multimetr cyfrowy YF3180 z holste-rem i sondą temperaturową typu K oraz luźne egzemplarze Radioelektronika. Wy-
Giełda Bezpłatne Ogłoszenia Kupon ważny do drobne 20.03.1999
PE






imię i Adres. nazwisko. ić w kopercie z dopiskiem GIEŁDA Pl

Kupony prosimy przesył*
20
AD148 - pamięci EPROM - D - RAM, stacje dysków 5 cali, 3 cale,- mikroprocesory - np; 80....Z80 TMS9901 DL40, sprzedam. Cena do uzgodnienia, tel:[phone]
Kupię małą, sprawną lampę oscyloskopową 6Ł01I prod, byłego ZSRR w cenie do 20 zł Władysław Rewak ul Wlk. Niedźwiedzicy 18/8 59-220 LegnicateL 076 8563-188
Sprzedam Radioelektronika 98 cały rocznik po 4 zł sztuka Kupię układ scalony MC 1210 1 szt. Jan Sulich Sokolnik 3 14-420 Młynary
Kupię sprawne kwarce od 8,000 do 8,900 MHz oraz od 33,300 do 37,400 MHz. Zawsze aktualne, Andrzej Jagiełło Płock 09-402 ul. 3-go Maja 35/79
Komputerowy spis wszystkich roczników PE EP EDW EE RE od 89, Katalogi w Access lub Excel Win 95 1 dyskietka łatwe wyszukiwanie artykułów na określony temat. Cena 1 2 zł + opłata pocztowa Mariusz Dulewicz ul, Kr, Jadwigi 9b/5 76-150 Darłowo tel,094 314 67 15
Bogata oferta elementów w częściach prod, WNP - tranzystory KT / 2T9XXX 2P / KP9XX, arsenkowe 3P3xx, tanie stabilizatory 78LXX 79LXX LM317 TL431 preskalery K1935EXDI ODY BWCZ info kop, +znacz, Tadeusz Sienkiewicz UL Księcia Janusza 41/43 m 10 01-452 Warszawa tel/fax [phone]
Kupię do Amigi 600 rozszerzenie pamięci 1 lub 2 MB oraz ciekawe programy na dyskietkach głównie gry. Proszę o oferty z ceną, Janusz Łukasiewicz Boratyn 119 37-561 Chło-pice
Sprzedam oscyloskop C1-54 -200zł, często-ściomierz laboratoryjny PFL-16A-200 zł, woltomierz W7-1 7 m, cz, w, cz, do 1 GHz - 40 zł, Amiga CD32 +osprzęt -250 zł, sprzęt Sony tanio Krzysztof Szczepański Legnica tel, 076 856 33 04
Sprzedam grę telewizyjną "Pegasus" komplet + 2 cartridge cena 80 zł Rafał Kaszecki 82-420 Ryjewo ul Grunwaldzka 80 tel, 055 277 43 43
Sprzedam części elektroniczne nowe i używane. Wiadomość pod numerem tel, 032 2174414 po godz, 21,00
Kupię schemat oscyloskopu OS1 50 Ireneusz Kościółek Szarów 112 32-014 Brzezietel, 012 284 25 51
Bardzo pilnie kupię filtry ceramiczne 5,74 MHz i filtry kubkowe 7x7 120, 126, 128, 513, Marcin Błaszczykowski ul, Boh, Monte Cassino 15/10 Sopot 81-704 tel, 550 72 07 dzwonić po godzinie 18,00
Kupię TMS-3763, TMS-4464x2 sprzedam TDA-3730, 3780,2740, 3760, 3755, 5651,5660,3771 4440, SDA-5640, 3202, SL-9100, TVA-2000, TMS-1000.L-272, 293, Bartłomiej Lewko ul. Pogodna 14 22-670
Detektywistyczna elektronika aktywatory urządzeń o nieograniczonym zasięgu, logistyka. Porady Zbigniew Alama ul, Globusowa 1 6/10 02-436 Warszawa tel/fax [phone]
Kupię schemat i instrukcje oscyloskopu mini 5 lub ksero, Andrzej Maciaszul, Kozielska 85/35 44-1 21 Gliwice
Wykrywacze metali schematy płytki sondy komplety elementów sprzedam - kupię - wymienię info gratis kopertą zwrotną schemat i instrukcję obsługi ADS-7 zdecydowanie kupię Sylwester Królak ul K, Wyki 19/6 75-329 Koszalin tel, 094 34 12 813
Poszukuję instrukcji lub schematu zasilacza typ 5371 produkcji Unitra Cemi Szczytno (ewentualnie typ 5372 lub wyżej) tel, 076 87 65 933 od 8,00 do 14,00
Kupię panel do radia samochodowego Philips model 741 Zbigniew Gawron 31-273 Kraków ul Bat, Skała 8/61 (012) 633 03 86
Chcesz dorobić do pensji, kieszonkowego ! Napisz, Zaopatrzenie, zbyt gwarantowany umową. Informacja gratis. Dołącz znaczek za 1,1 zł Krystyna Wiśniewska 89-600 ul Bytowska31
Xero ciekawych artykułów, wykazy, min, sprzęt komputerowy, firmy elektroniczne. Sprzedam wymienię po konkurencyjnych cenach, Info listownie Jacek Płochocki Leontyna 9a 05-306 Jakubów
Wykrywacze metali o zasięgu 4,5 m typu Pl i VLF sprzedam. Dokumentację wykrywaczy kupię, sprzedam, zamienię. Pomogę uruchomić wykrywacz. Naprawię zepsuty detektor, tel, 018 3531149
Sprzedam układy Sanyo LC7267 cena 10 zł, KA2263 cena 3zł, Kontakt: Bury Robert ul Grudziądzka 9/21 11-040 Dobre Miasto
Wyprzedam dekodery Pal-Secam na TDA4555; Jowisz - wymienne za MD2007/MD2008 - 20 zł/szt i Helios - wym, za MD2021 - 18 zł/szt Więcej = taniej !!! Oferty info, ;kop + znaczek, Grzegorz Zubrzycki ul Zgierska 110/120m 211 91-303 tódź
Sprzedam tuner satelitarny AVT 66 bez głowicy c, 200 zł. Zmontuję urządzenia na zamówienie lub z powierzonych elementów, Mirosław Mucha Szczekarków 94 21-100 Lubartów
Przyjmę montaż elektroniczny lub stałą pracę na radiostacjach w łączności lub podobnie. Posiadam uprawnienia, Tel, po godzinie 20,00 0602 534 845
Zmieniacz głosu (wyższy, niższy, robota, drżący - regulacja) zmont, i uruchomiony na płytce, zas 6V (doskonała zabawa!!!) Zamów jeszcze dziś na kartce pocztowej - 50 zł (z wysyłką). To jest super !! Dariusz Knull ul, Rymera4a/5 41-800 Zabrze
Sprzedam końc, mocy MOS 100 do 300 W, b, małe płytki (SDM), Uruchomione, Również moduły zasilacza. Niedrogo ! tel, 0601 74 05 07
Sprzedam CB-Radio 80-kanałowe kieszonkowe Albrecht AE-2980, skaner ręczny 20 kanałowy 66-51 2 MHz, magnetowid wysokiej klasy z pilotem, multimetr M-4650 4,5 cyfrowy, Amigę 500 + RAM, Arkadiusz Dobrzański tel, 074 68 23 92
Kit K3 501 przetwornica napięcia 1 2/24 V na 220 V moc 300W c,110zł zmontowany i uruchomiony c. 140 zł Zastosowanie -zasilanie urządzeń typu audio i video z akumulatora, Mirosław Mucha Szczekarków 94 21-100 Lubartów
Sprzedam roczniki Radioamatora i Krótkofalowca z lat 1972 - 1997, oscyloskop pasmo od 0 do 2 MHz, miernik częstotliwości 0 -50 MHz, antena pionowa 12AVQ 14-21-28 MHz Wiesław Maćkowiak ul, Rejtana 48/3 64-100 Leszno
Kupię niedrogo stację dysków do C64 EW zamienię na 3 roczniki EDW lub Praktyczny Elektronik EW za oscyloskop OMk 3M, Poszukuję książek i literatury oraz programów na kasetach lub dysk na C64, Krzysztof Chmielewski Zabianka 9 08-504 gm, Ułąż
Sprzedam filtr antenowy z preselektorem RX do "Digitala 942", nieużywany, cena do uzgodnienia. A, Bronicki ul, Zygmunta Augusta 17a/9 , 59-700 Bolesławiec
W połowie ferii zimowych zapraszamy na zlot użytkowników C-64 "North Party v,3" w Bartoszycach, Odbędzie się on w Bartoszyckim Domu Kultury, Szczegóły o Copy Party u organizatora, Marek Binkul ul. Krzywa 12 11-200 Bartoszyce tel, 0603 30 33 25
Stroboskopy dyskotekowe praca ciągła 12 h cena 50 zł/szt. Załączane drogą radiową zasięg 30 metrów Nieograniczony czas pracy pilot wielkości pudełka od zapałek cena 1 50 zł/szt Kamil Chotkiewicz ul Konstytucji 55/2 41-208 Sosnowiec
rlektronik 2/99
21
Elektronika inaczej cz. 37 -pamięci półprzewodnikowe
Zbliżamy się już do końca tego cyklu - wielu pomyśli nareszcie. Przewidziany jest on właściwie dla nowych entuzjastów elektroniki, których mam nadzieję nie zniechęci. Zaczyna jednak trochę przypominać niekończące się seriale telewizyjne. W przedostatniej części przedstawiam wiadomości dotyczące pamięci półprzewodnikowych - istotnego elementu wielu urządzeń elektronicznych.
i Struktura i podział pamięci
Zadaniem pamięci jest przechowywanie informacji. W elektronice cyfrowej informacją będzie stan napięcia określający stan logiczny. Układy cyfrowe przetwarzają i przechowują (pamiętają) informacje w postaci binarnej (0-1). Informacje przetwarzane muszą być wcześniej zapamiętane. Wynik przetwarzania także będzie zapamiętany. Układy służące do tego celu nazywane są rejestrami i są istotnymi dla działania mikroprocesorów i komputerów.
Pamięcią będziemy nazywali wydzielony układ służący do przechowywania większej ilości informacji. Elementarne informacje przechowywane są w tzw. komórkach pamięci. Z poznanych dotychczas elementów układów logicznych, najbardziej nadają się do zapamiętania stanu logicznego przerzutni-ki bistabilne. Przykładem układu pamięci jest rejestr przesuwny prezentowany
Adres Y II
Adres X li Dekoder Y
II
Dekoder X
Matryca Pamięci
li

Układ we/wy
we/wy
w poprzednim odcinku. Charakterystyczne dla niego jest wyprowadzanie informacji w sposób szeregowy.
Istotnym zagadnieniem dotyczącym pamięci jest możliwość zapisania informacji w określonym miejscu jak i jej pobranie. Wymaga to uporządkowania rozmieszczenia komórek i realizacji tzw. adresowania, czyli wskazywania komórki do zapisu lub odczytu informacji.
Pierwszym kryterium podziału pamięci jest sposób wprowadzania i wyprowadzania danych. Może być on szeregowy lub równoległy. Z tym wiążą się różne struktury pamięci: szeregowa i matrycowa.
Struktura szeregowa występuje w rejestrze przesuwnym. Do tego rodzaju pamięci należą także rejestry zbudowane z elementów o tzw. sprzężeniu ładunkowym (CCD). Struktura matrycowa pokazana jest na rysunku 1.
Zasadniczym blokiem pamięci matrycowej jest matryca pamięci zawierająca uporządkowane komórki pamięci. Komórki te rozmieszczone są na płaszczyźnie np. układu scalonego i ich położenie można określić za pomocą współrzędnych X i Y (rys. 2). Adres komórki składa się więc z dwóch części. Część X wybiera przez dekoder X wiersze (poziomo) w jakich rozmieszczone są komórki, a część Y przez dekoder Y wybiera kolumny (pionowo). Dane są wprowadzane lub wyprowadzane z pamięci przez układ we/wy.
x<
o
Komórka Pamięci
Dostęp do komórek pamięci z szeregowym wyprowadzaniem informacji jest utrudniony i zależy od miejsca położenia komórki. Od miejsca położenia komórki zależy czas uzyskania wiadomości. Przy równoległym wyprowadzaniu wiadomości czas uzyskania informacji nie zależy od umiejscowienia komórki pamięci.
Innym kryterium podziału jest możliwość wielokrotnego zapisu informacji do pamięci. Stąd bierze się podział na pamięci o dostępie swobodnym RAM i pamięci tylko do odczytu ROM.
Pamięć RAM umożliwia wielokrotny zapis i odczyt informacji podczas normalnego działania. Gorzej jest z trwałością zapisanej informacji. Część pamięci RAM wymaga jej odświeżania, a wszystkie tracą zapisane dane po wyłączeniu zasilania (wyjątek stanowią tzw. nieulot-ne pamięci RAM).
Pamięci ROM natomiast przechowują zapisane informacje w sposób trwały. Informacje te można wielokrotnie odczytywać. Zapis jest operacją jednorazową lub co najmniej utrudnioną. Do podstawowych parametrów pamięci należą:
- pojemność, określająca maksymalną ilość informacji (liczoną w bajtach lub bitach), jaka może być przechowywana w pamięci;
-czas dostępu, odstęp czasu od chwili wystawienia adresu komórki pamięci do uzyskania danych na wyjściu pamięci (liniach danych);
- organizacja pamięci, długość słowa zapisywanego w jednej komórce pamięci (pod jednym adresem), liczona w bitach. Często podawana jest jako iloczyn długości słowa i ilości komórek.
B Pamięci RAM
Można podzielić na dwie zasadnicze grupy: pamięci dynamiczne DRAM i pamięci statyczne SRAM.
Linia słowa
Linia bitow "1 Ś
Rys. 1 Pamięć matrycowa
Rys. 2 Matryca pamięci
Rys. 3 Komórka pamięci dynamicznej (1 bit)
22
a)
Adres Dane
=^ Dl/O ^------->
CE R/W
r r
Adres Dl
\
-----D Dane
DO -------->
CE R/W
T T
Rys. 4 Pamięci RAM
Komórka pamięci statycznej wykorzystuje przerzutnik bistabilny. Do jego realizacji w układzie scalonym wymagane jest zastosowanie kilku tranzystorów. Powoduje to dość duże wymiary komórki i w efekcie zmniejsza pojemność możliwą do uzyskania z określonej powierzchni układu scalonego. Zaletą pamięci statycznej jest utrzymywanie zawartości przez cały czas zasilania bez konieczności odświeżania. Wadą, niestety wysoka cena i stosunkowa mała pojemność.
Pamięci dynamiczne powstały dla uzyskania tanich pamięci o dużej pojemności. Komórka takiej pamięci wykorzystuje tylko jeden tranzystor (rys. 3). Informacja zapamiętywana jest w postaci ładunku elektrycznego (napięcia) na pojemności.
Informacja podawana na linię bitów jest zapisywana w kondensatorze C po podaniu napięcia dodatniego na linię słowa - bramkę tranzystora. Odczyt informacji z linii bitów następuje po podaniu napięcia na linię słowa. Mała wartość pojemności (ułamki pF) i upływności powodują rozładowanie
się pojemności i stopniową utratę informacji. Dla jej podtrzymania niezbędne jest tzw. odświeżanie Polega ono na cyklicznym odczycie komórek pamięci. Realizuje to zwykle specjalny układ odświeżania. Odświeżanie komplikuje korzystanie z pamięci dynamicznej, ale duże pojemności przy niskich kosztach są istotnym atutem.
Właśnie pamięci dynamiczne stanowią podstawową pamięć RAM mikrokomputerów. Nowoczesne pamięci dynamiczne osiągają czasy dostępu rzędu 60 ns przy pojemnościach 64 Mb (me-ga bitów). Pojemności pamięci RAM podaje się zwykle w bitach (1 kb - 1024 bity, 1 Mb - 1024 kB). Zwiększa się czas między kolejnymi odświeżeniami (kilkadziesiąt ms). Specjalne sposoby wykorzystania pamięci tzw. synchroniczne (SDRAM) pozwalają na obniżenie efektywnego czasu dostępu. Moduły pamięci SDRAM, nazywane DIMM pracują z częstotliwościami zegara ponad 100 MHz.
Pamięci statyczne początkowo posiadały bardzo duże czasy dostępu. Rozwój technologii półprzewodników sprawił, że spadły one do rzędu 6 ns. Stosowane są do realizacji tzw. pamięci CA-CHE stanowiących w mikrokomputerach pomost między bardzo szybkim mikroprocesorem i stosunkowo powolną pamięcią dynamiczną. Rozwiązanie to podyktowane jest wysoką ceną i mniejszymi pojemnościami pamięci statycznych. Układy scalone pamięci dynamicznych posiadają zwykle organizację bitową (1 bit). Pamięci statycznych natomiast bajtową (do 8 Bajtów - 64 bity). Aktualnie są stosowane pamięci dynamiczne w formie modułów o organizacji 64 bitów.
Do pamięci RAM doprowadzany jest adres, sygnały sterujące CE, R/W (zapis W lub odczyt R) oraz dane (rys 4). Adres, podawany liniami adresowymi
Rys. 5 Blok Pamięci RAM o organizacji 8 bitowej
służy do wyboru komórki, do której zostanie zapisana informacja lub ,z której zostanie odczytana. Sygnał sterujący CE uaktywnia pamięć, tzn. dotącza ją do linii adresowych i danych. Może służyć do wyboru bloku pamięci (tzw. strony). Na strony może być podzielona duża pamięć. Wtedy część linii adresowych, za pomocą dekodera adresów wybiera blok pamięci, a pozostałe linie adresowe wybierają komórkę pamięci. Istnieją pamięci z dwukierunkową linią danych lub z dwoma jednokierunkowymi (zapis-odczyt). Ilość linii danych zależy od długości słowa. Linie adresowe często są multipleksowane - najpierw podawany jest adres wiersza a później kolumny. Pozwala to przy ograniczonej ilości wyprowadzeń na zaadresowanie większej ilości komórek.
Powszechnie stosowane są pamięci z dwukierunkową linią danych. Nowoczesne pamięci z dwoma liniami jednokierunkowymi umożliwiają jednoczesny odczyt i zapis. Stosowane są w kartach graficznych mikrokomputerów jako tzw. Video RAM (VRAM).
Pojedyncze układy scalone pamięci mogą być łączone w bloki o żądanej organizacji (długości słowa). Wejścia sterujące i adresowe są wtedy łączone równolegle. Rysunek 5 przedstawia właśnie blok pamięci RAM o organizacji 8 bitowej i pojemności 1 kB (1024 Bajty, 1 Bajt-to 8 bitów).
Oddzielną grupę pamięci RAM o właściwościach zbliżonych do pamięci ROM są tzw. nieulotne pamięci RAM. Zazwyczaj są to pamięci statyczne, których komórki mogą być zapisywane wielokrotnie i ich zawartość utrzymuje się nawet po wyłączeniu zasilania. Jednym z przyjętych oznaczeń pamięci nie-ulotnych jest skrót NVRAM. Wykonywane są także w wersjach z szeregowym lub równoległym wyprowadzaniem danych. Wersja z szeregowym wyprowadzaniem danych stosowana jest z tzw. magistralą I2C do zapamiętywania nastaw w sprzęcie powszechnego użytku (wieże audio, telewizory itp.).
Ś Pamięci ROM
Pod tym pojęciem mieści się duża różnorodność wersji pamięci stałych, łącznie z pamięciami elektrycznie kasowanymi. Charakterystyczną cechą pamięci ROM jest ewentualna możliwość kasowania całej jej zawartości. Pamięć
2/99
23
RAM pozwala na modyfikację zawartości dowolnej komórki przy zachowaniu zawartości innych komórek.
Jedna z wersji pamięci ROM programowana jest w procesie produkcyjnym u producenta pamięci. Przy produkcji układów scalonych używa się tzw. masek (szablonów) i jedna z masek zawiera właśnie rozmieszczenie informacji, które w sposób trwały są zapisywane we wnętrzu układu scalonego. Stąd pochodzi określenie pamięci programowanych maską, które także nazywane są pamięciami ROM. Wykonywane są w technologii MOS, a zapis informacji polega na zmianie grubości izolacji między bramką a kanałem. Osiągają pojemności rzędu 1 Mb.
Kolejna wersja umożliwia jednokrotny zapis informacji bez możliwości skasowania i modyfikacji zawartości komórek. Programowanie może być zrealizowane przez użytkownika z wykorzystaniem specjalnego programatora. Polega na przepalaniu prądem siatki delikatnych połączeń. Odmiana ta nazywana jest pamięcią PROM. Wykonywane są w technologii bipolarnej, czemu zawdzięczają dużą szybkość (mały czas dostępu) ale jednocześnie charakteryzują się małą pojemnością.
Pamięci EPROM podobnie jak poprzednie mogą być programowane przez użytkownika. Ich istotną cechą jest możliwość skasowania zawartości komórek i ich ponowne zaprogramowanie. Kasowanie pamięci EPROM odbywa się przez naświetlenie promieniami ultrafioletowymi. Proces ten jest nieco uciążliwy ze względu na długi czas naświetlania podczas kasowania (10-^30 min). Podstawowym elementem komórki pamięci EPROM jest tranzystor polowy MOS z dodatkową tzw. swobodną bramką.
Tranzystor ten posiada dwie bramki polikrzemowe, z których jedna posiada wyprowadzenie a druga tzw. swobodna nie jest potączona(rys. 6). Bramka swobodna może jednak zostać naładowana w sposób trwały przy odpowiednim na-
bramka Podłoże p swobodna
Rys. 6 Komórka pamięci EPROM
pięciu na drenie i bramce podczas programowania. Ładunek elektryczny bramki swobodnej decyduje o zachowaniu się tranzystora jako przewodzącego (0 logiczne) lub nieprzewodzącego (1). Naświetlanie ultrafioletem wyrównuje ładunki wszystkich bramek swobodnych czyli kasuje zapisaną informację. Charakterystyczną cechą pamięci EPROM jest przezroczyste okienko do kasowania. Pojemności osiągają rząd 1 Mb. Czasy dostępu są duże - rzędu setek ns.
Postępem w dziedzinie pamięci stałych było wprowadzeni pamięci EEPROM i EAROM. Pierwsze posiadają możliwość kasowania elektrycznego, przy czym możliwe jest stopniowe skasowanie całej zawartości. Drugie umożliwiają kasowanie selektywne części zawartości. Kasowanie zawartości polega na wpisaniu nowej wartości np. 0 do wszystkich komórek - wymaga jednak też dość długiego czasu. Wadą tej grupy pamięci jest duży czas dostępu.
Ostatnio na znaczeniu zyskuje nowa grupa pamięci stałych tzw. FLASH ROM. Pamięci te posiadają możliwość szybkiego skasowania całej zawartości jednym impulsem elektrycznym. Powszechnie stosowane są one jako pamięci stałe mikrokomputerów tzw. BIOS, co pozwala na jego uaktualnianie. Wyposażane są w nie najnowsze wersje mikrokomputerów jednoukładowych. Osiągają pojemności 2 MB przy czasie dostępu 100 ns.
Układy scalone pamięci ROM posiadają najczęściej organizację bajtową, co oznacza długość słowa wynoszącą 8 bitów, przykładowe symbole pamięci ROM przedstawia rys. 7.
Do pamięci ROM (PROM i EPROM) doprowadzone są linie adresowe, sygnał sterujący CS i wyprowadzone linie danych o ilości zależnej od długości słowa. Nie ma tu sygnałów zapis/odczyt, ponieważ są to pamięci tylko do odczytu. Sygnał CS służy do uaktywniania pamięci czyli do podłączania jej wyjść do linii danych. Jest to równoważne odczytowi danych z pamięci stałej (ROM). Pamięć EPROM posiada dodatkowe wyprowadzenie służące do dołączania napięcia zasilającego przy programowaniu (PGM).
Ś Oznaczenia pamięci
Dotyczy oznaczeń układów scalonych pamięci. Panuje w tej dziedzinie duża różnorodność zależnie od upodobań produ-
a) DO

Adres
PROM 1 Dane
D7
Jcs
b) PGIv
Adres
EPROM 1 Dane
D7
Jcs
Rys. 7 Pamięci ROM
centa. Można dopatrzyć się pewnych cech wspólnych. Początek oznaczenia to grupa 2-^3 liter określająca producenta, zastosowanie pamięci (cywilne - militarne), zakres temperatur otoczenia, najważniejsze jest oznaczenie cyfrowe, ponieważ zawiera zwykle pojemność pamięci.
W przypadku pamięci dynamicznych RAM zawiera ono organizację (długość słowa) i ilość słów wyrażoną w k (kilo słowach - 1024). Kolejne cyfry oznaczają najczęściej czas dostępu. Np. 41 64-1 50, to pamięć o organizacji 1 bit, zawierająca 64 kilo słowa 1 bitowe czyli 64 kb. Czas dostępu wynosi 150 ns. Inne oznaczenie: 44256-70, to pamięć
0 organizacji 4 b, zawierająca 256 kilo słów (1 Mb) i czasie dostępu 70 ns. Trudniej jest rozszyfrować parametry modułów pamięci, zwłaszcza popularnych modułów DIMM. Przeciętny użytkownik musi zdać się na informacje sprzedawcy. Nie podaje się dla nich czasów dostępu a jedynie częstotliwość zegara: 66 MHz (LX) lub 100 MHz (BX). Oznaczenia literowe LX i BX pochodzą od oznaczeń tzw. chip setów produkcji firmy Intel i stosowanych w mikrokomputerach PC.
Oznaczenie pamięci ROM zawiera najczęściej zaszyfrowany numer uzgodniony między producentem i zamawiającym. W oznaczeniu pamięci EPROM znajduje się pojemność wyrażona w kb. Domyślać się trzeba organizacji bajtowej
1 czasu dostępu. Przykładowo 2732 to oznaczenie pamięci EPROM o pojemności 32 kb lub 4 kB, wykonanej w technologii MOS. Wykonanie w technologii CMOS zawiera dodatkowo literę C - 27C32.
O Ciąg dalszy w następnym numerze.
24
Wzmacniacz wejściowy oscyloskopu cyfrowego
Jest to wzmacniacz sygnału doprowadzanego na wejście przetwornika analogowo-cyfrowego oscyloskopu cyfrowego. Przetworzony sygnał będzie widoczny na ekranie wyświetlacza ciekłokrystalicznego. Realizuje funkcje przypisywane wzmacniaczom odchylania pionowego tradycyjnych oscyloskopów.
ŚI Opis rozwiązania
Rozwiązanie wzmacniacza wzorowane jest na tradycyjnych układach stosowanych w oscyloskopach analogowych. Jako podstawowy człon wzmacniający wykorzystano szerokopasmowy wzmacniacz symetryczny NE592N8 Philipsa. Na schemacie blokowym oznaczony jest on symbolem W.
Do przełączania obwodów wzmacniacza zastosowano multipleksery analogowe CMOS (M1 -M6). Jedynie do przełączania obwodu wejściowego wykorzystano styki przekaźnika, ze względu na możliwą w tym miejscu wartość międzyszczytową napięcia okoto 50 V. Przełączniki sterowane są stanami logicznymi z wyjść dekodera. Poziom wysoki powoduje włączenie odpowiednie-gołącznika. Jedynie łącznik M6 jest załączony przy poziomie niskim OW, podając sygnał wyjściowy na wyjście wzmacniacza.
Sygnał wejściowy podawany jest do przełącznika W1 dołączonego do kondensatora C. Zwarcie kondensatora powoduje podawanie składowej stałej napięcia wejściowego. Rozwarcie natomiast eliminuje składową stałą. Przełącznik W2 umożliwia odłączenie sygnału wejściowego i zwarcie wejścia wzmacniacza do masy co pozwala na ustawienie osi poziomej odpowiadającej napięciu 0 V na ekranie.
Styki przekaźnika P pokazane są w pozycji włączonej - odpowiada to wyłączeniu obu dzielników 1:10. Sygnał wejściowy w proporcji 1:1 jest bezpośrednio podawany na wejście wtórnika symetrycznego. Rozwarcie styków P i zwarcie styków M1 włącza dzielnik 1:10. Napięcie wejściowe podzielone w takiej proporcji jest doprowadzane do wtórnika. Zwarcie styków M2 przy rozwartych stykach M1 i P wprowadza dwa dzielniki 1:10 dające razem podział napięcia wejściowego 1:100.
Zadaniem wtórnika symetrycznego jest zwiększenie rezystancji wejściowej wzmacniacza i dopasowanie wymaganej rezystancji wejściowej 1 N\Q do małej rezystancji
1 Dane techniczne
Wzmocnienie
(przełączane): -21,375 V/V
-10,69V/V
- 4,275 V/V
Dzielnik wejściowy
(przełączany): -1:1
-1:10
-1:100
Maksymalne napięcie
wejściowe -(1:100) 50Vss
Rezystancja wejściowa -1 N\Q
Pojemność wejściowa -25 pF
Zakres napięć
wyjściowych -1,5-3,3V
Rezystancja wyjściowa -150Q
Pasmo częstotliwości -40MHz
Napięcie zasilania
(część cyfrowa) - ą5V
Napięcie zasilania
(część analogowa) - ą6V
Pobór prądu: -( + 5V)20 mA
- (-5 V) 5 mA
-( + 6V)30 mA
- -6 V) 25 mA
wejściowej wzmacniacza W. Symetria wtórnika zmniejsza dryft napięcia stałego na wyjściu wzmacniacza, a więc samoczynne przemieszczanie się kreślonego na ekranie obrazu w kierunku pionowym.
Wzmocnienie wzmacniacza jest regulowane przez dołączanie różnych rezystancji (R1 ^-R3) między wyprowadzenia wzmacniacza W przewidziane do regulacji wzmocnienia. Rezystory te dołączane są stykami multiplekserów M3^-M5. Największe wzmocnienie występuje przy poziomie wysokim na wyjściu dekodera x 1. Najniższe przy poziomie wysokim na wyjściu x5.
Sygnał z wyjścia wzmacniacza pobierany jest niesymetrycznie i doprowadzany do wtórnika wyjściowego. Jego zasadniczym zadaniem jest odseparowanie wzmacniacza od obciążenia i przesunięcie składowej stałej wymagane przez wejście przetwornika A/C. Multiplekser M6 umożliwia odłączanie sygnału wyjściowego, co pozwoli po zastosowaniu dwóch wzmacniaczy na budowę oscyloskopu dwu kanałowego. Sygnały wyjściowe będą dołączane na zmianę do przetwornika A/C, jeśli napięcia sterujące OW będą przebiegami prostokątnymi o przeciwnych fazach.
Ś Schemat ideowy i działanie
Sygnał wejściowy przez przełączniki WŁ1 i WŁ2, których działanie już opisano podawany jest przez rezystor R1 8 do styków przekaźnika Pk1. Styki te podają sygnał wejściowy na pierwszy dzielnik 1:10 (R2, R4). Kondensatory C2 i C4 kompensują dzielnik dla wysokich częstotliwości. Wyjście dzielnika 1:10 dołączone jest do wyprowadzenia 13 układu US2 (CD 4053). Kolejny dzielnik 1:10 składa się z rezystorów R3 i R5. Do kompensacji zastosowano kondensatory C3 i C5. Wyjście tego dzielnika dołączone jest do wyprowadzenia 1 US2.
Sygnał wybrany przez jeden z łączników, z przekaźnika lub z wyprowadzeń 14, 1 5 US2 podawany jest do bramki tranzystora polowego T2. Rezystor R6 określa rezystancję wejściową wtórnika. R7 wraz z diodami D2 i D3 zabezpieczają tranzystor polowy przed uszkodzeniem od strony sygnału wejściowego. Tranzystor T3 stanowi uzupełnienie wtórnika dla składowej stałej. Tranzystory te powinny być starannie dobrane, powinny posiadać taką samą wartość prądu drenu przy zerowym potencjale bramka -źródło. Możliwą niesymetrię można skompensować rezystorem nastawnym P2.
Rezystory R12 i R13 dodatkowo tłumią wejście wzmacniacza symetrycznego US4
2/99
25
owo
CLKO
Rys. 1 Schemat blokowy wzmacniacza wejściowego
zapobiegając ewentualnym wzbudzeniom. Do wyprowadzeń 2 i 7 US4 dołączone są rezystory nastawne P3, P4, P5 przetaczane łącznikami multipleksera US3. Rezystory te służą do zmiany wzmocnienia wzmacniacza różnicowego i w efekcie wzmocnienia całego wzmacniacza. Mniejsza rezystancja zapewnia większe wzmocnienie. Multiplekser US3 musi być dobrany pod kątem jak najmniejszej rezystancji styków. Zbyt duża rezystancja może nie pozwolić na uzyskanie wymaganej wartości wzmocnienia. Rezystancja ta nie powinna przekraczać 110 Q.
Do wyprowadzeń 2 i 7 US4 dołączony jest także potencjometr P1 służący do regulacji położenia obrazu na ekranie w kierunku pionowym (przesuw pionowy).Rezystory R8 i R9 ograniczają działanie przesuwu i wraz z kondensatorem C7 separują potencjometr dla składowej zmiennej. Rezystor R19 wprowadza wymaganą asymetrię regulacji, dla uzyskania centralnego położenia linii przy ustawieniu suwaka potencjometru w położeniu środkowym. Podobnie jak inne elementy oznaczone gwiazdką wymaga dobrania podczas regulacji wzmacniacza.
Wzmacniacz obciążony jest symetrycznie rezystorem R14. Sygnał wyjściowy pobierany jest natomiast niesymetrycznie z wyprowadzenia 5 US4. Sygnał ten podawany jest do wtórnika emiterowego T4. Wtórnik separuje wyjście wzmacniacza różnicowego od obciążenia, oraz zapewnia przesunięcie składowej stałej. Napięcie wyjściowe wzmacniacza różnicowego bez wy-sterowania wynosi około 3 V. Wtórnik sprowadza je do wymaganego na wejściu przetwornika A/C napięcia 2,4 V. Rezystor R1 5 zapobiega bezpośredniemu obciążeniu wtórnika pojemnością linii doprowadzają-
cej sygnał do przetwornika. Zmniejsza to możliwość wzbudzeń.
Sygnał wyjściowy doprowadzony jest do wyprowadzenia 4 US2. Pobierany jest z wyprowadzenia 5 i podawany do wyjścia wzmacniacza.
Całość układu wzmacniacza podzielona jest na dwie części - analogową (wzmacniacz i dzielniki) oraz cyfrową (dekoder i multipleksery). Części te mają rozdzielone zasilanie i masy dla zmniejszenia ewentualnego przenikania zakłóceń impulsowych do sygnału analogowego.
Dekoder US1 to rejestr przesuwny, który podawaną na wejścia A i B informację szeregową przenosi na wyjścia równoległe Q sterując w ten sposób łącznikami. Sygnały te będą wytwarzane przez mikrokomputer sterujący działaniem oscyloskopu.
Ś Montaż i uruchomienie
Przy kompletowaniu podzespołów szczególną uwagę zwrócić na dobór tranzystorów polowych T2, T3 oraz multiplekser US3. Tranzystory powinny posiadać jak najbardziej zbliżone wartości prądu drenu przy zwartej bramce ze źródłem. Można je sprawdzić przez pomiar rezystancji dren -źródło w tym stanie. Wskazane jest wykorzystanie omomierza analogowego (np. LAVO). Z kilku tranzystorów wybrać te o najbardziej zbliżonych rezystancjach. Możliwe jest zastosowanie tranzystorów BF 245 B. Wymagana jest wtedy zmiana rezystorów RIO, R11 na 1,5-H,8kQ. Ideałem jest zastosowanie podwójnych tranzystorów w jednej obudowie.
Podobnie można dobrać multiplekser. Po zasileniu napięciami +5 i -5 V i dołącze-
niu wyprowadzeń sterujących 9 i 10 do masy, a wyprowadzenia 11 do +5 V. Zmierzyć rezystancję między wyprowadzeniami 14 i 12. Nie powinna ona przekraczać 110 Q.
Po skompletowaniu podzespołów dostosować średnice otworów do wyprowadzeń elementów. W pierwszej kolejności zamontować zwory, kołki stykowe i gniazda. Następnie elementy RC, diody, tranzystory i na zakończenie układy scalone. Do uruchamiania nie montować układu US1. Nie stosować podstawek do układów scalonych. Długość wyprowadzeń tranzystorów nie powinna przekraczać 5 mm. Do uruchomienia i regulacji wzmacniacza niestety będzie potrzebny inny oscyloskop. Oprócz niego, zasilacz dostarczający wymagane napięcia ą5 V i ą6 V oraz multimetr i generator funkcyjny. Polecam zastosowanie zasilacza przewidzianego specjalnie dla oscyloskopu.
Wyprowadzenia 11, 10 US2 i wyprowadzenia 9, 10, 11 US3 podłączyć rezystorami 10 kL2 do masy cyfrowej. Dwa odcinki przewodu izolowanego dołączyć do + 5 V i do wybranego pola wyjść Q US1 (np. x1 i 1:1). W ten sposób będziemy ustalali wzmocnienie i podział dzielnika podczas uruchamiania. Wyjście wzmacniacza obciążyć rezystorem 10 kQ (do masy analogowej).
Wszystkie rezystory nastawne i potencjometr ustawić w położenia środkowe. Po sprawdzeniu poprawności montażu i braku zwarć możemy podłączyć napięcia zasilające. Uprzednio sprawdzić wartości napięć i uważać, aby nie pomylić " +" z "-".
Sprawdzić multimetrem poprawność napięć zasilających na kolektorze T1, układach US2 i US3 względem masy cyfrowej. Na drenach T2, T3, kolektorze T4 i wyprowadzeniach 3 i 6 US4 względem masy analogowej. Napięcie na emiterze T4 powinno być mniejsze o 0,6 V od napięcia na bazie. Tu może nas spotkać trudność z uwagi na możliwość wzbudzania się wzmacniacza różnicowego po dołączeniu przewodu multimetru do jego wyjścia. Polecam tutaj zastosowanie oscyloskopu z sondą 1:10. Dobrać rezystancje R10, R11, aby napięcia na źródłach T2 i T3 zawierały się w przedziale 0,3-0,5 V.
Ustalić dzielnik 1:1 i wzmocnienie x1. Wcisnąć przełącznik WŁ2. Podłączyć multi-
26
metr do wyjścia wzmacniacza. Przy potencjometrze P1 ustawionym w położeniu środkowym, rezystorem nastawnym P2 ustawić napięcie wyjściowe 2,4 V. Zwolnić przełącznik WŁ2.
Podać na wejście sygnał sinusoidalny z generatora funkcyjnego o wartości mię-
dzyszczytowej 20 mV i częstotliwości 1 kHz. Do wyjścia wzmacniacza podłączyć oscyloskop. Regulując rezystorem nastawnym P3 uzyskać wartość międzyszczytową napięcia wyjściowego około 430 mV (wzmocnienie 21,5 V/V). Jeśli przy skręceniu na minimum rezystancji P3 nie osiąga się tej wartości na-
11'
- +ev 1 t
o o o 6
Rys. 2 Schemat ideowy
leży zwiększyć rezystancje R12 i R13 np. na 470 Q. Jeśli i to nie pomoże trzeba poszukać układu 4053 o mniejszej rezystancji łączników. Układy CMOS serii HC 4053 charakteryzują się mniejszą rezystancją kluczy, przy identycznym układzie nóżek jak w przypadku klasycznej serii CD. 4000. W układach HC 4053 maksymalne napięcie zasilania wynosi dla: VDD = +7V, VEE = -7 V względem masy Vss = 0 V.
Ponownie wcisnąć WŁ2 i ustawić napięcie stałe 2,4 V na wyjściu wzmacniacza. Regulując potencjometrem P1 sprawdzić czy osiągany jest zakres zmiany napięcia wyjściowego od 1,5 V do 3,3 V.
Zmienić wzmocnienie na x2 ( + 5 V do 4 US1). Podać na wejście sygnał o wartości międzyszczytowej 40 mV. Regulując rezystorem nastawnym P4 uzyskać na wyjściu przebieg o wartości międzyszczytowej 430 V (wzmocnienie 10,7 V/V)- Zmienić wzmocnienie na x5 ( + 5 V do 5 US1). Podać sygnał wejściowy o wartości międzyszczytowej 100 mV. Regulując P5 uzyskać na wyjściu przebieg o wartości międzyszczytowej 430 mV (wzmocnienie 4,3 V/V).
Wcisnąć WŁ2 i sprawdzić napięcie stałe na wyjściu wzmacniacza. Dobrać rezystor R19 aby jego wartość była zbliżona do 2,4 V. Przełączyć wzmocnienie na xl i regulując P2 uzyskać ponownie napięcie stałe na wyjściu wynoszące 2,4 V. Przełączyć wzmocnienie na x5 i skorygować wartość rezystora R19 do uzyskania 2,4 V. Zabiegi te powtórzyć kilkakrotnie przy potencjometrze P1 w położeniu środkowym. Zmiana wzmocnienia nie powinna powodować zmiany napięcia stałego na wyjściu większej niż 50 mV. Na zakończenie tej regulacji sprawdzić zakres zmian napięcia wyjściowego przy wzmocnieniu x1. Nie powinien być mniejszy od 1,5 do 3,3 V i w miarę symetryczny.
Przełączyć wzmocnienie na x1 i podać na wejście sygnał o częstotliwości 1 kHz i wartości międzyszczytowej 20 mV. Na wyjście dołączyć oscyloskop. Wartość międzyszczytową napięcia wyjściowego powinna wynosić około 430 mV. Przełączyć dzielnik wejściowy na 1:10 ( + 5 V do 12 US1). Zwiększyć wartość międzyszczytową napięcia wejściowego do 200 mV. Napięcie wyjściowe powinno mieć taką sama wartość jak poprzednio, co świadczy o poprawnym działaniu dzielnika (doborze R2 i R4). Przełączyć dzielnik na 1:100 ( + 5 V do wyprowadzenia 13 US1). Zwiększyć wartość międzyszczytową napięcia wejściowego do 2 V. napięcie wyjściowe powinno mieć taką samą wartość jak poprzednio (430 mV).
2/99
27
W przeciwnym przypadku sprawdzić, ewentualnie dobrać rezystory R3 i R5. Przedostatnią operacją będzie kompensacja dzielników. Dzielnik ustawić na 1:1. Na wejście podać sygnał prostokątny o wartości międzyszczytowej 20 mV i częstotliwości 1 kHz. Sondę oscyloskopu ustawić w pozycji 1:10 (sprawdzić poprawność jej kompensacji). Przebieg wyjściowy powinien mieć taki sam kształt jak sygnał wejściowy. Zmienić częstotliwość na 100 kHz - kształt przebiegu nie powinien ulec zmianie. Porównać kształty napięć na wejściu i wyjściu wzmacniacza. Włączyć dzielnik 1:10 i zwiększyć napięcie
wejściowe (prostokąt, 1 kHz) do 200 mV. Jeśli przebieg wyjściowy jest całkowany -zwiększyć wartość C2. Jeśli różniczkowany zmniejszyć. Przebieg wyjściowy powinien mieć taki sam kształt jak wejściowy. Sprawdzić także przy częstotliwości 100 kHz. Włączyć dzielnik 1:100 i zwiększyć napięcie wejściowe do 2 V (prostokąt, 1 kHz). Dobrać wartości C3 i C5 zgodnie z podaną wyżej zasadą. W redakcyjnym modelu wzmacniacza kondensator C3 nie byt potrzebny. Dlatego nie podano jego wartości na schemacie.
Można jeszcze sprawdzić zakres liniowej pracy wzmacniacza zwiększając sinusoi-
Żkaz elementów
fo
SN 74164
CD 4053 (HC4053)
NE 592N8
BC 548B
BF 245A
1N4148
100Q/0,125 W 330 n/0,125 W 1 kfl/0,125 W 2kO/0,125 W 3 kfl/0,125 W 10kQ/0,125 W 18 kQ/0,125 W 100kfi/0,125 W 111 kfi/0,25 W 1 % 900 kfi/0,25 W 1 % 1 Mfi/0,25 W 1 % 47 kQ/APR 185 470 Q 10 obr. 1 kQ 10 obr. 2,2 kQ 10 obr.
8,2 pF/50 V ceramiczny 47 pF/50 V ceramiczny 82 pF/50 V ceramiczny 1 nF/50 V ceramiczny 10 nF/50 V ceramiczny 220nF/100VMKSE-20 1 //F/50 V 04/U 22/*F/16V04/U 100/iF/10V04/U
- przekaźnik 5 V
- gniazda w rozstawie 2,5
Pk1
G1, G2, G3
(PIN-y)
WŁ1, WŁ2 - przełącznik niezależny
płytka drukowana numer 450
Rys. 3 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
dalne napięcie wejściowe i obserwując kształt napięcia wyjściowego. Zakres liniowości nie powinien być mniejszy od 1,4 do 3,4 V. Po wyłączeniu zasilania, zdemontować dodatkowe rezystory 10 kQ, przewody i zamontować układ US1.
Ostateczną regulację wzmacniacza trzeba będzie przeprowadzić po zmontowaniu całego oscyloskopu. Dotyczy to ustawienia osi zerowej na środku wyświetlacza (chociaż może wystarczyć lekkie skorygowanie poto-żenia P1) oraz ostatecznego ustalenia wzmocnień dających wymagane czułości oscyloskopu, wynoszące przy dzielniku 1:1 odpowiednio: x 1 - 10 mv/dz, x2 - 20 mV/dz, X5 -50 mV/dz.
Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 5,85 zł + koszty wysyłki.
0R.K.
Ciąg dalszy w następnym numerze.
28
m
ciąg dalszy
n n n ścieżka ze sygnałem
Cp - poiemność pasożytnicza
Rys. 2 Pasożytniczy układ tyrystorowy: a) schemat ideowy, b) struktura układu
Najnowsze wersje układów, niektórych producentów są ponoć wolne od "zatrzaskiwania" się.
Jedyną radą na ten problem jest zapobieganie możliwości pojawienia się na wejściach napięć wyższych od napięcia zasilania układów CMOS. Zadanie to należy do projektantów. Niebezpieczeństwo pochodzi w głównej mierze od analogowych układów współpracujących z CMOS-ami, które mogą być zasilane napięciem wyższym. Drugim niebezpiecznym punktem są układy różniczkujące, zwłaszcza z kondensatorami o większych pojemnościach (kilka do kilkadziesiąt fiP) które mogą doprowadzać do wejść szpilki o amplitudzie przekraczającej napięcie zasilania i wystarczająco dużym ładunku.
Kolejnym problemem są wejścia "wiszące" w powietrzu, ale o tym to już powinien wiedzieć każdy. Jednak i tu można spotkać niespodzianki. "Wiszące" wejście zachowuje się bardzo kapryśnie za sprawą niewielkiej pojemności wejściowej. W stanie ustalonym napięcie na nim jest bliskie połowie napięcia zasilania. Wynika to ze zbliżonej rezystancji diod zabezpieczających, łączą-
C,=5-M0pF
Rys. 3 "Wiszące" wejście bramki CMOS
cych wejście z masą i zasilaniem. Po dołączeniu woltomierza (nawet o rezystancji 20 N\Q) kondensator C, (rys. 3) rozładowuje się i woltomierz pokaże 0 V. Stan ten utrzyma się przez kilka sekund lub nawet minut i napięcie ponownie ustali się na poziomie połowy napięcia zasilania. Bramka z "wiszącym" wejściem może zacząć sporadycznie zmieniać swój stan i cały układ będzie "wariował". Czasami wystarczy nawet nachylić się nad płytką i chuchnąć, a bramka zmieni stan wyjścia.
W subtelniej-szym przypadku "wiszące" wejście może działać jeszcze inaczej (rys. 4). Jeżeli w pobliżu "wiszącego" wejścia przebiega ścieżka z sygnałem zegarowym, lub innym sygnałem o wyższej częstotliwości, przez niewielką (rzędu kilku pF) pojemność pasożytniczą sygnał może docierać do wejścia o dużej impedancji, powodując pojawienie się przebiegu w miejscu najmniej oczekiwanym.
Jedyną radą na takie dolegliwości jest połączenie wszy-
Rys. 4 Pasożytnicze sprzężenie
pojemnościowe "wiszącego" wejścia z
linią zegarową
stkich niewykorzystanych wejść z masą lub napięciem zasilania.
Mam nadzieję, że tych kilka uwag przyczyni się do lepszego poznania kości CMOS i pozwoli uniknąć kłopotów podczas projektowania i uruchamiania układów logicznych.
O Jerzy Maksymczuk
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]
Elektronik 2/99
29
Scalony generator funkcyjny
Generatory to jedne z najszerzej opisywanych w literaturze fachowej układów elektronicznych. Poniższy artykuł nie ma na celu pokazania jeszcze jednego wariantu znanych rozwiązań generatorów RC czy LC, lecz ma on przybliżyć zagadnienia związane z jednym ze scalonych generatorów dostępnych na naszym rynku.
mianiu i testowaniu prostych układów m.cz, zarówno analogowych jak i cyfrowych. Na rynku części elektronicznych wiele firm oferuje scalone generatory
0 różnych zakresach częstotliwości, typach generowanych sygnałów i oczywiście różnych cenach.
Prezentowany generator jest zbudowany w oparciu o układ ICL 8038 firmy Harris Semiconductor, którego parametry elektryczne zamieszczono w Tabeli 1.
Jego największą zaletą jest uzyskanie sygnałów sinusoidalnego, prostokątnego
1 trójkątnego bezpośrednio na wyjściach układu, przy praktycznie znikomej ilości elementów zewnętrznych. Kolejnymi zaletami układu są dość małe, jak na tak prosty układ, zniekształcenia nieliniowe (<3%), szerokie granice napięć zasilania, możliwość pracy zarówno z zasilaniem sy-
metrycznym i niesymetrycznym, regulacja współczynnika wypełnienia sygnału prostokątnego w granicach o 2% do 98%, oraz możliwość uzyskania sygnału piło kształtnego.
Nie jest on jednak pozbawiony wad. Do największy należy ograniczony zakres częstotliwości od 0,01 Hz do 300 kHz, mała stabilność amplitudy sygnału sinusoidalnego w funkcji częstotliwości oraz dość mały zakres przestrajania, wynoszący typowo 1:100. Dodatkowym atutem ICL 8038 jest niska cena w granicach 12 do 14 zł (dla porównania układ firmy Maxim MAX 038 o zbliżonych funkcjach jest ok. 8,9 razy droższy).
Ś Zasada działania układu.
Układ ICL 8038 pracuje na zasadzie generatora RC. Kondensator C3 jest ładowany i rozładowywany przez kluczowane, wewnętrzne źródła prądowe, których wydajność jest ustalana poprzez rezystory Rl, R2. Te trzy elementy decydują o zakresie uzyskiwanych częstotliwości.
W przypadku gdy do nóżki 1 0 dołączony jest kondensator C2 o wartości 4,7 nF zakres ten wynosi od 200 Hz do
Tabela 1 Parametry elektryczne ICL8O38
Generator funkcyjny to urządzenie praktycznie niezbędne na stole zarówno hobbysty, serwisanta, jak i wytrawnego pomiarowca. Dobry generator, o małych zniekształceniach nieliniowych, dużej stabilności częstotliwości i amplitudy, zarówno w funkcji czasu jak i temperatury, z szerokim zakresem regulacji to najczęściej urządzenie, którego cena jest porównywalna z dobrej klasy samochodem (zwłaszcza takich firm jak Hewlett Pac-kard czy Tektronix).
Na dzień dzisiejszy firmy produkujące sprzęt pomiarowy mają w swych ofertach szeroką gamę generatorów. Najczęściej są to urządzenia cyfrowe, wyposażane w różnego typu interfejsy i łącza (RS-232, GPIB, VXI itd.), co pozwala na ich autonomiczną pracę jak i zastosowanie do współpracy z komputerem, bądź pracy w dużych systemach pomiarowych. Taki sprzęt, dla zwykłego zjadacza chleba, jest i jeszcze długo będzie w sferze marzeń.
Prezentowany układ nie ma oczywiście zastąpić tak wyrafinowanych i drogich urządzeń, pozwoli jednak na uzyskanie sygnałów przydatnych przy urucha-
Parametr Oznaczenie Wartość Jednostka
Min. Typ. Max.
Napięcie zasilania: niesymetryczne symetryczne + VCC + Vcc.-Vcc + 10 ą5 - + 30 ą15 V V
Pobór prądu (Vcc = ą10 V) 'zAS - 12 15 mA
Częstotliwość sygnałów wyjściowych f 10"6 300 kHz
Stałość częstotliwości sygnałów wyjściowych w funkcji zmian napięcia zasilania Df/DVcc 0.05 %/V
Amplituda sygnału prostokątnego: nap. zasilania niesymetryczne nap. zasilania symetryczne VsQR - + \fcc ąVCC - V V
Czas narostu zbocza sygnału prostokątnego tR 180 ns
Czas opadania zbocza sygnału prostokątnego tF 40 ns
Współczynnik wypełnienia sygnału prostokątnego DD 2 98 %
Amplituda sygnału trójkątnego VT 0.30 0.33 - *VCC
Liniowość sygnału trójkątnego - 0.1 - %
Impedancja wyjściowa ZoUT - 200 -
Amplituda sygnału sinusoidalnego (dlaRobc=100kQ) VsiN 0.2 0.22 *VCC
Zawartość harmonicznych w sygnale sinusoidalnym THD 1.5 3 %
30
m
20 kHz, przy dołączonym C3 równym 470 pF od 20 kHz do 250 kHz. Częstotliwość generowanych sygnałów w danym zakresie jest regulowana potencjometrem P1, który ustalając potencjał na nóżkach 7, 8 steruje pracą komparatorów mierzących napięcie na nóżce 10 US1. Sygnały wyjściowe są uzyskiwane kolejno na nóżkach:
2 - sygnał sinusoidalny;
3 - sygnał trójkątny;
9 - sygnał prostokątny.
Podstawowym sygnałem wytwarzanym przez układ jest przebieg trójkątny, z którego w układzie konwertera tranzystorowego tworzony jest przebieg sinusoidalny. Przebieg prostokątny jest pobierany z wewnętrznego układu przełączającego wyżej wymienione źródła prądowe. Stąd też bierze się jego przesunięcie względem pozostałych sygnałów o 90 stopni. Zależności czasowe i amplitudowe tych przebiegów przedstawiono na rysunku 2. Jak widać amplituda tych sygnałów nie jest identyczna i zależy od napięcia zasilania.
Ponieważ wyjście sygnału prostokątnego pracuje w układzie z otwartym ko-
lektorem, konieczne jest zastosowanie rezystora R3 podciągającego sygnał do napięcia zasilania. Z nóżki drugiej sygnał sinusoidalny podawany jest na potencjometr P4, przy pomocy którego można regulować amplitudę sygnału w granicach od 0 V do 1 4 V, i dalej na wejście nieod-wracające wzmacniacza US2. Sygnały prostokątny i trójkątny, podawane są na dzielniki napięcia odpowiednio R7, R8 i R5, R6 , które normują ich amplitudę do wartości ok. 3,3 V. Następnie poprzez przełącznik WŁ2, jeden z nich podawany jest na układ wzmacniacza wyjściowego, identyczny jak dla sygnału sinusoidalnego.
Potencjometr montażowy P2 służy do symetryzacji przebiegów i decyduje o współczynniku wypełnienia sygnału prostokątnego i kształcie pozostałych dwóch sygnałów. Regulując go można uzyskać na nóżce 9 układu przebieg prostokątny o zadanym współczynniku wypełnienia oraz na nóżce 3 przebieg piłok-ształtny. Jednak w takim przypadku następuje zniekształcenie przebiegu sinusoidalnego, który jest wytwarzany w układzie scalonym z przebiegu trójkątnego.
US1
SQOUT
ICL8038 TROUT FMBIAS SWOUT
TCAP V- SWA
PR1
o-
o-
C8 470/jF
i ru
C12 47/jF
GND
C9 470fiY'
-i- C11 -I- -"-
2 ril
C13 47/jF
Rys. 1 Schemat ideowy układu.
Tak więc przy pracy z sygnałem piły, nie ma możliwości korzystania z sygnału sinusoidalnego. Układ jest zasilany napięciem symetrycznym ą 1 5 V uzyskiwanym z dwóch stabilizatorów. Wartość napięcia zasilania może być obniżona aż do ą5 V, należy jednak pamiętać, że wiąże się to ze znacznym obniżeniem parametrów uzyskiwanych sygnałów. Następuje zmniejszenie zakresu regulacji, oraz zwiększają się czasy narostów zboczy dla przebiegu prostokątnego.
B Montaż i uruchomienie.
Układ ICL 8038 może być bezpośrednio wlutowany w płytkę. Potencjometr Pl, służący do regulacji częstotliwości musi mieć charakterystykę logarytmiczną. Ponieważ rezystor R4 ustala warunki pracy wyjściowego bufora sygnału sinusoidalnego i od jego wartości zależą zniekształcenia nieliniowe tego sygnału, dlatego zalecane jest (choć niekoniecznie) użycie rezystora z szeregu jednoprocento-wego.
Chcąc uzyskać inne zakresy częstotliwości generowanych sygnałów można w miejsce C2, C3 wstawić kondensatory o innych niż podane wartościach. Należy przy tym pamiętać, że im większa pojemność tym mniejsza częstotliwość. Po zmontowaniu, układ powinien pracować zaraz po podłączeniu napięcia zasilania. W celu uzyskania prawidłowego, symetrycznego przebiegu sinusoidalnego należy dokonać regulacji potencjometrem P2. Można tego dokonać na dwa sposoby. Przy odłączonym napięciu zasilania zmierzyć omomierzem rezystancję kolejno pomiędzy katodą diody Dl i nóżką 4 US1, oraz katodą i nóżką piątą. Obie rezystancje powinny być równe. Druga metoda wymaga posiadania oscyloskopu. Po włączeniu generatora, ustawiamy minimalną częstotliwość generowanego sygnału i mierzymy bezpośrednio na nóżce 9 ICL 8038 współczynnik wypełnienia sygnału prostokątnego, w razie konieczności dokonujemy regulacji potencjometrem P2. Następnie ustawiamy maksymalną częstotliwość i powtarzamy pomiar. Po tych czynnościach generator jest gotowy do pracy.
2/99
31
1,0 1,5 2,0
Napięcie na nóżce 9 US1
3,o t[ms]
1,0 1,5 2,0
Napięcie na nóżce 3 US1
2,5
3,0 t[ms]
1,0 1,5 2,0
Napięcie na nóżce 2 US1
2,5
3,o t[ms]
Rys. 2 Przebiegi sygnałów wyjściowych układu ICL 8038
I1 Uwagi końcowe
Prezentowany generator, nie jest jedynym możliwym zastosowaniem
ICL 8038. Układ ten może także pracować jako generator przestrajany napięciem (VCO), lub jako element pętli fazowej PLL. Bardzo duże możli-
"31
Półprzewodniki
US1
US2, US3
US4
US5
D1
PR1
Rezystory
R11, R14
R8
- ICL 8038
- OP-07
- LM78L15
- LM79L15
- 1N4148
-GB 008 1 A/100 V
-47 0/0,125 W -4,3 kQ/0,125 W
Kondensatory
R5 - 5,1 kQ/0,125 W
Inne
R3, R7 -15kfl/0,125W
R10, R13 -39 kfi/0,125 W
R4 -82kfi/0,125W
P1 - 100 kQ-B
P3, P4 - 100kQ-A
P2 - 1 kQTVP 1232
C3 - 470 pF/25 V KSF-020-ZM
C2 - 4,7 nF/25 V KSF-020-ZM
C10, C11 - 47 nF/50 V ceramiczny
C1 - 0,1 ,�F/63 V
C5, C7 - 220 nF/50 V ceramiczny
C12, C13 -47^F/16V
C4, C6 -100/iF/16V
C8, C9 -470/iF/25V
WŁ1.WŁ2 -miniaturowy przełącznik
bistabilny płytka drukowana numer 456
wości daje fakt przesunięcia sygnału prostokątnego względem sinusoidalnego o 90 stopni. Można to wykorzystać w celu uzyskania dwóch synchronicznych prostokątów przesuniętych o 90 stopni, podając sygnał sinusoidalny z wyjścia WY1 na komparator w konfiguracji detektora przejścia przez zero. Więcej informacji na temat ICL 8038 można uzyskać z noty aplikacyjnej firmy Harris Semiconductor, dostępnej w in-ternecie pod adresem: www.harris.com. Płytki drukowane wysyłane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 3,65 zł + koszty wysyłki. Niektóre podzespoty elektroniczne można zamawiać w firmie LARO - patrz IV strona okładki
Rys. 3 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
0 Rafał Brewka
32
Disko-błysko
Karnawał mamy w pełni, a jak karnawał to i zabawa. Właśnie z myślą o elektronikach bawiących się na karnawałowych zabawach przedstawiamy to śmiesznie brzmiące urządzenie dyskotekowe. Jest to po prostu inaczej potraktowana iluminofonia. Wielką zaletą układu jest to, że żarówki tworzące efekt świetlny pracują przy napięciu bezpiecznym tzn. 12 lub 24 V. Wszystkich tych, którzy chcą się bawić przy świetle zmieniającym się w takt muzyki zapraszamy do lektury.
zrealizowanego na drugim wzmacniaczu operacyjnym, wchodzącym w skład układu US2. Sygnał po wyprostowaniu trafia do układu całkującego R31 - C9, gdzie podlega filtracji ze składowych sygnału o wyższych częstotliwościach. Stała czasowa tego obwodu została dobrana w taki sposób, aby z jednej strony zapobiec przenikaniu składowych o wyższych częstotliwościach, a z drugiej nie tłumiła sygnatu z pożądanego zakresu częstotliwości. Sygnat po przefiltrowaniu trafia do wejścia układu US1. Układ LM391 6 to posiadający skalę logarytmiczną sterownik linijki lub punktu świetlnego. Umożliwia bezpośrednie podłączenie maksymalnie dziesięciu diod świecących.
W disko-btysko zamiast diod świecących zastosowano żarówki. Konieczne więc byto zastosowanie odpowiedniego konwertera i sterownika dla każdej z nich. Do dziesięciu wyjść układu US1 dołączono klucze tranzystorowe T11 - T20. Diody D1 -D10 gwarantują pewne zatykanie się tranzystorów T11 ^-T20. Funkcję elementów wykonawczych spełniają tranzystory typu MOSFETT1 -T10.
Przełącznik WŁ1 umożliwia zmianę sposobu wyświetlania ze słupka na pływający punkt.
Układ LM391 6 wytwarza własne napięcie referencyjne na nóżce 7 o wartości 9,2 V. Napięcie to, po podzieleniu w dzielniku R21 + R23 zostało również wykorzystane do polaryzacji wzmacniacza wstępnego oraz prostownika.
Napięcia stabilizowanego +12 V niezbędnego do poprawnej pracy części sterującej dostarcza stabilizator US3.
Napięcia stałego 12^-24 V zasilającego żarówki dostarcza prostownik PR1 wraz z kondensatorem C1.
Ś Montaż i uruchomienie
Czułość wejściowa układu wynosi ok. 100 mV. Może on zatem może współpracować z dowolnym wyjściem liniowym.
Urządzenie zostało przystosowane do współpracy z dowolnym źródłem sygnału akustycznego np. wyjściem liniowym lub wyjściem wzmacniacza mocy. Steruje dziesięcioma żarówkami tworząc efekt słupka lub wędrującego w takt muzyki punktu.
Ś Budowa i działanie
Schemat ideowy efektu dyskotekowego disko-błysko przedstawiono na rysunku 1.
Na wejściu urządzenia umieszczono wzmacniacz wstępny, którego wzmocnienie w paśmie 3 + 200 Hz (częstotliwości niosące informację o rytmie odtwarzanej muzyki) ustalone zostało na poziomie około 30 dB. Kondensatory C6 i C7 obcinają częstotliwości powyżej 100 Hz ma to na celu wyeliminowanie wpływu wyższych częstotliwości na pracę układu. Ponieważ elementami wykonawczymi są żarówki należy unikać zbyt szybkich zmian wyświetlania. W ten sposób disko-błysko będzie pracowało rytmicznie w takt wybijany na perkusji lub wygrywany na gitarze basowej.
Z wyjścia wzmacniacza wstępnego sygnał trafia do półokresowego prostownika
W takim przypadku w miejsce rezystora R24 montuje się zworę. Jeżeli urządzenie będzie sterowane z wyjścia wzmacniacza mocy, należy zmniejszyć wartość potencjometru P1 do 4,7 kL2 i wlutować rezystor R24 o wartości 47 kQ.
Żarówki podłączone do układu mogą być na napięcie 6, 12 lub 24 V. W zależności od napięcia pracy żarówek należy dobrać odpowiedni transformator. Jego moc powinna być zbliżona do sumarycznej mocy wszystkich żarówek, a zmienne napięcie wyjściowe w przybliżeniu powinno pokrywać się z napięciem zastosowanych żarówek. W zależności od napięcia zasilania należy zastosować kondensator elektrolityczny C1 na odpowiednie napięcie. Dla napięcia 6 i 12 V wystarczy kondensator na 1 6 V,
Rys. 3 Widok przykładowej obudowy
praktyczny
cldrtrorak 2/99
33
natomiast dla napięcia 24 V potrzebny bę- transformator można wykorzystać do zasila- nia np. do Rata 126p. Posiadają one uchwy-
dzie droższy kondensator na napięcie 40 V. nia części sygnałowej. ty do mocowania, ułatwiające wykonanie
Jeżeli do zasilania żarówek zostanie wy- Jako reflektory można gotowe światła w warunkach domowych całego zestawu
korzystane napięcie 12 V wówczas ten sam do roweru, lub też kompletne światła cofa- dziesięciu świateł.
Rys. 1 Schemat ideowy układu disko-błysko
34
N Ś N Ś N Ś N Ś II N Ś N Ś II N Ś N Ś II N Ś N
s/7?
/kaz elementói
Półprzewodniki
US1
US2
US3
T11^"
PR1
PR2
Rezystory
R31
R21
R22, R26
R23
R24*
-LM3916 -LM358 -LM78L12 -BUZ 11
- BC 547B
- 1N4148
-BR 104 10A/400V -GB 008 1 A/100 V
- 1 kL2/0,125 W
- 1,2kfi/0,125 W -2,2kfi/0,125 W -3,9 kfi/0,125 W
- patrz opis w tekście
Rys. 2 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
R25,
R27 Ś*Ś R30 - 100 kQ/0,125 W
P1-* - 47 kfi TVP 1232, patrz opis
w tekście Kondensatory
C6, C8 C7, C11 C4 C9
C2, C3 C5, C12
C10 C1* Inne WŁ1
- 10 nF/50 V ceramiczny
- 100 nF/50 V ceramiczny
- 1 fif/63 V MKSE-020
- 1 /*F/63 V
- 10/łF/25 V
- 22 fif/25 V
- 470 fif/25 V -4700^F/25 V
- przełącznik bistabilny
R11^R20 -5,1 kfi/0,125 W R1^R10 - 10kQ/0,125 W
Płytka drukowana numer 447
Maksymalny prąd pobierany przez każdą z żarówek może wynosić 4 A. Większa wartość nie jest wskazana, gdyż w momen-
cie zapalania żarówki której wtókno jest zimne prąd udarowy jestw przybliżeniu 5-HO razy większy od prądu nominalnego.
Tranzystory T1 ^-T10 nie wymagają stosowania radiatorów. Dodatkowego odprowadzenia depta może wymagać mostek prostowniczy PR1.
Należy pamiętać, że w przeciwieństwie do schematu ideowego żarówka Ż1 powinna być umieszczona na dole zestawu, gdyż właśnie ona zapala się jako pierwsza.
Płytki drukowane wysytane są za zaliczeniem pocztowym. Płytki można zamawiać w redakcji PE. Cena: 7,50 zt + koszty wysyłki.
0 Jerzy Tomasik
Elektronika w Internecie
W tym miesiącu scalaki, scalaki, scalaki. Tempo ich rozwoju niejednego może przyprawić o zawrót głowy. Są one coraz mniejsze, szybsze, a zarazem bardziej energooszczędne i niezawodne. Ze względu na cykl wydawniczy, w tym numerze nie mogliśmy jeszcze uwzględnić Waszych propozycji, napewno uczynimy to w następnym. Zachęcamy do pisania do nas na podany na końcu adres. Obiecujemy, że odpowiemy na każdy przysłany do nas list.
0,43 mm i są przewidziane do montażu powierzchniowego (za pomocą takich samych urządzeń, jakie służą do montażu powierzchniwego np. rezystorów).
Dal las Semiconductor wprowadziło na rynek precyzyjne komparatory napięcia ALD2302. Układy te mają bardzo wysoką impedancję wejściową - rzędzu 10 teraomów, pobierają prąd rzędu 1 OpA i są zasilane pojedynczym napięciem 4-12V,
Dallas Semicon-ductor rozpoczęło produkcję nowych cyfrowych czujników temperatu ry, Układ DS1721 oferuje dokładność ą1�C przy zakresie mierzonych temperatur od -10 do 85�C i rozdzielczości Q,0ó25�C. Szeregowy układ transmisji umożliwia odzczyt temperatury w słowach o długości od 9 do 12 bitów, a trzy linie adresowe mogą służyć do połączenia do dziesięciu termometrów w jedną sieć. DS1721 ma m,in, możliwość sygnalizowania zaprogramowanych temperatur. Znajdzie zastosowanie w twardych dyskach, sprzęcie medycznym, naukowym itp,
Dallas Se-miconduc-tor otworzyło nową f a b ry k ę produkującą układy
scalone w technologii 1-Wire�, opracowanej przez Dallas Semiconductor, Układy wyprodukowane w tej technologii mają wymiary np, 0,77 mm x 1,3 mm x
Alliance Semiconductor Corporation uruchomiło produkcję jednych z najbardziej energooszczędnych układów pamięci DRAM na świecie, pobierających 50 mA w trakcie pracy i mniej niż 80 /tA w trybie standby, co czyni je poważnymi konkurentami pamięci SRAM. Firma pracuje także nad pamięciami zasilanymi napięciem 1,8 V .
Analog Devices, Inc. rozpoczyna produkcję najmniejszego na świecie 14-bitowe-go przetwornika anlogowo-cyfrowego. Układ AD7894 umieszczny jest w 8-pino-wej obudowie typu SOIC, zakres sygnału wejściowego to ą10V, przetwornik zasilany jest pojedynczym napięciem 5 V, zawiera zintegrowane układy wzmacniacza track/hold, zegara oraz szybki układ transmisji szeregowej. Wyprowadzenia
układu mają taki sam rozkład, jak 12-bi-towego przetwornika AD7895,
Analog Devices rozpoczęło produkcję tanich wzmacniaczy operacyjnych (serii AD859x) o wysokich prądach wyjściowych (do 250 mA) i niskim poborze mocy (w trybie oszczędzania energii). Są one przeznaczone do pracy w telefonach komórkowych, słuchawkach oraz laptopach i palmtopach, a także urządzeniach telekomunikacyjnych.
Analog Devices zostało wybrane na preferowanego dostawcę układów scalonych przez firmę Emerson Electric, której roczna sprzedaż przekracza 1 3 bilionów dolarów,
Samsung Electronics Co.,Ltd., ukończyło prace nad układami MFL (mergec/-feh-memory-wlth-loglć), które łączą elementy pamięciowe typu Flash oraz urządzenia wykorzystujące te pamięci w jednym układzie scalonym. Zaprojektowano je głównie z myślą o m i krosy ste mach, oraz urządzeniach takich jak np. kamery cyfrowe. Układy MFL zasilane są napięciem 3,3 V, a czas dostępu wynosi 50 ns, Wytrzymałość układu to ponad 100 000 cykli, a dane mogą być przechowywane przez ponad 100 lat.
Harris Semiconductor razem z Zoom Telephonics mają zamiar wyprowadzić na szerszy rynek sieci WLAN (Wlreless Local Area Network), Produkty Zoom'a - ZoomAir PC Card NIC (Network Interface Card), ZoomAir ISA NIC oraz ZoomAir Access Point Software - będą oparte na DSSS PRISM� Radio Chip Set Harrisa, umożliwią transfer 2Mbps w paśmie 2,4 GHz przy zasięgu od 300 (wewnątrz budynków) do 1000 (na wolnym powietrzu) stóp, będą również zgodne z istniejącymi standartami kart sieciowych.
O Paweł Kowaiczuk O Marcin Witek e//[e-mail].p/
ELDRUK
ul. Kożuchowska 63
65-364 Zielona Góra, tel. [phone]
Nie wykonujemy pojedynczych egzemplarzy płytek drukowanych.
Produkcja obwodów drukowanych
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 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, GAL, WZMACNIACZE
OPERACYJNE, KOMPARATORY, TIME-RY, 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-ROM-y, KLAWIATURY, OBUDOWY, ZASILACZE, GŁOŚNIKI I INNE.
Programujemy EPROMy, FLASH/ EEPROMy, GALe, PALe, procesoiy 87.., 89.. oraz inne układy programowalne.
Na życzenie prześlemy ofertę. Możliwość sprzedaży wysyłkowej.
Sprzedam wobuloskop do 1 GHz tel. [phone]
INTERNET MOŻEtR
ZAKUPY W INTERNECIE CZĘŚCI ELEKTRONICZNE
G_^- Zakład EMftMlkl "CYFRONIKA" Lm," 3ft^ Kraków, ul.SąalMblci 43 *j� Ml. Mt-54-M tal Jfax 267-30-fO ^^� a-irallxyfronln9cyfranlaLconi.pl dnJtowuiy katalog baapfatnb
www.cyfronika.com.pl
LARO
tel.
(0-68) 32-44-984
LARO 9.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.
Samochodowy Wskaźnik z zegarkiem
i------------J
-vAłoiinltnHłłHli(4-lad):zMHrtkLCD ' wyn.B0M*ttc36otny:A-W.B-ittiJ.C-
Mu Itlmafr Samochodowy
PonluHmp ^fflp
U akulUlDon, wjm. ODjdDda CBAy; A - 11zł, II - B34 C - 94d
_--------------HultlmatrriDrzganaratoram
C ZpF..2mF: f BOHz.. 1 EHiKc O 5Hz. O.BM panta- diod I b tnnz.; Uat 4..SW0.1 A 14O1CEaQA1BłBS8łC1
pygy y
Automit Akwariowy lutonwi wł*anik dmm . �nntn
dtkł 13&1ł&60A13łB32tC67t
LICZIII k Impil ISOWtel. (a*x apw w Hi�uninito4i) - 7lkwita iinty Inp. da 700; mtttotmou Steanta rum tm Hmlij wyn. IIOidEhiSDjiMipA-iizt^B-Md.C-Sfcd �ny: A - płyta; B - płytła + ccq*d ł obu dna. C - nrmt ptyiłn + o
DF oą���3 bb7kii
od ni
Sklep internet o wy czynny 24 godziniMM(-dobę 7 d Zawsze aktualny katalog produktów na stronach 1 Zawsze dostępna pomoc techniczna i poszerzone opisy produ Wizytówka firmy (adresy, tgjefony, osoby odpowiedzialne) i Błyskawiczny kontakt przez pocztę elektroniczną |e-mail) , Twoi klienci znajdą Cię wcześniej niż Ty Ich (rejestracja w krajowych i światowych centrach wyszukiwawczych)
PForrucyjrw: ccrvy ód konrn roku ; --Skiep inbcmcCDW/ za jedyne 4W zj V VA IMiHia wlbrynn mtetnelnwa 1*0^+ UI
IMfihrtrwni C-n 141 71 U, 071 141 14 &S
I I

Jll
Decybel teoria i praktyka
Wszyscy interesujący się elektroniką zetknęli się w swojej praktyce amatorskiej z pojęciem decybela. Jednostka ta jest używana bardzo często do opisu: dynamiki, wzmocnienia, czułości, szerokości pasma, zysku energetycznego, poziomu sygnału. natężenia dźwięku, ciśnienia akustycznego i wielu innych wielkości. Artykuł ten ma na celu zapoznanie Czytelnika z tą jednostką.
W celu ułatwienia pomiarów i obliczeń różne wielkości fizyczne przedstawiane są w logarytmicznych jer nostkach względnych. Jednostka podstawowa jest be' [B], a jej pochodną, częściej używaną decybe' [dBl -jedna dziesiąta bela. Skala logarytmiczna jest wygodna z trzech powodów:
- umożliwia objęcie bardzo szerokiego zakresu wielkość mierzonych
-jest zbieżna ze skalą odczuwania zjawisk przez zmysn ludzkie (słuch, wzrok)
- ułatwia obliczenia zastępując mnożenie wielkości dodawaniem ich logarytmów
Cechą charakterystyczną tej skali jesl to, ze nit określa ona wartości bezwzględnej wielkości mierzonej a tylko podaje stosunek dwóch wielkości.
Matematyczną podstawą układu decybeiowego sa logarytmy dziesiętne. Punktem wyjścia w elektronice jest zaś stosunek mocy, obliczany ze wzoru:
PAW
N[dB]= 10 log -^
WY
Jeżeli moce Pi i Po są wydzielane na rezystancji o tej samej wartości, to możemy podać liczbę decybeli dia odpowiednich napięć i prądów:
W praktyce warunek równości rezystancji, na których wydziela się moc jest często świadomie pomijany, gdyż podstawowe znaczenie ma wartość napięcia, a nie mocy
Znak umieszczony przed liczbą decybeli informuje, która z wielkości mierzonych jest większa. W przv padku, gdy U\ > U2 t� stosunek tych napięć wyrażony w decybelach jest liczbą dodatnią, w przeciwnym wypadku zaś liczbą ujemną. Dla 6'j = U? liczba decyDeh wynosi zero.
Chcąc podać wartość bezwzględną jakiejś wieiko-ści elektrycznej (napięcie, moc, prąd) w dB posługujemy się odpowiednią jednostką odniesienia. Jest nią moc jednego miliwata 1 mW, wydzielająca się na rezystancji 600 omów. Przeliczając to na poziom napięcia odniesienia otrzymujemy wartość Uo=0,775V. Tak więc bezwzględny poziom napięcia Ux obliczamy ze wzoru:
Poziom ten jest często oznaczany w jednostkach dBm. Dla zilustrowania naszych rozważań przedstawimy
kilka przykładów:
Przykład 1
Oblicz*-1 wzmocnienia napięciowe wzmacniacza mocy. którego napijcie wejściowe wynosi t u;;, = ,r>00mV, napięcie wyjściowe
l:",,;=ir),8V.
ku = 20 log ^ = 20 log -LLL- =
= 2(1 log 31, (i = 'Mdli
Przykład 2
Podać bezwzględny poziom napięcia wejściowego 1 wyjściowego wzmacniacza z przy-
20iog 0, M', -;l. Sd!!
nwv[ 20 log 20.387 = 2G, 2dB
Różnica bezwzględnych poziomów napięć
wyjściowego i wejściowego powinna dać
wzmocnienie wzmacniacza w dB
h,""[(//Jl - i,u".[dB] = 26.2 - , --3,8) =
= Mdli
Otrzymana wartość wzmocnienia jest zgodna
z wynikiem przykładu pierwszego.
Jak juz wyżej pokazano na decybelach można wykonywać operacje dodawania 1 odejmowania algebraicznego, co odpowiada mnożeniu 1 azieieniu wielkości mierzonyc:.
Przykład ?,
P0111 i'x wzmocnieniu k"i=10dB 1 kU2=:ii'aii włączony jesl, dzielnik irzvM an'.:\; 1 n ^ ' 'lumienn1 tvu Ś. :=: 12dB. Obliczyć wypad k .we wzmocnienie układu
i -\2dll) - I4di
\0dli
n[dB] = 20 lo,
Ux\V] �r'o[V'J
Do obliczania wartości logarytmów najwygodniej stosować kalkulator inżynierski, lub w przypadku jego braku tabhce matematyczne, /-e wz^iedów praktycznych warto jeanaK zapamiętać pewne ivart.os,ci stosunków napięć wyrażone w cB
Ui/U^ [V/Vj U] !is-> [dB]
0,1 --23
0,316 10
0,5 -6
0,707 -3
1,414 +3
2 4-6
3.16 4-10
10 +20
Pamiętając te proste zależności łatwo obliczyć (w sposób przybliżony) np. wzmocnienie wzmacniacza.
dalszy ciąg tekstu na str. 16
PRAKTYCZ
PAŹDZIERNIK NR 3/92
SPIS TREŚCI
Decybel - teoria i praktyka...........................................................2
Detektor zera ..........................................................................4
Transkoder SECAM-PAL część II ...................................................5
Nietypowe zastosowania układu UAA 180 (A 277D) ...............................9
Analizator widma sygnału akustycznego ...........................................11
Korektor graficzny potencjometry elektroniczne ................................16
Automatyczny przełącznik sygnałów video ........................................19
Regulacja skosu głowicy w magnetofonie z wykorzystaniem miernika fazy ......21
W NASTĘPNYM NUMERZE:
Alarm samochodowy
Korektor graficzny - sterowanie elektroniczne
Ozdoby choinkowe
Pomiary napięć
Regulacja prądu podkładu w magnetofonach
Płytki drukowane wysyłane są w terminie do dwóch tygodni za zaliczeniem pocztowym. Koszt wysyłki 15000 zł.
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 997283-102847-136-61.
Ceny:
- 1 cm2 ogłoszenia ramkowego 6000 zł (najmniejsze ogłoszenie 15 cm2)
- ogłoszenia drobne do 40 słów 4000 zł za słowo
Redakcja nie ponosi żadnej odpowiedzialności za treść ogłoszenia.
Adres:
Redakcja "Praktyczny Elektronik"
ul. Olbrychta 10
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 3/1992
Detektor zera
Podczas odbioru programów radiowych UKF-FM istotnego znaczenia dla wysokiej jakości dźwięku i małych zniekształceń nieliniowych nabiera dokładne dostrojenie tunera do częstotliwości stacji nadawczej. Ma to na celu zapewnienie poprawnej pracy demodulatora FM. W przeciwnym wypadku wzrasta poziom harmonicznych nieparzystych, na które słuch ludzki jest szczególnie wrażliwy. Do precyzyjnego dostrojenia służą tzw. detektory zera.
Nazwa detektor zera pochodzi z czasów kiedy stosowano stosunkowe demodulatory FM. W takich demodulatorach w przypadku precyzyjnego dostrojenia się do częstotliwości stacji nadawczej składowa stała napięcia wyjściowego wynosiła 0 V. W nowoczesnych układach demodulatorów kwadraturowych napięcie stałe na wyjściu jest w przypadku dostrojenia równe napięciu referencyjnemu, dostępnemu z reguły na jednej z nóżek układu scalonego demodulatora. Tak więc układ służy do porównywania dwóch napięć stałych. Istotną sprawą jest też wskazanie, w którą stronę należy stroić radio, aby uzyskać stan dokładnego dostrojenia. Dostępność, oraz niska cena poczwórnych wzmacniaczy operacyjnych umożliwiły zaprojektowanie prostego, ale zarazem bardzo dokładnego detektora zera. Ciekawostką może być fakt, że do zbudowania układu wystarczą rezystory o dwóch wartościach.
Opis układu
Wzmacniacze operacyjne A i B pracują w układzie wzmacniaczy różnicowych. Wzmocnienie wzmacniacza A dla napięcia referencyjnego Ur doprowadzonego z demodulatora FM równe jest jedności, a dla napięcia pobieranego z potencjometru R2 wzmocnienie wynosi minus jeden. Tak więc na wyjściu wzmacniacza otrzymujemy napięcie równe: 1 � Ur + ( 1 � Uw) = Ur Uw- Napięcie to podawane jest na wejście wzmacniacza B, którego wzmocnienie wynosi minus jeden. Natomiast napięcie referencyjne podlega dwukrotnemu wzmocnieniu przez ten wzmacniacz. Zatem na wyjściu otrzymujemy napięcie równe: 1 -(Ur Uw) + 2-Ur =
Jak widać z powyższych wzorów napięcia na wyjściach wzmacniaczy operacyjnych A i B mają wartość napięcia referencyjnego Ur pomniejszonego i powiększonego o wartość napięcia Uw regulowanego potencjometrem #2-
Wyjścia wzmacniaczy operacyjnych A i B połączone są z układem dyskryminatora okienkowego zrealizowanego na wzmacniaczach C i D. Do dyskryminatora doprowadzone jest także napięcie pomiarowe (składowa stała) z wyjścia demodulatora FM w tunerze.
Jeżeli napięcie Up jest mniejsze od napięcia Ur Uw to wyjście wzmacniacza D jest w stanie
wysokim. Świeci wówczas dioda D3. W przypadku gdy napięcie Up jest większe od napięcia Ur + Uw, to wyjście wzmacniacza C jest w stanie wysokim, towarzyszy temu świecenie diody D2. W obu tych przypadkach tranzystor Tl jest w stanie nasycenia, co w efekcie daje brak świecenia diody Dl. Diody krzemowe D4 i D5 wraz z rezystorem R13 stanowią układ sumatora stanów na wyjściach wzmacniaczy operacyjnych C i D.
+ f2V
Up O
US
f
US
f
n
R-ys. 1 Schemat ideowy detektora zera
Dla wartości napięcia Up mieszczącego się w przedziale Ur Uw Układ sygnalizuje więc zapaleniem się diody Dl zrównanie się napięć Up i Ur z tolerancją zależną od wartości napięcia Uw. które może być regulowane potencjometrem R2. Ponadto diody D2 i D3 informują o tym, czy napięcie Up jest większe lub mniejsze od napięcia Ur.
Montaż i uruchomienie
Układ zmontowano na płytce drukowanej, na której przewidziano miejsce na wlutowanie diod Dl, D2, D3. Można je umieścić pionowo lub na płask lutując do "listków" od strony druku. Innym ciekawym rozwiązaniem jest zamontowanie diod we wskazówce tunera. Wystarczą wówczas cztery przewody do połączenia diod z płytką drukowaną, gdyż wszystkie diody mają katody na masie.
Zaznaczona na schemacie wartość rezystora R9 wynosi 5 kfi, jednakże taka wartość nie występuje w szeregu E24. Otrzymuje się ją łącząc równolegle dwa rezystory o wartości po 10 kfi każdy. Na płytce drukowanej przewidziano na nie miejsce.
Praktyczny Elektronik 3/1992
Rys. 2 Rozmieszczenie elementów
Podłączenia detektora zera do demodulatora FM zbudowanego na układzie scalonym TDA 1200 (UL 1200 CEMI) dokonuje się następująco. Wejście Ur łączymy z nóżką 10 układu TDA 1200, a wejście Up z nóżką 7. Potencjometrem R2 regulujemy napięcie Uw w taki sposób, aby czułość układu nie była zbyt duża tzn. aby strojąc tuner można było łatwo uzyskać stabilny stan świecenia diody Dl. Położenie diod D2 i D3 dobieramy eksperymentalnie, tak aby wskazywały właściwy kierunek strojenia tunera.
W przypadku montażu detektora zera do odbiornika z demodulatorem stosunkowym konieczne jest zastosowanie zasilania symetrycznego. Łączymy wtedy masę układu detektora zera z minusem zasilania, masę potencjometru R2 łączymy z masą tunera (koniecznie jest odpowiednie przecięcie ścieżek). Wejście Ur łączymy z masą tunera, a wejście Up z wyjściem demodulatora (składowa stała).
Rys. 3 Schemat płytki drukowanej
Wykaz elementów
usi
Tl Dl D2, D3
TL 084 (B 084D RFT) BC 238B (dowolny npn małej mocy łl2J > 200) elektroluminescencyjna dowolnego typu, kolor świecenia zielony elektroluminescencyjna dowolnego typu, kolor świecenia czerwony dowolna krzemowa np. BAVP 17
D4, D5
Rl, R3, R4, R5, R6,
R7, R8, R13, R14
R9
RIO, Rll, R12
R2
Cl
płytka drukowana numer 005 Płytka drukowana jest wysyłana za zaliczeniem pocztowym. Cena 2500 zł. + koszty przesyłki.
10 kfi (typ dowolny 0,125 W) 5 kft (patrz opis w tekście) 1 kil (typ dowolny 0,125 W) 10 kfż (typ TVP 1232 "stojący") 10 /iF/16V (typ 04/U)
I. K. O
Transkoder SECAM-PAL
Część JI
Montaż i uruchomienie
Układ transkodera zmontowano na płytce drukowanej rys. 1, na której zostawiono- miejsce na otwory przeznaczone do montażu w odbiorniku telewizyjnym. Wszystkie sygnały doprowadzane są do złącza Wl.
Uruchomienie rozpoczynamy od regulacji układu generującego impulsy supersandcastle (SSC). W zależności od polaryzacji impulsów powrotu linii H i ramki V występujących w odbiorniku telewizyjnym (parametry impulsów podane są w części pierwszej artykułu), na płytce transkodera (od strony druku) wykonujemy od-
powiednie zwory. Położenie tych zwor zaznaczono schematycznie na rys. 4. Po wykonaniu zwor łączymy transkoder z odbiornikiem telewizyjnym. Pomocne przy tym mogą być przykłady montażu przedstawione na rys. 3 i rys. 5. Należy przy tym pamiętać, że w telewizorach, które nie posiadają układu odtwarzania składowej stałej sygnału luminancji transkoder dołączamy tylko do toru chrominancji odbiornika, wyjście out L transkodera zostawiając wolne (patrz rys. 5).
Następnie do wejścia antenowego odbiornika (może też być wejście video) doprowadzamy dowolny sygnał w systemie PAL (nie wskazane jest korzystanie z sygnału pochodzącego z magnetowidu z uwagi na fluktuacje częstotliwości linii).
Praktyczny Elektronik 3/1992
Rys. 1 Schemat płytki drukowanej
inV inH 4- mFBJ&outch autL [% O.O O OjO O O
DL2
Rys. 2 Rozmieszczenie elementów
Do punktu pomiarowego MPl dołączamy wejście Y oscyloskopu. Oscyloskop synchronizujemy sygnałem powrotu linii H. Następnie potencjometrem P5 ustawiamy szerokość szpilki SC równą 4 fis, a potencjometrem P4 jej położenie względem impulsu wygaszania lini (podstawa imp. SC o szerokości 10 -f- 12/j.s). Szpilka SC powinna znajdować się w miejscu sygnału burst, który występuje w tylnej
części impulsu wygaszania linii. Poprawność położenia szpilki można obserwować dołączając na zmianę wejście oscyloskopu do punktu MPl i punktu in F6AS (złącze Wl transkodera). Podczas przełączania oscyloskopu nie wolno regulować podstawy czasu i układu synchronizacji, gdyż konieczne jest zachowanie wzajemnych zależności fazowych obserwowanych przebiegów.
Można też skorzystać z oscyloskopu dwukanałowego. W następnej kolejności potencjometrem P3 ustawiamy szerokość impulsu wygaszania ramki w sygnale SSC (punkt MPl) równą 1,2 ms. W przypadku odbiorników telewizyjnych, które posiadają generator impulsu SSC na płytce transkodera nie montujemy elementów układu wytwarzania tego impulsu.
Po wykonaniu powyższych czynności możemy przystąpić do strojenia układu transkodera. W tym celu do wejścia odbiornika telewizyjnego doprowadzamy sygnał pasów kolorowych w systemie SE-CAM. Jeżeli nie dysponujemy generatorem sygnałowym możemy skorzystać z obrazu kontrolnego TVP. Jednakże w takim przypadku obserwacje oscyloskopowe będą utrudnione.
Wejście Y oscyloskopu dołączamy do punktu pomiarowego MP2. Potencjometry Pl i P2 ustawiamy w pozycji środkowej. Regulując cewkami LI i L2 doprowadzamy do pojawienia się na ekranie oscyloskopu obrazu sygnałów różnicowych koloru B-Y i R-Y (rys. 7). Następnie strojąc cewką LI (deemfaza w.cz.) likwidujemy zwisy i przerosty występujące w sygnałach różnicowych. Cewką L2 i potencjometrem Pl sprowadzamy poziom czerni dla pasa białego i czarnego do poziomu wygaszania. Przy czym strojenie rozpoczynamy od sygnału różnicowego B-Y regulując cewką L2, a następnie regulujemy potencjometrem Pl poziom czerni sygnału R-Y. Regulacje te są wzajemnie zależne i konieczne jest ich kilkakrotne powtórzenie. Kolejność regulacji jest bardzo ważna.
Aby powyższe regulacje były dokładne wskazane jest użycie oscyloskopowej sondy RC o pojemności wejściowej < 5 pF. Jeżeli nie dysponujemy sondą, po całkowitym zestrojeniu transkodera może okazać się konieczne skorygowanie ustawienia cewki L2 i potencjometru Pl mające na celu uzyskanie prawidłowego balansu bieli dla sygnałów SECAM.
Praktyczny Elektronik 3/1992
METZ COLOP 6563
P306 C306
BILDMEISTEP CHA&SIS C100
T201 mFBAS outL
Śout P2O1\\ ch
0216
C203ą U 201
P217
TELEFUNKEN CHASSIS 712A
VL831
Z 712 L 5
TELEFUNKEN CMSSiS 615A1/A2/AI/BS
T860 m FBAS
9852 C851
out ch S
JL851
P869 ITT MŁAW Q725
1481
0529 . C537
BILDMEISTEP CHASSlS 100-20
out ch
inFJĄSl 0801 C801
i H sep T out L SHADP C1403G outch
P406U \L406 ^outL 1 2
syn scp
^ P415Jj)L 1CF401 FISHEfl FTH 356/366
Rys. 3 Przykłady montażu (chrom, i lum.)
Rys. 4 Łączenie zwor ąH. ąV, SC
Przy regulacji demodulatora SECAM (opisanej powyżej) oscyloskop można też podłączyć do wyjść sygnałów różnicowych dekodera PAL w odbiorniku telewizyjnym. Procedura regulacji nie ulega wtedy zmianie.
Częstotliwość pracy oscylatora lokalnego regulujemy trymerem TRI, który ustawiamy w pozycji środkowej między położeniami przy których na ekranie telewizora pojawia się obraz kolorowy. Innym sposobem jest metoda zdudnieniowa, w której na ekranie telewizora ustawia się kolorową płaszczyznę wolnozmienną przy rozwartej pętli PLL w dekoderze PAL.
Jeżeli po tej regulacji na ekranie telewizora widoczne będą zakłócenia interferencyjne tzw. mora (drobna siateczka nałożona na obraz), konieczne jest połączenie obudowy rezonatora kwarcowego z masą układu przy pomocy odcinka przewodu. Lutując przewód nie wolno dopuścić do przegrzania lub rozherme-tyzowania obudowy rezonatora.
Praktyczny Elektronik 3/1992
P201
P209
7252
0201
m FBAS ouf ch
]P204
C201
I f0Ą
TELEFUNKEH CHASSIS 711
r
Q1O6
FELEFUNKEN CHASSIS 712
11609 91610 C1610
cio9 UF8AS �di i L1611 JffM 1
LOEWE OPTA F1220-1295
C22 U22 ~~g/cP
C105
PHILIPS CHASSIS K12
7DA 2500
NOPBMENDE FFS CHASSIS FV, kalt 2
BAUNT
ZF DEM U230
oułch
FAPB V U260
PHILIPS CHASSIS K9
GPUNDIG SUPEPCOLOR
Rys. 5 Przykład montażu (chrom.)
>av i
JM...J1D 25yt0,5
12ja __| y y 1,2 ms
Sandcastte Supersandcast/e
Rys. 6 Impulsy SC i SSC
W przypadku kiedy nie możemy uzyskać obrazu kolorowego podczas kręcenia trymerem należy doświadczalnie dobrać wartość pojemności kondensatora C8. Podana na schemacie wartość obowiązuje przy stosowaniu rezonatorów produkcji polskiej firmy OMIG.
Na zakończenie przeprowadzamy regulację dopasowania lini opóźniającej DL2 cewkami L3 i L4 oraz, regulacje amplitudy sygnału bezpośredniego (P2). W tym celu dołączamy oscyloskop do wyjścia dekodera PAL
w OTVC (sygnał B-Y) i za pomocą L3, L4 i P2 doprowadzamy do stanu, wktórym przebiegi dla dwóch sąsiednich linii są identyczne. Następnie przeprowadzamy kontrolę identyczności przebiegów R-Y.
Jeżeli w górnej części obrazu na ekranie odbiornika brak jest koloru to likwidujemy to zjawisko (zbyt szeroki impuls wygaszania ramki SSC) przy pomocy potencjometru P3.
Tak zestrojony transkoder gotowy jest do pracy. Wykaz elementów
USl - TDA 3592A prod PHILIPS
Tl - BC 238B lub dowolny małej mocy
T2 - BD 135 (BD 137, 140)
T3-hT8 - BC 238A (nie stosować tranzystorów
o h2i > 150
Dl -f- D5 - dowolna krzemowa np. BAVP 17 -f- 21
D6 BZP683C11
Rl - 470 O/O.125 W
R2, R3, R24 - 5,1 kft/0,125 W
Praktyczny Elektronik 3/1992
R4, R6, R7, R13, R17,
R26, R27, R28, R30 - lkft/0,125W
R5, R12, R14 - 2 kO/0,125 W
R8, R9 - 390 fi/0,125 W
RIO - 560 Q/0,125 W
Rll - 750 fi/0,125 W
R15, R18, R21 - 22kfi/0,125W
R16 - 33 kft/0,125 W
R2O - 47 kQ/0,125 W
R22 6,8 kf2/O,125 W
R23 4,3 kf]/0,125 W
R25, R29 - 18 kf2/O,125 W
R31 240 fi/0,125 W
Cl, C18 - 1 /JF/63V typ 04/U
C2 - 100 pF typ KCPf
C3 - 390 pF/160 V typ KSF-020
C4 - 47 nF typ KFP
C5, C6, C14, C15, C23 100 nF/100 V
typ MKSE-018-02
G7 - 10//F/16 V typ 04/U
08 - 56 pF typ KCPf
C9 10 nF typ KFP
CIO, Cli, C12, C17 1 nF typ KFP
C13 - 180 pF TWP N47 typ KCPf
C16 33 pF typ KCP
C19, C21 - 22 nF typ KFP
C20 100 nF/16 V typ 04/U
C22 - 22 nF/100 V
typ MKSE-018-02
C24, C25 180 pF typ KCPf
C26 - 470 jzF/16 V typ 04/U
C27 - 120 pF typ KCPf
TRI - 7 KCD-7-7/30 pF/160 V
Pl, P2 - 1 kfi TVP 1232 "stojący"
P3 - 22 kQ TVP 1232 "stojący"
P4 100 kfi TVP 1232 "stojący1
PS - 47 kfi TVP 1232 "stojący"
DLI - LO-1 330 ns (LO-0 270 ns)
prod. TELPOD
DL2 - DL 711 prod. PHILIPS
LI - 7X7 419
L2 28 zwojów drutem CuL (f> 0,1 mm na
dowolnym rdzeniu cewek 7X7 serii 400
L3, L4 7X7 431 (7X7 460)
L5 - DR 1,5/10 uH
płytka drukowana numer 002
Płytka drukowana jest wysyłana za zaliczeniem pocztowym. Cena 10500 zł. + koszty przesyłki.
Poziotn /tygctszana
^Poziom czerni
Przebieg przed requbc/ą
Poziom y m^aaszania
Poziom czerni
Prawidłowy ptzebieg w punkcie HP2
Rys. 7 Przebiegi w punktach układu
D. C. O
Nietypowe zastosowanie układu UAA 180 (A 277D)
Rys. 1 Schemat płytki drukowanej układu z rys. 2
Układ scalony UAA 180 (zamiennik A277D prod. RFT) steruje pracą tzw. linijki diodowej złożonej maksymalnie z 12 diod świecących. Możliwe jest także wykorzystanie układu do punktowego zapalania diod (ang. floating point). Rozwiązanie takie przedstawiono na rys. 2.
Poziom napięcia przy którym zapala się pierwsza dioda określony jest napięciem końcówki 16 układu scalonego (tutaj 0V), a ostatniej diody napięciem końcówki 3.
Dzielnik napięcia złożony z rezystorów Rl i R2 pozwala na dobranie tego napięcia w zależności od potrzeb.
10
Praktyczny Elektronik 3/1992
Rys. 2 Schemat ideowy układu zapalania punktowego diod
Rys. 3 Rozmieszczenie elementów układu z rys. 2
03 nw � r\P6 rw rw r\p9 n�?nw/
Śf o-
f2V
HE Pi
01
T
) US1 UAA 180
02
T
BY/O
W
4)1-50
Rys. 4 Schemat ideowy układu "biegającej dziury"
Przy założeniu prądu dzielnika równego 0,5 mA i napięciu zasilania 12 V wartości rezystorów Rl i R2 oblicza się według wzorów:
R2 = 2 Ś U12 Rl = 24 - R2
gdzie U12 napięcie zapalania się ostatniej diody. Wartości napięcia podajemy w woltach, a rezystancji w kiloomach.
Na rys. 4 przedstawiono schemat układu sterującego " biegnącą dziurą" , tzn. świecą się wszystkie diody, za wyjątkiem jednej. Dioda D13 (BYP 401-50) ma na celu wyeliminowanie żarzenia się wygaszonej diody. Wartości rezystorów R3 -^ R14 należy dobrać w zależności od typu zastosowanych diod świecących. Nie powinny one mieć jednak wartości mniejszej niż 1 kfi.
W połączeniu z prostownikiem i układem logarytmu-jącym (układy te opublikujemy w następnych numerach PE) w oparciu o przedstawione schematy można zbudować prosty wskaźnik wy-sterowania.
Płytka drukowana wysyłana jest za zaliczeniem pocztowym.
Cena 3100 zł + koszt wysyłki (płytka z rys. 1) numer 007 Cena 5200 zł + koszt wysyłki (płytka z rys. 2) numer 008
Praktyczny Elektronik 3/1992
11
Rys. 5 R-ozmieszcenie elementów układu z rys. 4
R.ys. 6 Schemat płytki drukowanej układu z rys. 4
I. K. O
Analizator widma sygnału akustycznego
W ostatnich trzech latach wraz z falą zestawów elektroakustycznych produkcji zachodniej zalewającą nasz rynek mieliśmy okazję zapoznać się z nowymi elementami zestawów. Są nimi analizatory widma sygnału akustycznego. Proponujemy układ dziesięcio-kanałowego analizatora. Przyrząd ten może być także przydatny w pomiarach akustycznych. Zastosowanie analizatora do takich pomiarów opiszemy w odrębnym artykule.
Analizatory widma stanowią grupę urządzeń umożliwiających pomiar (kontrolę) poziomu dźwięku w całym paśmie akustycznym. Obrazowo można powiedzieć, że jest to połączenie razem kilku wskaźników wysterowa-nia, z których każdy wskazuje poziom sygnału o innej częstotliwości.
Zakres częstotliwości 20 Hz .. .20 kHz jest dzielony za pomocą filtrów pasmowych na dziesięć oktaw lub trzydzieści tercji. Wydzielone przez filtry sygnały podlegają wyprostowaniu półokresowemu, a w profesjonalnych analizatorach pełnookresowemu. Wyprostowane napięcia są następnie mierzone i wyświetlane na polu odczytowym zbudowanym w postaci słupków. Słupki
odpowiadają poszczególnym pasmom widma, a ilość świecących się diod w słupku określa poziom sygnału. Pomiar odbywa się w czasie rzeczywistym.
Opisywany analizator widma posiada dziesięć filtrów w odstępach co jedną oktawę, poczynając od częstotliwości 32 Hz. Wskaźnik poziomu sygnału zrealizowano na diodach świecących, po dziesięć diod dla każdej częstotliwości. Daje to łącznie sto diod. Urządzenie posiada także możliwość wyświetlania punktowego lub paskowego (patrz rys. 2). Dynamika wskazań jest regulowana i obejmuje zakres 10 dB . . .27 dB, rozdzielczość wynosi odpowiednio 1 dB .. .3 dB.
Opis układu
W analizatorze widma można rozróżnić dwa bloki funkcjonalne: układ filtrów i układ sterowania, umieszczone na odrębnych płytkach drukowanych.
Sygnał doprowadzony do gniazda wejściowego po przejściu przez potencjometr regulacji amplitudy i wtórnik emiterowy zostaje skierowany do wejść dziesięciu filtrów pasmowych. Wtórnik emiterowy zapewnia małą impedancję wyjściową konieczną do prawidłowej pracy filtrów.
12
Praktyczny Elektronik 3/1992
Rys. 1 Schemat ideowy analizatora widma
Praktyczny Elektronik 3/1992
13
32Hz 64Hz fflHz 250Hz 500Hz
32 f/z 64Hz 025f/z 25OHz 500Hz
Rys. 2 Rodzaje wyświetlania poziomu sygnału
Rys. 3 Schemat ideowy zasilacza
OO IOOO lOOO IOOO I0OO
0000 Yl OD00 VI 0000 VI 0000 Yl 0 000
Rys. 4 Schemat płytki drukowanej układu filtrów
Filtry zbudowano na popularnych wzmacniaczach operacyjnych fi/K 741, zapewniają one wzmocnienie ok. 20 dB dla częstotliwości środkowych, oraz dobroć 2. Zaprojektowanie filtrów o lepszych parametrach (bardziej selektywnych) nie nastręcza większych trudności, ale wykonanie ich wymaga pracyzyjnych elementów o tolerancjach poniżej 1%. Jak powszechnie wiadomo elementy takie są trudno dostępne. Ponadto proponowane rozwiązanie fiiirów pozwoliło na unifikację rezystorów potrzebnych do ich rezlizacji.
Na wyjściu filtrów znajdują się półokresowe prostowniki sygnału. Rezystory Rp określają czasy narostu napięcia na kondensatorach prostownika.
Układ scalony US11 pracuje jako źródło napięciowe polaryzujące wejścia wzmacniaczy operacyjnych pracujących w układach filtrów. Pozwoliło to zasilać układ analizatora napięciem o jednej polaryzacji.
Wyprostowane napięcia doprowadzane są do multipleksera analogowego zbudowanego na układach kluczy (USl5-=-US16). Zastosowanie multipleksowania sygnałów pozwoliło ograniczyć liczbę dekoderów poziomu z dziesięciu, co wynika z liczby filtrów, do jednego.
Zasada wyświetlania multiplekso-wego jest następująca. Każdemu filtrowi przyporządkowana jest jedna kolumna wyświetlacza składająca się z dziesięciu diod świecących. Układ US14 steruje kolejno wyborem kolumn włączając równocześnie odpowiedni klucz analogowy, który doprowadza napięcie z prostownika do detektora poziomu US12. Detektor poziomu wy-sterowuje odpowiednią liczbę diod świecących w aktywnej kolumnie.
Układ US14 jest licznikiem John-sona zliczającym do dziesięciu impulsy pochodzące z generatora zbudowanego na popularnym układzie tajmera 555. W cyklu zliczania impulsów na wyjściach układu US14 pojawia się kolejno stan wysoki. Na pozostałych wyjściach panuje wtedy stan niski. Tranzystory T2-^T21 pracują w układach kluczy włączających odpowiednie kolumny diod. Mała wydajność prądowa wyjść układu US14 (układ serii CMOS 40XX) zmusiła do zastosowania stopni Darlingtona.
W przypadku gdy stan wysoki na nóżce 1 US14 spowoduje włączenie poprzez tranzystory T2 i Tli kolumny diod oznaczonej jako "32 Hz" sygnał sterujący ST1 włącza też klucz analogowy łączący filtr o częstotliwości środkowej 32 Hz z detektorem poziomu US14. Doprowadza to w efekcie do wyświetlenia przez kolumnę diod poziomu napięcia o częstotliwości 32 Hz.
14
Praktyczny Elektronik 3/1992
/& 5 5 5 5 5 5 5 5 ł
Rys. 5 Schemat płytki drukowanej układu sterowania
�
r
E* Of D" Bf C* B
Rys. 6 Rozmieszczenie elementów układu filtrów
Potencjometr P3 służy do regulacji stałej czasowej rozładowywania kondensatorów Co. Wpływa to na szybkość wygaszania wskazań przy spadku sygnału wejściowego. Rozładowanie kondensatorów ma przebieg prawie liniowy gdyż są one podłączone do masy układu, a potencjometr rozładowujący je podłączony jest do napięcia referencyjnego Ure/.
Napięcie referencyjne doprowadzono także do detektora poziomu. Poprzez regulację tego napięcia potencjometrem P2 uzyskuje się odpowiednią dynamikę wskazań analizatora, tzn. stosunek amplitud sygnałów, które powodują zapalenie się pierwszej i ostatniej diody w kolumnach.
Charakterystyka przetwarzania układu US14 ma charakter logarytmiczny, o poziomach zapalania diod decydują napięcia doprowadzone do nóżek 8 (góra) i 4 (dół).
Tranzystory T22-^T31 pracują jako wzmacniacze wierszy pola odczytowego. Jasność świecenia diod można dobrać zmieniając wartość rezystorów Rq. Rezystor R4 służy do wygaszenia pierwszego (dolnego na polu odczytowym) wiersza diod przy braku sygnału.
Przełącznik Wl umożliwia zmianę sposobu wyświetlania wskazań z punktowego na ciągły.
Analizator zawiera czułe na zakłócenia układy analogowe i układy cyfrowe pracujące impulsowo. Dlatego też wymagane jest staranne prowadzenie mas i zasilania. Na rys. 3 przedstawiono schemat zasilacza, w którym rozdzielono zasilanie części analogowej (+A) i cyfrowej (+C).
Montaż i uruchomienie
Układ zmontowano na dwóch płytkach drukowanych rys. 4 i 5. Masy płytek powinny być prowadzone oddzielnie do zasilacza. Połączenia płytek między sobą są zaznaczone na schemacie ideowym jako punkty A*-^ J* i Ure/. Na płytce sterowania należy dodatkowo wykonać połączenia (przewodem izolowanym) sygnałów sterujących ST1 H- ST10 wychodzących z układu US14 z wejściami kluczy analogowych US15 H- US17.
Obie płytki drukowane można połączyć ze sobą za pomocą odcinków drutu 00.5 wlutowanych w otwory w narożnikach płytek. Tak zmontowany układ umieszczamy pionowo za płytką diod świecących.
Do montażu diod można wykorzystać uniwersalną płytkę drukowaną. W następnym numerze przedstawimy kilka propozycji takich płytek. Na rys. 7 pokazano sposób montażu diod świecących, tak aby utworzyć z nich matrycę, która jest narysowana na schemacie ideowym.
Przełącznik Wl można zamontować na płycie czołowej urządzenia.
Przy budowie stereofonicznego analizatora widma można pominąć na jednej płytce sterowania układy US13
Praktyczny Elektronik 3/1992
15
Rys. 7 Sposób montażu diod wyświetlacza
i US14 wraz z elementami współpracującymi, oraz tranzystory T2 -r- T21. Korzystamy wtedy z sygnałów sterujących ST1 -f- ST10 drugiego kanału, które doprowadzamy do wejść sterujących kluczy analogowych.
Wyprowadzenia z kolumn diod świecących łączymy równolegle (kolumna 32 Hz lewego z kolumną 32 Hz prawego kanału itd.). Z uwagi na to, że przez tranzystory T12 -j- T21 płynie prąd diod obu kanałów, należy je wymienić na tranzystory BDP 281.
Uruchomienie układu polega na ustawieniu potencjometrem P2 napięcia referencyjnego równego 2,1 V. Następnie ustawiamy potencjometr Pl tak, aby maksymalny poziom sygnału wejściowego powodował zapale-
nie się trzeciej diody licząc od góry. Takie ustawienie poziomu maksymalnego zostawia "zapas" dwóch diod świecących na wskazanie przesterowania toru akustycznego.
Potencjometrem P3 regulujemy "szybkość" wygaszania diod, by wskaźnik nie "zachowywał się zbyt nerwowo". Jeżeli zakres regulacji będzie zbyt mały można wylutować rezystor R5.
Dla większości sygnałów akustycznych wskazania ich poziomu z dynamiką 27 dB (co odpowiada wartości napięcia referencyjnego 2,1 V) są mało efektowne. Dlatego też można zmniejszyć doświadczalnie dynamikę wskazań zwiększając napięcie referencyjne. W żadnym wypadku nie wolno zmniejszać tego napięcia poniżej 2 V, grozi to nieprawidłową pracą wzmacniaczy operacyjnych w układach filtrów.
Dynamikę wskazań Dw obliczamy wg. wzoru:
Dw - 20 log Ś
[dB],
gdzie:
UraO:; - napięcie wejściowe powodujące zapalenie się ostatniej (górnej) diody
Umin - napięcie wejściowe powodujące zapalenie się pierwszej (dolnej) diody
Otrzymany wynik dzielimy przez 9 (odpowiada to liczbie odstępów między diodami). Otrzymujemy w ten sposób wartość o jaką różnią się poziomy zapalania sąsiednich diod. Trzecią od góry diodę oznaczamy jako 0 dB, a pozostałe oznaczamy wartością wynikającą z rozdzielczości i położenia diody w kolumnie. IMp. dla Dw=9 dB mamy 9 dB/9=l dB; kolejne oznaczenia przy diodach (od dołu) mają wartość: -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, +1, +2 dB. O decybelach patrz też artykuł na str. 2.
Wykaz elementów
+ 600
OdB -3d& -bób -9 db -12db -15db
�
W T2D W T18 T17 Ti6 715 T14 T1Z T/2� -------------------------------------....._.. }/lr-,mr-,m

�
Rys. 8 Rozmieszczenie elementów układu sterowania
Rl - 47 kfi/0.125 W
R2 - 100 kfi/0,125 W
R3 - 1 kft/0,125 W
R4 - 3 kn/0,125 W
R5 - 20 kft/0,125 W
R6 - 6,2 kfi/0,125 W
R7 - 18 kfl/0,125 W
R8 - 33 kft/0,125 W
R9 - 15 kfi/0,125 W
RIO - 10 kfi/0,125 W
Ro - 3,6 kfi/0,125 W
RF - 470 fi/0,125 W
Rx - 62 kfi/0,125 W
Rs - 10 kfi/0,125 W
Rd - 56 fi/0,5 W
Cl - 47 /iF/16V typ 04/U
C2 - 100 /JF/16V typ 04/U
C3 - 10 /xF/16V typ 04/U
C4 - 10 /jF/16V typ 04/U
C5 - 10 H?/\6V typ 04/U
C6 - 22 /JF/16V typ 04/U
C7 - 22 nF typ KFP