Схема микросхемы – Схемы для начинающих радиолюбителей | Простые и рабочие схемы!

МИКРОСХЕМЫ

В этой статье мы поговорим о микросхемах, какие типы бывают, как устроены и где используются. Вообще, в современной электронной технике трудно найти устройство, в котором бы не использовались микросхемы. Даже самые дешёвые китайские игрушки задействуют различные планарные, залитые компаундом чипы, на которые возложена функция управления. Причём с каждым годом они становятся всё более сложными внутри, но более простыми в эксплуатации и меньшими по размерам, снаружи. Можно сказать, что идёт постоянная эволюция микросхем. Фото цифровой микросхемы    Микросхема представляет собой электронное устройство или его часть способную выполнять ту или иную задачу. Если бы потребовалось решить такую задачу, которую решают многие микросхемы, на дискретных элементах, на транзисторах, то устройство, вместо маленького прямоугольника размерами 1 сантиметр на 5 сантиметров, занимало бы целый шкаф, и было бы намного менее надежным. А ведь так выглядели вычислительные машины ещё пол-сотни лет назад! Электронный шкаф управления – фото    Конечно, для работы микросхемы недостаточно просто подать питание на неё, необходим еще так называемый “обвес”, то есть те вспомогательные детали на плате, вместе с которыми микросхема сможет выполнять свою функцию. Обвес микросхемы – рисунок    На рисунке выше красным выделена сама микросхема все остальные детали – это её “обвес”. Очень часто микросхемы при своей работе нагреваются, это могут быть микросхемы стабилизаторов, усилителей, микропроцессоров и других устройств. В таком случае чтобы микросхема не сгорела её нужно прикрепить на радиатор. Микросхемы, которые при работе должны нагреваться, проектируются сразу со специальной теплоотводящей пластиной – поверхностью, находящейся обычно с обратной стороны микросхемы, которая должна плотно прилегать к радиатору. Фото микросхемы со стороны крепления к радиатору    Но в соединении даже у тщательно отшлифованных радиатора и пластины, все равно будут микроскопические зазоры, в результате которых тепло от микросхемы будет менее эффективно передаваться радиатору. Для того чтобы заполнить эти зазоры применяют теплопроводящую пасту. Ту самую, которую мы наносим на процессор компьютера, перед тем как закрепить на нем сверху радиатор. Одна из наиболее широко применяемых паст, это КПТ–8.  Паста КПТ-8    Усилители на микросхемах можно спаять буквально за 1-2 вечера, и они начинают работать сразу, не нуждаясь в сложной настройке и высокой квалификации настраивающего. Отдельно хочу сказать про микросхемы автомобильных усилителей, из обвеса там иногда бывает буквально 4-5 деталей. Чтобы собрать такой усилитель, при определенной аккуратности, не требуется даже печатная плата (хотя она желательна) и можно собрать все навесным монтажем, прямо на выводах микросхемы. Усилитель собранный навесным монтажем    Правда, такой усилитель после сборки лучше сразу поместить в корпус, потому, что такая конструкция ненадежна, и в случае случайного замыкания проводов можно легко спалить микросхему. Поэтому рекомендую всем начинающим, пусть потратить немного больше времени, но сделать печатную плату.  Регулируемый стабилизатор напряжения на микросхеме    Регулируемые блоки питания на микросхемах – стабилизаторах даже проще в изготовлении, чем аналогичные на транзисторах. Посмотрите, сколько деталей заменяет простейшая микросхема LM317:    Микросхемы на печатных платах в электронных устройствах могут быть припаяны как непосредственно, к дорожкам печати, так и посажены в специальные панельки.  Панелька под дип микросхему – фото    Разница заключается в том, что в первом случае для того чтобы нам заменить микросхему нам придется её предварительно выпаять. А во втором случае, когда мы посадили микросхему в панельку, нам достаточно достать микросхему из панельки, и её можно с легкостью заменить на другую. Типичный пример замены микропроцессора в компьютере. ПК Socket-478 процессора    Также, к примеру, если вы собираете устройство на микроконтроллере на печатной плате, и не предусмотрели внутрисхемное программирование, вы сможете, если впаяли в плату не саму микросхему, а панельку, в которую она вставляется, то микросхему можно достать и подключить к специальной плате программатора.  Вид платы программатора с панельками    В таких платах уже впаяны панельки под разные корпуса микроконтроллеров для программирования. Аналоговые и цифровые микросхемы    Микросхемы выпускаются различных типов, они могут быть как аналоговыми так и цифровыми. Первые, как становится ясно из названия, работают с аналоговой формой сигнала, вторые же работают с цифровой формой сигнала. Аналоговый сигнал может принимать различную форму. Аналоговый сигнал рисунок    Цифровой сигнал это последовательность единиц и нулей, высокого и низкого уровня сигналов. Высокий уровень обеспечивается подачей на вывод 5 вольт или напряжения близкого к этому, низкий уровень это отсутствие напряжения или 0 вольт.  Цифровя форма сигнала рисунок    Существуют также микросхемы АЦП (аналогово – цифровой преобразователь) и ЦАП (цифро – аналоговый преобразователь) которые осуществляет преобразование сигнала из аналогового в цифровой, и наоборот. Типичный пример АЦП используется в мультиметре, для преобразования измеряемых электрических величин и отображения их на экране мультиметра. На рисунке ниже АЦП – это черная капля, к которой со всех сторон подходят дорожки.  Фото АЦП мультиметра Микроконтроллеры    Сравнительно недавно, по сравнению с выпуском транзисторов и микросхем, был налажен выпуск микроконтроллеров. Что же такое микроконтроллер?  Микроконтроллер в Dip корпусе    Это специальная микросхема, может выпускаться как в Dip так и в SMD исполнении, в память которой может быть записана программа, так называемый Hex файл. Это файл откомпилированной прошивки, которая пишется в специальном редакторе программного кода. Но мало написать прошивку, нужно перенести, прошить, её в память микроконтроллера.  Программатор – фото    Для этой цели служит программатор. Как многим известно, есть много разных типов микронтроллеров – AVR, PIC и другие, для разных типов нам требуются разные программаторы. Также существует и множество программаторов, каждый сможет найти и изготовить себе подходящий по уровню знаний и возможностей. Если нет желания делать программатор самому, то можно купить готовый в интернет магазине или заказать с Китая. Микроконтроллер в SMD корпусе    На рисунке выше изображен микроконтроллер в SMD корпусе. Какие же плюсы есть в использовании микроконтроллеров? Если раньше, проектируя и собирая устройство на дискретных элементах или микросхемах, мы задавали работу устройства путем определенного, часто сложного соединения на печатной плате с использованием множества деталей. То теперь нам достаточно написать программу для микроконтроллера, которая будет делать тоже самое программным путем, зачастую быстрее и надежнее, чем схема без применения микроконтроллеров. Микроконтроллер представляет собой целый компьютер, с портами ввода – вывода, возможностью подключения дисплея и датчиков, а также управление другими устройствами. Фото роботов на автоматизированной линии    Конечно усовершенствование микросхем на этом не остановится, и можно предположить, что лет через 10 возникнут действительно микросхемы от слова “микро” – невидимые глазу, которые будут содержать миллиарды транзисторов и других элементов, размерами в несколько атомов – вот тогда действительно создание сложнейших электронных устройств станет доступно даже не слишком опытным радиолюбителям! Наш краткий обзор подошёл к концу, с вами был  AKV.    Форум по МК    Обсудить статью МИКРОСХЕМЫ

radioskot.ru

Обозначение радиоэлементов на схемах | Практическая электроника

В этой статье мы рассмотрим обозначение радиоэлементов на схемах.

С чего начать чтение схем?

Для того, чтобы научиться читать схемы, первым делом, мы должны изучить как выглядит тот или иной радиоэлемент в схеме. В принципе ничего сложного в этом нет. Вся соль в том, что если в русской азбуке 33 буквы, то для того, чтобы выучить обозначения радиоэлементов, придется неплохо постараться. 

До сих пор весь мир не может договориться, как обозначать тот или иной радиоэлемент либо устройство. Поэтому, имейте это ввиду, когда будете собирать буржуйские схемы. В нашей статье мы будем рассматривать наш российский ГОСТ-вариант обозначения радиоэлементов

Изучаем простую схему

Ладно, ближе к делу. Давайте рассмотрим простую электрическую схему блока питания, которая раньше мелькала в любом советском бумажном издании:

Если вы не первый день держите паяльник в руках, то для вас с первого взгляда сразу все станет понятно. Но среди моих читателей есть и те, кто впервые сталкивается с подобными чертежами. Поэтому, эта статья в основном именно для них.

Ну что же, давайте ее анализировать.

В основном, все схемы читаются слева-направо, точно также, как вы читаете книгу. Всякую разную схему можно представить в виде отдельного блока, на который мы что-то подаем и с которого мы что-то снимаем. Здесь у нас схема блока питания, на который мы подаем 220 Вольт из розетки вашего дома, а выходит уже с нашего блока постоянное напряжение. То есть вы должны понимать, какую основную функцию выполняет ваша схема. Это можно прочесть в описании к ней.

Как соединяются радиоэлементы в схеме

Итак, вроде бы определились с задачей этой схемы. Прямые линии – это провода, либо печатные проводники, по которым будет бежать электрический ток. Их задача – соединять радиоэлементы.

Точка, где  соединяются три и более проводников, называется узлом. Можно сказать, в этом месте проводки спаиваются:

Если пристально вглядеться в схему, то можно заметить пересечение двух проводников

Такое пересечение будет часто мелькать в схемах. Запомните раз и навсегда: в этом месте провода не соединяются и они должны быть изолированы друг от друга. В современных схемах чаще всего можно увидеть вот такой вариант, который уже визуально показывает, что соединения между ними отсутствует:

Здесь как бы один проводок сверху огибает другой, и они никак не контактируют между собой.

Если бы между ними было соединение, то мы бы увидели вот такую картину:

Буквенное обозначение радиоэлементов в схеме

Давайте еще раз рассмотрим нашу схему.

Как вы видите, схема состоит из каких-то непонятных значков. Давайте разберем один из них. Пусть это будет значок R2.

Итак, давайте первым делом разберемся с надписями. R  – это значит резистор. Так как у нас он не единственный в схеме, то разработчик этой схемы дал ему порядковый номер “2”. В схеме их целых 7 штук.  Радиоэлементы в основном нумеруются слева-направо и сверху-вниз. Прямоугольник с чертой внутри уже явно показывает, что это постоянный резистор с мощностью рассеивания  в 0,25 Ватт. Также рядом с ним написано 10К, что означает его номинал в 10 Килоом. Ну как-то вот так…

Как же обозначаются остальные радиоэлементы?

Для обозначения радиоэлементов используются однобуквенные и многобуквенные коды. Однобуквенные коды  – это группа, к которой принадлежит тот или иной элемент. Вот основные группы радиоэлементов:

А – это различные устройства (например, усилители)

В – преобразователи неэлектрических величин в электрические и наоборот. Сюда могут относиться различные микрофоны, пьезоэлементы, динамики и тд. Генераторы и источники питания сюда не относятся.

С – конденсаторы

D – схемы интегральные и различные модули

E – разные элементы, которые не попадают ни в одну группу

F – разрядники, предохранители, защитные устройства

G – генераторы, источники питания, кварцевые генераторы

H – устройства индикации и сигнальные устройства, например, приборы звуковой и световой индикации

K – реле и пускатели

L – катушки индуктивности и дроссели

M – двигатели

Р – приборы и измерительное оборудование

Q – выключатели и разъединители в силовых цепях. То есть в цепях, где “гуляет” большое напряжение и большая сила тока

R – резисторы

S – коммутационные устройства в цепях управления, сигнализации и в цепях измерения

T – трансформаторы и автотрансформаторы

U – преобразователи электрических величин в электрические, устройства связи

V  – полупроводниковые приборы

W – линии и элементы сверхвысокой частоты, антенны

X – контактные соединения

Y – механические устройства с электромагнитным приводом

Z – оконечные устройства, фильтры, ограничители

Для уточнения элемента после однобуквенного кода идет вторая буква, которая уже обозначает вид элемента. Ниже приведены основные виды элементов вместе с буквой группы:

BD – детектор ионизирующих излучений

BE – сельсин-приемник

BL – фотоэлемент

BQ – пьезоэлемент

BR – датчик частоты вращения

BS – звукосниматель

BV – датчик скорости

BA – громкоговоритель

BB – магнитострикционный элемент

BK – тепловой датчик

BM – микрофон

BP – датчик давления

BC – сельсин датчик

DA – схема интегральная аналоговая

DD – схема интегральная цифровая, логический элемент

DS – устройство хранения информации

DT – устройство задержки

EL – лампа осветительная

EK – нагревательный элемент

FA – элемент защиты по току мгновенного действия

FP – элемент защиты по току инерционнго действия

FU – плавкий предохранитель

FV – элемент защиты по напряжению

GB – батарея

HG – символьный индикатор

HL – прибор световой сигнализации

HA – прибор звуковой сигнализации

KV – реле напряжения

KA – реле токовое

KK – реле электротепловое

KM – магнитный пускатель

KT – реле времени

PC – счетчик импульсов

PF – частотомер

PI – счетчик активной энергии

PR – омметр

PS – регистрирующий прибор

PV – вольтметр

PW – ваттметр

PA – амперметр

PK – счетчик реактивной энергии

PT – часы

QF – выключатель автоматический

QS – разъединитель

RK – терморезистор

RP – потенциометр

RS – шунт измерительный

RU – варистор

SA – выключатель или переключатель

SB – выключатель кнопочный

SF – выключатель автоматический

SK – выключатели, срабатывающие от температуры

SL – выключатели, срабатывающие от уровня

SP – выключатели, срабатывающие от давления

SQ – выключатели, срабатывающие от положения

SR – выключатели, срабатывающие от частоты вращения

TV – трансформатор напряжения

TA – трансформатор тока

UB – модулятор

UI – дискриминатор

UR – демодулятор

UZ – преобразователь частотный, инвертор, генератор частоты, выпрямитель

VD – диод, стабилитрон

VL – прибор электровакуумный

VS – тиристор

VT – транзистор

WA – антенна

WT – фазовращатель

WU – аттенюатор

XA – токосъемник, скользящий контакт

XP – штырь

XS – гнездо

XT – разборное соединение

XW – высокочастотный соединитель

YA – электромагнит

YB – тормоз с электромагнитным приводом

YC – муфта с электромагнитным приводом

YH – электромагнитная плита

ZQ – кварцевый фильтр

Графическое обозначение радиоэлементов в схеме

Постараюсь привести самые ходовые обозначения элементов, используемые в схемах:

Резисторы и их виды

а) общее обозначение

б) мощностью рассеяния 0,125 Вт

в) мощностью рассеяния 0,25 Вт

г) мощностью рассеяния 0,5 Вт

д) мощностью рассеяния 1 Вт

е) мощностью рассеяния 2 Вт

ж) мощностью рассеяния 5 Вт

з) мощностью рассеяния 10 Вт

и) мощностью рассеяния 50 Вт

Резисторы переменные

Терморезисторы

Тензорезисторы

Варисторы

Шунт

Конденсаторы

a) общее обозначение конденсатора

б) вариконд

в) полярный конденсатор

г) подстроечный конденсатор

д) переменный конденсатор

Акустика

a) головной телефон

б) громкоговоритель (динамик)

в) общее обозначение микрофона

г) электретный микрофон

Диоды

а) диодный мост

б) общее обозначение диода

в) стабилитрон

г) двусторонний стабилитрон

д) двунаправленный диод

е) диод Шоттки

ж) туннельный диод

з) обращенный диод

и) варикап

к) светодиод

л) фотодиод

м) излучающий диод в оптроне

н) принимающий излучение диод в оптроне

Измерители электрических величин

а) амперметр

б) вольтметр

в) вольтамперметр

г) омметр

д) частотомер

е) ваттметр

ж) фарадометр

з) осциллограф

Катушки индуктивности

а) катушка индуктивности без сердечника

б) катушка индуктивности с сердечником

в) подстроечная катушка индуктивности

Трансформаторы

а) общее обозначение трансформатора

б) трансформатор с выводом из обмотки

в) трансформатор тока

г) трансформатор с двумя вторичными обмотками (может быть и больше)

д) трехфазный трансформатор

Устройства коммутации

а) замыкающий

б) размыкающий

в) размыкающий с возвратом (кнопка)

г) замыкающий с возвратом (кнопка)

д) переключающий

е) геркон

Электромагнитное реле с разными группами контактов

Предохранители

а) общее обозначение

б) выделена сторона, которая остается под напряжением при перегорании предохранителя

в) инерционный

г) быстродействующий

д) термическая катушка

е) выключатель-разъединитель с плавким предохранителем

Тиристоры

Биполярный транзистор

Однопереходный транзистор

Полевой транзистор с управляющим PN-переходом

Моп-транзисторы

IGBT-транзисторы

Фото-радиоэлементы

Фоторезистор

Фотодиод

Фотоэлемент (солнечная панель)

Фототиристор

Фототранзистор

Оптоэлектронные приборы

Диодная оптопара

Резисторная оптопара

Транзисторная оптопара

Тиристорная оптопара

Симисторная оптопара

Кварцевый резонатор

Датчик Холла

 

Микросхема

Операционный усилитель (ОУ)

Семисегментый индикатор

Различные лампы

а) лампа накаливания

б) неоновая лампа

в) люминесцентная лампа

Соединение с корпусом (массой)

Земля

Продолжение

www.ruselectronic.com

Схемы

Ночник на светодиодах, т.е. его схема, представлен на рисунке ниже:

В схеме на рисунке 1 применены сверхяркие белые светодиоды (HL1 ÷ HL4), используемые в ручных фонарях, светильниках и лампах. Каждый светодиод светится при напряжении около 3,6 вольта. Так для четырёх светодиодов, включённых последовательно, необходимо напряжение порядка 14,4 вольта.

Требуемое напряжение питания ночника на светодиодах обеспечивает стабилитрон VD5, питаемый от бестранформаторного выпрямителя, состоящего из гасящих элементов C1, R1, R2 и выпрямительного моста на диодах VD1 ÷ VD4. Включение ночника осуществляется при помощи фоторезистора RK1, управляющего ключом на транзисторе VT1.

При обычном дневном освещении фоторезистор RK1 имеет низкое сопротивление, порядка 100 ÷ 200* Ом, что надежно удерживает транзистор VT1в закрытом состоянии. При наступлении сумерек его сопротивление увеличивается, а смещение на базе транзистора начинает повышаться, пока не подойдет к порогу открывания транзистора. При достижении порога открывания, транзистора открывается и включает светодиоды HL1 ÷ HL4. При наступлении светлого времени суток, сопротивление фоторезистора уменьшается, а светодиоды гаснут. Настройка порога включения ночника на светодиодах производится резистором R3.

В схеме ночника на светодиодах (Рис. 1) применены следующие детали: конденсатор С1 – любой на напряжение не менее 400 вольт, диоды VD1 ÷ VD4 на напряжение не менее 400 вольт и на ток больше 400 мА, транзистор VT1 типа КТ503Г или ему подобный, стабилитрон VD5 на напряжение 16 ÷ 18 вольт или составленный из двух на нужное напряжение, конденсатор С2 на напряжение 50 вольт.

Ночник на светодиодах конструктивно может иметь любой подходящий полупрозрачный (матовый) корпус. Важно, чтобы фоторезистор имел прозрачный защитный глазок (лучше с линзой) на корпусе конструкции.

Если нет фоторезистора, то схему можно упростить, а включение ночника на светодиодах производить при необходимости переключателем, как показано на схеме ниже (Рис.2):

Схема выпрямителя такая же, как и в предыдущей схеме на рисунке 1. Необходимость установки стабилитрона в схеме на рисунке 2 отпадает, так как светодиоды в известном смысле сами являются стабилизаторами.

www.radiolub.ru

РАДИОСХЕМЫ

Схема и описание генератора Тесла по типу VTTC на лампе ГУ-81 и МОТ трансформаторе от микроволновой печки. 10.11.2019 Прочитали: 1078 Как собрать простой USB-переключатель нескольких портов (один вход от ПК и несколько выходов). 02.11.2019 Прочитали: 4750 Сайт простые интересные радиосхемы, посвящён как профессионалам, занимающимся проектированием и сборкой сложных электронных цифровых устройств, так и радиолюбителям новичкам, делающим первые шаги в электронике, старающимся понять принцип действия радиодеталей – транзисторов, микросхем, pic и avr контроллеров. На сайте размещаются только проверенные радиосхемы простых светодиодных эффектов, сигнализаций и блоков питания. Большой раздел содержит описание металлоискателей всех популярных самодельных моделей – Терминатор, Tracker PI-2, Шанс и конечно же знаменитый volksturm, со сборки которого начинается путь многих радиолюбителей, специализирующихся на сборке аппаратуры для кладоискательства. Для начинающих шпионов мы собрали большую коллекцию проверенных схем жучков и радиомикрофонов – на транзисторах и специализированных микросхемах. Все схемы снабжены рисунками печатных плат и подробным описанием настройки передатчика. Следует помнить, что мощный ФМ жучек может создавать помехи вещательным FM радиостанциям, поэтому старайтесь чтить законодательство. Актуальной проблемой на сегодняшний день является вопрос выбора и эксплуатации зарядных устройств. Сейчас практически любая электронная переносная аппаратура, в том числе и мобильные устройства, имеет аккумуляторное питание. При этом типы, вольтаж и другие параметры АКБ могут сильно отличаться. Поэтому сборка самодельного универсального зарядного устройства будет вполне оправдана, особенно в случае поломки редкого штатного, не встречающегося в продаже. В наш век научно технического прогресса, когда развитие электроники и радиотехники всё более миниатюризируется, обязательным будет освоение работы с микроконтроллерами популярных серий pic и avr. На МК ATmega можно создать небольшие и очень функциональные приборы, которые имели бы габариты в 10 раз больше, если сделать их на транзисторах и обычных цифровых микросхемах. Простые программаторы, основы прошивки микроконтроллеров и интересные схемы на pic16f84 – всё это есть на сайте радиосхемы. Несмотря на большое количество других радиотехнических ресурсов для начинающих – радиокот, паяльник, радиолоцман, мы стараемся наиболее качественно и быстро знакомить вас с полезными схемами и новинками радиотехники. Прогресс не стоит на месте, и вот уже такая традиционная сфера, как освещение, стало меняться и усовершенствоваться с каждым годом. За каких-то неполных 10 лет, лампа накаливания претерпела эволюцию сначала в люминесцентную, а потом и светодиодную. Как выбрать или сделать самому светодиодную лампочку, светильник или фонарик – смотрите в разделе светодиоды. А если у вас возникнет вопрос по поиску нужной принципиальной схемы или настройке работы устройства, собранного своими руками – обращайтесь на форум, где наши модераторы быстро и профессионально проконсультируют вас по любым радиолюбительским вопросам.

radioskot.ru

Применение цифровых микросхем | HomeElectronics

Всем доброго времени суток! В предыдущих постах я рассказывал о логических элементах – «кирпичиках» слагающих фундамент цифровой техники и об их назначениях. В этом посте я расскажу более подробно о применении цифровых микросхем содержащих логические элементы.

Простейшие схемы

Первая схема представляет собой простейший пробник для прозвонки электрических цепей. С помощью данного пробника можно определить надёжность электрического контакта, найти обрыв в цепи, проверить исправность резисторов и полупроводниковых диодов и транзисторов.

Схема пробника для прозвонки электрической цепи.

Опишем его работу. При разомкнутых щупах ХТ на входах логического элемента DD1 относительно общего провода устанавливается высокий логический уровень напряжения. Соответственно на выходе элемента DD1 будет низкий логический уровень, при этом светодиод VD1 не будет гореть. Если щупы замкнуть между собой, то на входе DD1 будет низкий логический уровень, а на выходе – высокий. Светящийся диод сообщит о том, что выходы замкнуты между собой. Таким образом, при подключении щупов к исправной цепи будет загораться светодиод, а если светодиод не горит – значит, в цепи имеется обрыв.

Следующая схема, представленная ниже, представляет собой логический пробник. Предназначенный он для определения логического уровня напряжения в электрических цепях цифровых устройств.

Схема логического пробника.

В исходном состоянии на входах логического элемента DD1 и выходе DD2 устанавливается высокий логический уровень, соответственно светодиод VD1 горит. При включении светодиодов в цепь с высоким логическим уровнем светодиод VD1 продолжает гореть, а когда на входе DD1 появится низкий логический уровень, то светодиод VD1 соответственно погаснет.

Дальнейшее повествование о применении цифровых микросхем не возможно без знания внутреннего устройства цифровых ТТЛ и КМОП микросхем и их передаточных характеристиках.

Внутреннее устройство цифровых микросхем ТТЛ

Все семейства цифровых микросхем, основываются на базовых логических элементах. Для всех микросхем семейства ТТЛ таким элементом является элемент 2И-НЕ, который имеет следующее внутреннее устройство. Ниже показано схема элемента 2И-НЕ и его переходная характеристика

Схема базового элемента ТТЛ 2И-НЕ и его переходная характеристика.

На входе элемента стоит многоэмиттерный транзистор VT1, затем усилительный каскад на транзисторе VT2 и двухтактный выходной каскада на транзисторах VT3, VT4.

Опишем работу логического элемента 2И-НЕ. В исходном состоянии входное напряжение не превышает 0,5 В, а эмиттерный переход транзистора VT1 открыт, данного напряжения не достаточно для перевода коллекторного перехода в открытое состояние, то же относится и к эмиттерным переходам транзисторов VT2, VT4. Поэтому данные транзисторы закрыты, а транзистор VT3 – открыт, напряжением, поступающим с R2. Диод VD3 оказывается открытым и на выходе элемента напряжение составляет примерно 3…4 В (точка А). Когда начинается увеличиваться напряжение на эмиттерах VT1, то транзистор VT2 начинает открываться, а транзистор VT3 плавно закрываться (участок А – Б). Дальнейшее увеличение напряжения на входном транзисторе приводит к тому, что транзистор VT2 ещё больше открывается, напряжение на R3 тоже возрастает и открывается транзистор VT4. В результате, эмиттерный переход транзистора VT4 шунтирует резистор R3, и транзистор VT2 резко открывается, а напряжение на выходе элемента уменьшается. В этот момент (участок Б – В) все транзисторы открыты и находятся в активном режиме. Если продолжать увеличивать входное напряжение, то транзисторы VT2 и VT4 перейдут в режим насыщения (участок В – Г), а транзистор VT3 закроется и значение выходного напряжения станет равным напряжению насыщения транзистора VT4, а ток будет ограничен резистором R4.

Участок Б – В переходной характеристики можно использовать для обработки аналоговых сигналов, в данном режиме переходная характеристика обладает высокой линейностью и максимальной потребляемой мощностью.

Внутреннее устройство цифровых микросхем КМОП

Так же как и в ТТЛ семействе, КМОП микросхемах базовым элементом является 2И-НЕ, внутреннее устройство которого показано ниже

Схема базового элемента КМОП 2И-НЕ и его переходная характеристика.

В данном логическом элементе работают комплементарные полевые транзисторы. Транзисторы с каналом р-типа (VT1, VT2) подключены к положительному проводнику источника питания, с каналом n-типа (VT3, VT4) соединены последовательно.

При входном напряжении 2 В и менее транзисторы VT1 и VT2 открыты, так как напряжение на участках затвор – исток (при напряжении питания 9 В) составляет не менее 7 В. Напряжение на таких же участках транзисторов VT3 и VT4 оказывается недостаточным для их открывания, поэтому на выходе элемента будет напряжение, почти равное напряжению питания, то есть около 9 В (точка А). По мере увеличения входного напряжения транзисторы начинают открываться, а VT1 и VT2 закрываться. На участке А – Б этот процесс происходит сравнительно плавно, а на участке Б – В он ускоряется и наиболее линеен. В точке В транзисторы VT1 и VT2 почти полностью закрыты, а VT3 и VT4 открыты. Выходное напряжение в этом случае невелико и при дальнейшем увеличении входного напряжения до уровня источника питания оно стремиться к нулю (точка Г).

Логический элемент в линейном режиме

Использование логических элементов цифровых микросхем для работы с аналоговыми сигналами возможно лишь в случае, если их режим выведен в линейный или близкий к нему. Так в линейном режиме ТТЛ элемент эквивалентен усилителю к коэффициентом усиления 10 … 15 (примерно 20 дБ), а элемент КМОП – усилителю с коэффициентом усиления 10 … 20 (20 … 26 дБ).

Вывод логического элемента в линейный режим: слева-направо током, напряжением, обратной связью.

Для вывода логического элемента на линейный участок применяют различные способы. Один из них основан на включении на входе элемента ТТЛ резистора R. Этот резистор вызовет ток, который будет протекать через эмиттерный переход входного транзистора элемента ТТЛ. Изменяя сопротивление внешнего резистора, можно изменять напряжение на выходе элемента, то есть изменять положение его рабочей точки на передаточной характеристике. Для элементов ТТЛ сопротивление такого внешнего резистора составляет от 1 кОм до 3 кОм. Однако такой способ не применим для КМОП микросхем, так как они работают без выходных токов (есть токи утечки, но они малы и нестабильны).

Второй способ вывода логического элемента на рабочий режим может быть подача на вход соответствующего напряжения, например с помощью резистивного делителя. Так, для элементов ТТЛ середина линейного участка передаточной характеристики соответствует входное напряжение 1,5…1,8 В, а для КМОП 3…6 В (при напряжении питания 9 В). Для разных логических элементов это напряжение не одинаково, поэтому его подбирают опытным путём. Номиналы входных резисторов выбирают таким образом, что бы входные токи элементов не влияли на напряжение, снимаемое с резистивного делителя.

Третий способ, является наиболее эффективным, для этого создают отрицательную обратную связь (ООС) по постоянному току между входом и выходом элемента, благодаря чему рабочая точка автоматически поддерживается на требуемом участке передаточной характеристики и не требуется тщательного подбора внешних резисторов. Этот способ реализуется для логических элементов с инверсией входного сигнала: НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ.

Сопротивление резистора в цепи ООС выбирают исходя из обеспечения элементу необходимого входного тока. Для элементов КМОП оно составляет от нескольких килоом до десятков мегаом, а для ТТЛ – от десятков Ом до 1 кОм. Но применение ООС снижает коэффициент усиления элемента.

Усилители на логических элементах

Для использования логических элементов в качестве усилителей сигналов необходимо вывести рабочую точку на линейный участок передаточной характеристики. Основные характеристики таких усилителей приведены в таблице ниже.

Серия	Схема вывода в линейный режим	КУС, дБ	Fmax, МГц	Рпотр мВт	Uвых, В	Rвх, кОм	Rвых, кОм	R1, кОм	R2, кОм
К155	OOC	18	40	20	1,2	0,6	0,05	0,68	0,68
	Ток	21				0,8		1,9	—
К176	ООС	25	5,5	5 … 20	1,5	0,4	0,05	7,5	5,1
	Ток	17	3 … 4		5,0	3,5	6	6,2	4
561	OOC	25				1000	7	1000	1000

Схема простейшего усилителя на элементе ТТЛ приведена ниже. Регулировка усилителя сводится к установке подстроечным резистором R1рабочей точки элемента на середине линейного участка передаточной характеристики.

Простейший усилитель на ТТЛ элементе

Недостатком простых усилителей является невысокое входное сопротивление, что ограничивает область их применения. К тому же коэффициент усиления небольшой. Устраняется данный недостаток использованием совместно с транзисторами. Коэффициент усиления повышается включением последовательно нескольких каскадов. Кроме того, цифровая микросхема содержит несколько идентичных элементов, это позволяет создавать многоканальные усилители. Примером может служить схема показанная ниже. Основные характеристики усилителя: коэффициент усиления – 50; выходное сопротивление 50 Ом, входное сопротивление 5 кОм, верхняя граничная частота 40 МГц.

Схема усилителя с транзистором на входе

Элементы КМОП также можно использовать для усилителей, схема одного из ни приведена ниже. Общий недостаток усилителей на элементах КМОП – высокое выходное сопротивление. Устранить его можно установкой на выходе логического элемента эмиттерного повторителя на транзисторе и включения его в цепь ООС.

Схемы усилителей на элементах КМОП.

Пороговые устройства на логических элементах

Пороговые устройства, называемые компараторами, предназначены для преобразования аналогового сигнала в цифровую информацию. Простейшим пороговым устройством является триггер Шмитта, который описан в этом посте. Кроме формирования импульсов и восстановлении цифровых сигналов, пороговые устройства применяют в аналогово – цифровых преобразователях, генераторах импульсов различной формы.

Схема порогового устройстван на логических элементах.

По большёму счёту логический элемент является сам пороговым устройствам, однако его передаточная характеристика не совсем линейна. Для повышения линейности передаточной характеристики логического элемента, его необходимо охватить положительной обратной связью (ПОС) по постоянному току через резистор R2. В таком случае он превращается в своеобразный триггер Шмитта с возможностью регулирования пороговых напряжений. Ширина петли гистерезиса (разность между пороговыми напряжениями) зависит от соотношения номиналов резисторов R1 и R2. От этих же резисторов зависит и чувствительность. При увеличении R2 и уменьшении R1 чувствительность повышается, а ширина петли гистерезиса уменьшается. Для микросхем ТТЛ сопротивление R1 = 0,1 … 2 кОм, а R2 = 2 … 10 кОм. Пороговые устройства на КМОП элементах отличаются высокой экономичностью, а недостатком является низкая чувствительность. Для КМОП микросхем R1 – несколько десятков килоом, а R2 – несколько сотен килоом.

Генераторы на логических элементах

Цифровые микросхемы нашли широкое применение в схемах различных генераторов с частотами от долей герца до десятков мегагерц и самой различной формой импульса. Вообще генераторы представляют собой усилительный каскад или несколько, который охвачен частотно-зависимой обратной связью. В качестве таких цепей используют RC-, LC-, RLC-цепи, а также пьезокерамические и кварцевые резонаторы.

Ниже показана схема генератора с RC частотно-зависимой цепью. Работа данного генератора связана с процессами зарядки-разрядки конденсатора С1 через резистор R1.

Схема RC-генератора

В данной схеме генератора через резистор R1 осуществляется ООС, которая выводит логический элемент в линейный режим, а через конденсатор С1 осуществляется частотно-зависимая ПОС. В таком генераторе используются как ТТЛ-элементы, так и КМОП. Сопротивление резистора R1 выбирается также как и для усилительного каскада с ООС, а емкость конденсатора – в зависимости от требуемой частоты колебаний. Частоту генерации можно определить по приближенной формуле

[math]F \approx \frac{0,7}{RC}[/math]

При работе такой генератор вырабатывает прямоугольные импульсы со скважностью примерно равной 2. Максимальная частота генерации ограниченна величиной задержки переключения логических элементов, так для КМОП микросхем максимальная частота составляет 2 … 4 МГц, а для ТТЛ – несколько десятков МГц.

С помощью цифровых микросхем можно также получить генератор синусоидального сигнала, для этого в качестве частотно-задающей цепи необходимо использовать LC-контур. Схема такого генератора приведена ниже.

Схема LC-генератора

В качестве частотно-зависимой связи применяются как последовательный так и параллельный колебательный контур, но в любом случае частота колебаний будет соответствовать формуле Томпсона

[math]F=\frac{1}{2 \pi \sqrt{LC}}[/math]

Сопротивление резистора R1 выбирается также как и для усилительного каскада.

Недостатком вышеописанных генераторов является невысокая стабильность генерируемой частоты. Для её повышения применяются пьезокерамические и кварцевые резонаторы, включая их в цепи обратной связи вместо конденсатора или колебательного контура.

Схема генератора с кварцевой стабилизацией частоты

В данной схеме кварцевый резонатор ZQ1 применён в цепи обратной связи, конденсатор С2 служит для подавления паразитной генерации на частотах отличных от частоты кварцевого резонатора. Конденсатором С1 можно в небольших пределах подстроить частоту генерации. Величину конденсатора С2 выбирают ориентировочно: 1 нФ для частоты 10 МГц, 10 нФ для частоты 1 МГц. Конденсатор С1 может иметь значение от единиц пФ до нескольких нФ в зависимости от частоты кварцевого резонатора. Для повышения стабильности частоты на выходе генератора полезно будет установить буферный каскад на логическом элементе.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

www.electronicsblog.ru

Схемы для начинающих

Ещё один вариант изготовления лазерного излучателя средней мощности из обычного пишущего привода для компакт дисков. 24.01.2018 Читали: 13552   Вашему вниманию представляется сборник оригинальных принципиальных схем различной степени сложности. Профессионалы найдут здесь схемы металлоискателей и устройств на микроконтроллерах, переделку импульсных блоков питания от компьютера в регулируемые лабораторные БП или мощные зарядные устройства. Практические радиосхемы генераторов, преобразователей напряжения, измерительной техники. Любителям ретро, придётся по вкусу подборка схем, посвящённых ламповым усилителям, а сторонники современной элементарной базы, найдут для себя УНЧ на микросхемах TDA, STK и LM. Для начинающих радиолюбителей мы предлагаем простые схемки мигалок, генераторов звуковых эффектов и ФМ радиожучков. Даже серьёзное радиоустройство можно собрать используя минимум деталей, так как современная электроника переходит на специализированные малогабаритные микросхемы. Это увлекательное занятие даёт возможность спаять полезный прибор или интересную электронную игрушку, устройства измерения и автоматики. Радиолюбительское творчество нашло сотни тысяч сторонников во всех странах мира, объединяя талантливых людей и стирая границы. Все размещённые принципиальные электросхемы проверены, о чём свидетельствуют подробные фотографии и видео работы устройств. Мы не публикуем сборники из тысяч схем со всего интернета – лишь испытанные и работоспособные устройства занимают место на нашем сайте. Следует учитывать, что сборка один к одному не гарантирует исправную и надёжную работу электронных приборов. В процессе номиналы радиосхем могут отличаться от тех, что указаны в статьях. Так что приобретайте паяльник, припой, фольгированный стеклотестолит и приступайте к созданию своих, или повторению уже испытанных схем. Если возникают проблемы с поиском радиодеталей, и нужных компонентов нет в продаже в вашем городе вспомните, что на дворе 21-й век, и многие покупки делаются в интернет магазинах, доставка из которых вам на дом будет стоить дешевле, чем вы думаете. А более подробно про сборку и настройку той или иной схемы читайте на нашем форуме по схемотехнике.

Снижение расхода топлива в авто Ремонт зарядного 6-12 В Солнечная министанция Самодельный ламповый Фонарики Police Генератор ВЧ и НЧ

elwo.ru

УКВ ПРИЁМНИК НА МИКРОСХЕМЕ

   Каждому начинающему радиолюбителю хочется собрать не только интересное в сборке и работающее устройство, но и полезное. Сегодня я расскажу, как сделать недорогой FM приёмник на микросхеме TA8164P по упрощённой схеме. Микросхему TA8164P можно заменить на более дешевую TA2003 (CD2003), но качество приёма упадёт в разы. Далее приведена схема приёмника:

Схема радиоприёмника диапазона УКВ на ta8164

Схема радиоприёмника диапазона УКВ на ta2003

   Как вы уже заметили, в схеме нет переменного конденсатора, он заменён на пару варикапов и переменное сопротивление. В данном приёмнике сопротивление нужно использовать переменное многооборотное, но в моём случае стоит подстроечный многооборотный резистор. Можно применить такие типы:

 

   Варикап КВ109 можно использовать с любым буквенным обозначением, я использовал КВ109А (с белой точкой). Цоколевка варикапа (ножка со стороны маркировки является анодом, а ножка со стороны выпуклой метки – катодом):

   Если внимательно посматреть на схему – элементы с маркировкой 10,7 МГц, отличаются между собой количеством выводов. Элемент с двумя выводами можно назвать кварцевым резонатором, но его правельнее называть фильтром дескриминатора. Элемент с тремя выводами – радиочастотный фильтр. Эти элементы рекомендуется использовать фирмы Murata.

   Катушка L1 мотается в количестве 11 витков, проводом 0.5 мм, на полом каркасе (при намотке можно использовать сверло) диаметром 2.5 мм. L2 – 10 витков, проводом 0.5 мм, на том же каркасе. Данный приёмник имеет очень низкую выходную мощность, которой хватает только на высокоомный (40-60 Ом) наушник, по этому нужно использовать УНЧ.

   Печатная плата для данного устройства очень проста, её можно нарисовать и маркером. На рисунке приведена печатная плата устройства, которую можно скачать из архива.

   Плата УКВ радиоприёмника в сборе:

   Все интересующие вас вопросы можно обсудить на форуме. С вами был Пономарёв Артём (stalker68), до новых встреч!

   Форум по РП

   Обсудить статью УКВ ПРИЁМНИК НА МИКРОСХЕМЕ

radioskot.ru