archive.org...Tyrystory itriakicz.2 Parametrynapiciowe....

SJ v

PRAKTYCZNYRH

ISSN 1232-2628

JO*si

s U

zy r-

—"Z,

ih

X

iTI

il

luty

nr 2 ’98v"

lh

lst\

k:

a

J X-

Waa o\ \~~_y

il\

aDOO a^ \l M n\

hmk:

iK DO \mzd V._rS.iho

K\

DOJ V V

Tyrystory i triaki cz. 2

Parametry napiciowe.

Powtarzalne szczytowe napicie blokowania U Drm- najwiksza chwilowa warto napicia blokowania.Powtarzalne szczytowe napicie wsteczne Urrm- najwiksza chwilowa warto napicia wstecznego(dotyczy tylko tyrystorów).

Parametry prdowe.

redni prd przewodzeni Ij(av)- redni prd przewodzenia jednego okresu napiciaprzemiennego.

Skuteczny prd przewodzenia Ij(rms)-skuteczny prd przewodzenia jednego okresunapicia przemiennego.

Niepowtarzalny szczytowy prd przewodzenia I TSm- prd przewodzenia powodujcy przekroczeniemaksymalnej dopuszczalnej temperatury zczai wynikajcy ze sporadycznych zakócew obwodzie. Warto tego prdu okrelana jest dlasinusoidalnego przebiegu prdu (kt przewodzenia180 stopni, pojedynczy impuls o czasie trwania

1 Oms).

Parametr przecieniowy l2t

- parametr okrelajcy zaleno pomidzy chwilowwartoci niepowtarzalnego prdu przewodzeniai dopuszczalnym czasem przewodzenia tego prdu.

Parametry obwodu bramkowego.

Prd bramki przeczajcy Igt- najmniejsza warto prdu przewodzenia bramkiniezbdna do przeczenia tyrystora lub triaka zestanu blokowania do stanu przewodzenia.

Napicie bramki przeczajce Ugt- napicie bramki niezbdne do spowodowaniaprzepywu prdu przeczajcego bramki.

Parametry diody LED optotriaków.

Napicie wsteczne maksymalne UrM- maksymalna warto napicia starego przyoonegodo diody w kierunku zaporowym nie powodujcegojej uszkodzenia.

Napicie przewodzenia maksymalne U FM-warto spadku napicia powstajcego na diodziepodczas przepywu maksymalnego prduprzewodzenia.

Prd przewodzenia maksymalny I Fm- maksymalna warto prdu staego przepywajcegoprzez diod w kierunku przewodzenia niepowodujcego jej uszkodzenia.

Prd przewodzenia przeczajcy l Fj-najmniejsza warto prdu staego przepywajcegoprzez diod w kierunku przewodzenia niezbdna doprzeczenia optotriaka ze stanu blokowania do stanuprzewodzenia.

Napicie probiercze izolacji U|so- warto napicia przemiennego o czstotliwoci 50lub 60 Hz przyoonego pomidzy zwartymi

kocówkami diody LED a zwartymi kocówkamitriaka nie powodujce uszkodzenia izolacjielektrycznej pomidzy tymi elementami.

Aktualnie zakres stosowania tyrystorów i triaków

ograniczy si praktycznie do sterowników mocy:grupowych i fazowych zasilanych bezporednio z sieci

energetycznej. Naley si spodziewa, e w cigunajbliszych lat i w tej grupie urzdze tyrystory i triakizostan wyparte przez: tranzystory mocy MOSFET,IGBT oraz tyrystory wyczalne prdem bramki GTO.Wynika to z istotnej wady tyrystorów i triaków, s toelementy nie w peni sterowalne. Tyrystor i triak monazaczy prdem bramki w dowolnej chwili,wyczenie jednak moe nastpi tylko przezprzerwanie przepywu prdu gównego. Stwarza tomidzy innymi problemy w doborze zabezpieczenadprdowych.

Najprostszym i najbardziej rozpowszechnionym

sposobem zabezpieczenia nadprdowego jestzastosowanie szybko dziaajcych bezpiecznikówtopikowych, wczanych szeregowo z elementempóprzewodnikowym. Produkowane s specjalnebezpieczniki do tych celów (tzw. póprzewodnikowe),

jednak nie s one powszechnie dostpne, a take ichcena jest do wysoka, moe nawet przekroczy cenzabezpieczanego elementu.

Wskazówki pomocne przy doborze parametrówtyrystorów i triaków oraz ich zabezpiecze wwarunkach amatorskich

W urzdzeniach zasilanych bezporednio z siecienergetycznej 220V/50Hz zastosowane tyrystory lubtriaki powinny mie:

- powtarzalne szczytowe napicie blokowania U DRM1 powtarzalne napicie wsteczne UrRM warto niemniejsz jak 600 V.

- skuteczny prd przewodzenia Ij

Luty nr 2/98

SPIS TRECITyrystory i triaki cz. 2 2

Elektroniczna paka wywietlajca napisy 4

Sterownik zwrotnic i semaforów do kolejki elektrycznej 9

Pynne wygaszanie owietlenia wewntrznego w samochodzie... 12Elektronika inaczej cz. 2 - wzmacniacze szerokopasmowe 14

Dekoder informacji dodatkowych RDS 18

Elektroniczny symulator rezystancji 22

Reminiscencje na temat woltomierza ICL 7107 i 7117 - dokoczenie 24

Generator funkcyjny 10 MHz cz. 1 26Wyniki konkursu dla prenumeratorów 30

Zmiany w wysykowej sprzeday pytek drukowanych 31

Pytki drukowane wysyane s za zaliczeniem pocztowym w terminie do trzech tygodni. Nie przyjmujemy zamówietelefonicznych. Koszt wysyki wynosi: 8,00 z bez wzgldu na kwot pobrania. W sprzeday wysykowej dostpne sarchiwalne numery „Praktycznego Elektronika”: 3/92; 1/94; 8-12/95; 1-12/96; 1-12/97. Cenajednego egzemplarza 3,00 zplus koszty wysyki. Kserokopie artykuów i caych numerów, których nakad zosta wyczerpany, wysyamy w cenie1,75 z za pierwsz stron, za kadnastpn 0,25 z plus koszty wysyki.Zamówienia na pytki drukowane prosimy przesya na kartach pocztowych, lub kartach zamówie zamie-szczonych w PE 9/97 i 10/97.

Wydawca— ARTKELE, Zielona GóraOgoszenia i reklamy

Ogoszenia mona nadsya listownie na adres redakcjizaczajc dowód wpaty nalenoci za ogoszenie na konto:ARTKELE — WYDAWNICTWO TECHNICZNEul. Jaskócza 2/5 65-001 Zielona Góra

WBK S.A. II O/Zielona Góra10901636-102847-128-00-0

Ceny:- 1 cm2 ogoszenia ramkowego - 3,00 z + 22% VAT(najmniejsze ogoszenie 20 cm2)

- ogoszenia drobne do 40 sów - 1 ,50 z + 22% VAT

Redakcja nie ponosi adnej odpowiedzialnoci za trereklam i ogosze.

Adres redakcji:„Praktyczny Elektronik”

ul. Jaskócza 2/5

65-001 Zielona Góra

tel. 32-47-103 w godzinach 8°°-l0°°

Red. Naczelny mgr in. Dariusz Cichoski

Artykuów nie zamówionych nie zwracamy. Zastrze-

gamy sobie prawo do skracania i adiustacji nadesanych

materiaów i artykuów.

Opisy ukadów elektronicznych i urzdze zamieszczo-nych w „Praktycznym Elektroniku” mog by wykorzy-stane wycznie dla wasnych potrzeb. Wykorzystanie

ich do celów zarobkowych i innych wymaga zgody autora

artykuu. Przedruk caoci lub fragmentów „Praktycznego

Elektronika” moliwy jest po uzyskaniu zgody redakcji.

Skad: Magorzata Ostafiska, Druk: ZZG „ATEXT” sp. z o. o. pl. Pocztowy 15, 65-958 Zielona Góra

4 Praktyczny Elektronik 2/1998

Elektroniczna paka wywietlajca napisy

Kady z nas na pewno spotka si z elektronicznymidiodowymi tablicami, które wywietlaj pynce napi-sy. Okazuje si, e podobne napisy mona wywietlabez uycia kosztownej tablicy stosujc tylko osiemdiod wieccych i tani pami EPROM. Sygnalizatortego typu moe suy zarówno do zabawy, jak i spe-nia funkcje ostrzegawcze, bdc na wyposaeniusamochodu.

Na wstpie przypomn jak dziaa klasyczna diodo-wa tablica suca do wywietlania napisów. Tablicaskada si z kilkudziesiciu kolumn zawierajcych poosiem diod wieccych. Diody umieszczone s w jed-nakowych odstpach tworzc rodzaj matrycy. Kolumnypoczone s w grupy (z reguy od 8 do 24 kolumn).W ramach kadej grupy stosowane jest wywietlaniemultipleksowane, które umoliwia znaczne zmniejsze-

nie liczby elementów sterujcych. Na przykad w tabli-cy z 96 kolumnami po 8 diod w kadej kolumnie mamycznie 768 diod. Przy zastosowaniu 24 kolumnw grupie otrzymujemy 4x8 ukadów sterujcych wier-szami i 24 ukady sterujce czterema grupami jedno-

czenie.

Przy sterowaniu multipleksowanym w danej chwiliw kadej grupie zapalona jest tylko jedna kolumna.Czyli jednoczenie zapalonych jest tyle kolumn ile grup

wystpuje w tablicy. Kolumny zapalane s kolejno odlewej strony do prawej, przy czym równoczenie zapa-

lane s kolumny o tym samym numerze we wszystkichgrupach. Jeeli czstotliwo powtarzania zapalaniadanej kolumny jest wiksza ni 50 Hz, oko nie jestw stanie zauway migotania zwizanego z zapalaniemkolejnych kolumn. Chcc uzyska du jasno wie-cenia naley stosowa diody o duym emitowanymstrumieniu wietlnym.

Zmieniajc w kadej kolejnej kolumnie liczbi ukad zapalonych diod moemy utworzy litery,a z nich napis. Dalsz modyfikacj jest zsynchronizo-

wanie zmian ukadu zapalonych d od w kolumnie

z powtarzaniem zapalania kolumn, co daje efekt prze-

suwajcego si napisu.

Wikszo tablic wieci w kolorze czerwonym, lubrzadziej zielonym. Ciekawostk moe by tablicawietlna która umoliwia wiecenie w trzech kolorach:czerwonym, zielonym i ótym. W tablicy tej stosuje sinaprzemiennie w kolumnach diody wiecce w kolo-rach czerwonym i zielonym (np. kolumny parzyste szbudowane z diod czerwonych, a nieparzyste z zielo-nych, nie s to diody dwukolorowe, które charaktery-zuj si ma jasnoci wiecenia). Przy wywietlaniunapisów czerwonych wiec tylko kolumny z diodamiczerwonymi. Sterowanie odbywa si co drug kolumn.Oko podajc za pyncym napisem nie dostrzegawygaszonych kolumn z zielonymi diodami. W efekcie,mimo tego e wieci si tylko poowa kolumn odbierasi obraz wygldajcy tak jak wieciyby si wszystkiekolumny. Oczywicie zudzenie to znika w przypadkunapisów statycznych (stojcych) kiedy to wyranie

wida, e wieci co druga kolumna. Podobnie dzieje siprzy napisach zielonych. Natomiast napisy w kolorzeótym uzyskuje si wysterowujc kolumny czerwonei zielone po kolei. Mieszanie barw nastpuje w okupodajcym za pyncym napisem. Jeeli w pierwszejkolumnie zapalone byy diody w kolorze czerwonym,a w drugiej te same diody w kolorze zielonym, tow efekcie oko naoy na siebie obraz obu kolumn, a jakwiadomo z sumowania koloru ótego i zielonego po-wstaje kolor óty. Czar ten pryska gdy napisy nie py-n. Wida wtedy mao czytelny obraz skadajcy siz diod w dwóch kolorach podstawowych.

Powrómy teraz do tematu zasadniczego, czyli pakiwywietlajcej napisy. Sposób wywietlania napisów

jest bardzo podobny do zastosowanego w tablicywietlnej. Tam napis tworzy si z zapalanych kolejnokolumn diod, które s nieruchome. W pace mamyjedn kolumn, która jest ruchoma. Pak trzeba ma-cha aby uzyska wraenie nieruchomego napisu. Na

SYNCHRONIZACJA

©•••••oo«##oo##«#ooooooooo*ooo*ooo«o*ooo«oooooOOO«OOO0OOO#O»OOO#OOOOO

•ooo»ooo#ooo#o»ooooooooooooo«oooo*«#oo*ooooooooo

Rys. 1 Zasada dziaania paki wywietlajcej napisy

Praktyczny Elektronik 2/1998 5

Rys. 2 Schemat ideowy paki wywietlajcej napisy

rysunku 1 przedstawiono sposób wywietlenia napisu

STOP. Zaómy, e w chwili pocztkowej paka znaj-duje si w lewej czci rysunku. Jeeli zaczniemy niprzesuwa w praw stron i równoczenie z rozpocz-ciem ruchu diody w kolumnie zaczn zapala siw odpowiedniej kolejnoci i z okrelon szybkoci topojawi si przed nami napis STOP. Po dojciu do pra-

wej skrajnej pozycji wszystkie diody zostan wygaszo-

ne na czas ruchu powrotnego i ponownie bd zapalasi w ruchu drugim w praw str.on. Jak wida idea jestbardzo prosta.

Ukad sekwencyjnego wywietlania napisu musi byjednak zsynchronizowany z ruchem paki, gdyw przeciwnym wypadku napis bdzie wywietlany zakadym razem w innym miejscu. Dobr czytelnonapisu uzyskuje si przy sabym owietleniu zewntrz-

nym, np. wieczorem lub w nocy, kiedy to wraenie

wietlne powstae w oku utrzymuje si duej, z uwagina wikszy kontrast pomidzy wiatem diody i owie-tleniem zewntrznym. Istotna jest te szybko ruchu,która nie moe by zbyt dua, gdy napis pozostanierozcignity i sprawi wraenie wietlnej smugi. Zbyt

maa prdko ruchu prowadzi do tego, e napis zlejesi w jedn migoczc pionow lini. Uzyskanie do-brych efektów wizualnych wymaga od machajcego

(nadawcy) troch wicze i wprawy.

Opis ukadu

Elektroniczna paka posiada moliwo wywietla-nia omiu rónych napisów. Napisy te zapisane sw pamici EPROM 2764 (US2) o pojemnoci 64 kb.Pojemno pamici pozwala na umieszczenie znaczniewikszej liczby napisów, ale inwencj pozostawiamy

czytelnikom posiadajcym programator pamici. Pa-


mi 2764 posiada osiem wyj, z których sterowane sukady Darlingtona Tl, T2, ... Tl 5, Tl 6 wczajcediody LED DI-5-D8. Dla uzyskania dobrych efektów

konieczne jest stosowanie diod o bardzo wysokiej ja-

snoci wiecenia min. 2 cd (2000 mcd). Z uwagi na

stosunkowo duy prd osigajcy w impulsie wartook. 400 mA w ukadach Darlingtonów zastosowanotranzystory BC 639 o prdzie maksymalnym 1 A.

Ukady Darlingtona i diody LED zasilane s napi-ciem niestabilizowanym, które moe zmienia si wszerokich granicach od +6 do +15 V. Wartoci rezysto-

rów ograniczajcych prd diod R22, R24, R26, R28,

R30, R32, R34, R36 podano dla napicia +15V, Dla

napicia +6 V ich warto powinna wynosi10 Q/0,25 W. Dla innych napi mona przyj warto-ci porednie.

Pami EPROM adresowana jest na szeciu mod-szych bitach przez licznik US3 (adresy AO-5-A5). Licznik

US3 (CD. 4060) posiada wewntrzny generator RC,

którego czstotliwo moe by regulowana potencjo-metrem P2. Zmiany stanów na wejciach adresowych

A0-*-A5 obejmuj obszar 64 bajtów, wród których za-

warte s sekwencje zapalania poszczególnych literwywietlanego napisu. Kolejne trzy bity mona zaadre-sowa ustawiajc jedn z omiu kombinacji adresówA6-^A8 przecznikami W1-WV3. Daje to moliwowybrania jednego z omiu zapisanych w EPROM-ienapisów.

Jak ju wczeniej wspomniano ukad wywietlania

napisów wymaga zsynchronizowania z ruchem rki

osoby machajcej pak. Konieczny jest do tego ele-

ment zamieniajcy wielko mechaniczn na sygna

elektryczny. Jako ten element uyty zosta miniaturowy

goniczek piezoelektryczny.

Materiay piezoelektryczne charakteryzuj si zmia-

n wymiarów geometrycznych w funkcji napiciaprzyoonego do przeciwlegych paszczyzn piezoelek-

tryka. Zjawisko to wykorzystywane jest w gonikachpiezoelektrycznych. Moliwa jest te zamiana wielkoci

mechanicznej (wygicia piezoelektryka) na napicie

pojawiajce si na przeciwlegych ciankach, co znala-

zo zastosowanie we wkadkach gramofonowych

(starego typu) i niektórych typach mikrofonów.

W pace zastosowano miniaturowy goniczek pie-zoelektryczny przylutowany z jednego brzegu do pytki,

do którego dolutowano wahado zakoczone ciar-

kiem (dokadny opis konstrukcji wahada bdzie poda-

ny dalej). Machajc rk w której trzyma si pakwprawia si w ruch wahado, które zmienia swoje po-oenie przy kocu kadego machnicia, kiedy paka

koczy ruch w jedn stron i zaczyna porusza si wdrug. Ruchy wahada powoduj niewielki wygicie

goniczka piezoelektrycznego i pojawienie si na jego

zaciskach napicia rzdu setek miliwoltów. Przy wygi-

ciu w jedn stron polaryzacja napicia jest dodatnia,a przy wygiciu w drug ujemna.

Ujemne napicie jest zwierane do masy przez diod

D9, a dodatnie powoduje wyzwolenie komparatora

US4A. Próg wyzwalania (czuo) komparatora monaregulowa potencjometrem PI. W neutralnym pooe-niu wahada wyjcie komparatora znajduje si w staniewysokim, który ulega zmianie na niski tylko przy wy-

chyleniu wahada w jedn stron. Sygna z wyjciakomparatora doprowadzony jest do zatrzasku zbudo-

wanego na wzmacniaczu operacyjnym US4B. Wyjcie

zatrzasku zeruje generator US3.

Q9 —US3

010US3

WYZEROWANIE

y' i ZATRZYMANIE LICZNIKA

l

i

_!NÓKA 5US4B

NÓKA 7US4B

NU4AA 1 1

US4A 11

!

1 iii

-1 nr

ISA 1 UUA 1 ' 1 1 1 1|

011! MII III

VSTART PRACY LICZNIKA

Rys. 3 Przebiegi napi w ukadzie synchronizacji

Zaómy, e licznik US3 pracuje wystawiajc kolej-ne adresy doprowadzane do pamici EPROM. W chwiligdy na wyjciu Q10 pojawi si stan wysoki zostanie on

doprowadzony za porednictwem diody D10 do wej-

cia zatrzasku US4B. Spowoduje to zatrzanicie stanu

wysokiego, wyzerowanie i zatrzymanie licznika US3.

Stan ten jest stabilny i trwa tak dugo, a na wyjciukomparatora sygna zmieni si z wysokiego na niski.

Opadajce zbocze tego sygnau zmieni stan wyjcia

zatrzasku na niski odblokowujc generator, który po-

nownie zacznie wystawia kolejne adresy i cay cykl

powtórzy si.

Monta i uruchomienie

Elektroniczna paka mieci si na podunej pytce

drukowanej. Ze wzgldów technicznych rysunek pytki

drukowanej (rys. 4) zamieszczony w pimie zosta po-mniejszony w skali 0,9. Przed przystpieniem do mon-tau w pytce drukowanej naley wyci prostoktnyotwór o wymiarach 28x4 mm w miejscu ramki w dol-nym lewym rogu pytki. W otworze tym bdzie monto-wany goniczek piezo. W drugiej kolejnoci monazamontowa wszystkie elementy. Diody LED naley

zamontowa na wygitych kocówkach po rodku

pytki drukowanej (rys. 6).

Pod ukad EPROM montuje si podstawk. W pacemona zastosowa pami EPROM 2764 lub 2732zarówno jedna jak i druga musi mie zapisany„program" zawierajcy napisy. Ukad 2764 posiada


28 nóek i montowany jest klasycznie, w tym przypad-ku nie montuje si zwory „Z". Natomiast przy montauukadu 2732, który posiada 24 nóki konieczne jest

zamontowanie zwory „Z", a sam ukad wkada si niej,tak jak zaznaczono to lini przerywan na rysunku

montaowym (rys. 4).Po zamontowaniu elementów mona przystpi do

wlutowania goniczka piezo i wahadeka. Goniczekmontuje si w wycitym otworze po rodku tak abywystawa tyle samo nad pytk jak i pod pytk (rys. 5).Paszczyzna na której w goniczku naniesiono warstwpiezoelektryka (srebrne kóko mniejsze od rednicygoniczka) powinna znajdowa si po lewej stronieotworu patrzc na pytk od strony elementów (rys. 5).Nastpnie do warstwy piezoelektryka przylutowuje si

krótki przewód w izolacji (link), który czy si z po-lem lutowniczym oznaczonym symbolem PIEZO.

Do przetwornika naley przylutowa odcinek drutu

miedzianego w koszulce o przekroju 2,5 mm2 . Najle-piej zastosowa drut z przewodu instalacyjnego. Na

kocu drutu przylutowany jest ciarek, który monawykona take z drutu miedzianego zwinitego ciasnoi zlutowanego. Masa ciarka powinna by zbliona domasy monety 1 z, ale waga ciarka nie jest krytyczna.W pobliu ciarka do pytki drukowanej, po stroniedruku montuje si dwie obejmy w specjalnie przezna-czonych do tego celu otworach. Obejma znajdujca si

dalej od ciarka wystaje ok. 2-5-3 mm nad pytk dru-kowan. Na niej pooony jest drut z ciarkiem. Drugaobejma jest wysza i „obejmuje" drut, ograniczajcmoliwo jego wychylenia. Wysoko drugiej obejmypowinna by dobrana w taki sposób, aby drut wahade-ka móg si swobodnie porusza. Wane jest, aby wa-hadeko zostao zlutowane prosto, tzn. w pozycji neu-tralnej (przetwornik nie jest wtedy wygity) drut

wahadeka musi znajdowa si po rodku obejmy.Ostatni czynnoci jest podczenie zasilania diod

LED. Do tego celu su dwa kwadratowe pola(zasilanie i masa) umieszczone pod kondensatorem C4

pola te czy si z dwoma prostoktnymi polamiw okolicach diody D4. Przy montau przewodów trze-ba zwróci uwag, aby nie pomyli biegunowoci.Przewody naley prowadzi w taki sposób, aby nieprzeszkadzay one w poruszaniu si wahadeka.

Po sprawdzeniu poprawnoci montau mona w-czy zasilanie. W pierwszej chwili „zamigaj" diodyLED. Regulacja czuoci komparatora polega na takim

ustawieniu potencjometru PI, aby diody LED

„zamigay" po wychyleniu wahadeka w skrajne lewepooenie, patrzc od strony elementów. Ideaem jest

sytuacja kiedy przy delikatnym wychyleniu diody nie

zamigaj, a zapal si dopiero po wychyleniu zdecy-

dowanym, z lekkim uderzeniem o ograniczajc ruch

wahada obejm. Ustawiajc czuo koniecznie trzebasprawdzi czy wychylajc wahado w praw stron(uderzajc o obejm) nie spowoduje si zapalenia diod.

Jeeli taka sytuacja ma miejsce naley obniy czuo.


CIAREK DRUT ODSTP MIDZY KOSZULKA IZOLACYJNA PIEZO PRZEWÓDJ02.5mm KOSZULKA A PYTK / .

ok. 2+3 mm /W!v

v

Wwwwwww,

>-

PYTKA OD STRONY DRUKU

/CIAREK

\OBEJMA

/=̂ >

DRUT 1PR2YLUT0WANY PRZETWORNIK

DO PRZETWORNIKA PRZYLUTOWANYPIEZO DO PYTKI

Rys. 5 Sposób montau przetwornika piezo

Czstotliwo generatora naley ustawi potencjo-metrem P2 na ok. 50 Hz mierzon na nóce 7 US3(Q4). Warto te sprawdzi zakres regulacji czstotliwo-ci generatora który powinien wynosi ok. 30-5-80 Hz.Jeeli zakres regulacji nie bdzie wystarczajcy monazmieni warto kondensatora C3.

Teraz ju mona zacz próby z machaniem pak iwywietlaniem napisów. W czasie prób mona dobraoptymaln czstotliwo generatora, aby napis posiadajak najlepsz czytelno.

Wykaz elementów

US1 - LM 78L05US2 - 2764 (2732) EPROM - PAKA

z zapisanymi napisami

- CD 4060- LM 358

Tl, T3, T5, T7,

T9, Tli, T13, Tl

5

T2, T4, T6, T8,

Tl 0, Tl 2, Tl 4, Tl 6

DI-5-D8

D9-D1

1

R22, R24, R26,

R28, R30, R32,

R34, R36

R21,R23, R25,

R27, R29, R31

,

R33, R35

R8

R3, R5, R6,

R10^R12

R1 3-5-R20

R7, R9

R2, R4

R1

P2

PI

C2

C3

C5, C6

Cl

C8

C7

C4

PIEZO

- BC 547B

- BC 639- LED jasno wiecenia 2 cd- 1N4148

-33 n/0,25 W

- 1 kn/0,125 W-5,1 kn/0,125 W

- 10 kn/0,125 W-22 kn/0,125 W-47 kn/0,125 W-100 kn/0,125 W-270 kn/0,125 W- 10 kn TVP 1232-22 kn TVP 1232- 1 0 nF/50 V ceramiczny- 22 nF/50 V ceramiczny- 47 nF/50 V ceramiczny-100 nF/IOD V MKSE-020-02-

i u pF/1 6 V 04/U- 22 jiF/1 6 V 04/U- 1000 pF/1 6 V miniaturowy

- goniczek piezoelektryczny

025 mmW1+W3 - przecznik bistabilnypytka drukowana numer 381

Pytki drukowane wysyane s za zaliczeniem poczto-wym. Pytki i zaprogramowany EPROM z dopiskiemPALKA mona zamawia w redakcji PE.Cena: pytka 381 - 6,95 z

EPROM PAKA - 1 5,00 z + koszty wysyki.Podzespoy elektroniczne mona zamawia w firmieLARO - patrz IV strona okadki.

^ Mgr in. Dariusz CichoskiUS3

US4

Praktyczny Elektronik 2/19989

Sterownik zwrotnic i semaforów do kolejki elektrycznej

Kolejka elektryczna to zabawka dla dzieci i „duych"chopców. Wikszo z posiadaczy kolejki ograniczasi do zbudowania toru w postaci koa lub ósemki.Wikszego zaangaowania w zabaw kolejk elek-tryczn wymaga zbudowanie makiety z obiektamistacji, mostami, zwrotnicami, semaforami, szlabanamiitd. Niektóre z wymienionych urzdze posiadajmoliwo sterowania elektrycznego. Zbudowaniesterownika do wszystkich typów kolejek jest moliweale bardzo trudne. Proponowany w tym artykule ste-rownik bdzie zasilany osobnym napiciem i przezna-czony jest do sterowania zwrotnicami i semaforami.

Opis ukadu

Sterownik zbudowany zosta z niewielkiej liczbypodzespoów elektronicznych. Schemat ideowy, przed-stawiony na rysunku 1, uwzgldnia elementy umiesz-czone na pytce drukowanej. Na schemacie s naryso-wane dwa identyczne bloki, skadajce siz przerzutników typu „RS". Jest to najprostszy ukadpamitajcy zwany take zatrzaskiem. Przerzutniki tezbudowane s z bramek NAND ukadu serii CMOS4011. Poniewa oba przerzutniki s identyczne, omó-wi zasad dziaanie tylko jednego z nich.

Zaómy, e po wczeniu zasilania na wyjciu jed-nej z bramek, np.: bramki A, wystpuje stan niski, a nawyjciu bramki B stan wysoki. Wczniki W1 i W2 sotwarte, oznacza to take, e na wejciach bramek{nóka 13 dla bramki A i nóka 8 dla bramki B) istnieje

stan wysoki. Jeeli wczymy na chwil wcznik W1to na wejciu bramki A pojawi si stan niski, co poci-gnie za sob wymuszenie stanu wysokiego na jej wyj-ciu. W efekcie do obu wej bramki B zostanie dopro-wadzony stan wysoki wymuszajc z kolei stan niski najej wyjciu. Po zwolnieniu wcznika W1 stan tenutrzyma si. Ponowne wcinicie wcznika W1 nicw ukadzie nie zmieni. Dopiero nacinicie wcznikaW2 spowoduje (analogicznie jak poprzednio) zmianstanów wyj bramek na przeciwny.

Rys. 2 Schematyczna budowa serwomechanizmu zwrotnicy

Jednoczesne wczenie obu wczników spowoduje,e na obu wyjciach pojawi si stan wysoki. Takakombinacja stanów wejciowych dla przerzutnika RSjest zabroniona. Problem ten rozwizano przez odpo-wiednie poczenie wczników na pytce drukowanej(w rzeczywistoci zastosowano przeczniki, a niewczniki, inne ni pokazano na schemacie ideowym).

Wczniki su take do przeczania zwrotnicy(rozjazdu). Wczenie wcznikaW1 spowoduje zwarcie wyjciaZP1 do masy. Sygna ten suy dozmiany ustawienia zwrotnicy

w pozycj od jazdy prosto. Wcz-nik W2 i wyjcie ZR1 ustala pozy-cj zwrotnicy na jazd po rozje-dzie, np.: na bocznic lub inny tor.Elementem wykonawczym zwrotni-cy jest specjalny podwójny elek-

tromagnes (serwomechanizm).

Skada si on z dwóch cewekumieszczonych na rurce wewntrzktórej przesuwana jest kotwica

w ksztacie walca, poczonaz ukadem przesuwania szyn.Wygld takiego serwomechanizmuzamieszczony jest na rysunku 2.

Zakupione przez Was zwrotniceelektryczne powinny posiada trzy

styki do podczenia sterownika.Jeeli jest inaczej sterowanie musi

by zmienione i dobrane indywidu-alnie.

Rys. 1 Schemat ideowy sterownika


a) b)

L

c)

SEMAFOR

CZERWONYREFLEKTOR

ZIELONYREFLEKTOR

Rys. 3 Schemat pocze semaforów i przekanika do przeczania zasilania torów

Bramki steruj tranzystorami Tl, T2 i T3, T4 które

bd zacza sygnalizacj wietln (semafory), wyjciaSP1 , SR1 i SP2, SR2. Dodatkowo tranzystory te zapalaj

diody Dl, D2 i D3, D4 umieszczone w wcznikachW1 WV4, sygnalizujce na pulpicie sterujcymaktualne pooenie zwrotnicy.

Na rysunku 3a i 3b pokazane s elementy umiesz-czone poza pytk drukowan, które znajdowa sibd bezporednio na makiecie. Przekanik z rysunku3a lub 3b suy bdzie do automatycznego przecza-nia zasilania torów z uwzgldnieniem sygnalizacji

wietlnej i przeczania zwrotnicy.

Rysunek 3c pokazuje sposób zbudowania semafora

Jako elementy wietlne zastosowa moemy diodywiecce typu LED lub miniaturowe aróweczki. Pobór

prdu w semaforze z aróweczkami bdzie niecowikszy ni przy zastosowaniu diod elektroluminescen-

cyjnych, dlatego te w tym przypadku naley stosowaw sterowniku tranzystory serii BC 337.


Pytka drukowana zaprojektowana zostaa wraz

z wcznikami. Na jednej pytce umieszczone s dwasterowniki do dwóch kompletów zwrotnic i semaforów.

W sterowniku zastosowano przeczniki z obudowi klawiszem umoliwiajcym zamontowanie okrgej

diody LED 03 mm. Do wyprowadzenia sygnaów

sterujcych przewidziano miniaturowe zcza ktowe0 rozstawie 2,5 mm. Umoliwia to, przy zastosowaniu

przewodów z wtyczk, rozbieralne poczenie sterow-

nika z makiet.

Rysunek 4 przedstawia mozaik cieek pytki dru-kowanej i rysunek montaowy. Przed montaem ele-mentów pamita naley o zamontowaniu zworekz drutu. Szczególn uwag zwróci na zwork podukadem scalonym.

Pytka drukowana posiada dwa wejcia zasilania

1 masy pooone w prawym i lewym górnym rogu.Dziki temu moliwe jest poczenie ze sob kilkusterowników umieszczonych obok siebie. Zasilanie

doprowadza si wtedy tylko do jednej z pytek

(wszystko jedno czy z lewej, czy z prawej strony).

Zmontowana pytka drukowana jest gotowa do pra-

cy. Elementy umieszczone poza pytk (rysunek 3),montujemy na makiecie i czymy z pytk sterownikaprzewodami zakoczonymi wtyczk. Wszystkie prze-

wody czce sterownik z makiet powinny by scho-wane i niewidoczne. Plus zasilania ze sterownika

doprowadzamy do kadego zespou zwrotnicy i sema-

fora razem z przewodami sterujcymi. Uatwi to monta

i demonta poszczególnych elementów makiety.

Rys. 4 Pytka drukowana i rozmieszczenie elementów


a)

Rys. 5 Schemat podczenia sterowania napiciem w szynach do automatycznego zatrzymywania pocigu

Do zasilania sterownika i czci makiety naley za-stosowa oddzielny zasilacz. Napicie zasilanie moezawiera si w szerokim zakresie +6-*-16 V i podykto-wane jest gównie napiciem pracy serwomechanizmu

zwrotnicy, oraz napiciem znamionowym przekanika.

Prezentowany w numerze 1/98 zasilacz do kolejkielektrycznej bdzie wykorzystywany tylko do zasilania

torów, a wic napdu kolejki.Sposób podczenia przekanika do automatyczne-

go zatrzymywania pocigu przy przeczaniu zwrotni-

cy, umieszczony jest na rysunku 5a i 5b. Do tego zasto-

sowania naley przygotowa odpowiednio tory

kolejowe. Rysunek 5c pokazuje sposób przecicia

jednego z torów w celu przerwania zasilania napdukolejki. Przecicie toru, a wic szczelina pomidzytorami nie powinna by zbyt wielka, aby mae koapocigu mogy swobodnie toczy si po przerwanymtorze.

Automatyczne zatrzymywanie kolejki moe odby-wa si w dwóch proponowanych wersjach. W wersjiz rysunku 5a pocig jadcy na bocznic (lepy tor)

bdzie móg by zatrzymany po zmianie ustawieniazwrotnicy z kierunku „rozjazd

7' na kierunek „prosto".

Styki przekanika oznaczone jako „A" i „C" bdzwarte tylko wtedy gdy wcznik W2 (rozjazd) bdziemia zapalon diod. Wówczas pocig bdzie mógwjecha na bocznic. Gdy cay skad wjedzie na bocz-

nic naley zmieni ustawienie zwrotnicy, co spowo-

duje przeczenie przekanika i wyczenie zasilaniabocznicy. Odpowiednio do ustawienia zwrotnicy bdwieci si semafory. Jeeli zwrotnica ustawiona jest najazd w kierunku „rozjazd" na semaforze 1 zapalonebdzie wiato czerwone, a na semaforze 2 zielone.Przy ustawieniu zwrotnicy na jazd „prosto" sygnay na

semaforach bd wywietlane na odwrót. Po zatrzyma-

niu pocigu na bocznicy, pocig jadcy po torze gów-

nym moe porusza si.Na rysunku 5b pokazano schemat podczenia ste-

rownika do zwrotnicy i semaforów w ukadzie rozjazduna dwa tory. Odcinki torów do których podczone sstyki B i C przekanika s na przemian pod napiciem.Powoduje to, e pocig nadjedajcy z dou rysunkuzatrzyma si przed zamknit zwrotnic pod semaforemz zapalonym czerwonym wiatem. Po zmianie usta-

wienia zwrotnicy semafor zmieni wiato i pocig

automatycznie ruszy. W czasie kiedy pod semaforem 1stoi jeden pocig, drugi pocig moe jecha ssiednimtorem .

Jak ju wczeniej pisaem rysunek zwrotnicy jestschematyczny, a odlegoci midzy przeciciami toru

i semaforem naley ustali indywidualnie. Obszar toru

pomidzy przerwami powinien by dwukrotnie duszyod elektrowozu. Wówczas zatrzymanie elektrowozu

w tym obszarze bdzie, uwzgldniao zapas na wyha-mowanie skadu. 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 obejmowa ca bocznic. Dodatkowe po-czenie zwork torów na zewntrz przerw, umoliwiazasilanie dalszej czci toru.

Spróbujcie przeanalizowa dziaanie proponowane-

go rozwizania, rysujc w brudnopisie wiksze odlego-ci midzy przerwami. Zauwaycie, e jeeli semafor 1ma wiato zielone, to zwrotnica bdzie ustawiona

w pozycji jazdy na wprost, a tor ten bdzie zasilany nacaym odcinku. Kierunek jazdy z rozjazdu bdziezablokowany na zwrotnicy, a semafor bdzie pokazy-

wa wiato czerwone. Poruszajcy si pocig po torzerozjazdu dojedajc do obszaru z punktem „C" za-trzyma si. Po przejechaniu pocigu jadcego prosto


moemy przeczy zwrotnic i na tor jazdy prostowjedzie drugi pocig z rozjazdu.

To tylko jeden przykad zabawy z tym rozjazdem.Opisanie kolejnych sytuacji zajoby duo miejsca.Proponuj zbudowa makiet i zabawi si wrazz rodzestwem lub wasnymi dziemi a moe wnukami.ycz bezkolizyjnej zabawy.

Wykaz elementów:

US1 -CD 4011T1-S-T4 - BC 547B lub BC 337-25D1-^D4 - LED 03 mm zielonyR1 -s-R4 -47 kG/0,125 WR9, RIO -1,2 kO/0, 125 WR5-5-R8 - 22 kQ/0,1 25 WCl - 47 nF/50 V ceramiczny

C2 -47 (iF/1 6 V 04/UC3-C6 - 1 pF/63 V 04/UW1+W4 - mikroprzecznik z otworem na diodpytka drukowana numer 370

Elementy poza pytk drukowan:

diody typu LED - czerwone - 2 szt.diody typu LED - zielone - 2 szt.lub miniaturowe aróweczki 2-1 2M - 4 szt.przekaniki typu PHD-1 2 V - 2 szt.

Pytki drukowane wysyane s za zaliczeniempocztowym. Pytki mona zamawia w redakcji PE.Cena: 2,83 z + koszty wysyki.Podzespoy elektroniczne mona zamawiaw firmie LARO - patrz IV strona okadki.

^ Ireneusz Konieczny

Pynne wygaszanie owietlenia wewntrznego w samochodzie

Wspóczesne samochody w coraz wikszym stopniunafaszerowane s elektronik. Praktycznie nie produ-kuje si ju aut bez jakichkolwiek elementów elektro-nicznych. W najwikszym stopniu zelektronizowanyjest silnik, którego zasilanie i zapon sterowane selektronicznie. O ile w kadym samochodzie rozbu-dowana jest elektronika sterowania silnikiem, to ró-nego rodzaju gadety w kabinie kierowcy monaspotka tylko w bardziej luksusowych modelach.

Na wstpie niesusznie nazwaem urzdzenia ua-twiajce prac kierowcy gadetami. Wszystkie onemaj na celu zmniejszenie zaabsorbowania kierowcywykonywaniem czynnoci pomocniczych, aby móg onskoncentrowa si na prowadzeniu samochodu. Jednymz takich urzdze jest automatyczny wycznik owie-tlenia wntrza samochodu wyposaony w ukad opó-nionego, pynnego gaszenia lampki. Z ukadem tegotypu nie spotkaem si w adnym samochodzie (co nieznaczy e nie jest on gdzie stosowany). Natomiastczciowo funkcje te realizowane s w samochodziePolonez, gdzie zastosowano zwok w gaszeniu wiatai w Reno Laguna, gdzie wiato ganie pynnie ale bezzwoki czasowej. Mona zatem powiedzie, jakw reklamach telewizyjnych, e opisywane urzdzenieposiada „dwa w jednym".

Automatyczne zapalenie owietlenia wewntrznegosamochodu nastpuje w chwili otwarcia drzwi. Zostajwtedy zwarte do masy styki jednego z wcznikówumieszczonych w pobliu zawiasów. Zamknicie drzwipowoduje rozwarcie styków i natychmiastowe zgani-cie owietlenia. Takie dziaanie automatu nie zapewnia

peni komfortu. Jeeli chcemy co schowa, pooy natylnej póce, zapi pasy lub wykona inn czynnonie zwizan z jazd samochodem natrafiamy naprzysowiowe egipskie ciemnoci. Po zamontowaniu

urzdzenia w chwili zamknicia drzwi wiato nieganie lecz pali si jeszcze przez ok. 15 sekund, dajcczas na wykonanie wyej wymienionych czynnoci.

Drug zalet urzdzenia jest natychmiastowe zga-szenie owietlenia wewntrznego w chwili przekrce-nia kluczyka w stacyjce. Eliminuje to zatem jazd przyzapalonym wewntrznym owietleniu, gdy po zajciumiejsca w samochodzie szybko uruchamiamy silnik i odrazu ruszamy.

Kolejn uyteczn funkcj jest pynne gaszeniewiata. Poza walorami estetycznymi spenia ono wanfunkcj pynnego dostosowania si wzroku do ciemno-ci. Co prawda przywyknicie wzroku do ciemnociwymaga duszego czasu, ale pynne wygaszanieowietlenia, podobne jak w kinach uatwia adaptacj.Naleao tu wybra kompromis pomidzy czasemniezbdnym do adaptacji, a czasem upywajcympomidzy wczeniem zaponu i ruszeniem. Wydajesi, e czas 2 sekund w trakcie których wiato pynnieprzygasa jest rozsdny.

Opis ukadu

Schemat ideowy ukadu przedstawiono na rysun-ku 1. Wzmacniacz operacyjny US2B pracuje w uka-dzie tajmera odmierzajcego zwok w gaszeniu wia-ta, a wzmacniacz US2A w ukadzie pynnegowygaszania, jako regulowane ródo prdowe. Zewzgldu na due wahania napicia w instalacji elek-trycznej samochodu, oraz duy poziom wystpujcychtam zakóce ukad zasilany jest napiciem stabilizo-wanym +5 V. Zastosowano tu, z uwagi na may pobórprdu, nie przekraczajcy 15 mA, miniaturowy stabili-zator LM 78L05.

Gdy drzwi w samochodzie s zamknite, wycznikidrzwiowe pozostaj rozwarte, otwierajc tym samymobwód arówki, której jeden koniec poczony jest


usi

Rys. 1 Schemat ideowy ukadu pynnego wygaszania wiata

z plusem zasilania. W punkcie „Z" na wejciu ukaduwystpuje wic napicie dodatnie (ok. +12 V). W stanieustalonym na kondensatorze C6 wystpuje napicie+5 V, doprowadzone do wejcia nieodwracajcego

wzmacniacza US2B (nóka 5). Na drugie wejcie tegowzmacniacza (nóka 6) doprowadzone jest napicie+3,4 V z dzielnika R6, R7. Zatem wyjcie wzmacniaczaUS2B jest w stanie niskim. Sprawia to, e kondensator

C4 jest rozadowany i na wejciu

nieodwracajcym wzmacniacza

US2A (nóka 3) napicie jest równe0 V. Pociga to za sob niski stanwyjcia tego wzmacniacza. Wkonsekwencji tranzystory Tl i T2 szablokowane.

Otwarcie dowolnych drzwi

sprawia, e jeden z wycznikówzwiera si, co powoduje zapalenie

wiata, napicie w punkcie „Z"spada do zera (rys. 2). Nie wywo-

uje to adnej reakcji ukadu.

Dopiero w czasie zamknicia drzwinapicie na wejciu „Z" ponownie

przyjmuje warto +1 2 V. Pocigato za sob przeadowanie konden-satora C7 i krótkotrwae wystero-

wanie tranzystora T3, który roza-

dowuje kondensator C6. W chwilikiedy napicie na kondensatorze

C7 spadnie poniej wartoci 4,3 V(napicie z dzielnika R6, R7) wyj-

cie wzmacniacza US2B zmieni

swój stan z niskiego na wysoki. Za

porednictwem diody Dl konden-

sator C4 naaduje si do napicia

ok. 3,6 V (napicie nasycenia wzmacniacza LM 358,które jest nisze ok. 1,5 V od napicia zasilania).Wzmacniacz US2A bdzie dy do takiego wystero-wania tranzystorów Tl i T2, aby prd pyncy przezrezystor R5 wywoa na nim spadek napicia równynapiciu na wejciu nieodwracajcym (nóka 3). Po-

niewa ze wzgldu na ma rezystancj R5 jest toniemoliwe, tranzystory Tl i T2 nasyc si, powodujc

zapalenie arówki. Cay opisany powyej procesprzebiega bardzo szybko, tak e oko nie zauwaychwilowego zganicia arówki.

Powrómy jednak do kondensatora C6. Impulsdostarczony do bazy T3 jest jednak zbyt krótki aby wpeni rozadowa kondensator C6. Ponowne zapale-nie arówki spowodowane nasyceniem Tl i T2

powoduje bowiem natychmiastowy spadek napicia

na wejciu „Z" i zablokowanie tranzystora T3. Dalsze

rozadowanie kondensatora C6 do 0 V jest moliwedziki kondensatorowi C5 wczonemu w obwódbazy T3. Narastajce napicie na wyjciu US2B

dostarcza dodatkowego impulsu powodujcego

wysterowanie tranzystora T3 i rozadowanie C6.

Od tej chwili kondensator C6 zaczyna si ado-wa przez rezystor R8, odmierzajc czas zwoki. Dlapodanych wartoci elementów czas ten wynosi ok.

15 sek. Po naadowaniu si kondensatora C6 stan

wyjcia wzmacniacza US2B zmienia si na niski.

Powoduje to, e kondensator C4 zaczyna rozado-wywa si przez rezystory R1 i R2. Napicie nawejciu nieodwracajcym US2A zaczyna spada.

OTWARCIE ZAMKNICIEDRZWI DRZWI ZWLOK PYNNE

Rys. 2 Przebiegi napi w punktach ukadu



z bezpiecznika bdcego cayczas pod napiciem. Moe toby obwód zasilania radiood-biornika, wiate pozycyjnych,

lub awaryjnych. Wejcie „Z"

czy si z przewodem biegn-cym od dowolnego wycznika

drzwiowego do arówki owie-

tlenia wntrza. Natomiast wej-

cie „ST" naley podczy dostacyjki do przewodu w którympojawia si napicie po prze-

krceniu kluczyka (przewód ten

czsto oznaczany jest numerem

15, lub 15/54).

Tranzystory Tl i T2 zostaj wyprowadzone ze stanu

nasycenia i pynnie w miar spadku napicia na kon-densatorze C4 zatykaj si, trwa to ok. 2 sek. W tymczasie arówka powoli przygasa. Wzrost napicia na

wejciu „Z" jest na tyle wolny, e nie powoduje w-czenia tranzystora T3 i rozadowania kondensatora C6.

Pynne zgaszenie wiata mona take uzyskaw kadej chwili odmierzania zwoki kiedy do wejcia„ST" doprowadzi si napicie +1 2 V ze stacyjki. Wej-

cie nieodwracajce wzmacniacza US2B zostanie

wtedy zwarte z mas wymuszajc tym samym stan niskina jego wyjciu. Wywoa to wczeniej opisany procespynnego wygaszania arówki mimo, e kondensatorC6 nie zdy si jeszcze naadowa.

Moc tracona w tranzystorze T2 w czasie nasyceniajest niewielka, wzrasta natomiast w chwili pynnegowygaszania arówki, mimo to nie ma potrzeby stoso-

wania radiatora. Ukad nie wymaga adnego urucha-

miania ani regulacji. Zmontowany poprawnie z nowych

elementów dziaa od razu. Wskazane jest jednak

sprawdzenie dziaania w domu posugujc si arówk12 V i zasilaczem. Jest to wygodniejsze ni szukanie

usterki przy montau w samochodzie. Naley doda, eczas zwoki moe si róni od podanych 15 sekund.Przyczyn bdzie kondensator elektrolityczny C6,

którego tolerancja moe wynosi nawet ±50%.Podczenie ukadu do instalacji elektrycznej samo-

chodu jest bardzo proste i co najwaniejsze nie wyma-

ga adnych przeróbek. Zasilanie +12 V doprowadza si

Wykaz elementów

US1

US2

Tl , T3, T4

T2

Dl, D2

R5

R4

R2, R3

R9

R1

R6, R11

R7, RIO

R8

C3

C7

C5

Cl

C2, C4, C6

- LM 78L05- LM 358- BC 547B- BDP 281- 1N4148

-0,33 0/0,5 W- 220 n/0,25 W-4,7 kn/0,125 W- 10 kn/0,125 w-15 kn/0,125 W-22 kn/0,125 W-47 kn/0,125 W-150 kn/0,125 W- 47 nF/50 V ceramiczny-

1 piF/63 V 04/U- 1 0 pF/1 6 V 04/U- 22 pF/16 V 04/U- 1 00 pF/1 6 V 04/U

pytka drukowana numer 382

Pytki drukowane wysyane s za zaliczeniempocztowym. Pytki mona zamawia w redakcji PE.Cena: 1,54 z + koszty wysyki.Podzespoy elektroniczne mona zamawia w firmieLARO - patrz IV strona okadki.

Tomasz Jaworski

- wzmacniacze szerokopasmoweElektronika inaczej cz. 25Do tej grupy zaliczamy wzmacniacze sygnaów

elektrycznych, w których stosunek górnej czstotliwocigranicznej do dolnej jest duy. Inaczej pasmo jest

porównywalne lub wiksze od czstotliwoci rodko-

wej. Obie te definicje nie oddaj jednoznacznie moli-

woci wzmacniacza szerokopasmowego i dlatego

posu si dwoma przykadami. Pierwszy dotyczywzmacniacza wizyjnego o pamie czstotliwoci roz-

cigajcym si w przedziale 0+5 MHz. Drugi natomiasttelewizyjnego wzmacniacza antenowego o pamie

obejmujcym zakresy telewizji naziemnej od

50+800 MHz. Ich charakterystyki czstotliwociowe

pokazuje rys. 1

.

Wzmacniacz wizyjny wzmacnia sygnay od skado-

wej staej (czstotliwo 0 Hz) do czstotliwoci

5 MHz. Sygna o takim zakresie czstotliwoci steruje

katod kineskopu odbiornika telewizyjnego. Uzyskanie

dolnej czstotliwoci granicznej 0 Hz wymaga zastoso-

wania bezporednich sprze w torze wzmacniajcym(bez kondensatorów sprzgajcych). Wysoka górna


a) b)

Ku Ku,

K m f /; Ii0 5 MHz 0 50 800 [MHz]

Rys. 1 Charakterystyki czstotliwociowe wzmacniaczy szerokopasmowych

czstotliwo graniczna wymaga zastosowania dodat-

kowych rodków dla skompensowania szkodliwych

oddziaywa elementów pasoytniczych praktycznego

ukadu wzmacniacza.

We wzmacniaczu antenowym nie jest wymaganewzmacnianie skadowej staej, ale sama dolna czsto-

tliwo graniczna naley ju do czstotliwoci wyso-kich (50 MHz). Górna czstotliwo (800 MHz) wyma-

ga zastosowania specjalnych tranzystorów o czsto-

tliwoci granicznej rzdu 5 GHz. Czstotliwoci gra-

niczne przecitnych tranzystorów krzemowych (nawet

zaliczanych do tranzystorów w.cz.) wynosz 250 MHz.

Ju na podstawie tych przykadów mona wysnuwnioski, e do realizacji wzmacniaczy szerokopasmo-wych niezbdne s odpowiednie elementy czynne(tranzy-story), a technika ukadowa powinna kompen-

sowa czynniki ograniczajce pasmo. Rozwizaniaukadowe poszerzajce pasmo przenoszonych czsto-

tliwoci nazywane s ukadami korekcyjnymi.

Korekcja niskich czstotliwoci

Elementem ograniczajcym pasmo przenoszenia

wzmacniacza od strony niskich czstotliwoci jest

kondensator sprzgajcy. Najbardziej radykaln metod

obnienia dolnej czstotliwoci granicznej jest jego

wyeliminowanie i zastosowanie tzw. sprzenia galwa-

nicznego. Z uwagi na odpowiedni polaryzacj obwo-

du bazy tranzystora jest to czsto niemoliwe. Zmniej-

szenie dolnej czstotliwoci granicznej mona wtedyuzyska przez zwikszenie pojemnoci sprzgajcej.

Nie mona jej jednak zwiksza w nieskoczonoi wtedy niezbdne staje si zastosowanie obwodu

korekcji niskich czstotliwoci. Obwód taki przedsta-wiony jest na rys. 2.

Obwód korekcyjnyuzyskano po podzieleniu

rezysto ra ko Iekto rowego

wzmacniacza WE nadwie czci, R1 i R2.

Rezystor R1 jest dodat-

kowo zablokowany

kondensatorem Cl.

Kondensator ten dla

wysokich i rednich

czstotliwoci zwiera

rezystor R1. Wzmocnie-

nie wzmacniacza okrelone jest wielkoci rezystora R2

i wynosi kU2 .

ku2 — R2gm

Dla niskich czstotliwoci kondensator przestaje

zwiera R1 . Poczynajc od czstotliwoci U wzmocnie-

nie wzmacniacza jest wiksze (ku i) i okrelone przez

sum R1 i R2.

ku i = + R2)*gm

Przy tej samej pojemnoci sprzgajcej Cb dolna cz-

stotliwo graniczna zmieni si z fd2 (bez korekcji) na

fdi (z korekcj). Ukad ten jednoczenie uwypukla

niskie czstotliwoci (zwiksza ich wzmocnienie).

Odpowiedni dobór pojemnoci Cl moe zmniejszyten efekt, chocia czasami jest on podany.

Wzmacnianie niskich czstotliwoci nie jest zasadni-

czym problemem przy realizacji wzmacniaczy szeroko-

pasmowych. Duo wiksze trudnoci zwizane sz uzyskaniem wysokiej górnej czstotliwoci granicz-

nej.

Korekcja wysokich czstotliwoci

Ograniczenie górnej czstotliwoci granicznej wy-

nika z waciwoci tranzystora okrelonych jego cz-

stotliwociami granicznymi oraz pojemnoci pasoytni-

czych bocznikujcych tor sygnau. Do pojemnoci

pasoytniczych nale: pojemno montau Cm i po-

jemno wejciowa kolejnego stopnia czy obcieniaCwe . Im wiksze s te pojemnoci tym nisza staje sigórna czstotliwo graniczna i zawone zostajepasmo czstotliwoci.

Wystpowanie tych pojemnoci jest nieuniknione.

Mona jedynie dy do ich zmniejszenia przez odpo-wiedni monta, ale nie

mona ich wyeliminowa.W tej sytuacji trzeba si znimi „pogodzi" i wykorzy-

sta je do poprawy waci-

woci wzmacniacza. Po-

szerzenie pasma czstotli-

woci uzyskamy po stwo-

rzeniu z pojemnoci paso-

ytniczych i dodatkowych

indukcyjnoci, obwodów

Rys. 2 Korekcja niskich czstotliwoci


a) b)

Rys. 3 Korekcja równolega wysokich czstotliwoci

rezonansowych take okrelanych mianem obwodówkorekcyjnych. Wykorzystanie równolegego obwodurezonansowego nazywane jest korekcj równolegpokazan na rys. 3.

Równolegy obwód rezonansowy tworz pojemnoCm i indukcyjno L«. Rezystor kolektorowy R K okre-lajcy wzmocnienie wzmacniacza dla rednich cz-stotliwoci jest poczony szeregowo z indukcyjnociLk i wprowadza tumienie obwodu rezonansowego tzn.zmniejsza jego dobro. Równolege poczenie Lk doCm zachodzi przez zasilanie +U Z/ zwarte do masy dlaskadowej zmiennej.

Wielko indukcyjnoci Lk powinna by tak dobra-na, aby rezonans znajdowa si powyej czstotliwocigranicznej f

g i.Wystpienie rezonansu powoduje skom-

pensowanie pojemnoci i wzrost wzmocnienia. Cha-rakterystyka przenoszenia wzmacniacza zostaje zmo-dyfikowana w wyniku nakadania si charakterystykirezonansu na dotychczasow charakterystyk. Wzrastagórna czstotliwo graniczna do wartoci fg

2

. Przy zbyt

niskiej czstotliwoci rezonansowej obwodu korekcyj-nego nastpi tzw. przekompensowanie tzn. wzrost

wzmocnienia przy czstotliwo-

ciach wysokich i mniejszy

wzrost górnej czstotliwoci

granicznej.

Taki sam efekt poszerzenia

pasma od strony górnych cz-stotliwoci zapewnia ukad

korekcyjny z rys. 4 wykorzystu-

jcy szeregowy obwód rezonan-sowy.

Obwód ten tworzy szeregowepoczenie pojemnoci wejcio-

wej nastpnego stopnia Cwe i indukcyjnoci LK . Prze-picie wystpujce podczas rezonansu na pojemnociCwe powoduje wzrost wzmocnienia, dajcy wzrostgórnej czstotliwoci granicznej w taki sam sposób jakpokazano na rys. 3b. Moliwe jest zastosowanie obutych rodzajów korekcji jednoczenie. Stosowane s onew szerokopasmowych wzmacniaczach w.cz.

Innym sposobem korekcji wysokich czstotliwoci

jest zastosowanie ujemnego sprzenia zwrotnegozmniejszanego powyej czstotliwoci granicznej,a wic powodujcego wzrost wzmocnienia przy wyso-kich czstotliwociach i jednoczenie zwikszenie

górnej czstotliwoci granicznej.

Przypominam, e zastosowanie ujemnego sprze-nia zwrotnego samo w sobie jest czynnikiem poszerza-jcym pasmo przenoszenia ukadu. Ujemne sprzeniezwrotne w pokazanym na rys. 5 ukadzie realizowanejest za pomoc rezystora emiterowego Re. Równolegledo niego docza si ma pojemno Ce- Jej wartojest tak dobrana, aby zacza bocznikowa rezystordopiero przy czstotliwociach zblionych do granicz-

nej (fg i).

Bocznikowanie rezystora Re zmniejsza sprz-

enie zwrotne i zwiksza wzmocnienie. Czstotliwograniczna wzrasta do wartoci f

g2. Zbyt dua warto

pojemnoci Ce spowoduje wzrost wzmocnienia poniej

czstotliwoci fgi,

przekompensowanie i jedynie mini-

malnie lub wcale wpynie na czstotliwo graniczn.

Szerokopasmowy wzmacniacz w.cz.

Podstawowym warunkiem realizacji szerokopasmo-

wego wzmacniacza wielkiej czstotliwoci jest zasto-sowanie tranzystora o czstotliwociach granicznych

wikszych od górnej czstotliwoci granicznej wzmac-

niacza. Ukadem zapew-niajcym najlepsze

wykorzystanie czstotli-

woci granicznej tranzy-stora jest ukad ze

wspóln baz (fa). Ukadten jednak nie nadaje si

do realizacji wzmacnia-

czy szerokopasmowych

z uwagi na du impe-dancj wyjciow. Naj-

lepsze waciwoci aleRys. 5 Korekcja wysokich czstotliwoci za pomoc Cf


te i najnisz czstotliwo graniczn fp posiada ukad

ze wspólnym emiterem. Dlatego do realizacji wzmac-

niaczy szerokopasmowych WE wymagane s tranzysto-ry o duej czstotliwoci granicznej fj.

Stosowane do budowy szerokopasmowych wzmac-

niaczy antenowych tranzystory oprócz wysokiej czsto-

tliwoci granicznej charakteryzuj si take maymiimpedancjami, wejciow i wyjciow. Umoliwia tododatkowo dopasowanie wzmacniacza do linii przesy-

owej 50^*75 Q. Wspóczynnik wzmocnienia gm takiego

tranzystora take silnie maleje ze wzrostem czstotliwo-

ci. Dla uzyskania w miar równomiernego wzmocnie-nia w szerokim zakresie czstotliwoci stosowane jestsilne ujemne sprzenie zwrotne.

Sprzenie takie w ukadzie pokazanym na rys. 6zapewnia rezystor Rk. Jego warto wynosi zazwyczajkilkaset Q. Rezystory Rg i Rc ustalaj punkt pracy

tranzystora tzn. prd i napicie kolektora. IndukcyjnoL« tym razem nie peni funkcji indukcyjnoci ukadu

korekcji a jedynie eliminuje bocznikowanie impedancji

wyjciowej tranzystora rezystorem Rc dziki duej

reaktancji dla prdów w.cz.Wzmacniacze antenowe stosowane s midzy ante-

n a wejciem odbiornika telewizyjnego i kolejnymwymaganiem jakie powinny spenia jest niski poziom

szumów wasnych. Zaley on gównie od jakoci tran-

zystora (typu) i punktu pracy. Wzmocnienie napiciowe

pojedynczego stopnia takiego wzmacniacza zwykle nie

przekracza 10 dB w pobliu górnej czstotliwocigranicznej.

Scalone.wzmacniacze szerokopasmowe

Scalone wzmacniacze szerokopasmowe mona po-dzieli na dwie grupy: tzw. wzmacniacze wizyjne

i wzmacniacze w.cz. Do ich budowy wykorzystuje si

bezporednio poczone tranzystory w ukadzie tzw.kaskody. Pierwszy tranzystor w ukadzie WE a drugi wukadzie WB. Korzystne waciwoci ma take ukad zesprzeniem emiterowym WK-WB znany ze wzmac-niaczy rónicowych.

Wzmacniacze wizyjne realizowane s jako wzmac-niacze rónicowe budowane na dwóch symetrycznych

kaskodach z ukadami wyjciowymi na wtórnikach

emiterowych. Przykadem wzmacniacza wizyjnego jest

ukad NE 592. Wzmacniacz zrealizowany z jego uy-ciem pokazany jest na rys. 7.

Wzmacniacze wizyjne posiadaj pasmo czstotli-

woci do 100 MHz, Charakterystyczne jest symetryczne

wejcie ui i wyjcie U 2 - Za pomoc rezystora R monawpywa na wzmocnienie wzmacniacza przez zmiansprzenia zwrotnego w obwodzie emiterów syme-trycznej pary tranzystorów wejciowych. Maksymalne

wzmocnienie 400 V/V uzyskuje si przy rezystancji

mniejszej od 5 £1. Rezystancji 15 k£1 odpowiada

wzmocnienie 1 V/V. Napicia zasilajce takiego

wzmacniacza nie przekraczaj ±6 V. Podane dane

dotycz wzmacniacza NE 592, który jest nowoczeniej-

sz wersj popularnego wzmacniacza pA 733. Wzmac-niacze takie stosowane s do wzmacniania sygnaówwizji, jako wzmacniacze impulsowe, wzmacniacze

sygnaów z gowic dysków elastycznych i magnetowi-

dów.

Moliwe jest wykorzystanie wzmacniacza jakoukadu niesymetrycznego przez zwarcie jednego

z wej dla skadowej zmiennej, kondensatorem domasy i korzystanie tylko z jednego sygnau wyjciowe-

go. Wyjcie zwizane bezporednio ze sterowanym

wejciem zapewnia sygna w fazie zgodnej. Na drugimwyjciu wystpuje sygna w fazie przeciwnej do fazysygnau wejciowego. Przykadem ukadu wzmacniacza

szerokopasmowego w.cz. jest ukad

NE 5204A firmy Philips. Zawiera on w swoim wn-trzu dwa bezporednio sprzone stopnie wzmacniaj-ce WE oraz rozbudowany ukad polaryzacji i stabiliza-cji punktów pracy. Wewntrz znajduj si takerezystory sprzenia zwrotnego, które ustalaj wzmoc-

nienie wzmacniacza wynoszce okoo 20 dB (10 V/V).

+ Uz

DL w.cz.

Hh

Rys. 8 Szerokopasmowy wzmacniacz w.cz.


Wzmacniacz wymaga niewielu elementów ze-wntrznych, a dokadnie trzech kondensatorów i dawi-

ka w.cz. Pasmo przenoszenia przy nierównomiernoci

charakterystyki ±0,5 dB osiga 350 MHz. Przy czsto-tliwoci 800 MHz wzmocnienie spada do 15 dB.Wspóczynnik szumów nie przekracza 6 dB. Maksy-malne napicie zasilajce nie powinno przekracza

8 V.

Dziki zblionym impedancjom wejciowej i wyj-ciowej mona je czy kaskadowo dla uzyskania

wikszego wzmocnienia. Zapewnione jest take dobre

dopasowanie do typowych impedancji falowych kon-

centrycznych linii przesyowych 50 lub 75 O. Stosowa-

ne s we wzmacniaczach antenowych, rozdzielaczachsygnaów, a take generatorach sygnaowych, oscylo-

skopach, miernikach czstotliwoci oraz w technicekomputerowej i telekomunikacji.

Cig dalszy w nastpnym numerze.

Dekoder informacji dodatkowych RDS

Wspóczesne stacje nadawcze UKF FM oprócz sy-gnau stereofonicznego nadaj dodatkowe informacje

jak nazwa stacji, rodzaj programu itp. Sygnay te mogby odczytane z wywietlacza, dostosowanego do ichodbioru odbiornika. W dwuczciowym artykule przed-stawimy propozycj urzdzenia (przystawki) do odbior-

nika FM umoliwiajcego prezentacj dodatkowychinformacji. Pierwsza cz dotyczy opisu dekoderawydzielajcego sygna RDS.

System RDS

Nie jest to nowo z ostatniej chwili, ale i w Europiezachodniej nie wszystkie odbiorniki s wyposaone wdekodery RDS. W kraju dopiero od niedawna, niektóreradiostacje UKF FM rozpoczy nadawanie dodatko-wych sygnaów informacyjnych. Informacje przekazy-

wane za ich pomoc s szczególnie cenne w odbiorni-kach samochodowych. Skrót RDS pochodzi odokrelenia Radio Data System (radiowy system informa-

cyjny). Jego zasadniczym zadaniem jest identyfikacja

programów i przekazywanie krótkich informacji wraz

z sygnaem radiofonicznym FM. Wyróni monanastpujce typy przekazywanych informacji:

- RT (Radio Text)

Wiadomo przekazywana w formie tekstu o maksy-malnej dugoci 64 znaków,

- PS (Programme Service)

Zawiera nazw nadajnika, z którego odbierany jestsygna, w postaci tekstu skadajcego si ze wzgl-dów oszczdnociowych z 8 znaków,

- PTY (Programme Type)

Okrela rodzaj odbieranej audycji. Moe by wyko-rzystana do wyszukiwania stacji nadajcych ten sam

rodzaj audycji np. sprawozdania sportowe lub muzy-

ka klasyczna. Przewidziano 31 typów audycji, ale

praktycznie wykorzystywane jest 15,

- TA (Traffic Announcement)

Informacja o nadawaniu komunikatów drogowych.

Umoliwia automatyczne przeczenie aktualnie od-bieranej audycji (nawet odtwarzanej z magnetofonu)

na stacj nadajc komunikat. Jest to szczególnieprzydatne podczas jazdy samochodem,

- PI (Programme Identyfication)

Zawiera kod umoliwiajcy identyfikacj tego same-

go programu nadawanego przez róne nadajniki. Niejest ona wywietlana. Umoliwia odbiór tego samegoprogramu z rónych nadajników podczas jazdy sa-

mochodem,

- TP (Traffic Programme)

Informacja wczajca sygnalizacj o nadawaniu ko-munikatów dla kierowców w systemie ARI(niemieckim). Moe by wykorzystana do automa-tycznego dostrojenia odbiornika samochodowego do

stacji nadajcej komunikaty,

- CT (Clock Time)

Aktualny czas i data, które mog by wywietlane,- ON (Other Networks)Zawiera list do 25 czstotliwoci z maksymalnie 8

sieci radiofonicznych. Pozwala to na automatyczne

przeczanie stacji nadajcych okrelony typ progra-

mu np. informacje drogowe (TA) lub wiadomoci(NEWS).

Odbiorniki z dekoderem RDS mog realizowafunkcj PTY ALARM - polega ona na wczeniu audycjinadajcej sygna alarmowy PTY nawet podczas sucha-

nia audycji z magnetofonu czy CD. Pozwala to na

szybkie powiadamianie spoecznoci lokalnych o

grocym niebezpieczestwie.Modna aktualnie i reklamowana funkcja EON

umoliwia automatycznie dostrojenie do stacji nadaj-

cej informacje drogowe lub wiadomoci. Po zakocze-

niu wiadomoci, czy komunikatu nastpuje powrót do

poprzednio odtwarzanej audycji. Funkcja ta korzysta

z informacji ON.

System RDS umoliwia take w prosty sposób stwo-rzenie systemów przywoawczych realizowanych przez

tzw. PAGERY. Umoliwia to zasygnalizowanie abo-

nentowi potrzeby zadzwonienia pod okrelony numer

telefonu, lub wrcz przekazanie krótkiej wiadomoci.Systemy takie od dawna dziaaj w Szwecji, USA,a ostatnio i u nas.


Realizacja techniczna

Do przesyania informacji RDS wykorzystuje si

trzeci harmoniczn sygnau pilota (19 kHz), zespolo-

nego sygnau stereofonicznego MPX. Harmoniczna ta

posiada czstotliwo 57 kHz i jest modulowana am-

plitudowo odpowiednio spreparowanym sygnaem RDS.

Po modulacji fala nona zostaje wytumiona.

Rys. 1 Widmo zespolonego sygnau stereofonicznego MPXz sygnaem RDS

Sygna danych jest sygnaem szeregowym przeka-

zywanym bit po bicie. Preparowanie sygnau danych

jest zabiegiem skomplikowanym i tylko wtajemniczo-

nym co powie, e wykorzystuje si kodowanie róni-cowe. Efektem kodowania rónicowego jest zmniejsze-

nie liczby zmian sygnau, a wic zmniejszeniewymaganego do jego przesania pasma czstotliwoci

(podobne zabiegi stosowane s do przesyania informa-cji w modemach). Sygnaem tym kluczowana jest fazaprzebiegu sinusoidalnego o czstotliwoci 1187,5 Hz.

Przebieg ten uzyskuje si w wyniku podziau czstotli-woci podnonej 57 kHz przez 48. Kolejnym zabiegiem

jest ograniczenie pasma sygnau danych, który nastp-

nie moduluje podnon.Struktura sygnau danych zostanie przedstawiona w

drugiej czci artykuu, która dotyczy bdzie stronyinformatycznej sygnau RDS i wywietlania informacji.

Szybko transmisji informacji nie przekracza 20 zna-ków/s.

Zespolony sygna stereofoniczny wraz z sygnaem

RDS jest nastpnie przekazywany do nadajnika UKF

i wypromieniowany jako sygna z modulacj czstotli-

woci. Sygna odebrany przez odbiornik, po demodula-

cji czstotliwoci posiada tak posta jak na rys. 1

.

W odbiorniku stereofonicznym jest to sygna midzydemodulatorem a dekoderem stereofonicznym.

W odbiorniku monofonicznymukad deemfazy stosowany

zaraz po demodulatorze tumi

skadowe o czstotliwociach

wikszych od 15 kHz, a wici sygna RDS.

Dekoder RDS jest pierwszym

blokiem ukadu wywietlania

informacji RDS. Korzysta on z

sygnau RDS zawartego wsygnale stereofonicznym. Jego

zadaniem jest odtworzenie

szeregowego sygnau danych

RDDA i sygnau zegarowego RDCL o czstotliwoci1 1 87,5 kHz. Sygnay te nastpnie s odczytywane przezmikrokomputer i przetwarzane na sygnay równolege

do sterowania wywietlacza. Schemat blokowy ukadu

wywietlania pokazany jest na rys. 2.

Rys. 2 Ukad wywietlania informacji RDS

Przebiegi sygnaów wyjciowych dekodera pokaza-

ne s na rys. 3. Ich zalenoci czasowe s tak dobrane,e moliwe jest odczytywanie danych RDDA zarównonarastajcym jak i opadajcym zboczem sygnau zega-

rowego RDCL.

Schemat blokowy dekodera

Zajmiemy si teraz schematem blokowym dekodera

RDS, który odpowiada uproszczonemu schematowi

blokowemu ukadu scalonego TDA 7330B. Dzikizastosowaniu techniki ukadów PLL (ptla synchroniza-

cji fazowej) i filtrów z przeczanymi pojemnociami

ukad ten realizuje wszystkie funkcje dekodera przy

minimalnej iloci elementów zewntrznych i bez po-

trzeby regulacji czy strojenia.

Na jego wejciu znajduje si filtr dolnoprzepustowy

drugiego rzdu ograniczajcy ewentualne zakócenia i

szumy o czstotliwociach wyszych od 60 kHz. Wy-

dzielenie zmodulowanego sygnau RDS o czstotliwoci

rodkowej 57 kHz odbywa si za pomoc filtru pasmo-wego ósmego stopnia z przeczanymi pojemnociami.

WEMPX

Rys. 4 Schemat blokowy dekodera RDS


Zapewnia to odpowiedni selektywno i stromocharakterystyki filtru. Pasmo filtru wynosi 3 kHz. Tu-

mienie sygnau o czstotliwoci 38 kHz wynosi co

najmniej 50 dB. Tumienie czstotliwoci 67 kHz co

najmniej 35 dB.

Generator stabilizowany kwarcem o czstotliwoci

4,332 MHz lub dwa razy wikszej 8,664 MHz, wrazz dzielnikami czstotliwoci suy do odtwarzaniaczstotliwoci podnonej 57 kHz i sygnau zegarowego

1187,5 Hz. Sygna o czstotliwoci 57 kHz wykorzysta-

ny jest do detekcji synchronicznej zmodulowanego

fazowo sygnau RDS w ukadzie PLL 57 kHz. Dekodo-wanie fazy odbywa si w dekoderze bifazowym. Kolej-nym zabiegiem jest odkodowanie sygnau rónicowego

w dekoderze rónicowym. Do pracy dekodera bifazo-wego i rónicowego niezbdny jest sygna o czstotli-

woci 1187,5 kHz uzyskany w ukadzie PLL1,1875 kHz. Sygna ten jest jednoczenie sygnaem

zegarowym RDCL. Na wyjciu dekodera rónicowego

uzyskujemy szeregowy sygna danych RDDA.

Ukad scalony TDA 7330B posiada take wyjciesygnau ARI wykorzystywane w odbiornikach samocho-dowych do wczania odtwarzania komunikatów dro-

gowych. Kolejne dodatkowe wyjcie suy do wysta-wiania sygnau informujcego o odbiorze dobrej jakoci

sygnau RDS (QUAL). Sygna ten moe by wykorzysta-ny do uaktywniania ukadu wywietlania informacji.

Obydwa sygnay poziomem wysokim wskazuj odpo-

wiednio, obecno sygnau ARI lub dobr jako sy-gnau RDS.

Schemat ideowy i dziaanie

Zdecydowano si na rozdzielenie konstrukcyjne de-

kodera od czci wywietlania informacji. Pozwala tona umieszczenie dekodera RDS we wntrzu odbiornika

w pobliu dekodera stereofonicznego i zmniejszeniewpywu na ukad sygnau MPX midzy demodulatoremczstotliwoci a dekoderem stereo. Szkodliwe oddzia-

ywanie moe mie dua pojemno przewodu podaj-cego sygna do dekodera RDS (ograniczenie pasma

i stumienie sygnau RDS).

Cz wywietlania informacji moe przy tej kon-cepcji zosta umieszczona w oddzielnej obudowie nazewntrz odbiornika. Chocia zaley to od koncepcji

wykonawcy i ewentualnego miejsca na skali czy pycie

czoowej odbiornika.

Schemat ideowy dekodera, jak ju zaznaczonowczeniej dziki wykorzystaniu ukadu scalonego

TDA 7330B jest jednym z najprostszych ostatnio publi-kowanych schematów.

Sygna wejciowy MPX przez kondensator Cl po-dawany jest do wejcia ukadu (1 US1). Kondensator C2

filtruje napicie odniesienia wytwarzane przez we-

wntrzny dzielnik rezystancyjny. Kondensator C3

wprowadza opónienie sygnau podawanego na wej-

cie dodatkowego filtru rónicowego.

Do wyprowadze 9 i 10 doczony jest kwarco czstotliwoci 4,332 lub 8,664 MHz. W zalenociod zastosowanego kwarcu musi by odpowiedniopoczona zwora Z. Przy kwarcu o czstotliwoci4,332 MHz nie naley jej montowa. Zastosowaniekwarcu 8,664 MHz, wymaga jej zamontowania a wiczwarcia wyprowadzenia 18 US1 z wyprowadzeniem 16

(+5 V). Dopuszcza si odstrojenie kwarcu 4,332 MHzo maksymalnie 1,2 kHz. Kondensatory C4 i C5 nie-

zbdne s do pracy generatora.Wyprowadzenie 12 to wyjcie sygnau zegarowego

RDCL, a wyprowadzenie 13 - sygnau danych RDDA.

Sygna QUAL wystpuje na wyprowadzeniu 14, a nawyprowadzeniu 1 5 sygna ARI.

Ukad scalony zasilany jest napiciem stabilizowa-

nym +5 V podawanym na wyprowadzenie 16.

Typowy pobór prdu wynosi 9 mA. Do filtracji

napicia zasilania zastosowano rezystor R1.

Jeli napicie +5 V nie jest dostpne wewntrz

odbiornika, przewidziano monta stabilizatora

monolitycznego US2 (LM 7805) i zasilanie

dekodera napiciem +1 2 V. Napicie stabili-

zowane +5 V moe by wykorzystane dozasilania czci wywietlajcej.


i +5V

Najwikszym problemem przy kompleto-

waniu elementów moe okaza si zdobyciekwarcu o czstotliwoci 4,332 MHz lub8,664 MHz. Sdz e bdzie to wkrótcemoliwe za porednictwem wspópracujcej z

PE firmy LARO. Ukad scalony TDA 7330Bprodukowany przez firm SGS-THOMSON(ewentualnie TDA 7330A) znajduje siw ofercie firm sprowadzajcych podzespoy

na zamówienie.Rys. 5 Schemat ideowy dekodera RDS



Sam monta kilkunastu elementów nie powinien na-strcza trudnoci. Zacz naley od dopasowaniaotworów w pytce do posiadanych elementów. Pozamontowaniu koków lutowniczych, zamontowaelementy RC i na zakoczenie kwarc oraz póprzewod-niki. Widok pytki drukowanej i rozmieszczenie ele-mentów pokazuje rys. 6.

Wicej kopotu moe przysporzy wyszukaniepunktów podcze dekodera wewntrz odbiornikaradiowego (tunera czy amplitunera). Pomocnym w tychzabiegach bdzie na pewno schemat ideowy odbiornikka. Ideaem byoby posiadanie instrukcji serwisowejz rysunkami rozmieszczenia elementów na pytkach.Przed zdjciem obudowy nie naley zapomnieo wyjciu wtyczki sieciowej z gniazdka. Podczas pracwewntrz odbiornika przy wczonym zasilaniu za-chowa ostrono, aby nie ulec poraeniu napiciemsieciowym.

Nie powinno by problemu ze znalezieniem masyodbiornika (- zasilania). Doczone do niej s czcimetalowe np. ekrany filtrów p.cz. Posugujc si multi-metrem znajdziemy punkt napicia zasilajcego +5 Vlub +12V. Po sprawdzeniu poprawnoci montaudoczy mas i napicie zasilajce do pytki dekoderaRDS.

Po zlokalizowaniu ukadu scalonego dekodera ste-reofonicznego identyfikujemy jego poczenie z demo-dulatorem czstotliwoci doprowadzajce sygna MPX.W odbiornikach krajowych najpopularniejszym uka-dem wzmacniacza p.cz. i demodulatora FM by ukadUL. 1200 (TDA 1200). Wyjcie demodulatora FM w tymukadzie to wyprowadzenie 6. Najczciej midzydemodulatorem FM a dekoderem stereofonicznym jestwczony wzmacniacz tranzystorowy zwikszajcysygna wejciowy dekodera. Wejcie dekodera stereoUL 1601 to wyprowadzenie 3. Dekoder stereo PLLo oznaczeniu UL 1621 (TCA 4500) posiada wejcie nawyprowadzeniu 1. Wejcie dekodera TDA 1578Aznajduje si na wyprowadzeniu 6. Sygna MPX pobie-

ramy z wejcia dekodera stereoi krótkim przewodem czymyz wejciem dekodera RDS.

Wczamy napicie zasilajceodbiornika i multimetrem spraw-

dzamy poprawno napicia zasi-lajcego dekoder RDS. Napicie na

wyprowadzeniu 16 US1 powinno

wynosi okoo 5 V. Jeli dysponu-jemy oscyloskopem mona spraw-dzi poprawno pracy generatorakwarcowego. Sond oscyloskopupodczy do punktu OSC (9 USD.Powinien tu wystpowa przebieg oczstotliwoci zalenej od uytegokwarcu (4,332 lub 8,664 MHz)

i wartoci midzyszczytowej 4,5 V.Wczy zakres UKF i dostroi odbiornik do stacji

nadajcej sygna RDS. Sygna ten nadaj programy RMFFM i Radio Zet. Dla upewnienia si mona to sprawdzina odbiorniku z RDS np. w pobliskim sklepie RTV.Poprawno odbioru sygnau RDS mona sprawdziprzez pomiar multimetrem napicia staego w punkcieQ (14 US1). Napicie to powinno wynosi 4+5 V.

Posiadacz oscyloskopu moe zaobserwowa sygnazegarowy o czstotliwoci 1187,5 Hz i poziomie TTL(0+5 V) na wyjciu RDCL. Na wyjciu danych RDDAzaobserwowa mona nieregularny przebieg TTL. Brakwysokiego poziomu napicia w punkcie Q i przebie-gów wyjciowych wiadczy o nieprawidowych po-czeniach, które naley sprawdzi i poprawi. Moe toby le zlokalizowane wejcie dekodera lub dostroili-my si do stacji nie nadajcej sygnau RDS. Jeli deko-der dziaa poprawnie moemy doczy ukad wywie-tlania, który zostanie opisany w kolejnym numerze PE.

Wykaz elementów:

US1 -TDA 7330BUS2 - LM 7805 (78L05)R1 -27 £2/0,1 25 WR3, R4 - 100 a/0,125 WR2 - 2,2 Ma/0,25 WC4, C5 - 27 pF/50 V KCPCl - 270 pF/50 V KCPC3 - 10 nF/250 V MKSE-20C6, C8 “100 nF/63 V MKSE-20C2,C7 - 1 0 (iF/25 V 04/UQ1 - kwarc 4,332 MHz (8,664 MHz)pytka drukowana numer 380

Pytki drukowane wysyane s za zaliczeniempocztowym. Pytki mona zamawia w redakcji PE.Cena: 1,46 z + koszty wysyki.Podzespoy elektroniczne mona zamawia w firmieLARO - patrz IV strona okadki.

^ R. K.


Elektroniczny symulator rezystancji

Do sprawdzania omomierzy albo do prób zwizanych

z uruchomianiem i strojeniem ukadów elektronicz-

nych stosuje si czsto rezystory dekadowe. Nie zaw-

sze jest to wygodne i tanie. Od kilku lat coraz szersze

zastosowanie znajduj w technice pomiarowej elektro-niczne symulatory rezystancji. Taki ukad symulatora

prezentujemy w poniszym artykule.

Profesjonalne ukady opracowane do sprawdzania

omomierzy lub mierników wspópracujcych z czujni-

kami rezystancyjnymi wykorzystuj niewielk liczb

precyzyjnych rezystorów wraz z dokadnym przetwor-

nikiem cyfrowo-analogowym, a mog z powodzeniemzastpi wielodekadowy rezystor laboratoryjny przy

znacznie niszej cenie i wymiarach. Opisany dalej

ukad nie zosta wyposaony w konwencjonalny prze-twornik cyfrowo-analogowy, lecz zamiast niego zasto-

sowano zestawy rezystorów i przeczniki kodowe.

Dziki temu ukad nie wymaga mikroprocesorowego

ukadu sterowania przetwornikiem ani wywietlacza co

znacznie obnia jego koszt.

Opis ukadu

Zasada dziaania ukadu jest prosta. Przedstawiono

j na rysunku 1. Miernik rezystancji zosta tu przedsta-wiony jako ródo prdu Ip oraz woltomierz mierzcyspadek napicia Ur wywoany przepywem tego prdu

przez badan rezystancj.Prd Ip wpywa do wejcia konwertera prd-

napicie zbudowanego na wzmacniaczu operacyjnym

UA. Prd Ip pync od wejcia przez rezystor Ra wpy-wa do wyjcia wzmacniacza. Powoduje to w pierwszymmomencie wzrost potencjau na wejciu odwracajcym

wzmacniacza A. Wzrost ten wymusza natychmiast

obnienie potencjau na wyjciu wzmacniacza. Stan

równowagi osiga si wtedy, gdy napicie na wejciu

odwracajcym wzmacniacza osignie tak sam war-to jak napicie na wejciu nieodwracajcym - czylizero. W stanie równowagi musi by zatem spenionywarunek na napicie wyjciowe Ua które wynosi:

Ua = -Ip-Ra

Znak minus pokazuje, e przy prdzie wpywajcym dowejcia konwertera prd-napicie, napicie wyjciowe

jest ujemne.

Nastpny stopie na wzmacniaczu B odwraca pola-

ryzacj napicia i na jego wyjciu otrzymuje si napi-

cie dodatnie:

Ub = -Ua

Ub = Ip-Ra

Stopie kocowy to wzmacniacz o regulowanym

wzmocnieniu. Zatem na jego wyjciu otrzymuje si

napicie:

Uc = -(Rc/Rb)Ub

Uc = —(Ra k) Ip

gdzie:

k =Rc/Rb - wspóczynnik wzmocnienia wzmacniacza C

Napicie Uc jest napiciem jakie zmierzy wolto-

mierz w narysowanym na rysunku modelu miernikarezystancji, jest tak gdy napicie w punkcie wpywuprdu pomiarowego wynosi zero. Zatem rezystancja Rx

jak „widzi" omomierz wynosi:

Rx = k-Ra

Jak wida wyranie z powyszego wzoru na warto

symulowanej rezystancji wpyw maj tylko rezystory wpierwszym stopniu oraz wspóczynnik wzmocnienia

kocowego stopnia. Regulujc oba te parametry monaosign moliwo nastawienia duej liczby rónychwarto rezystancji.W opracowanym ukadzie rezystor Ra przyjmuje

warto 1 O, 10 100 O., ... ,1 MO. Natomiast wspó-

czynnik k mona ustawi w zakresie od 0,0 do 9,9z krokiem 0,1. Dziki temu mona uzyska nastawyw bardzo szerokim zakresie. Do ustawienia wspóczyn-nika k uyto dwóch (oznaczonych dalej X i Y) dziesit-

nych nastawników kodowych z wyjciem w kodzieBCD, natomiast do nastawienia wartoci Ra uyto dzie-

sitnego nastawnika z wyjciem typu „jeden z"

(oznaczonego dalej Z). W ten sposób warto elektro-nicznie symulowanej rezystancji wynosi:

Rx = (X +0,1Y)-10Z

Na przykad, aby uzyska nastaw

4,7 kO naley ustawi:

X = 4, Y = 7, Z = 3

jest to proste dla kogo obeznanego

z odczytywaniem kodów paskowych

do oznaczania rezystorów. X i Y mogprzyjmowa warto od 0 do 9, nato-miast Z od 0 do 6.

Praktyczny Elektronik 2/1998

Cl 330n1

' Wi

R1 IMfi1Q

i

-Cf'O-b-

4 6 x1MS

\ 5 x100k

i 4 x 1 0k

W2

-5^cr^o-4-o^o-

b!

^ i 0 R10 20DA R11 20DG


mentów pytki skada si ze sob stronami druku dosiebie i czy w naronikach odcinkami drutu (rys. 4).Oprócz pocze mechanicznych na duszym bokupytki wykonuje si pi pocze sygnaowych (polaoznaczone kwadratow ramk).

Po zmontowaniu ukadu, naley ukad wyzerowaw ten sposób, e przy zwartym wejciu wzmacniaczaUS1 do masy (nóka 2 do nóki 3) oraz ustawieniu W1na x1 Mli, potencjometr PI ustawi tak by uzyskazero w punkcie TP1, nastpnie P2 tak by uzyska zerow TP2 i w kocu P3 tak by uzyska zero na wyjciuUS3. Ta ostatnia regulacja powinna przebiega przy

ustawieniu wzmocnienia W2 na x1 . Dziaanie ukadumona sprawdzi przy pomocy praktycznie dowolnegoomomierza.

Rys. 4 Poczenie pytek drukowanych

Uwaga: ukad poprawnie symuluje rezystancje przyprdach Ip nie przekraczajcych dopuszczalnego prduwyjciowego wzmacniaczy operacyjnych czyli ok.

15 mA. W przypadku zastosowania innych wzmacnia-czy operacyjnych ni podano, naley upewni si czy

potencjometrów do regulacji napicia niezrównowae-

nia nie trzeba doczy do innych kocówek lub inne-go napicia zasilania.

Wykaz elementów:

US1-US3

Dl, D2

R7

R6

R5, R8, R20

R13, R24

R9+R1

1

R12, R23

R4, R14, R21,R22

R19

R15 +R17

R18

P1+P3

C4, C5

Cl

C2, C3

W1W2, W3W4

- OP 07-1N4148- 1 a/0,125 W/0,5%- 10 a/0,125 W/0,5%- 100 a/0,125 W/0,5%- 120 a/0,125 W/0,5%- 200 a/0,125 W/0,5%-680 a/0,1 25 W/0,5%- 1 ka/0,1 25 W/0,5%- 1,2 ka/0,1 25 W/0,5%-2 ka/0,1 25 W/0,5%-6,8 ka/0,1 25 W/0,5%- 20 ka dziesicioobrotowy- 100 nF/63 V ceramiczny- 330 nF/63 V MKSE-20- 47 piF/1 6 V 04/U- przeczniki typu DIP-8

- przeczniki typu DIP-4

- dowolny wcznik dwustykowypytka drukowana numer 379

Pytki drukowane wysyane s za zaliczeniempocztowym. Pytki mona zamawia w redakcji PE.Cena: 4,16 z + koszty wysyki.Podzespoy elektroniczne mona zamawiaw firmie LARO - patrz IV strona okadki.

-9- mgr in. Jacek Pawowski

Reminiscencje na temat woltomierza ICL 7107 i 7117- dokoczenie

Czstotliwo pracy generatora moe obejmowazakres od 30 kHz do 240 kHz. Ze zmian czstotliwo-ci konieczna jest zmiana pojemnoci kondensatora

cakujcego CII. Wraz ze wzrostem czstotliwocigeneratora pojemno Cl 1 powinna zosta proporcjo-nalnie zmniejszona, np. dwukrotnemu zwikszeniu

czstotliwoci z 50 kHz na 100 kHz odpowiada dwu-

krotne zmniejszenie pojemnoci CII z 220 nF na

1 10 nF w praktyce 100 nF. Dokadna warto pojemno-ci tego kondensatora nie jest istotna (tolerancja wyko-

nania moe wynosi ponad ±20%), wane jest tylko abyby to kondensator m maej stratnoci z dielektrykiempolipropylenowym np. KMP-010, MKP-20, MKP-21,

MKP-30, lub w najgorszym przypadku MKSE-018-02,MKSE-020, MKT-10, MKT-30.

Podstawowy i najczciej stosowany zakres pomia-

rowy wynosi ±200 mV. Mona go jednak zmieni nazakres ±2 V. Wystarczy zwikszy napicie referencyj-ne ze 100mV do 1 V i zmieni warto rezystora R2z 47 ka na 470 ka. Zakres ±2 V mona zastosowa

tylko w przypadku zasilania ukadu napiciem ±5 V,przy równoczesnym poczeniu wejcia COMMON(nóka 32) z REF LO (nóka 35).

Drug praktyczn funkcj ukadu ICL 7107i ICL 7117 jest moliwo testu wywietlacza. Testwywietlacza polega na zapaleniu wszystkich segmen-

tów wywietlacza (-1888) po podaniu napicia +5 V nanók 38 -TEST.

Z wywietlaczem LED zwizana jest do dua mocstrat w ukadzie scalonym. Kady z segmentów pobieraprd ok. 8 mA ustalany przez wewntrzne ródo pr-dowe. Równoczenie mog by zapalone wszystkiesterowane segmenty w liczbie 24. W takim przypadku

czna moc tracona w ukadzie wynosi ok. 620 mW.Moc t mona ograniczy do poziomu 460 mW stosu-jc uniwersaln diod prostownicz 1 A wczonszeregowo z anodami wywietlacza (rys. 2). Zmniejsze-

nie mocy traconej w ukadzie wpynie na stabilnowskaza i zwikszy niezawodno ukadu na wskutekobnienia temperatury.


Rys. 2 Schemat podczenia diody ograniczajcej moc strat w ukadzie

W zwizku z stosunkowo du moc traconw ukadzie nie zaleca si korzystania z wewntrznegonapicia referencyjnego jak ma to miejsce w ukadachprzeznaczonych do wspópracy z wywietlaczem cie-kokrystalicznym ICL 71 06, ICL 71 1 6.

Ukad woltomierza w typowej aplikacji zasilany jestnapiciem symetrycznym ±5 V. W omawianym artykuledo wytwarzania napicia ujemnego -5 V zastosowanominiaturow przetwornic DC-DC zbudowan na uka-dzie ICL 7660, który jest do drogi. Podobn prze-twornic mona zbudowa na znacznie taszym uka-dzie CD. 4049 wykorzystujc wewntrzny generatorukadu ICL 7107 lub 7117 (rys. 3). Przetwornica tadostarcza mniejszego napicia -3,3 V, ale dla popraw-

nego dziaania ukadu nie ma to adnego znaczenia.

Rys. 3 Schemat podczenia przetwornicy DC-DC +5/-3,3 V

Jeszcze wygodniejszym rozwizaniem jest zasilanieukadu pojedynczym napiciem dodatnim +5 V. Sche-mat takiego rozwizania przedstawiono na rysunku 4.Wejcie COMMON czy si wtedy z wejciem REF LOi IN LO. Przy takim zasilaniu nie mona czy wejciaCOMMON z mas ukadu. Potencja wej IN LOi IN HI jest na poziomie ok. +2,5 V wzgldem masyzasilania. W takiej wersji ukad moe pracowa tylkona zakresie ±200 mV, a skadowa sumacyjna sygnau nawejciu pomiarowym nie moe przekracza wartoci od1,0 do 4,0 V, wzgldem masy ukadu. Najlepszym wyj-ciem w takiej sytuacji jest stosowanie zasilania wolto-mierza oddzielonego galwanicznie od ukadu pomia-rowego (dolny schemat blokowy na rysunku 3 str. 1 8 PE

12/96). Rozwizanie z pojedynczym zasilaniem jestnajprostsze i najtasze, lecz bardzo rzadko stosowane.

Rys. 5 Schemat poczenia wejcia HOD w ukadzie ICL 7117Na koniec pozostaje jeszcze poda rónic pomi-

dzy ukadem ICL 7107 i ICL 71 17. Drugi z ukadówposiada funkcj HOD blokowania wskaza wywietla-cza. W czasie zwarcia styków wcznika W1 (rys. 5)wywietlacz pokazuje przez cay czas ostatni zmie-rzon warto napicia, cho ukad pomiarowy pracujedalej bez przerwy. W ukadzie ICL 7117 ulegaj zmia-nie dwa wyprowadzenia:- nóka 1 - wejcie HOD;- nóka 35 - wejcie +5 V;

Poniewa ukad ICL 71 17 nie posiada wejciaREF LO, napicie zewntrzne referencyjne musi bydoprowadzane pomidzy wejcie REF HI a wejcieCOMMON.

^ Andrzej Trela


Generator funkcyjny 10 MHz - cz. 1

Generator funkcyjny obok zasilacza i miernika uniwer-

salnego, to jedno z podstawowych urzdze w pra-cowni elektronika. W poniszym artykule prezentuje-my generator funkcyjny o bardzo dobrych

parametrach. Urzdzenie opcjonalnie moe wspópra-cowa ze sterownikiem mikroprocesorowym i kompu-terem PC. Zestaw ten pozwala na automatyczny po-

miar charakterystyk czstotliwociowych ukadów

wzmacniaczy, korektorów, obwodów radiowych

i innych urzdze.

Parametry generatora:

Ksztaty przebiegu wyjciowego: sinus, trójkt, prostokt

Zakres czstotliwoci pracy: 0,2 Hz+10 MHz

w 8 podzakresachZnieksztacenia nieliniowe dla

przebiegu sinusoidalnego <1 DV+

Rys. 1 Schemat blokowy ukadu MAX 038


W oscylatorze wytwarzane s równoczenie trzyprzebiegi: trójktny i dwa przebiegi prostoktne przesu-nite w fazie. Przebieg trójktny doprowadzony zostajedo wejcia precyzyjnego ukadu ksztatujcego prze-

bieg sinusoidalny o maych znieksztaceniach i staejamplitudzie. Natomiast oba przebiegi prostoktne do-

prowadzone s do komparatora. Trzy przebiegi o ró-nych ksztatach doprowadzone s nastpnie do multi-pleksera analogowego. Za pomoc wej AO i Almona wybra jeden z przebiegów, który zostanie do-prowadzony do wzmacniacza wyjciowego. Wejcia AOi Al s zgodne ze standardem TTL. Wzmacniacz wyj-ciowy zapewnia w caym pamie czstotliwoci i dlawszystkich ksztatów przebiegów sta amplitud sy-gnau ±1 V i skadow sta 0 V.

Oprócz gównego wyjcia ukad MAX 038 posiadawyjcie przebiegu prostoktnego SYNC zgodne ze stan-dardem TTL. Moe ono by wykorzystane do pomiaruczstotliwoci, lub synchronizacji. Zasilanie obwodówwyjcia SYNC jest oddzielne i moe zosta wyczonejeeli wyjcie to nie jest wykorzystywane.

Generator posiada take ukad detektora fazy EXOR.

Do jednego wejcia detektora doprowadzone s dwasygnay prostoktne z generatora, przesunite w fazieo 90 , a drugie wejcie PDI wyprowadzone jest na

zewntrz. Do wejcia PDI mona doprowadzi sygnaz kwarcowego generatora zewntrznego. Wyjciemdetektora fazy PDO jest ródo prdowe, które monabezporednio poczy z wejciem FADj. Otrzymuje siw ten sposób ptl PLL. Generator jest wtedy synchro-nizowany z czstotliwoci generatora kwarcowego.

Opis ukadu

Ukad generatora zosta zaprojektowany w taki spo-sób, aby jego prac mona byo sterowa przy pomocynapi staych. Dziki temu uzyskano du odpornoukadu na zakócenia. Wielk zalet takiego rozwiza-nia jest moliwo praktycznie dowolnego uksztato-wania pyty czoowej generatora. Jeszcze jednym argu-

mentem przemawiajcym za takim rozwizaniem jest

moliwo sterowania prac generatora za pomocodrbnego ukadu mikroprocesorowego przy automa-

tycznym pomiarze charakterystyk czstotliwociowych.

Wszystkie wejcia sterujce mog wspópracowaz ukadami TTL (za wyjtkiem wej PI i P2, które wy-magaj sterowania przez wyjcia z otwartym kolekto-rem).

Generator posiada osiem zakresów czstotliwoci

pracy obejmujcych przedzia od 0,1 Hz do 10 MHz.

Jak ju wczeniej wspomniano ukad MAX 038 moeby przestrajany prdem w zakresie 350:1, czyliw ramach dwóch dekad. Z tego te wzgldu konden-satory decydujce o czstotliwoci generacji Cl 8, Cl 9,

C20, C21 i C22 zmieniane s co cztery zakresy, dlakadego z wczonych kondensatorów ustalone s dwazakresy prdu sterujcego. Kondensatory doczane so ukadu generatora za porednictwem miniaturowych

przekaników Pk3-Pk4. Do sterowania przekanikówsu dwa wejcia sterujce Q2 i Q3.W ukadzie pynnej regulacji czstotliwoci pracuje

wzmacniacz operacyjny US2B. Napicie przestrajania,

o wartoci 0,16-2,5 V otrzymuje si z potencjometruregulacji czstotliwoci P5 do którego doprowadzono

wysokostabilne napicie referencyjne 2,5 V. Wzmoc-nienie napiciowe wzmacniacza US2B wynosi 2,8 V/V,

zatem na jego wyjciu otrzymuje si napicie w grani-cach 0,45-7 V, Zapewnia to warto prdu sterujcegood 45 jiA do 700 pA. Zwarcie wejcia Q1 do masy

docza, za porednictwem klucza analogowego US7B,do rezystorów R26 i R27 dodatkowy rezystor R28.

W tym przypadku warto prdu sterujcego zmieniasi w zakresach 6,5 pA do 100 pA.

Wejcie sterujce CH po zwarciu do masy, lub podoprowadzeniu zera logicznego przecza klucz US7C,

odczajc od wejcia wzmacniacza US2B potencjo-metr regulacji czstotliwoci. Na wejcie wzmacniacza

mona teraz doprowadzi zewntrzne napicie prze-strajajce generator. Wejcie Uf zewntrznego prze-

strajania generatora wykorzystywane jest przez ukad

automatycznego pomiaru charakterystyk.

Do dokadnego ustawienia czstotliwoci suy pre-cyzer P3. Napicie z potencjometru P3 za porednic-

twem Klucza US6A i wzmacniacza US5 doprowadzonodo wejcia FADJ ukadu MAX 038. Precyzer umoliwiaregulacj czstotliwoci w granicach ±5% w stosunkudo wartoci ustawionej przy pomocy potencjometru P5.

Dziki zastosowaniu precyzera nie jest konieczne sto-

sowanie w ukadzie regulacji czstotliwoci drogiegopotencjometru dziesicioobrotowego.

Zwarcie wejcia FM do masy wcza modulacjczstotliwociow generatora sygnaem zewntrznym

doprowadzonym do wejcia WE1 . Przebieg modulujcypo niewielkim wzmocnieniu przez wzmacniacz opera-

cyjny US4B doprowadzony zostaje za porednictwem

klucza US6A do wejcia wzmacniacza US5A i dalej do

wejcia FADJ ukadu US3. Amplituda napicia modu-

lujcego nie moe przekracza ±1 V. Maksymalnaczstotliwo modulujca ograniczona jest pasmem

wzmacniaczy operacyjnych i moe wynosi 800 kHz.Do regulacji wypenienia przebiegu z generatora

suy potencjometr P4. Po zwarciu wejcia D do masy,potencjometrem tym mona regulowa wspóczynnikwypenienia w zakresie od 1 5 do 85%. Regulacja wy-penienia nie wpywa na ustawion wczeniej czsto-tliwo. Zwarcie wejcia PWM wcza modulacj sze-rokoci impulsu sygnaem zewntrznym doprowadzo-

nym do wejcia WE1. Parametry przebiegu moduluj-

cego s identyczne jak w przypadku modulacji FM.Gdy wejcia sterujce D i PWM s w stanie wyso-

kim (mog take by niepodczone) do wejcia DADJukadu US3 doprowadzone jest napicie z potencjome-

tru montaowego P6. Potencjometr ten umoliwia pre-

cyzyjn regulacj wypenienia przebiegu wyjciowego

na warto 50%, która ma istotny wpyw na zniekszta-cenia nieliniowe przebiegu sinusoidalnego.

+ 5VO US6, US7 - CD4053


Sygna z wyjcia generatora US3 (nóka 19) dopro-wadzony jest do potencjometru pynnej regulacji am-plitudy PI. W stopniu kocowym pracuje szerokopa-smowy wzmacniacz operacyjny US1 na wyjciu któregootrzymuje si amplitud 10Vpp. W ptli sprzeniazwrotnego wzmacniacza umieszczono ukad przesu-wania poziomu skadowej staej US2A. Kondensatory

C4, CS, C6, C7 blokuj skadow zmienna jaka mogaby przenika na wyjcie wzmacniacza operacyjnego

US2. Konieczne okazao si zastosowania a trzechrónych kondensatorów blokujcych. Dla najwyszychczstotliwoci przeznaczony jest kondensator cera-

miczny C6, dla czstotliwoci rednich kondensator C7,

dla niskich C4, C5. Natomiast najnisze czstotliwoci

nie wymagaj blokowania, gdy funkcj t speniawzmacniacz operacyjny US2. Z uwagi na to, ewzmacniacze operacyjne pracuj niestabilnie z obci-

eniem pojemnociowym konieczne byo zastosowaniedodatkowej zewntrznej kompensacji czstotliwocio-

wej (R9, C8).

Skadowa staa moe by regulowana w zakresie±2,5 V potencjometrem P2. Po zwarciu wejcia DC domasy potencjometr P2 zostaje odczony, a skadowastaa przyjmuje warto 0 V.

Za wzmacniaczem kocowym US1 znajduje situmik o impedancji wyjciowej 50 £2 (R2-^R6). Umo-liwia on uzyskanie trzech stopni tumienia sygnau

0 dB, 20 dB i 40 dB. Zastosowanie tumika wyjciowego

w generatorze funkcyjnym jest niezbdne. Sam poten-cjometr regulacji amplitudy nie wystarczy do precyzyj-

nego ustawienia niewielkiego sygnau np. przy pomia-

rze przedwzmacniacza. Poszczególne stopnie tumienia

przeczane s miniaturowymi przekanikami Pkl1 Pk2. Sterowanie przekanikami moe odbywa siz ukadów posiadajcych wyjcie typu otwarty kolektor.Gdy adne z wyj nie jest podczone tumik ustawio-

ny jest w pozycji 0 dB. Przy zwartym do masy wejciuPI tumienie wynosi 20 dB. Natomiast przy zwartym do

masy wejciu P2 (bez wzgldu na stan wejcia PI) tu-mienie wynosi 40 dB.

Za tumikiem umieszczono filtr dolnoprzepustowy

0 czstotliwoci granicznej 50 MHz (C1-C3, LI, L2).Tumi on ewentualne zakócenia które mog przeniknna wyjcie ukadu US3 z ukadów cyfrowych. Ograni-czenie pasma praktycznie nie wpywa na czasy narostusygnau prostoktnego. W przypadku trudnoci z naby-ciem dawików LI i L2 filtr moe zosta pominity.Naley tylko pamita aby nie pozostawi wtedy kon-densatorów C1+C3.

Wzmacniacz operacyjny US4A wytwarza ujemnenapicie referencyjne -2,5 V doprowadzone do poten-cjometrów regulacji skadowej staej, wypenienia

1precyzera.

Do pomiaru czstotliwoci pracy generatora suywyjcie WY2 w standardzie TTL. Wyjcie WY3 wypro-wadzone jest na pyt czoow i przeznaczone jest dosynchronizacji innych wspópracujcych z generatorem

urzdze.Generator zasilany jest dwoma symetrycznymi na-

piciami ±15 V i ±5 V. Poniewa w ukadzie wystpujsygnay o rón

archive.org...Tyrystory itriakicz.2 Parametrynapiciowe....

Documents

Transcript of archive.org...Tyrystory itriakicz.2 Parametrynapiciowe....