Page 1

Æóðíàë äëÿ òåõ, êòî èíòåðåñóåòñÿ ýëåêòðîíèêîé

WWW.RLOCMAN.RU

ÐÀÄÈÎËÎÖÌÀÍ Îêòÿáðü 2019 (101)

Êîíñòðóèðîâàíèå ëþáèòåëüñêèõ îïòè÷åñêèõ ëîêàòîðîâ

42

Ïðîñòàÿ ñõåìà óâåëè÷åíèÿ àêóñòè÷åñêîãî âûõîäà ïüåçîýëåêòðè÷åñêîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ

72

ÌÝÌÑ ðåëå ðàñøèðÿþò ïðåäåëû êîììóòèðóåìîé ìîùíîñòè

38


ÐàäèîËîöìàí.Æóðíàë

www.rlocman.ru/magazine

Îôèöèàëüíûå âåðñèè òîëüêî çäåñü: áåç ðåãèñòðàöèè è íàçîéëèâîé ðåêëàìû, ñ âûñîêîé ñêîðîñòüþ ñêà÷èâàíèÿ.

Åñëè âû ÿâëÿåòåñü íîñèòåëåì ïåðåäîâûõ çíàíèé â îáëàñòÿõ ðàçðàáîòêè ýëåêòðîííûõ ïðèáîðîâ è/èëè ïðèìåíåíèÿ ýëåêòðîííûõ êîìïîíåíòîâ è ãîòîâû ïîïóëÿðèçèðîâàòü èõ – ïðèãëàøàåì ê ñîòðóäíè÷åñòâó!


Íîâîñòè

ÐÀÄÈÎËÎÖÌÀÍ Îêòÿáðü 2019 (101)

Ãëàâíûé ðåäàêòîð: À. Íèêîëàåâ

Íàä íîìåðîì ðàáîòàëè: Ä. Ëåêàíîâ Â. Êîëåñíèê Ñ. Ìóðàò÷àåâ À. Íèêîëàåâ Ì. Ðóññêèõ À. Ðóñó

Îáëîæêà: À. Êðàâ÷óê

Äèðåêòîð: Ñ. Ìóðàò÷àåâ

Ïî âîïðîñàì ðàçìåùåíèÿ ðåêëàìû, ïóáëèêàöèè àâòîðñêèõ ìàòåðèàëîâ, ñ çàìå÷àíèÿìè è ïîæåëàíèÿìè îáðàùàòüñÿ:

4 GLF ïðåäñòàâëÿåò ñâåðõâûñîêîýôôåêòèâíûé êîììóòàòîð ïèòàíèÿ äëÿ ïðèëîæåíèé IoT 4 Cypress ïðåäñòàâëÿåò êîíòðîëëåð USB-C äëÿ ìàññîâîãî ñåãìåíòà ðûíêà ïåðñîíàëüíûõ êîìïüþòåðîâ 5 IDT çàïóñêàåò â ïðîèçâîäñòâî ñàìûé ìèíèàòþðíûé ïðèåìíèê áåñïðîâîäíîé ýíåðãèè äëÿ çàðÿäíûõ ÷åõëîâ ïîòðåáèòåëüñêèõ óñòðîéñòâ 6 Infineon ïðåäëàãàåò íîâûå ïðèáîðû äëÿ âûñîêîýôôåêòèâíîãî ìåòîäà NFC-ïðîãðàììèðîâàíèÿ ñâåòîäèîäíûõ äðàéâåðîâ 7 Ìîäóëè ÈÊ äàò÷èêîâ Vishay îáåñïå÷èâàþò ðàññòîÿíèå îáíàðóæåíèÿ äî 2 ì â îáû÷íûõ ïðèëîæåíèÿõ è 30 ì â ñâåòîâûõ çàâåñàõ 8 Íîâîå äâóõðåæèìíîå Bluetooth ðåøåíèå Microchip óïðîñòèò ñîçäàíèå áåñïðîâîäíûõ àóäèî óñòðîéñòâ 9 Toshiba íà÷èíàåò ïðîèçâîäñòâî ñâåðõìèíèàòþðíûõ ôîòîðåëå ñ ìîíòàæíîé ïëîùàäüþ 2.9 ìì2 10 Diodes âûïóñòèëà ñâîè ïåðâûå ëèíåéíûå ðåãóëÿòîðû íàïðÿæåíèÿ äëÿ àâòîìîáèëüíûõ ïðèëîæåíèé 10 Äâóõêàíàëüíûé PPTC Littelfuse çàùèòèò òåëåêîììóíèêàöèîííîå îáîðóäîâàíèå îò ïåðåãðóçêè ïî òîêó 11 Alpha and Omega Semiconductor âûïóñêàåò íîâóþ ñåðèþ MOSFET äëÿ ñèëüíîòî÷íûõ ïðèëîæåíèé 12 Analog Devices ïðåäñòàâèëà ïðîãðàììíî êîíôèãóðèðóåìûé àíàëîãîâûé èíòåðôåéñ äëÿ ñèñòåì óïðàâëåíèÿ ïðîèçâîäñòâåííûìè ïðîöåññàìè 12 Sequans ïðåäñòàâëÿåò ïåðâûé â îòðàñëè áþäæåòíûé ìîäóëü NB-IoT ñ èíòåãðèðîâàííûì ôóíêöèîíàëîì SIM-êàðòû 14 64-êàíàëüíûé âûñîêîâîëüòíûé àíàëîãîâûé êîììóòàòîð êîìïàíèè STMicroelectronics ïîçâîëèò ñîçäàâàòü ïîðòàòèâíûå ïðèáîðû ïðîìûøëåííîé è ìåäèöèíñêîé âèçóàëèçàöèè 15 Diodes àíîíñèðóåò äðàéâåð ñâåòîäèîäíîãî ôîíàðÿ äëÿ äâóõ- è ÷åòûðåõêàíàëüíûõ ïîðòàòèâíûõ ïðèëîæåíèé 16 Ãèáêèé 12-êàíàëüíûé àâòîìîáèëüíûé äðàéâåð ñâåòîäèîäîâ STMicroelectronics óïðîñòèò ñîçäàíèå ñîâðåìåííûõ ñâåòîòåõíè÷åñêèõ ðåøåíèé 17 Vishay âûïóñêàåò íîâûå 3-âîëüòîâûå èîíèñòîðû ñ ïîâûøåííîé âëàãîñòîéêîñòüþ è íàäåæíîñòüþ 17 Toshiba âûïóñêàåò 600-âîëüòîâóþ ìèêðîñõåìó äðàéâåðà òðåõôàçíûõ áåñùåòî÷íûõ äâèãàòåëåé ñ ñèíóñîèäàëüíûì óïðàâëåíèåì 18 IDT ïðåäñòàâëÿåò ïîëíîñòüþ èíòåãðèðîâàííûé ìîäóëü áèîñåíñîðà äëÿ ìîáèëüíûõ è íîñèìûõ óñòðîéñòâ 19 Diodes àíîíñèðîâàëà âûïóñê êîììóòàòîðà íàãðóçîê ñ óïðàâëÿåìîé ñêîðîñòüþ íàðàñòàíèÿ è áëîêèðîâêîé îáðàòíûõ òîêîâ 20 Melexis âûïóñòèëà ìèêðîñõåìó äàò÷èêà îòíîñèòåëüíîãî äàâëåíèÿ äëÿ àâòîìîáèëüíûõ ïðèëîæåíèé 21 EVERLIGHT âûïóñêàåò ñåðèþ èíòåëëåêòóàëüíûõ RGB ñâåòîäèîäîâ äëÿ àâòîìîáèëüíûõ èíòåðüåðîâ 22 AnDAPT ïðåäñòàâëÿåò ïåðâîå ñåìåéñòâî ìèêðîñõåì óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì ñ èíòåãðèðîâàííûì êîíòðîëëåðîì DrMOS 23 Epson ðàçðàáàòûâàåò êîìïàêòíûå ìîäóëè RTC ñ ôóíêöèåé îòìåòêè âðåìåíè 24 Infineon ðàñøèðÿåò ëèíåéêó âûñîêîâîëüòíûõ òðàíçèñòîðîâ CoolGaN äâóìÿ ïðèáîðàìè äëÿ ïðîìûøëåííûõ ïðèëîæåíèé

rlocman@rlocman.ru

Å

Ñòàòüè

+7 (903) 721-72-14 www.rlocman.ru

Îôèöèàëüíûå âåðñèè æóðíàëà ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ áåñïëàòíî è áåç ðåãèñòðàöèè òîëüêî íà ñàéòå ÐàäèîËîöìàí Ïðè ëþáîì èñïîëüçîâàíèè ìàòåðèàëîâ, îïóáëèêîâàííûõ â æóðíàëå, ññûëêà íà ÐàäèîËîöìàí îáÿçàòåëüíà. Ïîëíîå èëè ÷àñòè÷íîå âîñïðîèçâåäåíèå èëè òèðàæèðîâàíèå êàêèì áû òî íè áûëî ñïîñîáîì ìàòåðèàëîâ íàñòîÿùåãî èçäàíèÿ äîïóñêàåòñÿ òîëüêî ñ ïèñüìåííîãî ðàçðåøåíèÿ ðåäàêöèè. Ìíåíèÿ àâòîðîâ íå âñåãäà îòðàæàþò òî÷êó çðåíèÿ ðåäàêöèè.

Îôîðìëåíèå áåñïëàòíîé ïîäïèñêè:

www.rlocman.ru/magazine

26 30 34 38

Êàê ðàññ÷èòàòü èìïóëüñíûé ïðåîáðàçîâàòåëü ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè? ×àñòü 6 Êîìïîçèòíûå óñèëèòåëè. Ñî÷åòàíèå áîëüøîé íàãðóçî÷íîé ñïîñîáíîñòè ñ âûñîêîé òî÷íîñòüþ Òåñòèðîâàíèå è ìîäåðíèçàöèÿ èìïóëüñíîãî ëàáîðàòîðíîãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ ÌÝÌÑ ðåëå ðàñøèðÿþò ïðåäåëû êîììóòèðóåìîé ìîùíîñòè

Ñõåìû 42 48 51 54 59 62 67 70 72 75

Íåêîòîðûå âîïðîñû êîíñòðóèðîâàíèÿ ëþáèòåëüñêèõ îïòè÷åñêèõ ëîêàòîðîâ. ×àñòü 1 Óïðàâëÿåìûå îêîííûå êîìïàðàòîðû Ïîëåâîé òðàíçèñòîð êîìïåíñèðóåò èñêàæåíèÿ â ïîâòîðèòåëå Ýëåêòðîííûé ðåäóêòîð èëè êàê êàðäèíàëüíî óâåëè÷èòü êðóòÿùèé ìîìåíò êîëëåêòîðíîãî äâèãàòåëÿ ïåðåìåííîãî òîêà íà íèçêèõ îáîðîòàõ. ×àñòü 1 Èñïîëüçîâàíèå òîêîâîãî çåðêàëà äëÿ óïðàâëåíèÿ èñòî÷íèêîì ïèòàíèÿ Ñâåðõìàëîøóìÿùèé ëèíåéíûé ðåãóëÿòîð îòðèöàòåëüíîãî íàïðÿæåíèÿ ñî ñâåðõâûñîêèì êîýôôèöèåíòîì ïîäàâëåíèÿ ïóëüñàöèé ïèòàíèÿ Ïðîñòåéøàÿ ñõåìà ïîêàçûâàåò íàïðàâëåíèå âðàùåíèÿ ýíêîäåðîâ Ïðîñòàÿ ñòðàòåãèÿ áåçîïàñíîãî ïîäêëþ÷åíèÿ áåñòðàíñôîðìàòîðíûõ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ Ïðîñòàÿ ñõåìà óâåëè÷åíèÿ àêóñòè÷åñêîãî âûõîäà ïüåçîýëåêòðè÷åñêîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ Ïðîñòàÿ ñõåìà ïðåâðàùàåò ñèãíàë ØÈÌ â òî÷íîå îïîðíîå íàïðÿæåíèå ñ öèôðîâûì óïðàâëåíèåì

журналы на сайте journal-off.info


GLF ïðåäñòàâëÿåò ñâåðõâûñîêîýôôåêòèâíûé êîììóòàòîð ïèòàíèÿ äëÿ ïðèëîæåíèé IoT ! Íîâàÿ ìèêðîñõåìà êîììóòàòîðà íàãðóçêè ñåìåéñòâà IQSmart, ðàçðàáîòàííàÿ äëÿ èíòåëëåêòóàëüíûõ óñòðîéñòâ ñ ðåçåðâíûìè èñòî÷íèêàìè ïèòàíèÿ. ! Íèçêîå ñîïðîòèâëåíèå îòêðûòûõ êëþ÷åé è ñâåðõíèçêèå óòå÷êè çàêðûòûõ êëþ÷åé óâåëè÷èâàþò ñðîê ñëóæáû áàòàðåé. ! Êðîøå÷íûé êîðïóñ WLCSP ñ ðàçìåðàìè êðèñòàëëà. Êîìïàíèÿ GLF Integrated Power ïðåäñòàâëÿåò ìèêðîñõåìó äâóõâõîäîâîãî ìóëüòèïëåêñîðà ïèòàíèÿ GLF74130, êîòîðàÿ îáåñïå÷èâàåò çíà÷èòåëüíûé âûèãðûø â ÊÏÄ ïî ñðàâíåíèþ ñ òðàäèöèîííûìè ðåøåíèÿìè íà äèîäàõ. Êðîøå÷íûé êîðïóñ WLCSP ñ ðàçìåðàìè êðèñòàëëà (1.27 ìì × 1.67 ìì) îáåñïå÷èâàåò àâòîìàòè÷åñêèé èëè ðó÷íîé âûáîð ìåæäó äâóìÿ âõîäíûìè èñòî÷íèêàìè ïèòàíèÿ ñ íàïðÿæåíèÿìè îò 1.5  äî 5.5  è íåïðåðûâíûìè âûõîäíûìè òîêàìè äî 4.5 À. Íåáîëüøèå ðàçìåðû óñòðîéñòâà è ëó÷øåå â îòðàñëè ñî÷åòàíèå íèçêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ îòêðûòûõ êëþ÷åé (20 ìÎì), íèçêîãî òîêà ïîòðåáëåíèÿ (4 ìêÀ) è ñâåðõíèçêîãî òîêà ïîêîÿ (50 íÀ) ïðåäîñòàâëÿþò ðàçðàáîò÷èêàì èñêëþ÷èòåëüíîå ðåøåíèå äëÿ ñîçäàíèÿ èíòåëëåêòóàëüíûõ óñòðîéñòâ IoT è ñèñòåì îòñëåæèâàíèÿ IoT. «Äâèæóùåé ñèëîé èííîâàöèé GLF â ðàçðàáîòêå êîììóòàòîðîâ íàãðóçêè ÿâëÿåòñÿ íåîáõîäèìîñòü óäîâëåòâîðåíèÿ çàïðîñîâ ðûíêà íà óâåëè÷åíèå ñðîêà ñëóæáû áàòàðåé â íîñèìûõ óñòðîéñòâàõ è óñòðîéñòâàõ IoT, – ñêàçàëà Ýéëèí Ñàí (Eileen Sun), ïðåçèäåíò è ãëàâíûé èñïîëíèòåëüíûé äèðåêòîð GLF Integrated Power. – Äâóõâõîäîâûé êîììóòàòîð ïèòàíèÿ

GLF74130 îñíîâàí íà íàøåé îòìå÷åííîé íàãðàäàìè âûñîêîýôôåêòèâíîé òåõíîëîãèè, ïîçâîëÿþùåé çàìåíèòü äèîäíûå ñõåìû, êîòîðûå îáû÷íî èñïîëüçóþòñÿ äëÿ ïîääåðæêè îñíîâíîãî è ðåçåðâíîãî èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ». GLF74130 ïîääåðæèâàåò êàê àâòîìàòè÷åñêèé, òàê è ðó÷íîé âûáîð âõîäà ïèòàíèÿ, ñîêðàùàÿ êîëè÷åñòâî íåîáõîäèìûõ âíåøíèõ êîìïîíåíòîâ è âûâîäîâ ìèêðîêîíòðîëëåðà. Óñòðîéñòâî òàêæå îáëàäàåò âûñîêîé óñòîé÷èâîñòüþ ê ýëåêòðîñòàòè÷åñêèì ðàçðÿäàì, âûäåðæèâàÿ ðàçðÿäû ìîäåëè ÷åëîâå÷åñêîãî òåëà äî 6 ê è ìîäåëè çàðÿæåííîãî óñòðîéñòâà äî 2 êÂ.

Cypress ïðåäñòàâëÿåò êîíòðîëëåð USB-C äëÿ ìàññîâîãî ñåãìåíòà ðûíêà ïåðñîíàëüíûõ êîìïüþòåðîâ Íîâûé êîíòðîëëåð Cypress ACG1F ïðåäîñòàâëÿåò ïðåèìóùåñòâà ïðîèçâîäèòåëüíîñòè è óíèâåðñàëüíîñòè USB-C äëÿ íîóòáóêîâ è íàñòîëüíûõ êîìïüþòåðîâ îñíîâíîãî è íà÷àëüíîãî óðîâíÿ Cypress Semiconductor àíîíñèðîâàëà âûïóñê ñâîåãî íîâåéøåãî êîíòðîëëåðà USBC. ACG1F – ýòî íåäîðîãîé îäíîïîðòîâûé êîíòðîëëåð USB-C, ïðåäíàçíà÷åííûé äëÿ íîóòáóêîâ è íàñòîëüíûõ êîìïüþòåðîâ îñíîâíîãî è íà÷àëüíîãî óðîâíåé, â êîòîðûõ óñòàðåâøèå ïîðòû USB Type-A íåîáõîäèìî ïðåîáðàçîâàòü â ïîðòû USB Type-C.

4

Äëÿ óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì è çàùèòû îò ñáîåâ ACG1F ñîäåðæèò êîììóòàòîð øèíû VBUS, ïîçâîëÿþùèé ñîçäàâàòü áîëåå íàäåæíûå ðåøåíèÿ, óñêîðÿþùèå âíåäðåíèå USB-C â ïåðñîíàëüíûå êîìïüþòåðû.  öåëÿõ îáåñïå÷åíèÿ ïðîãðàììèðóåìîñòè USB-C â ACG1F èíòåãðèðîâàí 32-ðàçðÿäíûé ïðîöåññîð ARM Cortex-M0 ñ 16 ÊÁ ôëåø-ïàìÿòè. Êðîìå òîãî,

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


ACG1F ñîäåðæèò ïîñëåäíþþ âåðñèþ äðàéâåðà UCSI (Connector System Software Interface) è ðàñøèðåíèÿ îò Microsoft, ÷òîáû îáåñïå÷èòü äîïîëíèòåëüíóþ ïîääåðæêó çàêàç÷èêàì, ðàçðàáàòûâàþùèì ðåøåíèÿ USB-C. Ñòàíäàðò ïîäêëþ÷åíèÿ USB-C øèðîêî ïðèìåíÿåòñÿ âåäóùèìè ìèðîâûìè ïðîèçâîäèòåëÿìè ïåðñîíàëüíûõ êîìïüþòåðîâ, à òàêæå èçãîòîâèòåëÿìè ïåðèôåðèéíûõ óñòðîéñòâ è àêñåññóàðîâ. USB-C äàåò ïîëüçîâàòåëÿì öåëûé ðÿä ïðåèìóùåñòâ, â òîì ÷èñëå äâóñòîðîííþþ îðèåíòàöèþ ðàçúåìà, à òàêæå ïîääåðæêó íåñêîëüêèõ ñòàíäàðòîâ, âêëþ÷àÿ

USB 3.1 (îáåñïå÷èâàþùèé âäâîå áîëüøóþ ñêîðîñòü ïåðåäà÷è äàííûõ, ÷åì USB 3.0 – äî 10 Ãáèò/ñ), Thunderbolt, DisplayPort è HDMI. «IDC îæèäàåò, ÷òî USB-C ïðîäîëæèò íàáèðàòü òåìïû ïðîíèêíîâåíèÿ â ýëåêòðîíèêó, è â òå÷åíèå ñëåäóþùèõ íåñêîëüêèõ ëåò ñòàíåò îäíîé èç ñàìûõ áûñòðîðàñòóùèõ òåõíîëîãèé â ïåðñîíàëüíûõ êîìïüþòåðàõ áëàãîäàðÿ ïðèíÿòèþ êàê ïðîèçâîäèòåëÿìè, òàê è ïîòðåáèòåëÿìè, – ñêàçàëà Ëèíí Õóàí (Linn Huang), âèöå-ïðåçèäåíò ïîäðàçäåëåíèÿ óñòðîéñòâ è äèñïëååâ â IDC. – Áûñòðûé, óíèâåðñàëüíûé, íàäåæíûé, ñ êîòîðûì âàì íèêîãäà íå ïðèäåòñÿ çàäóìûâàòüñÿ î òîì, êàêèì êîíöîì åãî ïîäêëþ÷àòü ê êîìïüþòåðó, USB-C ìåíÿåò ïðàâèëà èãðû è äîëæåí â êîíå÷íîì èòîãå äîñòè÷ü ïîâñåìåñòíîãî ðàñïðîñòðàíåíèÿ. Ê 2022 ãîäó USB-C áóäåò âñòðîåí áîëåå ÷åì â 80% âñåõ íîóòáóêîâ, à 25% íîóòáóêîâ áóäóò èìåòü òîëüêî ïîðòû USB-C».

Äîñòóïíîñòü ïðîäóêòà  íàñòîÿùåå âðåìÿ îáðàçöû ACG1F ïîñòàâëÿþòñÿ âåäóùèì OEM ïðîèçâîäèòåëÿì, à ìàññîâîå ïðîèçâîäñòâî áóäåò ðàçâåðíóòî â òå÷åíèå ïîñëåäíåãî êâàðòàëà 2019 ãîäà.

IDT çàïóñêàåò â ïðîèçâîäñòâî ñàìûé ìèíèàòþðíûé ïðèåìíèê áåñïðîâîäíîé ýíåðãèè äëÿ çàðÿäíûõ ÷åõëîâ ïîòðåáèòåëüñêèõ óñòðîéñòâ P9222-R ïîçâîëÿåò ïðîèçâîäèòåëÿì äîïîëíèòü ñâîè íàóøíèêè, ñëóõîâûå àïïàðàòû è äðóãèå íåáîëüøèå óñòðîéñòâà ñ áàòàðåéíûì ïèòàíèåì ÷åõëàìè äëÿ áåñïðîâîäíîé çàðÿäêè Integrated Device Technology (IDT), äî÷åðíÿÿ êîìïàíèÿ Renesas Electronics Corporation, ñîîáùèëà î äîñòóïíîñòè íîâîãî ïðèåìíèêà áåñïðîâîäíîé ýíåðãèè P9222-R – ñàìîãî ìèíèàòþðíîãî â îòðàñëè è îïòèìèçèðîâàííîãî äëÿ áåñïðîâîäíûõ çàðÿäíûõ ÷åõ-

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

ëîâ, èñïîëüçóåìûõ äëÿ çàðÿäêè àêêóìóëÿòîðîâ íàóøíèêîâ, ñëóõîâûõ àïïàðàòîâ è äðóãèõ ìèíèàòþðíûõ ïîòðåáèòåëüñêèõ óñòðîéñòâ ñ áàòàðåéíûì ïèòàíèåì.  îòëè÷èå îò äðóãèõ äîñòóïíûõ ðåøåíèé, P9222-R îïòèìàëåí ïî ñòîèìîñòè, èìååò âûñîêèé ÊÏÄ, ìíîãîôóíêöèîíàëåí è ïðîâåðåí â óñëîâèÿõ ìàññîâîãî ïðîèçâîäñòâà êðóïíûìè ïðîèçâîäèòåëÿìè áûòîâîé ýëåêòðîíèêè. Ïðèåìíèê P9222-R èäåàëüíî ïîäõîäèò äëÿ áåñïðîâîäíûõ çàðÿäíûõ ÷åõëîâ ìîùíîñòüþ äî 5 Âò áëàãîäàðÿ ñî÷åòàíèþ óëüòðàêîìïàêòíûõ ðàçìåðîâ (âñåãî 2.28 ìì × 3.38 ìì) è ÷ðåçâû÷àéíî íèçêîãî ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ (ìåíåå 50 ìÂò). Íîâûé ïðèåìíèê ïîääåðæèâàåòñÿ òàêæå îöåíî÷íûì íàáîðîì ñ íåáîëüøîé êàòóøêîé ðàçìåðîì 30 × 30 ìì.

ÍÎÂÎÑÒÈ

5


Óíèêàëüíîé îñîáåííîñòüþ ÿâëÿåòñÿ êîíòðîëü ïèíãà, êîòîðûé ïðåäîòâðàùàåò ïåðåãðåâ, óìåíüøàÿ ïîòðåáëåíèå ýíåðãèè â êîíöå öèêëà çàðÿäêè àêêóìóëÿòîðà.  äîïîëíåíèå ê ýòîìó, P9222-R îïòèìèçèðîâàí äëÿ óâåëè÷åíèÿ ÊÏÄ ïðè ëåãêèõ íàãðóçêàõ, ÷òîáû åùå áîëüøå ñíèçèòü ïåðåãðåâ óñòðîéñòâà. Íîâûé ïðèåìíèê òàêæå èìååò ÷ðåçâû÷àéíî íèçêèé ïîðîã áëîêèðîâêè ïðè ïîíèæåííîì íàïðÿæåíèè, êîòîðûé ïîçâîëÿåò ïðîèçâîäèòü áûñòðóþ çàðÿäêó â ðàñøèðåííîé îáëàñòè äàæå òîãäà, êîãäà ìîùíîñòü öèôðîâîãî ïèíãà áåñïðîâîäíîãî ïåðåäàò÷èêà ýíåðãèè ìàëà, ÷òî îáåñïå÷èâàåò ïîòðåáèòåëÿì äîïîëíèòåëüíîå óäîáñòâî. ×ðåçâû÷àéíî ãèáêèé è íàñòðàèâàåìûé ïðèåìíèê P9222-R ïîìîæåò óñêîðèòü âûõîä ïðîäóêòà íà ðûíîê è ñîêðàòèòü âðåìÿ, çàòðà÷èâàåìîå íà ñåðòèôèêàöèþ Qi. Êëþ÷îì ê ýòîé

ãèáêîñòè ÿâëÿåòñÿ âñòðîåííûé â P9222-R 32ðàçðÿäíûé ïðîöåññîð ARM Cortex-M0, îáåñïå÷èâàþùèé âûñîêèé óðîâåíü ïðîãðàììèðóåìîñòè ðåæèìîâ è ïàðàìåòðîâ, êîòîðûå ìîæíî ëåãêî íàñòðîèòü, èñïîëüçóÿ èíòåð2 ôåéñ I C èëè âíåøíåå EEPROM. Ìèêðîñõåìû P9222-R óæå äîñòóïíû äëÿ çàêàçà.

Îöåíî÷íûé íàáîð P9222-R-EVK.

Infineon ïðåäëàãàåò íîâûå ïðèáîðû äëÿ âûñîêîýôôåêòèâíîãî ìåòîäà NFC-ïðîãðàììèðîâàíèÿ ñâåòîäèîäíûõ äðàéâåðîâ Äëÿ áûñòðîãî è ìàëîçàòðàòíîãî âíåäðåíèÿ NFC-ïðîãðàììèðîâàíèÿ â äðàéâåðû ñâåòîäèîäîâ Infineon Technologies âûïóñòèëà ñåðèþ ìîäóëåé NFC-PWM, â êîòîðóþ âîøëè ïðèáîðû NLM0011 è NLM0010. NFC-ïðîãðàììèðîâàíèå – ýòî íîâàÿ òåõíîëîãèÿ, ðàçðàáîòàííàÿ äëÿ çàìåíû òðóäîåìêîé óñòàíîâêè òîêà ñ ïîìîùüþ «âñòàâíîãî ðåçèñòîðà» áåñêîíòàêòíûì èíòåðôåéñîì NFC. Ïîìèìî ïîâûøåíèÿ îïåðàöèîííîé ýôôåêòèâíîñòè çà ñ÷åò âîçìîæíîñòè àâòîìàòè÷åñêîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ íà ïðîèçâîäñòâåííîé ëèíèè, ýòî çíà÷èòåëüíî óâåëè÷èâàåò ãèáêîñòü ïðîèçâîäñòâåííî-ñáûòîâîé öåïî÷êè. Áëàãîäàðÿ ýòîìó ñîêðàùàåòñÿ êîëè÷åñòâî âàðèàíòîâ äðàéâåðîâ ñâåòîäèîäîâ è óïðîùàåòñÿ âûáîð ñâåòîäèîäíûõ ìîäóëåé, à êîíôèãóðèðîâàíèå ìîæåò âûïîëíÿòüñÿ ïåðåä ñõîäîì ñ êîíâåéåðà.

Ìèêðîñõåìû, ïðåäñòàâëÿþùèå ñîáîé óñòðîéñòâà ñ áåñïðîâîäíûì NFC-êîíôèãóðèðîâàíèåì ØÈÌ-âûõîäîâ, ïðåäíàçíà÷åíû, â ïåðâóþ î÷åðåäü, äëÿ ñâåòîäèîäíûõ ïðèëîæåíèé. Îíè îáåñïå÷èâàþò ýôôåêòèâíûé è ýêîíîìè÷íûé ñïîñîá ðåàëèçàöèè NFC-ïðîãðàììèðîâàíèÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì ØÈÌ-ñèãíàëà íåïîñðåäñòâåííî äëÿ óïðàâëåíèÿ ìèêðîñõåìîé àíàëîãîâîãî äðàéâåðà. Ïî ñðàâíåíèþ ñ ðåøåíèÿìè íà îñíîâå ìèêðîêîíòðîëëåðîâ, ýòî ñíèæàåò ñòîèìîñòü êîìïîíåíòîâ ñèñòåìû. VCC

LA PWM NFC

Äðàéâåð ñâåòîäèîäîâ ñ ðåãóëèðóåìûì òîêîì R1

ISET IADJ ADIMM

GND C1 LB

VCC

CVCC

Òèïîâîå èñïîëüçîâàíèå ìèêðîñõåìû NLM0011.

Îáà óñòðîéñòâà èìåþò äâà ðåæèìà ðàáîòû: ïàññèâíûé è àêòèâíûé. Â ïàññèâíîì ðåæèìå ìîäóëü äðàéâåðà ñâåòîäèîäîâ íå çàïèòàí,

6

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


è ïàðàìåòðû ØÈÌ ìîæíî íàñòðîèòü ÷åðåç áåñïðîâîäíîé èíòåðôåéñ NFC.  àêòèâíîì ðåæèìå, êàê òîëüêî íà âûâîä VCC ïîäàåòñÿ ïèòàíèå, âûâîä ØÈÌ íà÷èíàåò ãåíåðèðîâàòü èìïóëüñû â ñîîòâåòñòâèè ñ ñîõðàíåííûìè ïàðàìåòðàìè. Ñ ïîìîùüþ âíåøíåãî RCôèëüòðà ñèãíàë ØÈÌ ïðåîáðàçóåòñÿ â ïîñòîÿííîå íàïðÿæåíèå, òðåáóåìîå äëÿ óïðàâëåíèÿ âûõîäíûì òîêîì äðàéâåðà ñâåòîäèîäîâ. Åùå îäíîé îñîáåííîñòüþ NLM0011 ÿâëÿåòñÿ âñòðîåííàÿ ôóíêöèÿ ïîääåðæàíèÿ ïîñòîÿííîé âûõîäíîé ÿðêîñòè (CLO – constant lumen output). Ýòà ôóíêöèÿ êîìïåíñèðóåò âûçâàííîå ýôôåêòîì ñòàðåíèÿ ïàäåíèå ñâåòîâîãî ïîòîêà ñâåòîäèîäíîãî ìîäóëÿ, àâòîìàòè÷åñêè ïîäñòðàèâàÿ òîê ñâåòîäèîäîâ ïîä õàðàêòåðèñòèêè èõ ñòàðåíèÿ. Áëàãîäàðÿ âñòðîåííîìó ñ÷åò÷èêó âðåìåíè íàðàáîòêè è êðèâîé óõîäà ïàðàìåòðîâ, õðàíÿùåéñÿ âî âíóòðåííåé òàáëèöå CLO, NLM0011 èìååò âîçìîæíîñòü àâòîìàòè÷åñêè ðåãóëèðîâàòü êîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ ØÈÌ äëÿ êîìïåíñàöèè äåãðàäàöèè ñâåòîäèîäîâ. Íîâûå ïðèáîðû èäåàëüíî ñîãëàñóþòñÿ ñ ìèêðîñõåìàìè àíàëîãîâûõ äðàéâåðîâ, íå òðåáóþò ðàçðàáîòêè ìèêðîïðîãðàìì è ìîãóò ëåãêî àäàïòèðîâàòüñÿ ê ñóùåñòâóþùèì

êîíñòðóêöèÿì, ÷òîáû çàìåíèòü êîíöåïöèþ çàäàíèÿ òîêà ñ ïîìîùüþ «âñòàâíîãî ðåçèñòîðà».  óñòðîéñòâàõ òàêæå èìååòñÿ ýíåðãîíåçàâèñèìàÿ ïàìÿòü, õðàíÿùàÿ óíèêàëüíûå èäåíòèôèêàòîðû ïðèáîðîâ, è 20 áàéò ñâîáîäíîé ïàìÿòè äëÿ ïîëüçîâàòåëüñêèõ äàííûõ. Ðåøåíèå ñîâìåñòèìî ñ ñóùåñòâóþùèìè êîíñòðóêöèÿìè àíàëîãîâûõ äðàéâåðîâ ñâåòîäèîäîâ è ñî ñïåöèôèêàöèåé NFC-ïðîãðàììèðîâàíèÿ, ðàçðàáîòàííîé ãðóïïîé MD-SIG. Ïîìèìî èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ ñâåòîäèîäîâ, ñåðèÿ NFC-PWM ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ â òàêèõ ïðèëîæåíèÿõ, êàê óïðàâëåíèå äâèãàòåëÿìè è èìïóëüñíûå èñòî÷íèêè ïèòàíèÿ.

Äîñòóïíîñòü Ìèêðîñõåìû NLM0011 è NLM0010 äîñòóïíû äëÿ çàêàçà â êîðïóñàõ SOT23-5.

Îöåíî÷íûé íàáîð äëÿ ìèêðîñõåì NLM0011/ NLM0010.

Ìîäóëè ÈÊ äàò÷èêîâ Vishay îáåñïå÷èâàþò ðàññòîÿíèå îáíàðóæåíèÿ äî 2 ì â îáû÷íûõ ïðèëîæåíèÿõ è 30 ì â ñâåòîâûõ çàâåñàõ Óñòðîéñòâà, äîñòóïíûå â êîìïàêòíûõ êîðïóñàõ ïÿòè òèïîâ, èìåþò âðåìÿ ðåàêöèè âñåãî 300 ìêñ è îáåñïå÷èâàþò îòñóòñòâèå ëîæíûõ ñèãíàëîâ ïðè áîëåå âûñîêèõ óðîâíÿõ âíåøíèõ ïîìåõ Vishay Intertechnology ïðåäñòàâèëà íîâóþ ñåðèþ ìîäóëåé èíôðàêðàñíûõ (ÈÊ) äàò÷èêîâ â êîðïóñàõ ïÿòè òèïîâ. Âûïóùåííûå ïîäðàçäåëåíèåì Vishay Semiconductors ïðèáîðû ñåðèè TSSP9xxx AGC 0 èìåþò âðåìÿ ðåàêöèè âñåãî 300 ìêñ è áîëüøîå ðàññòîÿíèå îáíàðóæåíèÿ ïðèñóòñòâèÿ è ïðèáëèæåíèÿ, äîñòèãàþùåå 2 ì â îáû÷íûõ ïðèëîæåíèÿõ è 30 ì â ñâåòîâûõ çàâåñàõ è ïðèëîæåíèÿõ îõðàíû ïåðèìåòðà. Ïî ñðàâíåíèþ ñ óñòðîéñòâàìè ïðåäûäóùåãî ïîêîëåíèÿ, âûïóùåííûå äàò÷èêè ñ ôèêñèðîâàííûì óñèëåíèåì îáåñïå÷èâàþò îòñóòñòâèå ëîæíûõ ñèãíàëîâ ïðè áîëåå âûñîêèõ óðîâíÿõ âíåøíèõ ïîìåõ è øèðèíó âûõîäíîãî èìïóëüñà, áëèçêóþ ê äëèòåëüíîñòè îïòè÷åñ-

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

êîé âñïûøêè. Êðîìå òîãî, îíè èìåþò ïî÷òè íåèçìåííûé ïîðîã îáíàðóæåíèÿ â äèàïàçîíå òåìïåðàòóð îò –25 °C äî +85 °C è ñïîñîáíû ïðàâèëüíî âûäåëÿòü ÈÊ ñèãíàë ïðè áîëåå âûñîêèõ óðîâíÿõ ïîñòîÿííîé çàñâåòêè.

ÍÎÂÎÑÒÈ

7


Èñïîëüçîâàíèå â ïðèáîðàõ ïàêåòîâ èìïóëüñîâ ñ ïåðåìåííîé èíòåíñèâíîñòüþ äåëàåò TSSP9xxx AGC 0 õîðîøèì âûáîðîì äëÿ ïðèëîæåíèé áûñòðîãî îáíàðóæåíèÿ ïðèáëèæåíèÿ (~15 ìñ). Óñòðîéñòâà èäåàëüíû äëÿ îïðåäåëåíèÿ äèñòàíöèè äî îáúåêòîâ â èãðóøêàõ, äðîíàõ, ðîáîòàõ è áåñêîíòàêòíûõ âûêëþ÷àòåëÿõ. Êðîìå òîãî, îíè ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ â êà÷åñòâå îòðàæàòåëüíûõ äàò÷èêîâ â ñóøèëêàõ äëÿ ðóê, äîçàòîðàõ ìûëà è äèñïåíñåðàõ ïîëîòåíåö, â âîäîïðîâîäíûõ ñìåñèòåëÿõ, òóàëåòàõ è òîðãîâûõ àâòîìàòàõ, à òàêæå â âîðîòàõ áåçîïàñíîñòè è â âîðîòàõ äëÿ äîìàøíèõ æèâîòíûõ. Äëÿ óïðîùåíèÿ êîíñòðóêöèé ýòèõ ïðèëîæåíèé PIN ôîòîäèîä è ìèêðîñõåìà äàò÷èêà îáúåäèíåíû â êîìïàêòíûõ êîðïóñàõ ïðèáîðîâ ñåðèè TSSP9xxx: Minimold (TSSP930xx), Mold (TSSP940xx), Heimdall

(TSSP950xx), Panhead (TSSP960xx) è Minicast (TSSP980xx). Ìîäóëè ðàáîòàþò ïðè íàïðÿæåíèè ïèòàíèÿ îò 2.0  äî 3.6 Â, ïîòðåáëÿÿ íèçêèé òîê 0.8 ìÀ. Äèàïàçîí ÷àñòîò íåñóùåé ñîñòàâëÿåò îò 38 êÃö äî 56 êÃö. Äàò÷èêè ðàññ÷èòàíû íà ïðèåì ÈÊ-èìïóëüñîâ ñ ïèêîâîé äëèíîé âîëíû 940 íì. Óñòðîéñòâà, íå÷óâñòâèòåëüíûå ê íàïðÿæåíèþ ïèòàíèÿ è ïóëüñàöèÿì, îáåñïå÷èâàþò ýêðàíèðîâàíèå îò ýëåêòðîìàãíèòíûõ ïîìåõ, à ÈÊ-ôèëüòð ïîäàâëÿåò ñâåò âèäèìîãî äèàïàçîíà. Ïðèáîðû ñåðèè TSSP9xxx íå ñîäåðæàò ãàëîãåíîâ è ñîîòâåòñòâóþò òðåáîâàíèÿì äèðåêòèâû RoHS è ýêîëîãè÷åñêîé èíèöèàòèâû Vishay Green. Äîñòóïíû åäèíè÷íûå îáðàçöû è ïðîìûøëåííûå ïàðòèè íîâûõ äàò÷èêîâ. Âðåìÿ âûïîëíåíèÿ çàêàçà ñîñòàâëÿåò ÷åòûðå íåäåëè.

Íîâîå äâóõðåæèìíîå Bluetooth ðåøåíèå Microchip óïðîñòèò ñîçäàíèå áåñïðîâîäíûõ àóäèî óñòðîéñòâ Àóäèî ìèêðîñõåìà è ïîëíîñòüþ ñåðòèôèöèðîâàííûé ìîäóëü ñ ðàñøèðåííûì íàáîðîì ôóíêöèé, óâåëè÷åííîé âûõîäíîé ìîùíîñòüþ è ïîääåðæêîé àóäèî êîäåêîâ LDAC êîìïàíèè Sony Æåëàÿ ïîìî÷ü ïðîèçâîäèòåëÿì Bluetooth ãðîìêîãîâîðèòåëåé è íàóøíèêîâ ñîõðàíèòü äèôôåðåíöèàöèþ ïðîäóêöèè íà âûñîêîêîíêóðåíòíîì ðûíêå áåñïðîâîäíîãî àóäèî, Microchip Technology âûïóñòèëà äâóõðåæèìíóþ àóäèî ìèêðîñõåìó íîâîãî ïîêîëåíèÿ, îòâå÷àþùóþ ñòàíäàðòó Bluetooth 5.0, è îñíîâàííûé íà ýòîé ìèêðîñõåìå ïîëíîñòüþ ñåðòèôèöèðîâàííûé ìîäóëü Bluetooth.

Áëàãîäàðÿ íèçêîìó ýíåðãîïîòðåáëåíèþ è ðàçìåðàì âñåãî 5.5 × 5.5 ìì, ìèêðîñõåìà IS2083BM èäåàëüíî ïîäõîäèò äëÿ êîìïàêòíûõ êîíñòðóêöèé è îñòàâëÿåò ðàçðàáîò÷èêàì äîïîëíèòåëüíîå ïðîñòðàíñòâî äëÿ ðàçìåùå-

8

íèÿ â èõ ïðîäóêòàõ áàòàðåé áîëüøåãî ðàçìåðà. Êàê ìèêðîñõåìà IS2083BM, òàê è ìîäóëü BM83 ïîçâîëÿò çàêàç÷èêàì ñîêðàòèòü êîëè÷åñòâî íåîáõîäèìûõ âíåøíèõ êîìïîíåíòîâ çà ñ÷åò ðàñøèðåííûõ ôóíêöèîíàëüíûõ âîçìîæíîñòåé è àïïàðàòíûõ ñðåäñòâ, âêëþ÷àþùèõ, â ÷àñòíîñòè: ! Àâòîíîìíûé ðåæèì ðàáîòû: Óñòðàíÿåò íåîáõîäèìîñòü âî âíåøíåì õîñò-ìèêðîêîíòðîëëåðå äëÿ ïîääåðæêè ôóíêöèîíàëüíîñòè ïðèëîæåíèÿ. ! Âñòðîåííûé óñèëèòåëü ìîùíîñòè: Èíòåãðèðîâàííûé óñèëèòåëü ñ âûõîäíîé ìîùíîñòüþ äî +9.5 äÁì óñòðàíÿåò íåîáõîäèìîñòü âî âíåøíåì óñèëèòåëå ìîùíîñòè. ! Áîëüøîé îáúåì ôëýø-ïàìÿòè: 2 Ìáàéò âíóòðåííåé ôëåø-ïàìÿòè ïîçâîëÿþò áåç èñïîëüçîâàíèÿ âíåøíåãî íàêîïèòåëÿ ñîõðàíÿòü ôàéëû âî âðåìÿ áåñïðîâîäíûõ îáíîâëåíèé è íàñòðîåê ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ. ! Ïîääåðæêà òåõíîëîãèè àóäèî êîäåêîâ LDAC êîìïàíèè Sony: Ýòà òåõíîëîãèÿ âûâîäèò çâóê âûñîêîãî ðàçðåøåíèÿ çà ïðåäåëû êðóãà àóäèîôèëîâ

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


Êîìïëåêò ðàçðàáîò÷èêà Bluetooth àóäèî BM83 (DM164152).

íà ìàññîâûé ðûíîê áåñïðîâîäíûõ ïðîäóêòîâ Bluetooth.

Êðîìå òîãî, â ìèêðîñõåìó IS2083BM è ìîäóëü BM83 âñòðîåíû ñðåäñòâà ïîääåðæêè óâåëè÷åííûõ ïàêåòîâ äàííûõ (Data Length Extension – DLE) è ðåæèìà áåçîïàñíîãî ïîäêëþ÷åíèÿ (LE Secure Connection – LE SC), êîòîðûå ïîçâîëÿþò ïðèìåðíî â 2.5 ðàçà óâåëè÷èòü ïðîïóñêíóþ ñïîñîáíîñòü è ïîâûñèòü áåçîïàñíîñòü ïðè ïåðåäà÷å äàííûõ, íàïðèìåð, âî âðåìÿ îáíîâëåíèÿ ïðîøèâêè. Äëÿ óñêîðåíèÿ ðàçðàáîòêè ìèêðîñõåìà IS2083BM è ìîäóëü BM83 ïîñòàâëÿþòñÿ ñ íàáîðîì èíñòðóìåíòîâ ïðîåêòèðîâàíèÿ, ìîáèëüíûì ïðèëîæåíèåì Microchip è ïðèìåðàìè êîäîâ.

Toshiba íà÷èíàåò ïðîèçâîäñòâî ñâåðõìèíèàòþðíûõ ôîòîðåëå ñ ìîíòàæíîé ïëîùàäüþ 2.9 ìì2 Êðîøå÷íîå óñòðîéñòâî ñî ñíèæåííîé âõîäíîé ìîùíîñòüþ ïîçâîëèò óìåíüøèòü ýíåðãîïîòðåáëåíèå è ðàçìåðû îáîðóäîâàíèÿ Toshiba Electronics Europe îáúÿâëÿåò î âûïóñêå íîâîãî ôîòîðåëå, óïðàâëÿåìîãî íàïðÿæåíèåì, â ñâåðõìèíèàòþðíîì êîðïóñå S-VSON4T ñî ñíèæåííûì ðàññåÿíèåì âõîäíîé ìîùíîñòè. Âõîäíîé òîê íîâîãî ïðîäóêòà, ïîëó÷èâøåãî îáîçíà÷åíèå TLP3407SR, ñîñòàâëÿåò âñåãî 1 ìÀ, ÷òî ïðèìåðíî íà 33% ìåíüøå, ÷åì ó åãî ïðåäøåñòâåííèêà TLP3407SRH. Ýòî ïîçâîëÿåò ñíèçèòü ìàêñèìàëüíóþ âõîäíóþ ìîùíîñòü äî 3.3 ìÂò. Äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ ñ áîëåå âûñîêèìè íàïðÿæåíèÿìè – 5  èëè áîëåå – ïèòàíèå íà íîâîå óñòðîéñòâî ìîæíî ïîäàâàòü ÷åðåç âíåøíèé ïîñëåäîâàòåëüíûé ðåçèñòîð, ÷òî äàåò ðàçðàáîò÷èêàì âîçìîæíîñòü ðåàëèçîâàòü ìàêñèìàëüíûé òîê âêëþ÷åíèÿ ñâåòîäèîäà 0.2 ìÀ. Ýòî ðàñøèðÿåò äèàïàçîí äîïóñòèìûõ âõîäíûõ íàïðÿæåíèé, óïðîùàÿ çàäà÷ó ïðîåêòèðîâàíèÿ ñõåìû. Áëàãîäàðÿ óìåíüøåííîìó ðàññåÿíèþ âõîäíîé ìîùíîñòè, óïðàâëÿåìîå íàïðÿæåíèåì íîâîå ôîòîðåëå ïîçâîëèò ñíèçèòü ýíåðãîïîòðåáëåíèå øèðîêîãî ñïåêòðà îáîðóäîâàíèÿ, âêëþ÷àÿ çîíäîâûå ïëàòû, àâòîìàòè÷åñêèå òåñòåðû ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïðèáîðîâ è äðóãèå àíàëîãè÷íûå ïðèëîæåíèÿ. TLP3407SR âûïóñêàåòñÿ â êðîøå÷íîì êîðïóñå S-VSON4T ñ ìîíòàæíîé ïëîùàäüþ âñåãî 2 2.9 ìì – ïðèìåðíî íà 27% ìåíüøåé, ÷åì ó ñóùåñòâóþùåãî êîðïóñà VSONR4. Ýòî çíà÷èò, ÷òî íîâûé ïðèáîð ìîæåò ïîìî÷ü óìåíü-

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

øèòü ðàçìåðû êîíå÷íûõ ïðîäóêòîâ èëè óâåëè÷èòü êîëè÷åñòâî ôîòîðåëå, êîòîðûå ìîãóò áûòü ðàçìåùåíû íà äîñòóïíîé ïëîùàäè.

Òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ! Êîðïóñ S-VSON4T: 2.0 ìì × 1.45 ìì × 1.3 (âûñîòà) ìì; ! Íîðìàëüíî ðàçîìêíóòîå; ! Ìàêñèìàëüíûå íàïðÿæåíèå íà çàêðûòîì âûõîäå: 60 Â; ! Ìàêñèìàëüíîå ðàáî÷åå íàïðÿæåíèå: 3 Â; ! Ìàêñèìàëüíûé òîê âêëþ÷åíèÿ ñâåòîäèîäà: 0.2 ìÀ; ! Ìàêñèìàëüíûé òîê îòêðûòîãî ðåëå: 1 À; ! Ñîïðîòèâëåíèå â îòêðûòîì ñîñòîÿíèè: # 0.2 Îì (òèïîâîå), # 0.3 Îì (ìàêñèìàëüíîå); ! Ìèíèìàëüíîå íàïðÿæåíèå èçîëÿöèè: 500  ñ.ê.ç.

ÍÎÂÎÑÒÈ

9


Diodes âûïóñòèëà ñâîè ïåðâûå ëèíåéíûå ðåãóëÿòîðû íàïðÿæåíèÿ äëÿ àâòîìîáèëüíûõ ïðèëîæåíèé Êîìïàíèÿ Diodes Incorporated ïðåäñòàâèëà ñâîè ïåðâûå ëèíåéíûå LDO ðåãóëÿòîðû íàïðÿæåíèÿ, îòâå÷àþùèå òðåáîâàíèÿì Êëàññà 1 àâòîìîáèëüíîãî ñòàíäàðòà AEC-Q100. AP7315Q è AP7343Q ìîãóò ïèòàòü íàãðóçêó òîêàìè äî 150 ìÀ è 300 ìÀ, ñîîòâåòñòâåííî, è ïîäõîäÿò äëÿ ëþáûõ àâòîìîáèëüíûõ ïðèëîæåíèé, òðåáóþùèõ æåñòêîé ñòàáèëèçàöèè íàïðÿæåíèÿ âî âñåõ ðàáî÷èõ ðåæèìàõ, òàêèõ êàê ëîêàëèçîâàííûå ê íàãðóçêå èñòî÷íèêè ïèòàíèÿ â ADAS (ñèñòåìàõ ïîìîùè âîäèòåëþ) ðàäèî÷àñòîòíîå îáîðóäîâàíèå, èíôîðìàöèîííî-ðàçâëåêàòåëüíûå ñèñòåìû è êàìåðû.

Àâòîïðîèçâîäèòåëè èíòåãðèðóþò âñå áîëüøå ñèñòåì ADAS â òðàíñïîðòíûå ñðåäñòâà ñ äàò÷èêàìè è äðóãèìè ÷óâñòâèòåëüíûìè ñõåìàìè, òðåáóþùèìè âûñîêîñòàáèëüíûõ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ. Ëèíåéíûå ðåãóëÿòîðû AP7315Q è AP7343Q ïîëíîñòüþ ïîääåðæèâàþò òðåáîâàíèÿ PPAP (Ïðîöåññ îäîáðåíèÿ

ïðîèçâîäñòâà êîìïîíåíòîâ) è ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ â àâòîìîáèëüíûõ ñèñòåìàõ, ñåðòèôèöèðóåìûõ íà ñîîòâåòñòâèå Êëàññó 1 (äèàïàçîí òåìïåðàòóð îò –40 °C äî +125 °C) ñòàíäàðòà AEC-Q100. AP7315Q è AP7343Q ïðåäîñòàâëÿþò ïðàêòè÷åñêóþ àëüòåðíàòèâó èìïóëüñíûì ðåãóëÿòîðàì â î÷åíü òðåáîâàòåëüíûõ àâòîìîáèëüíûõ ïðèëîæåíèÿõ. Ïîìèìî öåïåé îãðàíè÷åíèÿ òîêà è çàùèòû îò êîðîòêèõ çàìûêàíèé, LDO èìåþò âõîä ðàçðåøåíèÿ, ïîçâîëÿþùèé îòêëþ÷àòü ëèíåéíûå ðåãóëÿòîðû, êîãäà îíè íå íóæíû. Âî âðåìÿ ðàáîòû ñîáñòâåííûé òîê ïîòðåáëåíèÿ ðåãóëÿòîðîâ î÷åíü íèçîê è ñîñòàâëÿåò âñåãî 35 ìêÀ. Êðîìå òîãî, îáà óñòðîéñòâà ïðåäëàãàþòñÿ â âàðèàíòàõ ñ ôóíêöèåé ðàçðÿäà âûõîäíîãî êîíäåíñàòîðà (AP7315DQ/43DQ) èëè áåç íåå (AP7315Q/ 43Q). Ýòà ôóíêöèÿ ÷àñòî òðåáóåòñÿ â ìîìåíò âûêëþ÷åíèÿ ïèòàíèÿ äëÿ çàùèòû ÷óâñòâèòåëüíûõ íàãðóçîê, òàêèõ, íàïðèìåð, êàê ÊÌÎÏ äàò÷èêè èçîáðàæåíèÿ. Âûñîêèé êîýôôèöèåíò ïîäàâëåíèÿ ïóëüñàöèé ïèòàíèÿ ìèêðîñõåì – 75 äÁ íà ÷àñòîòå 1 êÃö – îáåñïå÷èâàåò ÷óâñòâèòåëüíûå íàãðóçêè ñòàáèëüíûìè âûõîäíûìè íàïðÿæåíèÿìè ïðè âõîäíûõ íàïðÿæåíèÿõ ìåæäó 1.7  è 5.25 Â. Âûõîäíûå øóìû äëÿ âåðñèé ñ ëþáûìè ôèêñèðîâàííûìè íàïðÿæåíèÿìè îò 1.1  äî 3.3  (AP7315Q) èëè îò 0.9  äî 3.6  (AP7343Q) â ïîëîñå ÷àñòîò îò 10 Ãö äî 100 êÃö ñîñòàâëÿþò âñåãî 60 ìê ñ.ê.ç. Îáà ðåãóëÿòîðà ïîñòàâëÿþòñÿ â êîðïóñàõ SOT25.

Äâóõêàíàëüíûé PPTC Littelfuse çàùèòèò òåëåêîììóíèêàöèîííîå îáîðóäîâàíèå îò ïåðåãðóçêè ïî òîêó Ýêîíîìèò ìåñòî íà ïå÷àòíîé ïëàòå áëàãîäàðÿ îáúåäèíåíèþ äâóõ òåëåêîììóíèêàöèîííûõ PPTC â êîðïóñå SMD ìåíüøåãî ðàçìåðà Littelfuse àíîíñèðîâàëà íîâóþ ñåðèþ 500âîëüòîâûõ PPTC (ñàìîâîññòàíàâëèâàþùèõñÿ ïðåäîõðàíèòåëåé – Polymeric Positive Temperature Coefficient device), ðàçðàáîòàííûõ äëÿ òîãî, ÷òîáû ïîìî÷ü ïîâûñèòü íàäåæíîñòü òåëåêîììóíèêàöèîííîãî è ñåòåâîãî îáîðóäîâàíèÿ. Ïðèáîðû ñåðèè TSM250-130 çàùèùàþò îò ïåðåñå÷åíèé ïèòàíèÿ è íàâåäåííûõ ñêà÷êîâ íàïðÿæåíèÿ ñîãëàñíî îïðå-

10

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


äåëåíèÿì, äàííûì â ñòàíäàðòàõ ITU, Telcordia GR1089 è IEC 62368-1. Áëàãîäàðÿ îáúåäèíåíèþ äâóõ ñîãëàñîâàííûõ ïî ñîïðîòèâëåíèþ PPTC â îäíîì êîðïóñå äëÿ ïîâåðõíîñòíîãî ìîíòàæà, íîâîå óñòðîéñòâî íà 50% ñîêðàùàåò òðåáóåìóþ ïëîùàäü ïå÷àòíîé ïëàòû, óïðîùàåò ñáîðêó è îáåñïå÷èâàåò áàëàíñ ñîïðîòèâëåíèé ïðîâîäîâ a è b. ßâëÿÿñü ÷àñòüþ âûïóñêàåìîãî Littelfuse ñåìåéñòâà PolySwitch ñàìîâîññòàíàâëèâàþùèõñÿ óñòðîéñòâ çàùèòû îò òîêîâîé ïåðåãðóçêè äëÿ òåëåêîììóíèêàöèîííîãî è ñåòåâîãî îáîðóäîâàíèÿ, íîâàÿ ñåðèÿ ïðèáîðîâ èäåàëüíî ïîäõîäèò äëÿ: ! Àáîíåíòñêîãî îêîíå÷íîãî îáîðóäîâàíèÿ ! Ñòàíöèîííîãî îáîðóäîâàíèÿ ! Èíòåðôåéñíûõ êàðò àáîíåíòñêèõ ëèíèé ! Ïîðòîâ VoIP àáîíåíòñêèõ ïðèñòàâîê

PPTC ñåðèè TSM250-130 ïðåäîñòàâëÿþò ñëåäóþùèå îñíîâíûå ïðåèìóùåñòâà: ! Äâà 250-âîëüòîâûõ PPTC â îäíîì êîðïóñå ñîêðàùàþò òðåáóåìóþ ïëîùàäü ïå÷àòíîé ïëàòû íà 50%; ! Ñîãëàñîâàííîñòü ñîïðîòèâëåíèé PPTC ïîçâîëÿåò ïîääåðæèâàòü áàëàíñ ñîïðîòèâëåíèé ïðîâîäîâ a è b; ! Î÷åíü âûñîêàÿ ïåðåãðóçî÷íàÿ ñïîñîáíîñòü ïî íàïðÿæåíèþ óïðîùàåò ïðîöåäóðó îòðàñëåâîé ñåðòèôèêàöèè.

Äîñòóïíîñòü PPTC ñåðèè TSM250-130 âûïóñêàþòñÿ ñåðèéíî è ïîñòàâëÿþòñÿ óïàêîâàííûìè â áëèñòåðíóþ ëåíòó ïî 3000 øòóê. Îáðàçöû ïðèáîðîâ ìîæíî çàïðîñèòü ÷åðåç îôèöèàëüíûõ äèñòðèáüþòîðîâ Littelfuse.

Alpha and Omega Semiconductor âûïóñêàåò íîâóþ ñåðèþ MOSFET äëÿ ñèëüíîòî÷íûõ ïðèëîæåíèé Alpha and Omega Semiconductor (AOS), îáúåäèíèâ òåõíîëîãèè áåçâûâîäíûõ êîðïóñîâ TO (TO-Leadless – TOLL) è ýêðàíèðîâàííîãî çàòâîðà, âûïóñòèëà ñåðèþ íîâûõ 60- è 100-âîëüòîâûõ òðàíçèñòîðîâ, îáåñïå÷èâàþùèõ íàèáîëüøóþ òîêîâóþ íàãðóçêó â ñâîåì êëàññå íàïðÿæåíèé. Áëàãîäàðÿ èííîâàöèîííîé òåõíîëîãèè AOS, èñïîëüçóþùåé ïðèæèìíûå êîíòàêòû äëÿ ñîåäèíåíèÿ êðèñòàëëà ñ âûâîäàìè, êîðïóñ TOLL âûäåðæèâàåò ñàìûå âûñîêèå â îòðàñëè áðîñêè òîêà. Ïî ñðàâíåíèþ ñ äðóãèìè áåçâûâîäíûìè êîðïóñàìè TO, òåõíîëîãèÿ êîðïóñèðîâàíèÿ TOLL ïîçâîëÿåò äîñòè÷ü î÷åíü íèçêèõ çíà÷åíèé ñîïðîòèâëåíèÿ è èíäóêòèâíîñòè âûâîäîâ êîðïóñà. Íàðÿäó ñ ïðèæèìíûìè êîíòàêòàìè äëÿ ñíèæåíèÿ óðîâíÿ ýëåêòðîìàãíèòíûõ èçëó÷åíèé â ýòîé òåõíîëîãèè èñïîëüçóåòñÿ ñòàíäàðòíîå òåðìîêîìïðåññèîííîå ïðèñîåäèíåíèå ïðîâîëî÷íûõ âûâîäîâ. Ïî ñðàâíåíèþ ñ êîðïóñàìè TO-263 (D2PAK), òðàíçèñòîðû AOTL66608 (60 Â), AOTL66610 (60 Â) è AOTL66912 (100 Â) çàíèìàþò íà 30% ìåíüøóþ ïëîùàäü è äîïóñêàþò áóëüøóþ íàãðóçêó ïî òîêó, ÷òî ïîçâîëÿåò ñîêðàòèòü êîëè÷åñòâî MOSFET, âêëþ÷àåìûõ ïàðàëëåëüíî. Êðîìå òîãî, íîâûå óñòðîéñòâà ïðåâîñõîäÿò ñóùåñòâóþùèå ðåøåíèÿ ïî ïëîòíîñòè ìîùíîñòè. Îíè èäåàëüíî ïîäõîäÿò äëÿ äðàéâåðîâ ïðîìûøëåííûõ áåñùå-

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

òî÷íûõ äâèãàòåëåé ïîñòîÿííîãî òîêà è ñèñòåì óïðàâëåíèÿ àêêóìóëÿòîðíûìè áàòàðåÿìè.

Îñíîâíûå òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè Ïðèáîð

VDS VGS (Â) (±Â)

RDS(ON) ìàêñ (ìÎì) Ïðè 25 °C Ïðè 25 °C ïðè 10  Íåïðåðûâíûé òîê ñòîêà (À)

AOTL66608

60

20

400

400

0.85

AOTL66610

60

20

350

247

1.2

AOTL66912

100

20

380

269

1.7

Öåíû è äîñòóïíîñòü AOTL66608, AOTL66610 è AOTL66912 äîñòóïíû äëÿ çàêàçà â ïðîìûøëåííûõ êîëè÷åñòâàõ ñî ñðîêîì ïîñòàâêè 14-16 íåäåëü.  ïàðòèÿõ èç 1000 ïðèáîðîâ öåíà îäíîãî òðàíçèñòîðà ñîñòàâëÿåò $4.1, $2.3 è $4.56, ñîîòâåòñòâåííî.

ÍÎÂÎÑÒÈ

11


Analog Devices ïðåäñòàâèëà ïðîãðàììíî êîíôèãóðèðóåìûé àíàëîãîâûé èíòåðôåéñ äëÿ ñèñòåì óïðàâëåíèÿ ïðîèçâîäñòâåííûìè ïðîöåññàìè PowerPulse Analog Devices ïðåäñòàâèëà àíàëîãîâûé èíòåðôåéñ AD4110-1 ñî âñòðîåííûì 24áèòíûì ÀÖÏ äëÿ ñèñòåì óïðàâëåíèÿ ïðîìûøëåííûìè ïðîöåññàìè. AD4110-1 – ýòî óíèâåðñàëüíûé èíòåðôåéñ ñî âñòðîåííûì ÀÖÏ, ïîçâîëÿþùèé ïîòðåáèòåëÿì ñïðîåêòèðîâàòü «ïëàòôîðìåííûé» ìîäóëü ââîäà, êîòîðûé îíè ìîãóò ñêîíôèãóðèðîâàòü äëÿ âûïîëíåíèÿ ìíîæåñòâà ôóíêöèé. Ýòî çíà÷èòåëüíî ñíèæàåò çàòðàòû íà ÍÈÎÊÐ, ñîêðàùàåò âðåìÿ âûõîäà íà ðûíîê è òðåáóåò ìåíüøèõ çàòðàò íà èíñòðóìåíòû ðàçðàáîòêè.

Âûñîêîâîëüòíûå âõîäû ìèêðîñõåìû AD4110-1 ïîëíîñòüþ ïðîãðàììíî êîíôèãóðèðóþòñÿ äëÿ ïðèåìà ñèãíàëîâ òîêà èëè íàïðÿæåíèÿ, ÷òî ïîçâîëÿåò íàïðÿìóþ ïîäêëþ÷àòüñÿ êî âñåì ñòàíäàðòíûì ïðîìûøëåííûì èñòî÷íèêàì àíàëîãîâûõ ñèãíàëîâ. Îäèí òèïîâîé âàðèàíò êîíñòðóêöèè çàìåíÿåò ìíîãèå, ñîêðàùàÿ ðàçìåðû ìîäóëÿ è ñíèæàÿ ýêñïëóàòàöèîííûå èçäåðæêè. Ïðîãðàììíî êîíôèãóðèðóåìûå âõîäû/âûõîäû ÿâëÿþòñÿ êëþ÷åâûì ôàêòîðîì ðåàëèçàöèè êîíöåïöèè ÷åòâåðòîé ïðîìûøëåííîé ðåâîëþöèè (Industry 4.0). Ìèêðîñõåìû AD4110-1 äîñòóïíû äëÿ ïðèîáðåòåíèÿ â 40-âûâîäíûõ êîðïóñàõ LFCSP.

Ïåðå÷åíü êëþ÷åâûõ îñîáåííîñòåé âêëþ÷àåò ! Èíòåãðèðîâàííûé ïîëíîñòüþ äèôôåðåíöèàëüíûé óñèëèòåëü ñ 16 ïðîãðàììèðóåìûìè êîýôôèöèåíòàìè óñèëåíèÿ îò 0.2 äî 24. ! Îáåñïå÷èâàåò ïîëíûå ôóíêöèè âõîäíîé äèàãíîñòèêè äëÿ èíäèêàöèè ïîâûøåííîãî è ïîíèæåííîãî íàïðÿæåíèÿ, îáðûâà ïðîâîäà, ïåðåãðóçêè ïî òîêó è ïåðåãðåâà. ! Âûñîêîâîëüòíûé âõîä, çàùèùåííûé îò ïåðåãðåâà, ïåðåãðóçêè ïî òîêó è ïîâûøåííîãî íàïðÿæåíèÿ. Analog Devices ïðåäëàãàåò òàêæå îöåíî÷íóþ ïëàòó EVAL-AD4110-1 äëÿ ìèêðîñõåìû AD4110-1.

Îöåíî÷íàÿ ïëàòà EVAL-AD4110-1.

Sequans ïðåäñòàâëÿåò ïåðâûé â îòðàñëè áþäæåòíûé ìîäóëü NB-IoT ñ èíòåãðèðîâàííûì ôóíêöèîíàëîì SIM-êàðòû Ôðàíöóçñêàÿ êîìïàíèÿ Sequans Communications ïðåäñòàâèëà ïåðâûé ìîäóëü, îñíîâàííûé íà åå ìèêðîñõåìå âòîðîãî ïîêîëåíèÿ Monarch N, îïòèìèçèðîâàííûé äëÿ ðàáîòû â íåäîðîãèõ ìàëîïîòðåáëÿþùèõ ñåòÿõ NB-IoT

12

(Narrow Band Internet of Things). Monarch NB02S – ýòî âûñîêîèíòåãðèðîâàííûé ìîäóëü, êîòîðûé óñòàíàâëèâàåò íîâûé ñòàíäàðò äëÿ áþäæåòíûõ ìîäóëåé NB-IoT. Â íåì ðåàëèçîâàí ýëåìåíò áåçîïàñíîñòè EAL5+,

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


ïîçâîëÿþùèé èíòåãðèðîâàòü â ìîäóëü SIMêàðòó, òåì ñàìûì îáåñïå÷èâàÿ âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ìîäóëÿ êàê SIM-êàðòû. NB02S, îñíîâàííûé íà ìíîãîëåòíåì è ïðîâåðåííîì îïûòå Sequans â òåõíîëîãèÿõ 4G è 5G, ïðåäíàçíà÷åí äëÿ ìàññîâîãî âíåäðåíèÿ ñîòîâîãî ñòàíäàðòà ïîêîëåíèÿ 5G â IoT çà ñ÷åò óìåíüøåíèÿ êîëè÷åñòâà è ñëîæíîñòè êîìïîíåíòîâ, ÷òî ïîçâîëÿåò ñîêðàòèòü ïåðå÷åíü íåîáõîäèìûõ äîïîëíèòåëüíûõ ýëåìåíòîâ, ñíèçèòü ñòîèìîñòü ïå÷àòíûõ ïëàò è ïðîèçâîäñòâåííûå çàòðàòû äî íîâûõ íèçêèõ óðîâíåé. Äëÿ Monarch NB02S Sequans ðàçðàáîòàëà íîâûé óëüòðàìèíèàòþðíûé êîðïóñ ñåðèè S, â êîòîðîì èñïîëüçóåòñÿ ñâåðõäåøåâàÿ ïå÷àòíàÿ ïëàòà. Monarch NB02S óíàñëåäîâàë ñòåê ïðîòîêîëîâ, ïðîâåðåííûé â Monarch ïåðâîãî ïîêîëåíèÿ è ñåðòèôèöèðîâàííûé âåäóùèìè îïåðàòîðàìè âñåãî ìèðà, ÷òî îáåñïå÷èâàåò ïëàâíóþ ìèãðàöèþ ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ ñ ìîäóëÿ NB01Q ïåðâîãî ïîêîëåíèÿ. Áëàãîäàðÿ çàëîæåííîé â Monarch NB02S âîçìîæíîñòè «Ìîäóëü êàê SIM-êàðòà», ïîääåðæèâàþùåé âñå òèïû SIM-êàðò, òàðèôíûå ïëàíû ìîãóò ïðåäëàãàòüñÿ êàê ñîñòàâíàÿ ÷àñòü êîìïëåêñíîãî ðåøåíèÿ íà îñíîâå ìîäóëÿ. Sequans ðàáîòàåò ñ ïàðòíåðàìè ïåðâîãî óðîâíÿ íàä èíòåãðàöèåé ïîäêëþ÷åíèÿ â NB02S äëÿ ðåàëèçàöèè ðåøåíèÿ «îäíîãî

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

îêíà». EAL5+ â NB02S îáåñïå÷èâàåò íàèâûñøèé óðîâåíü áåçîïàñíîñòè ãîñóäàðñòâåííîãî óðîâíÿ äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ è ïðèìåíåíèÿ. «Íåâîçìîæíî ïðåóâåëè÷èòü, íàñêîëüêî âàæåí íîâûé, îïòèìèçèðîâàííûé ïî ñòîèìîñòè Monarch NB02S äëÿ óñêîðåíèÿ ìàññîâîãî âíåäðåíèÿ IoT, ñêàçàë Æîðæ Êàðàì (Georges Karam), ãåíåðàëüíûé äèðåêòîð Sequans. – Ïîìèìî ñóùåñòâåííûõ ïðåèìóùåñòâ ñ òî÷êè çðåíèÿ öåíû è ïîòðåáëÿåìîé ìîùíîñòè, îí ÿâëÿåòñÿ ïåðâûì â îòðàñëè ìîäóëåì ñî âñòðîåííûìè âîçìîæíîñòÿìè SIM-êàðò, ÷òî ïîçâîëÿåò îáåñïå÷èòü áåñïåðåáîéíóþ è ïîâñåìåñòíóþ ñâÿçü, èñêëþ÷èâ ïðè ýòîì ñëîæíîñòè, ñâÿçàííûå ñ ïîèñêîì ïîñòàâùèêîâ òàðèôíûõ ïëàíîâ è SIM-êàðò.  ñëó÷àå ïðåäîïëà÷åííîãî ïîäêëþ÷åíèÿ ïðè ïîäñîåäèíåíèè ê ñåòè Monarch NB02S ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ êàê ìîäóëü Bluetooth èëè Wi-Fi, íî ñ ñóùåñòâåííûì äîïîëíèòåëüíûì ïðåèìóùåñòâîì – îòñóòñòâèåì íåîáõîäèìîñòè â øëþçå. Ýòà ìîùíàÿ âîçìîæíîñòü, íàðÿäó ñ ïîääåðæêîé ãëîáàëüíîé ïîëîñû â óïðîùåííîì, íî ñîäåðæàùåì âñå íåîáõîäèìîå íåäîðîãîì ìîäóëå Monarch, äàåò ïðîèçâîäèòåëÿì âîçìîæíîñòü îäèí ðàç ñïðîåêòèðîâàòü óñòðîéñòâî IoT è ðàçâåðòûâàòü åãî â ëþáîì ìåñòå, áûñòðî, ëåãêî è, ÷òî íàèáîëåå âàæíî, ñ íåáîëüøèìè çàòðàòàìè». Monarch NB02S îñíîâàí íà âòîðîì ïîêîëåíèè ìèêðîñõåìû Monarch N êîìïàíèè Sequans, îäèí êðèñòàëë êîòîðîé îáúåäèíÿåò â ñåáå öåïè îáðàáîòêè ñèãíàëà îñíîâíîé ïîëîñû ÷àñòîò, ðàäèî÷àñòîòíûé ïðèåìîïåðåäàò÷èê è âíåøíèé èíòåðôåéñ, ýëåìåíò áåçîïàñíîñòè, ïðîöåññîð ïðèëîæåíèé, ÎÇÓ è ñèñòåìó óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì è ïîääåðæèâàåò LTE Cat NB1/NB2. Ñâåðõíèçêîå ýíåðãîïîòðåáëåíèå ìîäóëÿ NB02S äîñòèãíóòî ñ ïîìîùüþ ðåàëèçîâàííûõ â Monarch N òåõíîëîãèé äèíàìè÷åñêîãî óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì è ecoPaging, êîòîðûå àäàïòèðóþò ïîòðåáëåíèå ýíåðãèè â ñïÿùåì è àêòèâíîì ñîñòîÿíèÿõ â ñîîòâåòñòâèè ñî ñöåíàðèåì èñïîëüçîâàíèÿ, îáåñïå÷èâàÿ 10-15 ëåò àâòîíîìíîé ðàáîòû îò áàòàðåé äëÿ ìíîãèõ âàðèàíòîâ èñïîëüçîâàíèÿ. Monarch NB02S ÿâëÿåòñÿ èäåàëüíûì ðåøåíèåì äëÿ øèðîêîãî ñïåêòðà óñòðîéñòâ NB-IoT, âêëþ÷àÿ ïðèáîðû ó÷åòà êîììóíàëüíûõ óñëóã, ïðîìûøëåííûå äàò÷èêè, ñðåäñòâà îòñëåæèâàíèÿ ïîëîæåíèÿ îáúåêòîâ, è ìíîãèå äðóãèå ïðèëîæåíèÿ äëÿ ñåëüñêîãî õîçÿéñòâà, óìíîãî ãîðîäà è óìíîãî äîìà.

ÍÎÂÎÑÒÈ

13


Îñíîâíûå îñîáåííîñòè ìîäóëÿ Monarch NB02S ! Îòâå÷àåò òðåáîâàíèÿì êàòåãîðèé 14/15 ñïåöèôèêàöèè LTE NB1/NB2; ! Ñâåðõìèíèàòþðíûé êîðïóñ LGA ñåðèè S; ! Âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ìîäóëÿ â êà÷åñòâå SIM-êàðòû îáåñïå÷èâàåò áåçîïàñíîñòü è ïîçâîëÿåò ïîäêëþ÷àòüñÿ áåç èñïîëüçîâàíèÿ SIM-êàðòû èëè SIM-÷èïà; ! Ïðîãðàììíàÿ ôèëüòðàöèÿ íà ðàäèî÷àñòîòå äëÿ ïîääåðæêè ãëîáàëüíîé ïîëîñû â Single-SKU (îò 617 ÌÃö äî 2.2 ÃÃö); ! Ïîääåðæèâàåò äèàïàçîíû LTE 1, 2, 3, 4, 5, 8, 12, 13,14, 17, 18, 19, 20, 28, 66, 71 è 85; ! Ïèòàíèå îò åäèíñòâåííîé øèíû ñ íàïðÿæåíèåì 2.2…5.5  ïîçâîëÿåò íàïðÿìóþ ïîäêëþ÷àòü óñòðîéñòâî ê äåøåâûì áàòàðåéêàì òèïîðàçìåðà AA;

! Àäàïòèâíàÿ ïîääåðæêà âûõîäíîé ìîùíîñòè +20 äÁì è +14 äÁì äëÿ ýôôåêòèâíîãî ãëóáîêîãî ïðîíèêíîâåíèÿ ñèãíàëà â ïîìåùåíèÿ; ! Ïîëíàÿ ïðîãðàììíàÿ ñîâìåñòèìîñòü ñ ìîäóëÿìè Monarch NB01Q è GM01Q îáëåã÷àåò ìèãðàöèþ; ! Îñíîâàí íà ñîçäàííîé Sequans òåõíîëîãèè Monarch N NB-IoT. Îæèäàåòñÿ, ÷òî ïåðâûå îáðàçöû íîâîãî ìîäóëÿ Monarch NB02S ïîÿâÿòñÿ ê êîíöó 2019 ãîäà è áóäóò ïåðåäàíû äëÿ àïðîáèðîâàíèÿ îñíîâíûì êëèåíòàì êîìïàíèè. Íà÷àëî ìàññîâîãî ïðîèçâîäñòâà ìîäóëåé çàïëàíèðîâàíî íà ñåðåäèíó 2020 ãîäà. Ê ýòîìó âðåìåíè áóäóò ïîäãîòîâëåíû òàêæå ïðèìåðû ïðàêòè÷åñêèõ ñõåì è îöåíî÷íûå íàáîðû.

64-êàíàëüíûé âûñîêîâîëüòíûé àíàëîãîâûé êîììóòàòîð êîìïàíèè STMicroelectronics ïîçâîëèò ñîçäàâàòü ïîðòàòèâíûå ïðèáîðû ïðîìûøëåííîé è ìåäèöèíñêîé âèçóàëèçàöèè Âûïóùåííàÿ STMicroelectronics (ST) ìèêðîñõåìà 64-êàíàëüíîãî âûñîêîâîëüòíîãî àíàëîãîâîãî êîììóòàòîðà îáåñïå÷èâàåò áåñïðåöåäåíòíûé óðîâåíü èíòåãðàöèè äëÿ ñîâðåìåííûõ óëüòðàçâóêîâûõ ñèñòåì, çîíäîâ, ïüåçîýëåêòðè÷åñêèõ äðàéâåðîâ, àâòîìàòèçèðîâàííîãî èñïûòàòåëüíîãî îáîðóäîâàíèÿ, ñðåäñòâ ïðîìûøëåííîé àâòîìàòèçàöèè è ñèñòåì óïðàâëåíèÿ ïðîöåññàìè.

STHV64SW ñîäåðæèò ñäâèãîâûé ðåãèñòð äëÿ ëîãè÷åñêèõ ñèãíàëîâ óïðàâëåíèÿ, ñàìîñìåùåííûå äðàéâåðû çàòâîðîâ âûñîêîâîëüòíûõ MOSFET è N-êàíàëüíûå ïåðåêëþ÷àþùèå MOSFET, ñïîñîáíûå îáåñïå÷èâàòü ïèêîâûé âûõîäíîé òîê äî ±3 À. Áëàãîäàðÿ áûñòðîé ðåàêöèè, ïåðåêëþ÷àòåëü âêëþ÷àåòñÿ âñåãî çà 1.5 ìêñ, à íèçêèé òîê ïîêîÿ ýêîíîìèò

14

ýíåðãèþ, êîãäà óñòðîéñòâî âûêëþ÷åíî. Íèçêèå ñîïðîòèâëåíèÿ îòêðûòûõ êëþ÷åé â ñîâîêóïíîñòè ñ íèçêèìè èñêàæåíèÿìè è ïåðåêðåñòíûìè ïîìåõàìè ãàðàíòèðóþò âûñîêóþ öåëîñòíîñòü ñèãíàëà. Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ áåçîïàñíîé ðàáîòû â ìèêðîñõåìó âñòðîåíû öåïè îòêëþ÷åíèÿ ïðè ïåðåãðåâå è áëîêèðîâêè ïðè ïîíèæåííîì íàïðÿæåíèè. ST ñîçäàëà ýòî âûñîêîòåõíîëîãè÷íîå óñòðîéñòâî, èñïîëüçóÿ ñîáñòâåííûå òåõíîëîãèè BCD6s-SOI (êðåìíèé íà èçîëÿòîðå) è BCD8s-SOI, ïîçâîëÿþùèå îáúåäèíÿòü íà îäíîì êðèñòàëëå àíàëîãîâûå (áèïîëÿðíûå), öèôðîâûå (ÊÌÎÏ) è íàäåæíûå ñèëîâûå (DMOS) ñõåìû. STHV64SW ìîæåò ðàáîòàòü ñ ðàçëè÷íûìè êîìáèíàöèÿìè âûñîêîâîëüòíûõ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ äî –100 Â/+100 Â, 0 Â/+200  èëè –200 Â/0 Â. Êîììóòàòîð STHV64SW èçíà÷àëüíî ïðîåêòèðîâàëñÿ äëÿ èííîâàöèîííîãî âûñîêîòåõíîëîãè÷íîãî îáîðóäîâàíèÿ, òàêîãî êàê ïðîìûøëåííûå óëüòðàçâóêîâûå äåôåêòîñêîïû äëÿ íåðàçðóøàþùåãî êîíòðîëÿ, à òàêæå äëÿ ïîðòàòèâíûõ áþäæåòíûõ óñòðîéñòâ ìåäèöèíñêîé ýõîãðàôèè, êîòîðûå ìîãóò ïîâûñèòü ñòàíäàðòû äîðîäîâîé ïîìîùè, äîñòóïíûå óäàëåííûì è ñåëüñêèì îáùèíàì. Âûñîêîèíòåãðèðîâàííàÿ ìèêðîñõåìà 64êàíàëüíîãî àíàëîãîâîãî êîììóòàòîðà ïîñòàâëÿåòñÿ â íåáîëüøîì êîðïóñå FCBGA, êàê è

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


íåäàâíî àíîíñèðîâàííàÿ ñîïóòñòâóþùàÿ ìèêðîñõåìà 16-êàíàëüíîãî ãåíåðàòîðà èìïóëüñîâ STHV1600. Ñîâìåñòíîå èñïîëüçîâàíèå ýòèõ äâóõ ïðèáîðîâ ïîçâîëèò ïðîèçâîäèòåëÿì ñèñòåì, èñïîëüçóÿ ìèíèìàëüíîå ïðîñòðàíñòâî íà ïëàòå, óâåëè÷èòü ïëîòíîñòü êàíàëîâ è îáåñïå÷èòü âûñî÷àéøåå ðàçðåøåíèå óëüòðàçâóêîâûõ èçîáðàæåíèé. Ìèêðîñõåìà âûïóñêàåòñÿ â êîðïóñå BGA196 è ïàðòèÿõ èç 1000 ïðèáîðîâ ïðîäàåòñÿ ïî öåíàì, íà÷èíàþùèìñÿ îò $45.00 çà øòóêó. Äîñòóïíà òàêæå îöåíî÷íàÿ ïëàòà STEVALIME015V1, äëÿ çàêàçà êîòîðîé ñëåäóåò îáðàòèòüñÿ â îôèñ ïðîäàæ ST.

Îöåíî÷íàÿ ïëàòà STEVAL-IME015V1.

Diodes àíîíñèðóåò äðàéâåð ñâåòîäèîäíîãî ôîíàðÿ äëÿ äâóõè ÷åòûðåõêàíàëüíûõ ïîðòàòèâíûõ ïðèëîæåíèé Êîìïàíèÿ Diodes àíîíñèðîâàëà âûñîêîñêîðîñòíîé äâóõêàíàëüíûé äðàéâåð ñâåòîäèîäíîé âñïûøêè AL3644, ïðåäíàçíà÷åííûé äëÿ ïîääåðæêè ðàñøèðåííûõ ôóíêöèé âñïûøêè è ôîíàðÿ êàìåðû, êîòîðûå ïðåäëàãàåòñÿ â ïîñëåäíèõ ìîäåëÿõ ñìàðòôîíîâ è äðóãèõ ïîðòàòèâíûõ ïîòðåáèòåëüñêèõ óñòðîéñòâ. Ïåðå÷åíü êëþ÷åâûõ ôóíêöèé âêëþ÷àåò â ñåáÿ íåçàâèñèìî óïðàâëÿåìûå âûõîäíûå òîêè, êîíôèãóðèðóåìûå ÷åðåç èíòåð2 ôåéñ, ñîâìåñòèìûé ñ I C, è âîçìîæíîñòü êîìáèíèðîâàòü äâà óñòðîéñòâà (ñ ðàçíûìè èäåíòèôèêàöèîííûìè àäðåñàìè) äëÿ óïðàâëåíèÿ ÷åòûðüìÿ ñâåòîäèîäàìè ñ ñóììàðíûì òîêîì äî 6 À. AL3644, âûïóñêàåìûé â êîðïóñå ñ ðàçìåðàìè êðèñòàëëà, ñî÷åòàåò â ñåáå ãèáêèå âîçìîæíîñòè èçìåíåíèÿ ÷àñòîòû ïåðåêëþ÷åíèÿ ñî ñòàáèëèçèðîâàííûì âûõîäíûì òîêîì.

 AL3644 èñïîëüçóåòñÿ ñèíõðîííûé ïîâûøàþùèé ØÈÌ-ïðåîáðàçîâàòåëü ñ óïðàâëåíèåì ïî òîêó, ðàáîòàþùèé íà ôèêñèðîâàííîé ÷àñòîòå è îáåñïå÷èâàþùèé äî 1.5 À íà âûõî-

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

äå êàæäîãî èç äâóõ èñòî÷íèêîâ ïîñòîÿííîãî òîêà â äèàïàçîíå âõîäíûõ íàïðÿæåíèé îò 2.5 äî 5 Â. Äëÿ óïðàâëåíèÿ âûõîäíûìè òîêàìè, óðîâíè êîòîðûõ ìîãóò èìåòü 128 çíà÷åíèé îò 1.4 ìÀ äî 1.5 À, èñïîëüçóåòñÿ ñîâìåñòèìûé ñ 2 I C èíòåðôåéñ, ðàáîòàþùèé íà ÷àñòîòàõ äî 400 êÃö. ×åðåç ýòîò æå èíòåðôåéñ ìîæíî óñòàíàâëèâàòü ñîîòíîøåíèå òîêîâ íà äâóõ âûõîäàõ. Ñ ðîñòîì òåíäåíöèè ê óñëîæíåíèþ ôóíêöèîíàëüíûõ âîçìîæíîñòåé êàìåð ïåðåíîñíûõ è íîñèìûõ óñòðîéñòâ, âêëþ÷àÿ óäîáñòâî ôîíàðÿ, ðàñòåò ïîòðåáíîñòü â î÷åíü ãèáêèõ äðàéâåðàõ ñâåòîäèîäîâ. AL3644 óäîâëåòâîðÿåò ýòó ïîòðåáíîñòü, ïðåäëàãàÿ ñäâîåííûå ïàðàëëåëüíûå èñòî÷íèêè òîêà ñ ÊÏÄ áîëåå 85% êàê â ðåæèìå ôîíàðÿ, òàê è â ðåæèìå âñïûøêè. Ïðåäóñìîòðåíû äâà âàðèàíòà ÷àñòîòû ïåðåêëþ÷åíèÿ: 2 ÌÃö è 4 ÌÃö, ÷òî äàåò èíæåíåðàì áîëüøóþ ãèáêîñòü è óïðîùàåò îáùóþ êîíñòðóêöèþ. Êðîìå òîãî, âûñîêàÿ ÷àñòîòà ïåðåêëþ÷åíèÿ ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü ïàññèâíûå êîìïîíåíòû ìåíüøåãî ðàçìåðà, òàêèå êàê íèçêîïðîôèëüíûå èíäóêòèâíîñòè è êåðàìè÷åñêèå êîíäåíñàòîðû åìêîñòüþ 10 ìêÔ, è, â êîíå÷íîì ñ÷åòå, ñíèçèòü ñòîèìîñòü ïîêóïíûõ ìàòåðèàëîâ. AL3644 ÿâëÿåòñÿ ïåðâûì äðàéâåðîì ñâåòîäèîäîâ îò Diodes ñ èíòåðôåéñîì, ñîâìåñ2 òèìûì ñ I C.  íåãî òàêæå âñòðîåí êîìïàðàòîð, êîòîðûé ìîæíî èñïîëüçîâàòü ñ âíåøíèì NTC òåðìîðåçèñòîðîì äëÿ îáíàðóæåíèÿ èçìåíåíèé òåìïåðàòóðû. Ìîíèòîð âõîäíîãî

ÍÎÂÎÑÒÈ

15


íàïðÿæåíèÿ ãàðàíòèðóåò, ÷òî âûõîäíîé òîê îñòàíåòñÿ ñòàáèëüíûì, åñëè, íàïðèìåð, óðîâåíü âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ïàäàåò ïðè ðàçðÿäå àêêóìóëÿòîðà óñòðîéñòâà. Áèòû ñîñòîÿíèÿ íåèñïðàâíîñòè, îïðàøèâàåìûå ÷åðåç èíòåð2 ôåéñ, ñîâìåñòèìûé ñ I C, ïðåäîñòàâëÿþò õîñò-êîíòðîëëåðó òàêèå îïåðàòèâíûå äàííûå, êàê âðåìÿ ïðîòåêàíèÿ òîêà âñïûøêè,

ïåðåãðåâ ñâåòîäèîäà, îáðûâ/çàìûêàíèå ñâåòîäèîäà, ñðàáàòûâàíèå òåïëîâîé çàùèòû è ïîíèæåííîå íàïðÿæåíèå íà âõîäå. Äðàéâåð âûïóñêàåòñÿ â êîðïóñå UWLB1713-12 ðàçìåðîì 1.75 ìì × 1.35 ìì â âàðèàíòàõ ñ íèçêèì è âûñîêèì òîêîì ôîíàðÿ, ðàçëè÷àþùèõñÿ òàêæå èäåíòèôèêàöèîííûìè êîäàìè àäðåñà.

Ãèáêèé 12-êàíàëüíûé àâòîìîáèëüíûé äðàéâåð ñâåòîäèîäîâ STMicroelectronics óïðîñòèò ñîçäàíèå ñîâðåìåííûõ ñâåòîòåõíè÷åñêèõ ðåøåíèé 12-êàíàëüíûé äðàéâåð ñâåòîäèîäîâ ALED1262ZT, âûïóùåííûé êîìïàíèåé STMicroelectronics, ïðåäíàçíà÷åí äëÿ ñîâðåìåííûõ àâòîìîáèëüíûõ áëîêîâ çàäíèõ ôîíàðåé è ñèñòåì âíóòðåííåãî îñâåùåíèÿ, ïðåäîñòàâëÿÿ ôóíêöèè ïîääåðæêè ñëîæíûõ è èííîâàöèîííûõ âèçóàëüíûõ ýôôåêòîâ.

Íåçàâèñèìîå 7-áèòíîå ØÈÌ-äèììèðîâàíèå âñåõ êàíàëîâ äàåò âîçìîæíîñòü ãèáêî óïðàâëÿòü çàäíèìè ãàáàðèòíûìè îãíÿìè, ñòîï-ñèãíàëàìè è ñâåòîâûìè óêàçàòåëÿìè ñ èñïîëüçîâàíèåì äèíàìè÷åñêèõ ýôôåêòîâ. Êàæäûé êàíàë îáåñïå÷èâàåò óïðàâëåíèå ñâåòîäèîäíûìè öåïî÷êàìè ïîñòîÿííûì âûõîäíûì òîêîì ïðè íàïðÿæåíèè 19 Â. Ðåãóëèðîâêà òîêà íàãðóçêè îò 6 ìÀ äî 60 ìÀ ïîçâîëÿåò èìåòü øèðîêèé äèàïàçîí äèììèðîâàíèÿ ñ âûñîêîé ìàêñèìàëüíîé ÿðêîñòüþ. Äðàéâåð ñâåòîäèîäíîãî îñâåùåíèÿ ìîæåò óïðàâëÿòü2 ñÿ êîìàíäàìè I C îò ãëàâíîãî ìèêðîêîíòðîëëåðà, è äëÿ äîïîëíèòåëüíîé ãèáêîñòè ïîääåðæèâàåò äâå ïðåäâàðèòåëüíî çàïðîãðàììèðîâàííûå êîíôèãóðàöèè, îáåñïå÷èâàþùèå àâòîíîìíóþ ðàáîòó. Äèàãíîñòè÷åñêèå ôóíêöèè ALED1262ZT, âêëþ÷àþùèå îáíàðóæåíèå îáðûâà ñâåòîäèî-

16

äîâ è îòêëþ÷åíèå ïðè ïåðåãðåâå, ãàðàíòèðóþò äîëãîâðåìåííóþ íàäåæíîñòü è ñòàáèëüíîñòü óñòðîéñòâà. Äèàïàçîí âõîäíûõ íàïðÿæåíèé îò 5.5  äî 38  ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü ïðèáîð â ñèñòåìàõ ñ íåïîñðåäñòâåííûì ïîäêëþ÷åíèåì ê àêêóìóëÿòîðíîé áàòàðåå. Êðîìå òîãî, äëÿ ñíèæåíèÿ óðîâíÿ ïîìåõ è óïðîùåíèÿ èíòåãðàöèè ñ äðóãîé áîðòîâîé ýëåêòðîíèêîé òðàíñïîðòíîãî ñðåäñòâà â ALED1262ZT çàìåäëåíî âêëþ÷åíèå è âûêëþ÷åíèå êàæäîãî êàíàëà è ðàñøèðåí ñïåêòð ñèãíàëîâ ñèíõðîíèçàöèè.  íàñòîÿùåå âðåìÿ ALED1262ZT âûïóñêàåòñÿ ñåðèéíî â êîðïóñå HTSSOP24 ðàçìåðîì 6.4 ìì × 7.8 ìì, îñíîâàíèå êîòîðîãî âñêðûòî äëÿ óìåíüøåíèÿ òåïëîâîãî ñîïðîòèâëåíèÿ. Ïðè çàêàçå 1000 ïðèáîðîâ öåíà îäíîé ìèêðîñõåìû íà÷èíàåòñÿ îò $1.00. Êðîìå òîãî, ST âûïóñòèëà îöåíî÷íóþ ïëàòó STEVAL-LLL002V1, êîòîðóþ ìîæíî ïðèîáðåñòè îíëàéí íà ñàéòå ST èëè ó äèñòðèáüþòîðîâ êîìïàíèè, ÷òîáû ïîìî÷ü ðàçðàáîò÷èêàì áûñòðåå èçó÷èòü ìèêðîñõåìó ALED1262ZT è íà÷àòü ðàáîòó íàä íîâûìè ñâåòîòåõíè÷åñêèìè ïðîåêòàìè.

Îöåíî÷íûé íàáîð STEVAL-LLL002V1 äëÿ çàäíèõ ôîíàðåé àâòîìîáèëåé ñ øàáëîíàìè àíèìàöèè íà îñíîâå ALED1262ZT è STM8AF6266.

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


Vishay âûïóñêàåò íîâûå 3-âîëüòîâûå èîíèñòîðû ñ ïîâûøåííîé âëàãîñòîéêîñòüþ è íàäåæíîñòüþ Äâóõñëîéíûå êîíäåíñàòîðû 235 EDLC äëÿ òÿæåëûõ óñëîâèé ýêñïëóàòàöèè ñ âûñîêîé âëàæíîñòüþ èìåþò ñðîê ñëóæáû 2000 ÷àñîâ è âûäåðæèâàþò 1500-÷àñîâûå òåñòû ïðè òåìïåðàòóðå +85 °C è îòíîñèòåëüíîé âëàæíîñòè 85% Vishay Intertechnology ïðåäñòàâèëà íîâóþ ñåðèþ 3-âîëüòîâûõ äâóõñëîéíûõ ýëåêòðè÷åñêèõ êîíäåíñàòîðîâ (èîíèñòîðîâ, ñóïåðêîíäåíñàòîðîâ) ïîâûøåííîé íàäåæíîñòè ñåìåéñòâà ENYCAP äëÿ ïðèëîæåíèé ñáîðà ýíåðãèè è ðåçåðâíîãî ïèòàíèÿ, ðàáîòàþùèõ â æåñòêèõ óñëîâèÿõ ñ âûñîêîé âëàæíîñòüþ âîçäóõà. Ðàçðàáîòàííûå ïîäðàçäåëåíèåì Vishay BCcomponents êîíäåíñàòîðû 235 EDLC-HVR ENYCAP ÿâëÿþòñÿ ïåðâûìè â îòðàñëè óñòðîéñòâàìè ñ òàêèì âûñîêèì ðàáî÷èì íàïðÿæåíèåì, êîòîðûå èìåþò ñðîê ñëóæáû 2000 ÷àñîâ ïðè +85 °C è ñîîòâåòñòâóþò âûñî÷àéøåìó êëàññó âëàãîñòîéêîñòè, âûäåðæèâàÿ 1500÷àñîâûå ýëåêòðè÷åñêèå òåñòû ïðè òåìïåðàòóðå +85 °C è îòíîñèòåëüíîé âëàæíîñòè 85%. Äëèòåëüíûé ñðîê ñëóæáû íîâûõ óñòðîéñòâ, âäâîå ïðåâûøàþùèé ðåñóðñ ñòàíäàðòíûõ äâóõñëîéíûõ ýëåêòðè÷åñêèõ êîíäåíñàòîðîâ, îáåñïå÷èâàåò áåñïåðåáîéíîñòü ðàáîòû è ãèáêîñòü âûáîðà ïðîåêòíûõ ðåøåíèé. Âûñîêàÿ óñòîé÷èâîñòü êîíäåíñàòîðîâ ê âëàæíîñòè ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü èõ â ïðîìûøëåííîñòè, àâòîìîáèëåñòðîåíèè è âîçîáíîâëÿåìîé ýíåðãåòèêå, âêëþ÷àÿ èíòåëëåêòóàëüíûå ñ÷åò÷èêè, ïîðòàòèâíóþ ýëåêòðîíèêó, ðîáîòîòåõíèêó, ñîëíå÷íûå ïàíåëè, ñèñòåìû ýëåêòðîííûõ äâåðíûõ çàùåëîê è àâàðèéíîå îñâåùåíèå.

Êîíäåíñàòîðû 235 EDLC-HVR ENYCAP, âûïóñêàåìûå â íåáîëüøèõ êîðïóñàõ 15 òèïîðàçìåðîâ îò 10 ìì × 20 ìì äî 18 ìì × 40 ìì, èìåþò áîëüøóþ ïëîòíîñòü ìîùíîñòè è çíà÷åíèÿ åìêîñòè îò 5 Ô äî 60 Ô. Óñòðîéñòâà, îòâå÷àþùèå òðåáîâàíèÿì äèðåêòèâû RoHS, îòëè÷àþòñÿ âûñîêèìè ñêîðîñòÿìè çàðÿäà è ðàçðÿäà è ïðåäëàãàþòñÿ â âåðñèÿõ äëÿ ìîíòàæà â îòâåðñòèÿ.  íàñòîÿùåå âðåìÿ äîñòóïíû êàê åäèíè÷íûå îáðàçöû, òàê è ïðîìûøëåííûå ïàðòèè êîíäåíñàòîðîâ 235 EDLC-HVR ENYCAP. Âðåìÿ âûïîëíåíèÿ êðóïíûõ çàêàçîâ ñîñòàâëÿåò øåñòü íåäåëü.

Toshiba âûïóñêàåò 600-âîëüòîâóþ ìèêðîñõåìó äðàéâåðà òðåõôàçíûõ áåñùåòî÷íûõ äâèãàòåëåé ñ ñèíóñîèäàëüíûì óïðàâëåíèåì Íîâîå âûñîêîèíòåãðèðîâàííîå óñòðîéñòâî ñ ïîâûøåííîé óñòîé÷èâîñòüþ ê êîëåáàíèÿì íàïðÿæåíèÿ Toshiba Electronics îáúÿâèëà î âûïóñêå íîâîé ìèêðîñõåìû äðàéâåðà òðåõôàçíûõ áåñùåòî÷íûõ äâèãàòåëåé äëÿ áûòîâûõ ýëåêòðîïðèáîðîâ, òàêèõ êàê êîíäèöèîíåðû è î÷èñò è òåë è âîçä ó õà . Í î âà ÿ ì è ê ð î ñ õå ì à TB67B000AHG òàêæå ïðèãîäíà äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â ñàìûõ ðàçëè÷íûõ ïðîìûøëåííûõ ïðèëîæåíèÿõ. Ýòî âûñîêîâîëüòíîå óñòðîéñòâî ðàñøèðÿåò ñóùåñòâóþùóþ ñåðèþ äðàéâåðîâ TB67B000, îáåñïå÷èâàþùóþ âûñîêî-

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

ÍÎÂÎÑÒÈ

17


ýôôåêòèâíîå óïðàâëåíèå äâèãàòåëåì è ñíèæåíèå øóìîâ. Ñïðîñ íà âûñîêîýôôåêòèâíûå òðåõôàçíûå áåñùåòî÷íûå äâèãàòåëè âåíòèëÿòîðîâ, ñíèæàþùèå ïîòðåáëåíèå ýíåðãèè è ñïîñîáíûå ðàáîòàòü â óñëîâèÿõ êîëåáàíèé íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ, îñîáåííî â ñòðàíàõ ñ ðàçâèâàþùåéñÿ ýêîíîìèêîé, ïîñòîÿííî ðàñòåò. Äëÿ ïîääåðæàíèÿ âûñîêîé íàäåæíîñòè ïðîäóêòà ýòè ïðèëîæåíèÿ òðåáóþò áîëåå âûñîêîâîëüòíûõ ìèêðîñõåì äðàéâåðîâ ØÈÌ. Ðàçðàáîòàííàÿ Toshiba íîâàÿ ìèêðîñõåìà äðàéâåðà TB67B000AHG ñîâìåñòèìà ïî âûâîäàì ñ óæå âûïóñêàþùåéñÿ 500âîëüòîâîé ìèêðîñõåìîé TB67B000HG è ìîæåò áûòü ëåãêî èñïîëüçîâàíà äëÿ çàìåíû èëè ìîäåðíèçàöèè â öåëÿõ îáåñïå÷åíèÿ áîëüøåé óñòîé÷èâîñòè ê êîëåáàíèÿì íàïðÿæåíèÿ. Äðàéâåð äâèãàòåëÿ ìîæåò ôîðìèðîâàòü íà âûõîäå ëèáî ñèíóñîèäàëüíûå ØÈÌ ñèãíàëû, ëèáî òðàïåöåèäàëüíûå ñèãíàëû íà ÷àñòîòàõ

îò 14 êÃö äî 23 êÃö, áëàãîäàðÿ ÷åìó äîñòèãàåòñÿ ðàáîòà ñ íèçêèìè óðîâíÿìè øóìà è âèáðàöèè.  óñòðîéñòâî, âûïóñêàåìîå â êîðïóñå HDIP30 ðàçìåðîì 32.8 ìì × 13.5 ìì, èíòåãðèðîâàí òðåõôàçíûé ìîñò íà IGBT ñ äîïóñòèìûì íàïðÿæåíèåì 600  è ìàêñèìàëüíûì òîêîì 2 À, à òàêæå ìèêðîñõåìà óïðàâëåíèÿ äâèãàòåëåì, áëàãîäàðÿ ÷åìó ñîêðàùàåòñÿ òðåáóåìàÿ ïëîùàäü ïå÷àòíîé ïëàòû è ñíèæàåòñÿ ñòîèìîñòü ñèñòåìû.  êîìïàêòíîì êîðïóñå ñîäåðæàòñÿ òàêæå ñõåìû, îáåñïå÷èâàþùèå îãðàíè÷åíèå òîêà, îòêëþ÷åíèå ïðè ïåðåãðåâå, áëîêèðîâêó ïðè ïîíèæåííîì íàïðÿæåíèè è îáíàðóæåíèå áëîêèðîâêè äâèãàòåëÿ. Ó÷èòûâàÿ âàæíîñòü ýêîíîìèè ìåñòà è ïîâûøåíèÿ ÊÏÄ äëÿ ñîâðåìåííûõ ïðèëîæåíèé, Toshiba âåäåò ðàçðàáîòêó åùå îäíîãî 600-âîëüòîâîãî äðàéâåðà (TB67B000AFG), êîòîðûé áóäåò âûïóñêàòüñÿ â íåáîëüøîì 34êîíòàêòíîì êîðïóñå HSSOP, ñîâìåùåííîì ñ ðàäèàòîðîì.

IDT ïðåäñòàâëÿåò ïîëíîñòüþ èíòåãðèðîâàííûé ìîäóëü áèîñåíñîðà äëÿ ìîáèëüíûõ è íîñèìûõ óñòðîéñòâ Integrated Device Technology (IDT), äî÷åðíÿÿ êîìïàíèÿ Renesas Electronics Corporation, ïðåäñòàâèëà ïîëíîñòüþ èíòåãðèðîâàííûé ìîäóëü áèîñåíñîðà äëÿ ìîáèëüíûõ è íîñèìûõ óñòðîéñòâ. Ìîäóëü OB1203 ÿâëÿåòñÿ ñàìûì ìèíèàòþðíûì äàò÷èêîì â ñâîåì êëàññå óñòðîéñòâ. Ïîìèìî ñðåäñòâ íåèíâàçèâíîãî èçìåðåíèÿ ÷àñòîòû ñåðäå÷íûõ ñîêðàùåíèé è óðîâíÿ êèñëîðîäà â êðîâè, ìîäóëü OB1203 ñîäåðæèò VDD2

VDD

VDD1

LED_VDD2

Rup VDD

SCL SDA INT

SCL SDA INT

Ìèêðîñõåìà OB1203 LED1 LED2

Ìèêðîêîíòðîëëåð

LVDD

LED1 LED2

Ìîäóëü OB1203

CVDD

VSS

AGND

CLED

LGND

GND

Òèïîâàÿ ñõåìà âêëþ÷åíèÿ OB1203.

18

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


äîïîëíèòåëüíûå äàò÷èêè, íåîáõîäèìûå â ìîáèëüíûõ óñòðîéñòâàõ ïîñëåäíåãî ïîêîëåíèÿ, âêëþ÷àÿ äàò÷èê âíåøíåé îñâåùåííîñòè, RGB äàò÷èê öâåòà, äàò÷èê ïðèáëèæåíèÿ è ïóëüñîêñèìåòð. Ýòîò ìîäóëü ïîñòàâëÿåòñÿ â êðîøå÷íîì îïòè÷åñêè óëó÷øåííîì êîðïóñå ðàçìåðîì âñåãî 4.2 ìì × 2 ìì × 1.2 ìì è âêëþ÷àåò â ñåáÿ äâà ñâåòîäèîäà, äðàéâåðû, äàò÷èêè è ìèêðîñõåìó îáðàáîòêè ñèãíàëîâ, êîòîðàÿ 2 âûâîäèò äàííûå âñåõ äàò÷èêîâ íà øèíó I C. Ãëàâíîé îñîáåííîñòüþ äàò÷èêà OB1203 ÿâëÿåòñÿ àíòèàëëåðãåííîå ñòåêëÿííîå ïîêðûòèå, ïîçâîëÿþùåå èñïîëüçîâàòü åãî â ïðèëîæåíèÿõ, òðåáóþùèõ ïðÿìîãî êîíòàêòà ñ êîæåé. Äîïîëíèòåëüíûì ïðåèìóùåñòâîì

OB1203 ÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü ðàáîòû ïðè ïîêðûòèè äàò÷èêà èíôðàêðàñíîé êðàñêîé, ÷òî äàåò ðàçðàáîò÷èêàì âîçìîæíîñòü ïî÷òè ïîëíîñòüþ ñêðûòü OB1203 äëÿ ïîëó÷åíèÿ áîëåå ÷èñòîãî è ýñòåòè÷íîãî îôîðìëåíèÿ ïðîäóêòà. OB1203 ïîñòàâëÿåòñÿ ñ êëèíè÷åñêèìè àëãîðèòìàìè èçìåðåíèé ñåðäå÷íîãî ðèòìà è Sp02 – ëåãêî íàñòðàèâàåìûì ïðèëîæåíèåì äëÿ Android, – è äëÿ åãî ðàáîòû òðåáóþòñÿ òîëüêî òðè ëèíèè ïèòàíèÿ è òðè ëèíèè äàííûõ. Èíæåíåðíûå îáðàçöû è îöåíî÷íûå êîìïëåêòû OB1203 ñ ïîääåðæêîé ïåðåäà÷è äàííûõ ïî Bluetooth èëè USB ìîæíî çàïðîñèòü îíëàéí.

Diodes àíîíñèðîâàëà âûïóñê êîììóòàòîðà íàãðóçîê ñ óïðàâëÿåìîé ñêîðîñòüþ íàðàñòàíèÿ è áëîêèðîâêîé îáðàòíûõ òîêîâ Êîìïàíèÿ Diodes àíîíñèðîâàëà âûïóñê 2àìïåðíîãî îäíîêàíàëüíîãî êîììóòàòîðà íàãðóçîê AP22913 ñ óïðàâëÿåìîé ñêîðîñòüþ íàðàñòàíèÿ è ñèñòåìîé áëîêèðîâêè îáðàòíûõ òîêîâ TRCB (True Reverse Current Blocking) äëÿ ïðèëîæåíèé óïðàâëåíèÿ íàãðóçêàìè âåðõíåãî ïëå÷à.

íàÿ â ïåðåêëþ÷àòåëå íàãðóçêè AP22913 ñèñòåìà TRCB çàêðûâàåò íåæåëàòåëüíûå ïóòè ïðîõîæäåíèÿ òîêà ïàðàçèòíîãî äèîäà, ïðåäîñòàâëÿÿ ýêîíîìè÷íîå è êîìïàêòíîå ðåøåíèå äëÿ êîììóòàöèè íàãðóçêè. Òèïîâîå ñîïðîòèâëåíèå îòêðûòîãî êëþ÷à ìèêðîñõåìû AP22913 ñîñòàâëÿåò 92 ìÎì ïðè âõîäíîì íàïðÿæåíèè 1.5  è 54 ìÎì ïðè íàïðÿæåíèè 5 Â, ÷òî îáåñïå÷èâàåò ìàêñèìàëüíóþ òîêîâóþ íàãðóçêó ïðè íèçêîì ïðÿìîì ïàäåíèè íàïðÿæåíèÿ. ×òîáû ðåàëèçîâàòü ìÿãêèé çàïóñê äëÿ ÷óâñòâèòåëüíûõ íàãðóçîê, ñêîðîñòü íàðàñòàíèÿ íàïðÿæåíèÿ ïðè âêëþ÷åíèè óñòðîéñòâà êîíòðîëèðóåòñÿ âíóòðåííèìè öåïÿìè. Óñòðîéñòâî òàêæå èìååò âõîä óïðàâëåíèÿ, àêòèâíûé âûñîêèé óðîâåíü íà êîòîðîì ðàçðåøàåò ïåðåêëþ÷åíèå íàãðóçêè. Äëÿ ïîääåðæàíèÿ ôóíêöèè

Îäíîêàíàëüíûé êîììóòàòîð âåðõíåãî ïëå÷à îáåñïå÷èâàåò ýôôåêòèâíûé ñïîñîá ïîäà÷è èëè ñíÿòèÿ ïèòàíèÿ ñ íàãðóçêè, îñîáå í í î ä ë ÿ â í å ø í è õ ï å ð è ô å ð è é í û õ óñòðîéñòâ, ïèòàåìûõ ÷åðåç ïîðò USB. Âûõîäíûå êîíäåíñàòîðû áîëüøîé åìêîñòè (100 ìêÔ), ñâÿçàííûå ñ ïîðòîì USB, è ïåðèôåðèéíûå óñòðîéñòâà USB ñ àâòîíîìíûì ïèòàíèåì ìîãóò ñòàòü ïðè÷èíîé ñìåùåíèÿ ïåðåêëþ÷àòåëÿ íàãðóçêè â îáðàòíîì íàïðàâëåíèè, ÷òî ñîçäàåò ïîòåíöèàë ïîÿâëåíèÿ îáðàòíîãî òîêà, ïðîòåêàþùåãî îò íàãðóçêè ê èñòî÷íèêó, ñïîñîáíîãî ïîâðåäèòü äðóãèå êîìïîíåíòû èëè àêòèâíûå êàáåëè. Ðåàëèçîâàí-

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

ÍÎÂÎÑÒÈ

VIN

VOUT Óïðàâëåíèå ñêîðîñòüþ íàðàñòàíèÿ

ON Ðàçðÿä âûõîäà

GND

Áëîê-ñõåìà êîììóòàòîðà AP22913.

19


TRCB â òî âðåìÿ, êîãäà ðàáîòà êîììóòàòîðà çàïðåùåíà èëè îí îòêëþ÷åí, âûâîäû VIN è VOUT ïîëíîñòüþ èçîëèðîâàíû äðóã îò äðóãà âíóòðè ìèêðîñõåìû. Êîììóòàòîð íàãðóçîê AP22913 ðàññ÷èòàí íà ðàáîòó ïðè íàïðÿæåíèè îò 1.4  äî 5.5  è ïîòðåáëÿåò ñîáñòâåííûé òîê âñåãî 1 ìêÀ, ÷òî ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü åãî â ñèñòåìàõ ñ íàïðÿæåíèåì ïèòàíèÿ 1.8 Â, 2.5 Â, 3.3  è

5.0 Â. Áëàãîäàðÿ ìàêñèìàëüíîìó òîêó íàãðóçêè 2.0 À, êîììóòàòîð ïîäõîäèò äëÿ øèðîêîãî ñïåêòðà ïðèëîæåíèé, òàêèõ êàê ñìàðòôîíû, ïîðòàòèâíûå ïðèáîðû, íîñèìûå è ìåäèöèíñêèå óñòðîéñòâà, ñðåäñòâà íàâèãàöèè, à òàêæå íîóòáóêè è óëüòðàáóêè. AP22913 ïðåäëàãàåòñÿ â äâóõ âàðèàíòàõ: AP22913CN4-7 â êîðïóñå X-WLB0909-4 è AP22913W6-7 â êîðïóñå SOT26.

Melexis âûïóñòèëà ìèêðîñõåìó äàò÷èêà îòíîñèòåëüíîãî äàâëåíèÿ äëÿ àâòîìîáèëüíûõ ïðèëîæåíèé Îòâå÷àþùàÿ òðåáîâàíèÿì àâòîìîáèëüíûõ ñòàíäàðòîâ ìèêðîñõåìà MLX90821 èçìåðÿåò îòíîñèòåëüíîå äàâëåíèå âñåãî îò 50 ìáàð Melexis àíîíñèðîâàëà ìèêðîñõåìó äàò÷èêà îòíîñèòåëüíîãî äàâëåíèÿ, ïðåäíàçíà÷åííóþ äëÿ èçìåðåíèÿ î÷åíü íèçêèõ äàâëåíèé â àâòîìîáèëüíûõ ïðèëîæåíèÿõ. Îñíîâàííàÿ íà íîâåéøåé ÌÝÌÑ òåõíîëîãèè, òåñíî èíòåãðèðîâàííîé ñ öåïÿìè àíàëîãîâîé è öèôðîâîé îáðàáîòêîé ñèãíàëîâ, ìèêðîñõåìà MLX90821 ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñèñòåìó â êîðïóñå (ÑâÊ) äëÿ íàäåæíîãî èçìåðåíèÿ äàâëåíèÿ ïàðîâ òîïëèâà â äèàïàçîíå îò 50 ìáàð äî 700 ìáàð. Ýòî äåëàåò MLX90821 ïðèãîäíîé äëÿ ñèñòåì óëàâëèâàíèÿ òîïëèâíûõ ïàðîâ (EVAP), èñïîëüçóåìûõ â äâèãàòåëÿõ âíóòðåííåãî ñãîðàíèÿ (ÄÂÑ) èëè ãèáðèäíûõ òðàíñïîðòíûõ ñðåäñòâàõ.

Âíåäðåíèå ñèñòåì îáíàðóæåíèÿ óòå÷åê òîïëèâà ñ èñïîëüçîâàíèåì EVAP ñòàíîâèòñÿ âñå áîëåå âàæíûì äëÿ àâòîïðîèçâîäèòåëåé, ïîñêîëüêó âñå áîëüøå ðåãèîíîâ ââîäÿò ñòðîãîå çàêîíîäàòåëüñòâî, çàïðåùàþùåå âûáðîñ ïàðîâ òîïëèâà â àòìîñôåðó. Ñèñòåìû EVAP ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ óëàâëèâàíèÿ, õðàíåíèÿ è íàäåæíîãî óäàëåíèÿ ïàðîâ, íàêàïëèâàþùèõñÿ âíóòðè òîïëèâíûõ áàêîâ è êàðòåðîâ, ÷òîáû ïðåäîòâðàòèòü èõ ïîïàäàíèå â âîçäóõ. Äàò÷èêè äàâëåíèÿ, ñïîñîáíûå ðàáîòàòü ïðè î÷åíü

20

íèçêèõ äàâëåíèÿõ, òàêèå êàê MLX90821, ÿâëÿþòñÿ âàæíåéøåé ÷àñòüþ ýòèõ ñèñòåì, ïîñêîëüêó îíè ìîãóò îáíàðóæèâàòü äàæå ñàìûå ìàëåíüêèå óòå÷êè, ïîòåíöèàëüíî âîçíèêàþùèå â ëþáîé òî÷êå ñèñòåìû EVAP.

Åùå áîëåå ñëîæíîé çàäà÷åé ÿâëÿåòñÿ èçìåðåíèå äàâëåíèÿ ïàðîâ òîïëèâà â ãèáðèäíûõ òðàíñïîðòíûõ ñðåäñòâàõ, ÷òî ôîðìèðóåò ñïðîñ íà áîëåå ýôôåêòèâíûå ñåíñîðíûå ðåøåíèÿ. Êðîìå òîãî, ïîñêîëüêó ñèñòåìû EVAP, êàê â ÄÂÑ, òàê è â ãèáðèäíûõ òðàíñïîðòíûõ ñðåäñòâàõ, ìîãóò èìåòü íåñêîëüêî ìèêðîñõåì äàò÷èêîâ äàâëåíèÿ, ðåøàþùåå çíà÷åíèå ïðèîáðåòàþò ãèáêîñòü è ïðîñòîòà êîíñòðóêöèè. Âûñîêèé óðîâåíü èíòåãðàöèè ÑâÊ è êîðïóñ, äîñòàòî÷íî ìèíèàòþðíûé äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â ìîäóëå ëþáîãî ðàçìåðà, äåëàþò ïðîåêòèðîâàíèå íà îñíîâå MLX90821 ÷ðåçâû÷àéíî ïðîñòûì, ïî ñóòè, îáåñïå÷èâàÿ ïîäõîä «Plug & Play». Õîòÿ ìèêðîñõåìà èìååò êàê àíàëîãîâûé âûõîä, òàê è öèôðîâîé âûõîä SENT, ïîëíîñòüþ èñïîëüçîâàòü âîçìîæíîñòè áûñòðîãî è ìåäëåííîãî êàíàëîâ èíòåðôåéñà SENT ïîçâîëÿåò èíòåãðèðîâàííûé ñèãíàëüíûé ïðîöåññîð, äîáàâëÿþùèé äèàãíîñòè÷åñêèå ñîîáùåíèÿ è ïîääåðæèâàþùèé ïîëüçî-

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


âàòåëüñêóþ êàëèáðîâêó. MLX90821 âûïîëíÿåò ìíîæåñòâî àâòîìîáèëüíûõ äèàãíîñòè÷åñêèõ ôóíêöèé, â òîì ÷èñëå êîíòðîëü ãðàíè÷íûõ óðîâíåé è äèàãíîñòèêó ìíîãî÷èñëåííûõ âíóòðåííèõ íåèñïðàâíîñòåé.  ÑâÊ èñïîëüçóåòñÿ ÌÝÌÑ äàò÷èê, èçãîòîâëåííûé ïóòåì òðàâëåíèÿ ÷åðåç îáðàòíóþ ñòîðîíó ïîëóïðîâîäíèêîâîé ïëàñòèíû. Ýòî ïîçâîëÿåò ïîäâåðãàòü ÷óâñòâèòåëüíûé ýëåìåíò âîçäåéñòâèþ ïàðîâ èëè äðóãèõ ñðåä, â òî æå âðåìÿ, îáåñïå÷èâàÿ íàäåæíóþ çàùèòó îò çàãðÿçíåíèé, ïðèñóòñòâóþùèõ â ñèñòåìàõ ðåöèðêóëÿöèè ïàðîâ òîïëèâà. ÊÌÎÏ ÷àñòü ñèñòåìû áûëà ðàçðàáîòàíà ñ ó÷åòîì íåîáõîäèìîñòè ïðåäîñòàâëåíèÿ ãèáêîñòè âûáîðà ïðîåêòíûõ ðåøåíèé, à äàò÷èê â öåëîì îáåñïå÷èâàåò èñêëþ÷èòåëüíî âûñîêèå óðîâíè ýëåêòðîìàãíèòíîé ñîâìåñòèìîñòè è çàùèòû îò ýëåêòðîìàãíèòíûõ ïîìåõ, ÷òî

óïðîùàåò åãî èíòåãðàöèþ â ñèñòåìû EVAP êàê ÄÂÑ, òàê è ãèáðèäíûõ òðàíñïîðòíûõ ñðåäñòâ. Êàæäàÿ ìèêðîñõåìà äàò÷èêà êàëèáðóåòñÿ íà ïîñëåäíèõ ýòàïàõ ïðîèçâîäñòâåííîãî ïðîöåññà, à ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà è ãðàíè÷íûå óðîâíè õðàíÿòñÿ âî âíóòðåííåì EEPROM. Ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé, êîòîðûå òàêæå ìîãóò ñîäåðæàòü èíôîðìàöèþ î òåìïåðàòóðå, âûâîäÿòñÿ íà ëîãîìåòðè÷åñêèé àíàëîãîâûé âûõîä èëè íà âûõîä SENT. Ôóíêöèÿ òåìïåðàòóðíîé êîìïåíñàöèè, èñïîëüçóþùàÿ âíåøíèé NTC òåðìèñòîð, ìîæåò ïîòðåáîâàòüñÿ, êîãäà ïðèëîæåíèþ íåîáõîäèìî çàïèñàòü òî÷íîå çíà÷åíèå òåìïåðàòóðû êîíòðîëèðóåìîé ñðåäû. Äîïîëíèòåëüíîå óïðàâëåíèå êîíôèãóðàöèåé âîçìîæíî ñ ïîìîùüþ ïðîãðàììíûõ èíñòðóìåíòîâ, ïðåäîñòàâëÿåìûõ è ïîääåðæèâàåìûõ Melexis.

EVERLIGHT âûïóñêàåò ñåðèþ èíòåëëåêòóàëüíûõ RGB ñâåòîäèîäîâ äëÿ àâòîìîáèëüíûõ èíòåðüåðîâ ×òîáû ñäåëàòü íàøó æèçíü áîëåå óäîáíîé, êîìïàíèÿ EVERLIGHT ELECTRONICS âûïóñòèëà íîâîå ïîêîëåíèå îñâåòèòåëüíûõ ïðèáîðîâ äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â ñàëîíàõ àâòîìîáèëåé. Íîâàÿ ñåðèÿ ïðèáîðîâ EL SMARTLED (S-Smart, M-Multi Function, A-Automotive, R-RGB, T-Technology) ïîìîæåò ñîçäàâàòü â ñàëîíàõ òðàíñïîðòíûõ ñðåäñòâ êðàñî÷íûå ñâåòîâûå êîìáèíàöèè. Áëàãîäàðÿ óíèêàëüíîé êîíñòðóêöèè êîðïóñà, îáåñïå÷èâàþùåé óëó÷øåííóþ îäíîðîäíîñòü ñâåòà, âñòðîåííàÿ â ïðèáîðû ñåðèè EL SMARTLED èíòåëëåêòóàëüíàÿ ìèêðîñõåìà äðàéâåðà ïîçâîëÿåò ëó÷øå óïðàâëÿòü öâåòàìè è ðåãóëèðîâàòü ÿðêîñòü ñ ïîìîùüþ êîíòðîëëåðà. Êîìïàíèÿ ðàññ÷èòûâàåò ïðåäîñòàâèòü êîìïëåêñíûå è óìíûå ðåøåíèÿ äëÿ OEM-ïðîèçâîäèòåëåé. EVERLIGHT îôèöèàëüíî ñòàëà ÷ëåíîì àëüÿíñà ISELED, êîòîðûé ðàçðàáàòûâàåò òåõíîëîãèè èíòåëëåêòóàëüíûõ RGB ñâåòîäèîäîâ äëÿ àâòîìîáèëüíûõ èíòåðüåðîâ è ïðåäëàãàåò èííîâàöèîííûå ðåøåíèÿ äëÿ àâòîìîáèëüíîãî îñâåùåíèÿ. Ñ íåïðåðûâíûì ãëîáàëüíûì ðàçâèòèåì òåõíîëîãèé è öèôðîâèçàöèåé àâòîìîáèëüíîé ïðîìûøëåííîñòè íàñûùåííîñòü àâòîìîáèëüíîãî ñàëîíà ñâåòîòåõíè÷åñêèìè ïðèáîðàìè ñóùåñòâåííî âûðîñëà. ×òîáû íîâûé EL SMARTLED (XI3040-RGBIC0251L-AM) ñî âñòðîåííîé ìèê-

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

ðîñõåìîé ñîîòâåòñòâîâàë ïîñëåäíèì òåíäåíöèÿì â îáëàñòè èññëåäîâàíèé è ðàçðàáîòîê èííîâàöèîííûõ èíòåëëåêòóàëüíûõ ïðîäóêòîâ, EVERLIGHT èñïîëüçîâàëà òåõíîëîãèè, ïðåäëîæåííûå ISELED. Ðàçðàáîòàííûå EVERLIGHT ïðèáîðû EL SMARTLED â îáùåì ñî ñâåòîäèîäîì êîðïóñå ñîäåðæàò ìèêðîñõåìó äðàéâåðà, êîòîðàÿ ìîæåò óïðàâëÿòü õðîìàòè÷åñêîé àáåððàöèåé â ïðåäåëàõ ýëëèïñîâ ÌàêÀäàìà. Èíòåãðèðîâàííàÿ ìèêðîñõåìà äðàéâåðà ïîçâîëÿåò òàêæå êîíòðîëèðîâàòü òåïëîâîé óõîä ïàðàìåòðîâ ïóòåì èçìåðåíèÿ òåìïåðàòóðû êðàñíîãî ñâåòîäèîäà. Äî 4000 ñâåòîäèîäîâ EL SMARTLED ìîãóò îáúåäèíÿòüñÿ â ïîñëåäî-

ÍÎÂÎÑÒÈ

21


âàòåëüíûå öåïî÷êè ÷åðåç èíòåðôåéñ LIN ñî ñêîðîñòüþ ïåðåäà÷è 2 Ìáèò/ñ. Ïî ñðàâíåíèþ ñ òðàäèöèîííûìè ðåøåíèÿìè äëÿ RGB ñâåòîäèîäîâ, EL SMARTLED îáåñïå÷èâàåò ëó÷øóþ îäíîðîäíîñòü öâåòà. Êðîìå òîãî, EL SMARTLED ðàçðàáàòûâàëñÿ ñ ó÷åòîì òðåáîâàíèé ñòàíäàðòà AEC-Q102. Øèðîêèé ñïåêòð

ïðèìåíåíèé äëÿ îñâåùåíèÿ àâòîìîáèëüíîãî ñàëîíà âêëþ÷àåò â ñåáÿ âíóòðåííåå îñâåùåíèå, ïîòîëî÷íûå ïëàôîíû è äèñïëåè ïðèáîðíîé ïàíåëè. Äëÿ ïîëó÷åíèÿ íàèëó÷øèõ îïòè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ðàçìåðû SMD êîðïóñà ñâåòîäèîäà áûëè âûáðàíû ðàâíûìè 3.0 ìì × 4.1 ìì.

AnDAPT ïðåäñòàâëÿåò ïåðâîå ñåìåéñòâî ìèêðîñõåì óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì ñ èíòåãðèðîâàííûì êîíòðîëëåðîì DrMOS Ñåìåéñòâî ìèêðîñõåì óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì AnD7XXX ïðåäîñòàâëÿåò â îäíîì óñòðîéñòâå íåñêîëüêî òîïîëîãèé ñòàáèëèçàòîðîâ ïèòàíèÿ ñ âûõîäíûìè òîêàìè îò åäèíèö ìèëëèàìïåð äî 40 À è áîëåå AnDAPT îáúÿâèëà î âûïóñêå ñåìåéñòâà èç ÷åòûðåõ íîâûõ àäàïòèâíûõ èíòåãðàëüíûõ ìèêðîñõåì óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì, ïîñòðîåííûõ íà îñíîâå ïðîðûâíîé òåõíîëîãèè AmP (Adaptive Multi-Rail Power Platforms) êîíôèãóðèðóåìûõ ìàòðè÷íûõ ìèêðîñõåì ñìåøàííûõ ñèãíàëîâ ñî âñòðîåííûìè êîíòðîëëåðàìè DrMOS äëÿ øèí ïèòàíèÿ ñ òîêàìè äî 40 À. Ýòà ðåâîëþöèîííàÿ òåõíîëîãèÿ ïîçâîëÿåò AnDAPT, îïèðàÿñü íà îäíó ïðåäâàðèòåëüíî ïðîòåñòèðîâàííóþ è îõàðàêòåðèçîâàííóþ ìîíîëèòíóþ êîíôèãóðèðóåìóþ AmP ìèêðîñõåìó ñìåøàííûõ ñèãíàëîâ, ñîçäàâàòü ìíîæåñòâî ñòàíäàðòíûõ PMIC ñ ñîâåðøåííî ðàçíûìè òîïîëîãèÿìè, îõâàòûâàþùèìè øèðîêèé ñïåêòð ïðèëîæåíèé çàêàç÷èêà.

Àäàïòèâíûå ìèêðîñõåìû óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ ïîòðåáèòåëÿìè «êàê åñòü», áåç êàêîãî-ëèáî ïðîãðàììèðîâàíèÿ èëè êîäèðîâàíèÿ, è, òåì íå ìåíåå, îáåñïå÷èâàþò ëó÷øèå â ñâîåì êëàññå ãèáêîñòü è ñðîêè âûïóñêà ïðîäóêòà íà ðûíîê, èñêëþ÷àÿ çàòðàòû è âðåìÿ ðàçðàáîòêè, íåîáõîäèìûå ïðè èñïîëüçîâàíèè òðàäèöèîííûõ çàêàçíûõ ìèêðîñõåì óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì. Ýòà òåõíîëîãèÿ îáåñïå÷èâàåò ïðåâîñõîäíîå ñî÷åòàíèå âûñîêèõ òåõíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê, ìàëûõ

22

ðàçìåðîâ, ãèáêîñòè è ïðîñòîòû èñïîëüçîâàíèÿ. Óñòàíîâèòü ïàðàìåòðû êîíôèãóðàöèè ìîæíî ñ ïîìîùüþ îáëà÷íîãî èíñòðóìåíòàðèÿ WebAdapter, ïðåäîñòàâëÿåìîãî AnAdAPT. ×òîáû îáåñïå÷èòü ëó÷øåå â ñâîåì êëàññå ñèñòåìíîå ðåøåíèå äëÿ ïèòàíèÿ ÷èïñåòîâ, ïðîöåññîðîâ è ïàìÿòè, â ñåìåéñòâå ïðîäóêòîâ AnD7XXX èñïîëüçóåòñÿ êîìïàêòíûé êîðïóñ 5 ìì × 5 ìì è âûñîêèé óðîâåíü èíòåãðàöèè. Âî âñå ïðîäóêòû âêëþ÷åí îäíîôàçíûé êîíòðîëëåð DrMOS (äî 40 À), íåñêîëüêî ïîíèæàþùèõ ïðåîáðàçîâàòåëåé (10 À/6 À), ñèëüíîòî÷íûé LDO ðåãóëÿòîð (äî 1 À) èëè êîììóòàòîð íàãðóçêè, 4 óíèâåðñàëüíûõ LDO ðåãóëÿòîðà (äî 200 ìÀ) è öåïè óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì, âêëþ÷àÿ çàùèòó îò íåèñïðàâíîñòåé è ñåêâåíñîð.

Îêíî îáëà÷íîãî ïðèëîæåíèÿ WebAmP.

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


Ñåìåéñòâî àäàïòèâíûõ ìèêðîñõåì óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì AnD7XXX âêëþ÷àåò â ñåáÿ: ! AnD7200: Îäèí êîíòðîëëåð DrMOS, äâà ñèíõðîííûõ ïîíèæàþùèõ ïðåîáðàçîâàòåëÿ (10 À êàæäûé); ! AnD7220: Îäèí êîíòðîëëåð DrMOS, îäèí ñèíõðîííûé ïîíèæàþùèé ïðåîáðàçîâàòåëü (10 À), îäèí ñèíõðîííûé ïîíèæàþùèé ïðåîáðàçîâàòåëü (6 À) è äâà ñèëüíîòî÷íûõ LDO ðåãóëÿòîðà (1 À); ! AnD7202: Îäèí êîíòðîëëåð DrMOS, îäèí ñèíõðîííûé ïîíèæàþùèé ïðåîáðàçîâàòåëü (10 À), îäèí ñèíõðîííûé ïîíèæàþùèé ïðåîáðàçîâàòåëü (6 À) è äâà ñèëüíîòî÷íûõ (6 À êàæäûé) êîììóòàòîðà íàãðóçêè; ! AnD7122: Îäèí êîíòðîëëåð DrMOS, îäèí ñèíõðîííûé ïîíèæàþùèé ïðåîáðàçîâàòåëü (10 À), äâà ñèëüíîòî÷íûõ LDO ðåãóëÿòîðà (1 À) è äâà ñèëüíîòî÷íûõ (6 À êàæäûé) êîììóòàòîðà íàãðóçêè. Êîíòðîëëåð DrMOS è ñèëüíîòî÷íûå ñèíõðîííûå ïîíèæàþùèå ñòàáèëèçàòîðû íàïðÿæåíèÿ äîñòóïíû â êà÷åñòâå áèáëèîòå÷íûõ êîìïîíåíòîâ â âåá-èíñòðóìåíòàõ WebAmP, ïðåäîñòàâëÿåìûõ AnDAPT è ïîçâîëÿþùèõ ïîëüçîâàòåëÿì âíîñèòü æåëàåìûå èçìåíåíèÿ â òîïîëîãèè ïîëíîñòüþ íàñòðàèâàåìûõ ìèêðîñõåì óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì, ïîñòðîåííûõ ñ èñïîëüçîâàíèåì êîíôèãóðèðóåìîé AmP ìèêðîñõåìû ñìåøàííûõ ñèãíàëîâ, áåç çàòðàò ñðåäñòâ è âðåìåíè íà ðàçðàáîòêó êîòîðûå îáû÷íî òðåáóþòñÿ äëÿ çàêàçíûõ ìèêðîñõåì óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì. AnDAPT èìååò óíèêàëüíóþ âîçìîæíîñòü âûâîäèòü íà ðûíîê ñàìûå ïåðåäîâûå ðåøå-

íèÿ ïî óïðàâëåíèþ ïèòàíèåì, ïîääåðæèâàåìûå îáøèðíîé áèáëèîòåêîé êîìïîíåíòîâ ïèòàíèÿ è òîïîëîãèé. Ïîðòôåëü êîìïàíèè ñîäåðæèò ïîíèæàþùèå, ïîâûøàþùèå, ïîíèæàþùåïîâûøàþùèå ïðåîáðàçîâàòåëè, ïåðåêëþ÷àòåëè íàãðóçêè, LDO ðåãóëÿòîðû, äðàéâåðû çàòâîðîâ, êîíòðîëëåðû, ñåêâåíñîðû è ñóïåðâèçîðû. Ïðåäëàãàþòñÿ òàêæå òîïîëîãèè îäíîôàçíûõ ðåãóëÿòîðîâ è êîíòðîëëåðîâ âìåñòå ñ ðåøåíèÿìè äëÿ ÷àñòíûõ ïðèëîæåíèé.

Êîðïóñà è äîñòóïíîñòü Ñåìåéñòâî ïðîäóêòîâ Adaptable áóäåò ïîñòàâëÿòüñÿ â êîðïóñàõ QFN ñ ðàçìåðàìè 5 ìì × 5 ìì è 8 ìì × 8 ìì. Íà ïåðâîì ýòàïå ïðåäëàãàþòñÿ ìèêðîñõåìû AnD7200, AnD7220, AnD7202 è AnD7122 â êîðïóñå QFN ðàçìåðîì 5 ìì × 5 ìì ñî ñíèæåííûì òåïëîâûì ñîïðîòèâëåíèåì. Êðîìå òîãî, íà ñàéòå AnDAPT ìîæíî çàêàçàòü îöåíî÷íûå ïëàòû äëÿ âñåõ óñòðîéñòâ (AnD7200EB, AnD7220EB, AnD7202EB è AnD7122EB).

Îöåíî÷íàÿ ïëàòà äëÿ ìèêðîñõåì AnD7220 è AnD7202.

Epson ðàçðàáàòûâàåò êîìïàêòíûå ìîäóëè RTC ñ ôóíêöèåé îòìåòêè âðåìåíè Èäåàëüíûå óñòðîéñòâà äëÿ øèðîêîãî ñïåêòðà ïðîäóêòîâ, òðåáóþùèõ ôóíêöèé îòñ÷åòà âðåìåíè, – îò ìåëêîé ýëåêòðîíèêè äî îáîðóäîâàíèÿ äëÿ àâòîìàòèçàöèè ïðîèçâîäñòâà Êîðïîðàöèÿ Seiko Epson äîáàâèëà ê ñâîåé ëèíåéêå âðåìÿçàäàþùèõ óñòðîéñòâ äâà íîâûõ ìîäóëÿ ÷àñîâ ðåàëüíîãî âðåìåíè (RTC): RX8111CE è RX4111CE. Îáà óñòðîéñòâà âûïóñêàþòñÿ â êîðïóñå ñ ðàçìåðàìè 3.2 × 2.5 × 1.0 ìì è îñíàùåíû ôóíêöèåé îòìåòêè âðåìåíè. Ïîñòàâêó îáðàçöîâ RX8111CE Epson íà÷íåò â íîÿáðå 2019 ãîäà, à RX4111CE – â äåêàáðå 2019 ãîäà. Ïðèñòóïèòü ê ìàññîâîìó ïðîèçâîäñòâó Epson ðàññ÷èòûâàåò â ìàðòå 2020 ãîäà.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

ÍÎÂÎÑÒÈ

23


Âûïóñêàåìûå Epson ìîäóëè ÷àñîâ ðåàëüíîãî âðåìåíè øèðîêî èñïîëüçóþòñÿ â îáîðóäîâàíèè, äëÿ êîòîðîãî òðåáóþòñÿ ðåãèñòðàöèÿ è õðàíåíèå èíôîðìàöèè î âðåìåíè ñóòîê.  ïîñëåäíèå ãîäû ñîõðàíÿåòñÿ òåíäåíöèÿ ê óâåëè÷åíèþ ñòåïåíè èíòåãðàöèè ýëåêòðîííîãî îáîðóäîâàíèÿ ïðè îäíîâðåìåííîì ñíèæåíèè èõ ôèçè÷åñêèõ ðàçìåðîâ è âîçäåéñòâèÿ íà ýêîëîãèþ. Àíàëîãè÷íûì îáðàçîì óâåëè÷èâàåòñÿ ïîòðåáíîñòü â ìîäóëÿõ ÷àñîâ ðåàëüíîãî âðåìåíè, ïîòðåáëÿþùèõ ìåíüøå òîêà è ïîääåðæèâàþùèõ òî÷íîå âðåìÿ â áîëåå øèðîêîì äèàïàçîíå òåìïåðàòóð. Êàê è èõ ïðåäøåñòâåííèê, ìîäóëü RX8130CE, íîâûå ìîäóëè ÷àñîâ ðåàëüíîãî âðåìåíè èìåþò íåáîëüøèå ðàçìåðû, âñòðîåííûé êâàðöåâûé ðåçîíàòîð, íàñòðîåííûé íà ÷àñòîòó 32.768 êÃö, è ôóíêöèþ àâòîìàòè÷åñêîãî ïåðåêëþ÷åíèÿ áàòàðåè. Îäíàêî íîâûå ìîäóëè äîïîëíèòåëüíû ôóíêöèåé ôîðìèðîâàíèÿ âðåìåííûõ ìåòîê, êîòîðàÿ ðåãèñòðèðóåò è õðàíèò èíôîðìàöèþ î âðåìåíè. Ýòà ôóíêöèÿ ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ, íàïðè-

ìåð, äëÿ çàïèñè âðåìåíè îáíîâëåíèé ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ ñèñòåìû, çàìåíû áàòàðåé è ñèñòåìíûõ ïðåäóïðåæäåíèé. Ìåòêè âðåìåíè ñîõðàíÿþòñÿ äàæå ïðè ïåðåêëþ÷åíèè ïèòàíèÿ íà àëüòåðíàòèâíûé èñòî÷íèê, ÷òî ïîâûøàåò íàäåæíîñòü ñèñòåìû. Íîâûå ìîäóëè ïîòðåáëÿþò òîê 100 íÀ, ÷òî íà 67% ëó÷øå, ÷åì ó èõ ïðåäøåñòâåííèêà. Ýòî çíà÷èòåëüíîå ñíèæåíèå ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü áîëåå äåøåâûé àêêóìóëÿòîð ìåíüøåãî ðàçìåðà èëè êîíäåíñàòîð. Êðîìå òîãî, Epson ðàñøèðèëà îïöèè èíòåðôåéñà, ïðåäëîæèâ SPI â äîïîëíåíèå ê 2 øèíå I C.

Îáëàñòè ïðèìåíåíèÿ Íîâûå ìîäóëè ÷àñîâ ðåàëüíîãî âðåìåíè èäåàëüíî ïîäõîäÿò äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â òàêèõ óñòðîéñòâàõ, êàê ñèñòåìû àâòîìàòèçàöèè ïðîèçâîäñòâà, îôèñíîå îáîðóäîâàíèå, ïîðòàòèâíûå òåðìèíàëû, ñðåäñòâà îáåñïå÷åíèÿ áåçîïàñíîñòè è äðóãèå ìåëêèå ýëåêòðîííûå ïðîäóêòû.

Infineon ðàñøèðÿåò ëèíåéêó âûñîêîâîëüòíûõ òðàíçèñòîðîâ CoolGaN äâóìÿ ïðèáîðàìè äëÿ ïðîìûøëåííûõ ïðèëîæåíèé Infineon Technologies ðàñøèðèëà ñåðèþ òðàíçèñòîðîâ CoolGaN äâóìÿ íîâûìè ïðèáîðàìè. 400-âîëüòîâîå óñòðîéñòâî CoolGaN (IGT40R070D1 E8220) ïðåäíàçíà÷åíî äëÿ HiFi àóäèîñèñòåì ïðåìèóì-êëàññà, ãäå ïîòðåáèòåëè òðåáóþò âîñïðîèçâåäåíèÿ ìåëü÷àéøèõ äåòàëåé ñâîèõ çâóêîâûõ äîðîæåê âûñîêîãî ðàçðåøåíèÿ. Îáû÷íî èõ çàïðîñû óäîâëåòâîðÿþòñÿ ñ ïîìîùüþ ãðîìîçäêèõ ëèíåéíûõ èëè ëàìïîâûõ óñèëèòåëåé. Ïðè èñïîëüçîâàíèè 400-âîëüòîâûõ êëþ÷åé CoolGaN â âûõîäíîì êàñêàäå óñèëèòåëÿ êëàññà D ðàçðàáîò÷èêè àóäèî ìîãóò îáåñïå÷èòü ïðåâîñõîäíîå êà÷åñòâî ïðîñëóøèâàíèÿ ñâîèì ïîòåíöèàëüíûì ïîêëîííèêàì âûñîêîêà÷åñòâåííîãî çâóêà. 600-âîëüòîâîå óñòðîéñòâî CoolGaN ïðîìûøëåííîãî íàçíà÷åíèÿ (IGLD60R190D1) ïîçâîëÿåò îïòèìèçèðîâàòü õàðàêòåðèñòèêè è çàòðàòû äëÿ ïðèëîæåíèé ñ íèçêèì è ñðåäíèì ýíåðãîïîòðåáëåíèåì, íàïðèìåð, â îáëàñòè ìàëîìîùíûõ èìïóëüñíûõ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ è òåëåêîììóíèêàöèîííûõ âûïðÿìèòåëåé. Êàæäûé ïðîäóêò, âõîäÿùèé â âûïóñêàåìîå Infineon ñåìåéñòâî CoolGaN, îòâå÷àåò òðåáîâàíèÿì ñòàíäàðòîâ JEDEC.

24

Áëàãîäàðÿ íèçêèì è ëèíåéíûì çíà÷åíèÿì âûõîäíîé åìêîñòè è îáðàòíîãî çàðÿäà âîññòàíîâëåíèÿ, ïåðåêëþ÷àòåëü CoolGaN 400  îáåñïå÷èâàåò ëó÷øóþ ìÿãêîñòü êîììóòàöèè è áîëåå âûñîêóþ ëèíåéíîñòü âûõîäíîãî êàñêàäà êëàññà D, Èäåàëüíûé àóäèîóñèëèòåëü êëàññà D äîëæåí èìåòü íîëü ïðîöåíòîâ èñêàæåíèé è 100 ïðîöåíòîâ ÊÏÄ. Ôàêòîðû, âëèÿþùèå íà óõóäøåíèå ëèíåéíîñòè è ïîòåðè ìîùíîñòè, ñèëüíî çàâèñÿò îò õàðàêòåðèñòèê ïåðåêëþ÷åíèÿ êîììóòàöèîííîãî óñòðîéñòâà. Âûïóñêàåìûå Infineon òðàíçèñòîðû CoolGaN ïðîðûâàþò òåõíîëîãè÷åñêèé áàðüåð, äåìîíñòðèðóÿ íóëåâîé çàðÿä îáðàòíîãî âîññòàíîâëåíèÿ ïàðàçèòíîãî äèîäà è î÷åíü íåáîëüøèå è ëèíåéíûå âõîäíûå è âûõîäíûå åìêîñòè.  ðåçóëüòàòå ñëóøàòåëè ïîëó÷àþò áîëåå åñòåñòâåííîå è òåïëîå çâó÷àíèå.

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


×òîáû åùå áîëüøå óïðîñòèòü ïðîöåññ êîíñòðóèðîâàíèÿ, Infineon ïëàíèðóåò îáúåäèíèòü íà îöåíî÷íîé ïëàòå 400-âîëüòîâûé òðàíçèñòîð CoolGaN â áåçâûâîäíîì êîðïóñå HSOF-8-3 ñ ïîïóëÿðíûì êîíòðîëëåðîì óñèëèòåëÿ êëàññà D (IRS20957STRPBF). Ïîðòôåëü 600-âîëüòîâûõ CoolGaN êîìïàíèè Infineon òåïåðü òàêæå ðàñøèðåí íîâûì HEMT (òðàíçèñòîð ñ âûñîêîé ïîäâèæíîñòüþ ýëåêòðîíîâ) ïðîìûøëåííîãî êëàññà ñ ñîïðîòèâëåíèåì êàíàëà 190 ìÎì. Ýòîò ïðèáîð áûë ðàçðàáîòàí, ÷òîáû ñîîòâåòñòâîâàòü òðåáîâàíèÿì ëþáûõ ïîòðåáèòåëüñêèõ è ïðîìûøëåííûõ ïðèëîæåíèé, îïòèìèçèðîâàííûõ ïî ñòîèìîñòè äëÿ ñíèæåíèÿ áàðüåðà âõîäà â òåõíîëîãèþ. Ïðîñòîòà êîíñòðóèðîâàíèÿ ïîääåðæèâàåòñÿ áëàãîäàðÿ ñòàíäàðòíîìó êîðïóñó DFN 8×8 è ñîîòâåòñòâóþùèì èíòåãðàëüíûì ñõåìàì äðàéâåðîâ ñåðèè GaN EiceDRIVER.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

Äîñòóïíîñòü Íà 400-âîëüòîâûé CoolGaN (IGT40R070D1 E 8 2 2 0 ) è 6 0 0 - â î ë üò î â û é C o o l G a N (IGLD60R190D1) óæå ïðèíèìàþòñÿ çàêàçû. Ñ ôåâðàëÿ 2020 ãîäà áóäåò äîñòóïíà äëÿ çàêàçà îöåíî÷íàÿ ïëàòà EVAL_AUDAMP24.

ÍÎÂÎÑÒÈ

Îöåíî÷íàÿ ïëàòà EVAL_AUDAMP24.

25


Êàê ðàññ÷èòàòü èìïóëüñíûé ïðåîáðàçîâàòåëü ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè? ×àñòü 6 Ïðîäîëæåíèå. Íà÷àëî â íîìåðàõ 05…09-2019

Àëåêñàíäð Ðóñó, Îäåññà, Óêðàèíà

Íåñêîëüêî ñëîâ î ñâÿçàííûõ èíäóêòèâíîñòÿõ  ïðåäûäóùåé ÷àñòè ñòàòüè ìû îïðåäåëèëè, íà êàêóþ âåëè÷èíó áóäóò èçìåíÿòüñÿ òîêè â îáìîòêàõ W1 è W2 (DI1 = 3.6 A è DI2 = 2 A). Íî ýòî ñïðàâåäëèâî òîëüêî â ñëó÷àå, êîãäà òîê ïðîòåêàåò ëèøü ïî îäíîé èç íèõ. Íà ïåðâîì ýòàïå ïðåîáðàçîâàíèÿ ýòî âûïîëíÿåòñÿ âñåãäà, ïîñêîëüêó îáìîòêà W2 îòêëþ÷åíà îáðàòíî ñìåùåííûì äèîäîì VD1. À íà âòîðîì – òîëüêî åñëè îòêëþ÷åíà íàãðóçêà îäíîãî èç êàíàëîâ. Òî åñòü, åñëè îòêëþ÷èòü íàãðóçêó ïåðâîãî êàíàëà (IÂÛÕ1 = 0), òîãäà ïîñëå çàðÿäà êîíäåíñàòîðà C2 äèîä VD2 çàêðîåòñÿ, è òîê ÷åðåç îáìîòêó W1 íà âòîðîì ýòàïå ïðåîáðàçîâàíèÿ

ïðîòåêàòü íå áóäåò (DI2 = 2 A, à DI1 = 0). Åñëè òî æå ñàìîå ïðîäåëàòü ñî âòîðûì êàíàëîì, òîãäà ïîëó÷èì, ñîîòâåòñòâåííî, DI1 = 3.6 A, à DI2 = 0. Íî åñëè îáà êàíàëà íàãðóæåíû, òî íà âòîðîì ýòàïå ïðåîáðàçîâàíèÿ èçìåíåíèÿ òîêîâ DI1 è DI2 óæå áóäóò äðóãèìè. Áëèæàéøåé ïîõîæåé çàäà÷åé â òåîðèè ýëåêòðè÷åñêèõ öåïåé ÿâëÿåòñÿ çàäà÷à î ïàðàëëåëüíîì ñîåäèíåíèè äâóõ ñâÿçàííûõ èíäóêòèâíîñòåé (mutual inductance) (Ðèñóíîê 20). Îäíàêî åå ðåøåíèå, ïðèâåäåííîå âî ìíîãèõ ó÷åáíèêàõ, íàïðèìåð â [13], îñòàâëÿåò ìíîãî âîïðîñîâ. Íàïðèìåð, ýêâèâàëåíòíàÿ èíäóêòèâíîñòü LÝÊ äâóõ ñâÿçàííûõ îáìîòîê îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå:

L ÝÊÂ =

M U

L1

L2

Ðèñóíîê 20. Çàäà÷à î ïàðàëëåëüíîì ñîåäèíåíèè ñâÿçàííûõ èíäóêòèâíîñòåé.

26

L1L 2 - M2 , L1 + L 2 ± 2M

(45)

ãäå L1, L2 – ñîáñòâåííûå èíäóêòèâíîñòè îáìîòîê; M – âçàèìíàÿ èíäóêòèâíîñòü. Âçàèìíàÿ èíäóêòèâíîñòü Ì ïîêàçûâàåò ñòåïåíü ñâÿçè òîêîâ â îáìîòêàõ ñ îáùèì ìàãíèòíûì ïîòîêîì (ñîáñòâåííûé ìàãíèòíûé

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


ïîòîê êàæäîé îáìîòêè ÿâëÿåòñÿ ïîòîêîì ðàññåÿíèÿ):

M = K L1 L 2 ,

(46)

ãäå K – êîýôôèöèåíò ñâÿçè ìåæäó îáìîòêàìè (0 £ K £ 1). Ïðè K = 0 (íåò ñâÿçè, M = 0) ôîðìóëà (45) ïðåâðàùàåòñÿ â èçâåñòíîå ñîîòíîøåíèå äëÿ îïðåäåëåíèÿ ýêâèâàëåíòíîãî çíà÷åíèÿ äâóõ ïàðàëëåëüíî ñîåäèíåííûõ íåçàâèñèìûõ èíäóêòèâíîñòåé, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î åå êîððåêòíîñòè. Íî ïîñëå ýòîãî âñå àâòîðû ó÷åáíèêîâ ïî òåîðèè ýëåêòðè÷åñêèõ öåïåé, â òîì ÷èñëå è [13], ïî÷åìó-òî ïðåêðàùàþò àíàëèç ïîëó÷åííîãî âûðàæåíèÿ. Íî ÷òî áóäåò, åñëè îáìîòêè èìåþò 100% ñâÿçü äðóã ñ äðóãîì, êîãäà K = 1?  ýòîì ñëó÷àå ÷èñëèòåëü ôîðìóëû (45) îáðàùàåòñÿ â íîëü íåçàâèñèìî îò çíà÷åíèé L1 è L2 è ñïîñîáà âêëþ÷åíèÿ îáìîòîê (âñòðå÷íî èëè ïàðàëëåëüíî). Ïðàâèëüíî ëè ýòî? Äàâàéòå ïðîâåäåì ìûñëåííûé ýêñïåðèìåíò. Âîçüìåì êàêîé-íèáóäü ìàãíèòîïðîâîä è íàìîòàåì îáìîòêó äâóìÿ èçîëèðîâàííûìè ïðîâîäàìè (Ðèñóíîê 21). Âîçüìåì ïðèáîð è èçìåðèì èíäóêòèâíîñòü ïåðâîãî ïðîâîäà – ïóñòü îíà ðàâíà 1 Ãí. Òåïåðü èçìåðèì èíäóêòèâíîñòü âòîðîãî – î÷åâèäíî, ÷òî îíà òîæå áóäåò ðàâíà 1 Ãí. À òåïåðü ñîåäèíèì ïàðàëëåëüíî ïðîâîäà è èçìåðèì ïîëó÷åííóþ èíäóêòèâíîñòü. Ñîãëàñíî ôîðìóëàì (45), (46) ïðèáîð äîëæåí ïîêàçàòü 0 Ãí, íî ïðîäîëæàåò

1 Ãí

ïîêàçûâàòü 1 Ãí. Åñëè áû îáìîòêè èìåëè ðàçíûå ìàãíèòîïðîâîäû, òîãäà ýêâèâàëåíòíàÿ èíäóêòèâíîñòü áûëà áû ðàâíà 0.5 Ãí – çíà÷èò íàëèöî ôàêò ìàãíèòíîé ñâÿçè ìåæäó îáìîòêàìè. À âåäü îáìîòêó åùå ìîæíî íàìîòàòü ëèòöåíäðàòîì… Òàê ÷òî æå ïðîèñõîäèò â ïàðàëëåëüíî ñîåäèíåííûõ ñâÿçàííûõ èíäóêòèâíîñòÿõ? Îêàçûâàåòñÿ, ÷òî ïðè 100% ñâÿçè ñõåìà Ðèñóíêà 20 ìîæåò ñóùåñòâîâàòü òîëüêî ïðè îäíîì óñëîâèè, îïðåäåëÿåìîì íà îñíîâàíèè çàêîíà Ôàðàäåÿ è âòîðîãî çàêîíà Êèðõãîôà:

U = N1

dF dF = N2 . dt dt

(47)

À ýòî çíà÷èò, ÷òî ïðè îòñóòñòâèè ïîòîêîâ ðàññåÿíèÿ è ïîòåðü â îáìîòêàõ êîëè÷åñòâî èõ âèòêîâ äîëæíî áûòü îäèíàêîâî (N1 = N2).  ïðîòèâíîì ñëó÷àå äîëæåí áûòü íàðóøåí îäèí èç ôóíäàìåíòàëüíûõ çàêîíîâ. Íà ïðàêòèêå, êîíå÷íî, òàêàÿ öåïü ìîæåò ñóùåñòâîâàòü ïðè ëþáîì ñîîòíîøåíèè ÷èñëà âèòêîâ, âåäü ñòîïðîöåíòíóþ ñâÿçü, êàê óòâåðæäàþò ôèçèêè, îáåñïå÷èòü ïðàêòè÷åñêè íåâîçìîæíî, äà è îáìîòêè èìåþò íåíóëåâûå ñîïðîòèâëåíèÿ, ïàäåíèÿ íàïðÿæåíèÿ íà êîòîðûõ ìîãóò «ñïàñòè» ñèòóàöèþ. Ïîëó÷àåòñÿ, ÷òî ôîðìóëà (45) âñå-òàêè ïðàâèëüíà, âåäü â ñëó÷àå L1 ¹ L2 ýêâèâàëåíòíàÿ èíäóêòèâíîñòü áóäåò ðàâíà íóëþ. Íî ïî÷åìó òîãäà îíà äàåò íåïðàâèëüíûé ðåçóëüòàò ïðè L1 = L2 è K = 1? Îòâåòà ÿ ïîêà íå íàøåë. Âîçìîæíî, ñóùåñ-

1 Ãí

0.5 Ãí

1 Ãí

Ðèñóíîê 21. Èçìåðåíèå èíäóêòèâíîñòè îáìîòêè, íàìîòàííîé äâóìÿ ïðîâîäàìè.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

ÑÒÀÒÜÈ

27


òâóþò ïðåäåëû ïðèìåíèìîñòè ýòîé ôîðìóëû, î êîòîðûõ àâòîðû ïî÷åìó-òî óìàë÷èâàþò. Ïî÷åìó ÿ îáðàòèë âíèìàíèå íà ýòîò ìîìåíò. ß íå áóäó óòâåðæäàòü, ÷òî ôîðìóëà (45) íåïðàâèëüíà èëè íåêîððåêòíà. Âîçìîæíî, ïðè K << 1 îíà äàñò ïðàâèëüíûå ðåçóëüòàòû. Îäíàêî â íàøåì ñëó÷àå òàêîé ïîäõîä ê àíàëèçó ýëåêòðè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â îáìîòêàõ äðîññåëÿ äàñò íåêîððåêòíûå ðåçóëüòàòû. Ýòîò âîïðîñ, êñòàòè, ìîæåò ñòàòü íåïëîõîé òåìîé äëÿ îáñóæäåíèÿ íà ôîðóìå ïîðòàëà ÐàäèîËîöìàí – ÿ ñ óäîâîëüñòâèåì ïðèìó ó÷àñòèå â äèñêóññèè. Èòàê, ïðè ïàðàëëåëüíîì ñîåäèíåíèè äâóõ ñâÿçàííûõ îáìîòîê äîëæíî âûïîëíÿòüñÿ óñëîâèå (47), êîòîðîå â îáùåì ñëó÷àå ìîæíî çàïèñàòü êàê:

ùóþ îïðåäåëèòü èçìåíåíèå òîêà â ëþáîé îáìîòêå äðîññåëÿ:

DI =

UDt UDt = NÎÁÌ , L1 + L 2 + ... å LK

(51)

K =1

ãäå U – íàïðÿæåíèå, ïðèëîæåííîå ê îáìîòêå íà èíòåðâàëå Dt. È íàêîíåö, ìû ìîæåì îïðåäåëèòü èçìåíåíèå òîêà íà âòîðîì ýòàïå ïðåîáðàçîâàíèÿ, ïðè óñëîâèè, ÷òî îáà êàíàëà ïðåîáðàçîâàòåëÿ èìåþò íàãðóçêó:

DI1 =

(UÂÛÕ1 - UÂÕ )Dt 2 = L1 + L 2

(12 - 5) × 4.17 × 10 -6 = 0.89 À; 8.06 × 10 -6 + 24.7 × 10 -6 U Dt DI2 = ÂÛÕ 2 2 = L1 + L 2 =

DF U1 U2 = = = ... . Dt N1 N2

(48)

Äëÿ îïðåäåëåíèÿ âåëè÷èíû èçìåíåíèÿ òîêà ýòîãî ïîêà íåäîñòàòî÷íî. Íî òóò ïîìîæåò äðóãîå ñâîéñòâî. Ïîñêîëüêó îáùèé ìàãíèòíûé ïîòîê ñâÿçàí ñî âñåìè âèòêàìè, ïî êîòîðûì ïðîòåêàåò ýëåêòðè÷åñêèé òîê, åãî èçìåíåíèå äîëæíî ïðèâåñòè ê îäèíàêîâîìó èçìåíåíèþ òîêà â êàæäîì âèòêå, à ýòî çíà÷èò, ÷òî:

DI1 DI2 = = ... . N1 N2

=

(52)

12 × 4.17 × 10 -6 = 1.53 À. 8.06 × 10 -6 + 24.7 × 10 -6

Äàâàéòå âûïîëíèì ïðîâåðêó. Íà ïåðâîì ýòàïå ïðåîáðàçîâàíèÿ òîê, ïðîòåêàþùèé òîëüêî ïî îáìîòêå W1, âûçîâåò èçìåíåíèå îòíîñèòåëüíîé íàìàãíè÷èâàþùåé ñèëû:

DHL ÑÐ = DI1 N1 = 3.6 × 12 » 43 À .

(49)

(53)

À íà âòîðîì ýòàïå: Èçìåíåíèå íàìàãíè÷èâàþùåé ñèëû DÍ ñâÿçàíî ñ èçìåíåíèåì òîêîâ â àêòèâíûõ îáìîòêàõ ñëåäóþùèì îáðàçîì:

DH =

DF DI N + DI2 N2 + ... = 1 1 . m 0m ÝÊÂS L ÑÐ

(50)

Òåïåðü, ñâÿçàâ âîåäèíî ôîðìóëû (48) – (50) è âñå, ÷òî áûëî ñêàçàíî ðàíüøå, ìîæíî ïîëó÷èòü îáîáùåííóþ ôîðìóëó, ïîçâîëÿþ-

DHL ÑÐ = DI1 N1 + DI2 N2 =

(54)

= 0.89 × 12 + 1.53 × 21 » 43 À .

È ýòî ïîäòâåðæäàåò ïðàâèëüíîñòü íàøèõ ðàñ÷åòîâ. Òåïåðü ìû çíàåì, êàê áóäóò èçìåíÿòüñÿ òîêè â ðàçëè÷íûõ ðåæèìàõ ðàáîòû (Òàáëèöà 3) è ìîæåì ïðèñòóïèòü ê îïðåäåëåíèþ èõ îñòàëüíûõ ïàðàìåòðîâ (ìàêñèìàëüíûõ, ñðåäíèõ è äåéñòâóþùèõ çíà÷åíèé).

Òàáëèöà 3. Èçìåíåíèå òîêà â îáìîòêàõ äðîññåëÿ ïðè ðàçëè÷íûõ ðåæèìàõ ðàáîòû Ïåðâûé ýòàï ïðåîáðàçîâàíèÿ DI1, À DI2, À

28

3.6

Âòîðîé ýòàï ïðåîáðàçîâàíèÿ Ðàáîòàþò îáà êàíàëà (IÂÛÕ1 ¹ 0, IÂÛÕ2 ¹ 0)

Ðàáîòàåò ïåðâûé êàíàë (IÂÛÕ1 ¹ 0, IÂÛÕ2 = 0)

0.89 1.53

Ðàáîòàåò âòîðîé êàíàë (IÂÛÕ1 = 0, IÂÛÕ2 ¹ 0)

3.6 2

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


Êñòàòè, ïðè ëåãêèõ íàãðóçêàõ, åñëè ñèëîâàÿ ÷àñòü ïðåîáðàçîâàòåëÿ áóäåò ðàáîòàòü â ðàçðûâíûõ ðåæèìàõ, ñèòóàöèÿ áóäåò åùå ñëîæíåå. Âíà÷àëå òîê â îáåèõ îáìîòêàõ áóäåò óìåíüøàòüñÿ ñî ñêîðîñòÿìè U/(L1 + L2) à çàòåì, ïîñëå îòêëþ÷åíèÿ îäíîé èç îáìîòîê, ñêîðîñòü èçìåíåíèÿ òîêà â îñòàâøåéñÿ ðàáî÷åé îáìîòêå óâåëè÷èòñÿ è áóäåò ðàâíà èëè U/L1 èëè U/L2 (â çàâèñèìîñòè îò òîãî, êàêîé èç äèîäîâ çàêðîåòñÿ ðàíüøå). Îäíàêî àíàëèç ðàáîòû ýòîé ñõåìû â ðàçðûâíûõ ðåæèìàõ âûõîäèò çà ðàìêè äàííîé ñòàòüè. ÐË

Ñïèñîê èñòî÷íèêîâ 1. Ðóñó À.Ï. Îòêóäà ïîÿâèëèñü áàçîâûå ñõåìû ïðåîáðàçîâàòåëåé . Ðóñó À.Ï. Çà÷åì íóæåí òðàíñôîðìàòîð â èìïóëüñíîì ïðåîáðàçîâàòåëå ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè? 3. Ðóñó À.Ï. Îñîáåííîñòè ïðèìåíåíèÿ òðàíñôîðìàòîðîâ â èìïóëüñíûõ ïðåîáðàçîâàòåëÿõ ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè

4. Ðóñó À.Ï.  êàêîì ðåæèìå äîëæåí ðàáîòàòü ìàãíèòîïðîâîä äðîññåëÿ èìïóëüñíîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ? 5. Ìàòåðèàëû ñ ñàéòà http://coretech.com.ua/ 6. Ðóñó À.Ï. Êàê îïðåäåëèòü ðàçìåðû ìàãíèòîïðîâîäà äðîññåëÿ èìïóëüñíîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ 7. Ðóñó À.Ï. Ïî÷åìó èìïóëüñíûå ïðåîáðàçîâàòåëè «íå ëþáÿò» «ëåãêóþ» íàãðóçêó 8. Êàòàëîã Powder Cores. – Epcos. – Magnetics. – 2017. – 112c. 9. Ferrites and accessories. SIFERRIT material N87. – Epcos. – 2006. – 7ñ. 10. Êàòàëîã ñåðäå÷íèêîâ èç ðàñïûëåííîãî æåëåçà. – Coretech. – 2012. – 24ñ. 11. Ðóñó À.Ï. Ïî÷åìó îáìîòêè äðîññåëÿ îáðàòíîõîäîâîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ ìîãóò èìåòü ðàçíîå ÷èñëî âèòêîâ 12. Ðóñó À.Ï. Ìîæåò ëè òîê â îáìîòêå äðîññåëÿ èçìåíèòüñÿ ìãíîâåííî? 13. Áàêàëîâ Â.Ï., Äìèòðèêîâ Â.Ô., Êðóê Á.È. Îñíîâû òåîðèè öåïåé: Ó÷åáíèê äëÿ âóçîâ; Ïîä ðåä. Â.Ï. Áàêàëîâà. – 3-å èçä., ïåðåðàá. è äîï. – Ì.: Ãîðÿ÷àÿ ëèíèÿ – Òåëåêîì, 2007. – 597 ñ.

Ïðîäîëæåíèå òåìû â ñëåäóþùåì íîìåðå

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

ÑÒÀÒÜÈ

29


Êîìïîçèòíûå óñèëèòåëè. Ñî÷åòàíèå áîëüøîé íàãðóçî÷íîé ñïîñîáíîñòè ñ âûñîêîé òî÷íîñòüþ Jino Loquinario, Analog Devices Analog Dialogue

Ââåäåíèå

Êîìïîçèòíûé óñèëèòåëü

Íîðìàëüíî è ïî÷òè îæèäàåìî ñòîëêíóòüñÿ ñ ïðèëîæåíèÿìè, ðåøåíèÿ äëÿ êîòîðûõ, íà ïåðâûé âçãëÿä, íå ñóùåñòâóåò. ×òîáû âûïîëíèòü ïðåäúÿâëÿåìûå ê íèì òðåáîâàíèÿ, íóæíî ïîäóìàòü î ðåøåíèè, êîòîðîå âûõîäèò çà ðàìêè õàðàêòåðèñòèê ñóùåñòâóþùèõ ïðîäóêòîâ, ïðåäëàãàåìûõ ðûíêîì. Íàïðèìåð, ïðèëîæåíèþ ìîæåò ïîòðåáîâàòüñÿ âûñîêîñêîðîñòíîé è âûñîêîâîëüòíûé óñèëèòåëü ñ áîëüøîé íàãðóçî÷íîé ñïîñîáíîñòüþ, íî òàêæå îäíîâðåìåííî ìîãóò ïîòðåáîâàòüñÿ ïðåâîñõîäíàÿ òî÷íîñòü ïî ïîñòîÿííîìó òîêó, íèçêèå øóìû, íèçêèå èñêàæåíèÿ è ò. ä. Óñèëèòåëè, îòâå÷àþùèå òðåáîâàíèÿì ïî ñêîðîñòè è âûõîäíîìó íàïðÿæåíèþ/òîêó, êàê è óñèëèòåëè ñ èñêëþ÷èòåëüíîé òî÷íîñòüþ ïî ïîñòîÿííîìó òîêó, ëåãêî äîñòóïíû íà ðûíêå. Îäíàêî ïîëíûé ïåðå÷åíü íåîáõîäèìûõ õàðàêòåðèñòèê ìîæåò îòñóòñòâîâàòü â îäíîì óñèëèòåëå. Ñòîëêíóâøèñü ñ ýòîé ïðîáëåìîé, íåêîòîðûå ìîãóò ïîäóìàòü, ÷òî óäîâëåòâîðèòü òðåáîâàíèÿ òàêèõ ïðèëîæåíèé íåâîçìîæíî, è ÷òî íóæíî ñîãëàñèòüñÿ íà ïîñðåäñòâåííîå ðåøåíèå è èñïîëüçîâàòü ëèáî ïðåöèçèîííûé óñèëèòåëü, ëèáî âûñîêîñêîðîñòíîé óñèëèòåëü, âîçìîæíî, ïîæåðòâîâàâ íåêîòîðûìè èç òðåáóåìûõ ïàðàìåòðîâ. Ê ñ÷àñòüþ, ýòî íå ñîâñåì òàê. Åñòü ðåøåíèå ïðîáëåìû â âèäå êîìïîçèòíîãî óñèëèòåëÿ, è â ñòàòüå âû óâèäèòå, êàê ýòî äåëàåòñÿ.

Êîìïîçèòíûé óñèëèòåëü – ýòî êîìáèíàöèÿ èç äâóõ îòäåëüíûõ óñèëèòåëåé, ñêîíôèãóðèðîâàííûõ òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû ðåàëèçîâàòü ïðåèìóùåñòâà êàæäîãî îòäåëüíîãî óñèëèòåëÿ ïðè îäíîâðåìåííîì óìåíüøåíèè íåäîñòàòêîâ êàæäîãî óñèëèòåëÿ. Íà Ðèñóíêå 1 óñèëèòåëü AMP1 äîëæåí èìåòü ïðåâîñõîäíóþ òî÷íîñòü ïî ïîñòîÿííîìó òîêó, à òàêæå òðåáóåìûå ïðèëîæåíèåì íèçêèå øóìû è èñêàæåíèÿ. AMP2 äîëæåí èìåòü âûñîêóþ íàãðóçî÷íóþ ñïîñîáíîñòü.  ýòîé ñõåìå óñèëèòåëü ñ òðåáóåìûìè âûõîäíûìè õàðàêòåðèñòèêàìè (AMP2) ðàçìåùàåòñÿ âíóòðè ïåòëè îáðàòíîé ñâÿçè óñèëèòåëÿ AMP1, èìåþùåãî íåîáõîäèìûå âõîäíûå õàðàêòåðèñòèêè. Íèæå ìû îáñóäèì íåêîòîðûå ìåòîäû è ïðåèìóùåñòâà ýòîé êîíôèãóðàöèè.

30

Âõîä + AMP1

+

Âûõîä AMP2

– –

Ðèñóíîê 1. Ïðîñòàÿ êîíôèãóðàöèÿ êîìïîçèòíîãî óñèëèòåëÿ.

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


Âõîä

+In

+ +

AMP1 –

Âûõîä

Out

AMP2 – R3

R4 –In

R1 R2

Ðèñóíîê 2. Êîìïîçèòíûé óñèëèòåëü, ðàññìàòðèâàåìûé êàê îäèí óñèëèòåëü.

Óñòàíîâêà êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ Ïåðâûé âîïðîñ, êîòîðûé ìîæåò âîçíèêíóòü ïðè âçãëÿäå íà êîìïîçèòíûé óñèëèòåëü, çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, êàê óñòàíîâèòü åãî óñèëåíèå. Äëÿ îòâåòà íà íåãî êîìïîçèòíûé óñèëèòåëü ïîëåçíî ðàññìàòðèâàòü êàê îäèí íåèíâåðòèðóþùèé îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü (ÎÓ), çàêëþ÷åííûé â áîëüøîé òðåóãîëüíèê (Ðèñóíîê 2). Åñëè ïðåäñòàâèòü, ÷òî òðåóãîëüíèê çàòåìíåí, è ìû íå ìîæåì âèäåòü, ÷òî íàõîäèòñÿ âíóòðè, òîãäà êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ íåèíâåðòèðóþùåãî îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ áóäåò ðàâåí 1 + R1/R2. Íàëè÷èå ñëîæíîé êîíôèãóðàöèè âíóòðè òðåóãîëüíèêà íè÷åãî íå ìåíÿåò – óñèëåíèå âñåãî ýòîãî ïî-ïðåæíåìó çàâèñèò òîëüêî îò ñîîòíîøåíèÿ ñîïðîòèâëåíèé ðåçèñòîðîâ R1 è R2. Ãëÿäÿ íà ýòó ñõåìó, ìîæíî ïîäóìàòü, ÷òî èçìåíåíèå óñèëåíèÿ AMP2 ñ ïîìîùüþ R3 è R4 ïîâëèÿåò íà âûõîäíîé óðîâåíü AMP2, óêàçûâàÿ íà èçìåíåíèå êîìïîçèòíîãî óñèëåíèÿ, íî íà ñàìîì äåëå ýòî íå òàê. Óâåëè÷åíèå óñèëåíèÿ AMP2 ñ ïîìîùüþ R3 è R4 ïðîñòî óìåíüøèò ýôôåêòèâíîå óñèëåíèå è âûõîäíîé óðîâåíü AMP1, òàê ÷òî âûõîäíîé ñèãíàë êîìïîçèòíîãî óñòðîéñòâà (âûõîä AMP2) îñòàíåòñÿ íåèçìåííûì. È íàîáîðîò, óìåíüøåíèå óñèëåíèÿ AMP2 ïîñëóæèò óâåëè÷åíèþ ýôôåêòèâíîãî óñèëåíèÿ AMP1. Òàêèì îáðàçîì, â îáùåì ñëó÷àå, óñèëåíèå êîìïîçèòíîãî óñèëèòåëÿ çàâèñèò òîëüêî îò R1 è R2.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

 ýòîé ñòàòüå áóäóò îáñóæäàòüñÿ îñíîâíûå ïðåèìóùåñòâà è êîíñòðóêòèâíûå ðåøåíèÿ ïðè ðåàëèçàöèè êîìïîçèòíîãî óñèëèòåëÿ. Îñîáîå âíèìàíèå áóäåò óäåëåíî âëèÿíèþ êîíôèãóðàöèè òàêîãî óñèëèòåëÿ íà ïîëîñó ïðîïóñêàíèÿ, òî÷íîñòü ïî ïîñòîÿííîìó òîêó, øóìû è èñêàæåíèÿ.

Ðàñøèðåíèå ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ Îäíèì èç îñíîâíûõ ïðåèìóùåñòâ êîìïîçèòíîãî óñèëèòåëÿ ÿâëÿåòñÿ áîëåå øèðîêàÿ ïîëîñà ïðîïóñêàíèÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ îäíèì óñèëèòåëåì, ñêîíôèãóðèðîâàííûì äëÿ òàêîãî æå êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ. Îáðàòèìñÿ ê Ðèñóíêàì 3 è 4 è ïðåäïîëîæèì, ÷òî ó íàñ åñòü äâà îòäåëüíûõ óñèëèòåëÿ, êàæäûé èç êîòîðûõ èìååò ïðîèçâåäåíèå ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ íà êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ Âõîä + AMP1

+

Âûõîä AMP2

– –

GBWP2 = 100 ÌÃö GBWP1 = 100 ÌÃö

Ðèñóíîê 3. Êîìïîçèòíûé óñèëèòåëü ñ åäèíè÷íûì óñèëåíèåì.

ÑÒÀÒÜÈ

31


40

30 Îäèí óñèëèòåëü Êîìïîçèòíûé óñèëèòåëü Óðîâåíü –3 äÁ

20 10

20

0

Óñèëåíèå (äÁ)

Óñèëåíèå (äÁ)

Îäèí óñèëèòåëü (G = 1) Îäèí óñèëèòåëü (G = 10) Êîìïîçèèòíûé óñèëèòåëü (G = 1) Êîìïîçèèòíûé óñèëèòåëü (G = 10)

30

–10 –20

10 0 –10

DBW D

–30

–20

–40

–30

–50 –60 100

1k

10k

100k 1M 10M ×àñòîòà (Ãö)

100M

1G

–40 100

10G

1k

10k

100k 1M 10M ×àñòîòà (Ãö)

100M

1G

10G

Ðèñóíîê 4. Ðàñøèðåíèå ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ ïî óðîâíþ –3 äÁ (DBW) ïðè åäèíè÷íîì óñèëåíèè.

Ðèñóíîê 6. Ðàñøèðåíèå ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ ïî óðîâíþ –3 äÁ äëÿ óñèëåíèÿ 10.

(GBWP), ðàâíîå 100 ÌÃö. Îáúåäèíåíèå èõ â ñîñòàâíóþ êîíôèãóðàöèþ óâåëè÷èò ýôôåêòèâíîå GBWP. Ïðè åäèíè÷íîì óñèëåíèè ïîëîñà ïðîïóñêàíèÿ êîìïîçèòíîãî óñèëèòåëÿ ïî óðîâíþ –3 äÁ ïðèìåðíî íà 27% øèðå, õîòÿ õàðàêòåðèñòèêà è èìååò íåáîëüøîé âûáðîñ. Îäíàêî ïðè áîëåå âûñîêèõ êîýôôèöèåíòàõ óñèëåíèÿ ýòîò âûèãðûø ñòàíîâèòñÿ íàìíîãî áîëåå çàìåòíûì. Íà Ðèñóíêå 5 ïîêàçàí êîìïîçèòíûé óñèëèòåëü ñ êîýôôèöèåíòîì óñèëåíèÿ 10. Îáðàòèòå âíèìàíèå, ÷òî êîìïîçèòíîå óñèëåíèå óñòàíîâëåíî ðàâíûì 10 ñ ïîìîùüþ ðåçèñòîðîâ R1 è R2. Êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ AMP2, óñòàíîâëåííûé ðàâíûì ïðèáëèçèòåëüíî 3.16, äåëàåò ýôôåêòèâíûé êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ AMP1 òàêèì æå. Ðàçäåëåíèå óñèëåíèÿ â ðàâíûõ äîëÿõ ìåæäó äâóìÿ óñèëèòå-

ëÿìè äàåò ìàêñèìàëüíî âîçìîæíóþ ïîëîñó ïðîïóñêàíèÿ. Íà Ðèñóíêå 6 ïðèâåäåíà ÷àñòîòíàÿ õàðàêòåðèñòèêà îäíîãî óñèëèòåëÿ ñ êîýôôèöèåíòîì óñèëåíèÿ 10 â ñðàâíåíèè ñ êîìïîçèòíûì óñèëèòåëåì, èìåþùèì òàêîå æå óñèëåíèå.  ýòîì ñëó÷àå êîìïîçèòíàÿ ñõåìà îáåñïå÷èâàåò óâåëè÷åíèå ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ ïî óðîâíþ –3 äÁ ïðèáëèçèòåëüíî íà 300%. Êàê æå òàêîå âîçìîæíî? Äëÿ êîíêðåòíîãî ïðèìåðà îáðàòèìñÿ ê Ðèñóíêàì 7 è 8. Ïóñòü íàì òðåáóåòñÿ óñèëåíèå ñèñòåìû 40 äÁ, è ìû áóäåì èñïîëüçîâàòü äâà èäåíòè÷íûõ óñèëèòåëÿ, êàæäûé ñ óñèëåíèåì áåç îáðàòíîé ñâÿçè 80 äÁ è ïîëîñîé ïðîïóñêàíèÿ 100 ÌÃö. ×òîáû ðåàëèçîâàòü ìàêñèìàëüíî âîçìîæíóþ ïîëîñó ïðîïóñêàíèÿ ñîñòàâíîãî óñèëèòåëÿ, ìû ïîðîâíó ðàçäåëèì íåîáõîäèìûé êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ñèñòåìû ìåæäó äâóìÿ óñèëèòåëÿìè, äàâ êàæäîìó èç íèõ êîýôôèöè-

Ýôôåêòèâíîå óñèëåíèå AMP1 G = 3.16 Âõîä +

Âûõîä

+

AMP1 –

AMP2 –

Òðåáóåìîå óñèëåíèå ñèñòåìû G = 100 (40 äÁ) Âõîä

R4

+

R3

463 W

1 kW W

Âûõîä

+

AMP1 AMP2

– AMP2 G = 3.16 R2

R1

100 W

900 W

Êîìïîçèòíîå G = 10

Ðèñóíîê 5. Êîìïîçèòíûé óñèëèòåëü, ñêîíôèãóðèðîâàííûé äëÿ êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ, ðàâíîãî 10.

32

R4

R3

100 W

900 W

R2

R1

101 W

10 kW

Ðèñóíîê 7. Ðàçäåëåíèå óñèëåíèÿ äëÿ ïîëó÷åíèÿ ìàêñèìàëüíîé ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ.

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


100

Óñèëåíèå (äÁ)

80

60

40

20

0

–20 100

AMP1 AMP2 Îòêëèê îäíîãî óñèëèòåëÿ Óñèëåíèå AMP1 è AMP2 áåç ÎÑ Êîìïîçèòíûé óñèëèòåëü 1k

10k

100k 1M 10M ×àñòîòà (Ãö)

100M

1G

10G

Ðèñóíîê 8. Îæèäàåìûé îòêëèê îäèíî÷íîãî óñèëèòåëÿ.

åíò óñèëåíèÿ 20 äÁ. Òàêèì îáðàçîì, çàäàíèå êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ AMP2 ñ çàìêíóòîé îáðàòíîé ñâÿçüþ, ðàâíûì 20 äÁ, òàêæå óñòàíàâëèâàåò ðàâíûì 20 äÁ ýôôåêòèâíîå óñèëåíèå AMP1 ñ çàìêíóòîé îáðàòíîé ñâÿçüþ. Ïðè òàêîé êîíôèãóðàöèè êîýôôèöèåíòîâ óñèëåíèÿ îáà óñèëèòåëÿ îòíîñèòåëüíî À×Õ ðàçîìêíóòîãî êîíòóðà ðàáîòàþò íèæå, ÷åì ðàáîòàë áû ëþáîé èç íèõ ïðè óñèëåíèè 40 äÁ.  ðåçóëüòàòå êîìïîçèòíûé óñèëèòåëü ïðè êîýôôèöèåíòå óñèëåíèÿ 40 äÁ áóäåò èìåòü áîëåå øèðîêóþ ïîëîñó ïðîïóñêàíèÿ, ÷åì ðåøåíèå ñ îäíèì óñèëèòåëåì ñ òåì æå êîýôôèöèåíòîì óñèëåíèÿ. Õîòÿ ýòî ìîæåò ïîêàçàòüñÿ îòíîñèòåëüíî ïðîñòûì è ëåãêèì â ðåàëèçàöèè, ïðè ïðîåêòèðîâàíèè êîìïîçèòíîãî óñèëèòåëÿ ñëåäóåò ïðîÿâëÿòü ðàçóìíóþ îñìîòðèòåëüíîñòü, ÷òîáû ïîëó÷èòü ìàêñèìàëüíî âîçìîæíóþ ïîëîñó ïðîïóñêàíèÿ, íå æåðòâóÿ óñòîé÷èâîñòüþ ñõåìû.  ðåàëüíûõ ïðèëîæåíèÿõ, ãäå óñèëèòåëè íåèäåàëüíû è, âîçìîæíî, íåèäåíòè÷íû, íåîáõîäèìî îáåñïå÷èòü ïðàâèëüíîå ðàñïðåäåëåíèå óñèëåíèÿ ìåæäó êàñêàäàìè. Òàêæå îáðàòèòå âíèìàíèå, ÷òî êîìïîçèòíîå óñèëåíèå ñïàäàåò ñî ñêîðîñòüþ –40 äÁ/äåêàäà, ïîýòîìó ïðè ðàñïðåäåëåíèè óñèëåíèÿ ìåæäó äâóìÿ êàñêàäàìè íåîáõîäèìî ñîáëþäàòü îñòîðîæíîñòü.  íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ ðàçäåëåíèå óñèëåíèÿ â ðàâíûõ äîëÿõ ìîæåò áûòü íåâîçìîæíûì.  òàêîì ñëó÷àå ðàâíîå ðàñïðåäåëåíèå

óñèëåíèÿ ìåæäó äâóìÿ óñèëèòåëÿìè òðåáóåò, ÷òîáû GBWP óñèëèòåëÿ AMP2 âñåãäà áûëî áîëüøå èëè ðàâíî GBWP óñèëèòåëÿ AMP1; â ïðîòèâíîì ñëó÷àå íà À×Õ ìîæåò âîçíèêíóòü âûáðîñ è, êàê ñëåäñòâèå, êîìïîçèò áóäåò íåóñòîé÷èâ. Åñëè GBWP óñèëèòåëÿ AMP1 äîëæíî áûòü áîëüøå, ÷åì óñèëèòåëÿ AMP2, íåóñòîé÷èâîñòü îáû÷íî ìîæåò áûòü óñòðàíåíà ïåðåðàñïðåäåëåíèåì êîýôôèöèåíòîâ óñèëåíèÿ ìåæäó äâóìÿ óñèëèòåëÿìè.  ýòîì ñëó÷àå óìåíüøåíèå óñèëåíèÿ AMP2 âûçûâàåò óâåëè÷åíèå ýôôåêòèâíîãî óñèëåíèÿ AMP1.  ðåçóëüòàòå ïîëîñà ïðîïóñêàíèÿ AMP1 ñ çàìêíóòîé öåïüþ îáðàòíîé ñâÿçè óìåíüøàåòñÿ, ïîñêîëüêó åãî À×Õ ïðîõîäèò âûøå êðèâîé õàðàêòåðèñòèêè ðàçîìêíóòîãî êîíòóðà, à ïîëîñà ïðîïóñêàíèÿ AMP2 ñ çàìêíóòîé öåïüþ îáðàòíîé ñâÿçè óâåëè÷èâàåòñÿ, ïîñêîëüêó åãî À×Õ ïðîõîäèò íèæå êðèâîé õàðàêòåðèñòèêè ðàçîìêíóòîãî êîíòóðà. Åñëè ýòî çàìåäëåíèå AMP1 è óñêîðåíèå AMP2 ïîäîáðàíî íàäëåæàùèì îáðàçîì, óñòîé÷èâîñòü ñîñòàâíîé êîìáèíàöèè âîññòàíàâëèâàåòñÿ. Òàáëèöà 1. Ðàñøèðåíèå ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ ðàçëè÷íûõ êîìáèíàöèé óñèëèòåëåé äëÿ êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ, ðàâíîãî 10, è âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ 10  ïèê-ïèê. Óñèëèòåëü ADA4091

Ïîëîñà ïðîïóñêàíèÿ Ðàñøèðåíèå (êÃö) ïîëîñû Êîìïîçèòíîãî ïðîïóñêàíèÿ Îäíîãî (%) óñèëèòåëÿ óñèëèòåëÿ 30

94

213

AD8676

165

517

213

AD8599

628

2674

325

×òîáû ïðîäåìîíñòðèðîâàòü ïðåèìóùåñòâà êîìïîçèòíîãî óñèëèòåëÿ, äëÿ ýòîé ñòàòüè â êà÷åñòâå îñíîâû âûõîäíîãî êàñêàäà (AMP2) áûë âûáðàí óñèëèòåëü AD8397, à íà âõîäå (AMP1) èñïîëüçîâàëèñü ðàçëè÷íûå ïðåöèçèîííûå óñèëèòåëè (Òàáëèöà 1). AD8397 – ýòî ñèëüíîòî÷íûé óñèëèòåëü, ñïîñîáíûé îòäàâàòü â íàãðóçêó 310 ìÀ. ÐË

Ìàòåðèàëû ïî òåìå 1. Datasheet Analog Devices AD8397 2. Datasheet Analog Devices AD8599 3. Datasheet Analog Devices AD8676 4. Datasheet Analog Devices ADA4091-2

Îêîí÷àíèå â ñëåäóþùåì íîìåðå

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

ÑÒÀÒÜÈ

33


Òåñòèðîâàíèå è ìîäåðíèçàöèÿ èìïóëüñíîãî ëàáîðàòîðíîãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ Îêîí÷àíèå. Íà÷àëî â íîìåðå 09-2019 Ìèõàèë Ãóðîâè÷, ÑØÀ

Â

 ïåðâóþ î÷åðåäü áûëà ïðîâåäåíà çàìåíà ôèëüòðóþùèõ ýëåêòðîëèòè÷åñêèõ êîíäåíñàòîðîâ, ñòîÿùèõ ïåðåä äðîññåëåì, íà áîëåå êà÷åñòâåííûå è áîëüøåé åìêîñòè. Èñõîäíî â ËÈÏ áûëè óñòàíîâëåíû äâà ýëåêòðîëèòè÷åñêèõ êîíäåíñàòîðà ïî 330 ìêÔ × 100  êàæäûé. Èíòåðåñíî, ÷òî íà ïå÷àòíîé ïëàòå ïðåäóñìîòðåíî ìåñòî äëÿ òðåõ òàêèõ êîíäåíñàòîðîâ (ñì. Ðèñóíîê 6), íî êàê ãîâîðèòñÿ, ýêîíîìèêà äîëæíà áûòü ýêîíîìíîé, è íàøè êèòàéñêèå òîâàðèùè ðåøèëè, ÷òî è äâóõ êîíäåíñàòîðîâ

Ðèñóíîê 15. Íîâûå ýëåêòðîëèòè÷åñêèå êîíäåíñàòîðû è êåðàìè÷åñêèå êîíäåíñàòîðû íà èõ âûâîäàõ.

34

áóäåò äîñòàòî÷íî. Âìåñòî ýòèõ äâóõ êîíäåíñàòîðîâ àâòîð óñòàíîâèë òðè äðóãèõ ïî 430 ìêÔ × 100  êàæäûé. Çàòåì âûâîäû ýòèõ êîíäåíñàòîðîâ áûëè øóíòèðîâàíû êåðàìè÷åñêèìè êîíäåíñàòîðàìè, êîòîðûå áûëè ðàñïîëîæåíû â íåïîñðåäñòâåííîé áëèçîñòè ê âûâîäàì ýëåêòðîëèòè÷åñêèõ êîíäåíñàòîðîâ. Ðåçóëüòàòû ýòèõ äâóõ øàãîâ ïîêàçàíû íà Ðèñóíêå 15. Ïîñëå ýòîãî áûëà ñäåëàíà çàìåíà äðîññåëÿ ôèëüòðà íà äðóãîé, ñ áîëüøåé èíäóêòèâíîñòüþ. Ïðè àíàëèçå ñèòóàöèè àâòîð èçìåðèë èíäóêòèâíîñòü óñòàíîâëåííîãî ïðîèçâîäèòåëåì äðîññåëÿ è íàøåë äðóãîé, íî ñ áîëüøåé èíäóêòèâíîñòüþ. Îðèãèíàëüíûé äðîñ-

Ðèñóíîê 16. Ñòàðûé (ñëåâà) è íîâûé (ñïðàâà) äðîññåëè.

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


Ðèñóíîê 17. Ïå÷àòíàÿ ïëàòà ñ óñòàíîâëåííûì íîâûì äðîññåëåì.

÷òî ïîñëå äðîññåëÿ ïðîèçâîäèòåëåì áûëè óñòàíîâëåíû äâà ýëåêòðîëèòè÷åñêèõ êîíäåíñàòîðà íà 330 ìêÔ è íà íàïðÿæåíèå 63  êàæäûé. È ýòî íà âûõîäå èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ ñ ìàêñèìàëüíûì íàïðÿæåíèåì 60 Â! Àé äà êèòàéöû, àé äà ìîëîäöû! Áûëî ïðèíÿòî ðåøåíèå çàìåíèòü ýòè äâà êîíäåíñàòîðà íà äðóãèå ýëåêòðîëèòè÷åñêèå êîíäåíñàòîðû – ïî 430 ìêÔ × 100  êàæäûé. Ñíà÷àëà àâòîð ñîáèðàëñÿ óñòàíîâèòü òðè òàêèõ êîíäåíñàòîðà, íî â ïðîöåññå âûÿñíèëîñü, ÷òî äëÿ òðåõ íîâûõ êîíäåíñàòîðîâ íå õâàòàåò ìåñòà, òàê êàê îíè ïî äèàìåòðó áîëüøå ñòàðûõ. Ïîýòîìó ïîñëå äðîññåëÿ áûëî óñòàíîâëåíî òîëüêî äâà êîíäåíñàòîðà. È òàê æå, êàê è äî äðîññåëÿ, íà âûâîäû êàæäîãî ýëåêòðîëèòè÷åñêîãî êîíäåíñàòîðà áûë óñòàíîâëåí øóíòèðóþùèé êåðàìè÷åñêèé êîíäåíñàòîð. Íåñêîëüêî òàêèõ êåðàìè÷åñêèõ êîíäåíñàòîðîâ áûëî òàêæå äîáàâëåíî ìåæäó âûõîäíûìè ïðîâîäíèêàìè ïå÷àòíîé ïëàòû. Íîâûå è ñòàðûå ýëåêòðîëèòè÷åñ-

Ðèñóíîê 18. Ïðè ìîíòàæå íîâîãî äðîññåëÿ âûâîä 3 èñïîëüçóåòñÿ äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ìåõàíè÷åñêîé ïðî÷íîñòè.

ñåëü áûë âûïàÿí è èçìåðåí. Ìàðêèðîâêè íà íåì íå áûëî âîîáùå, èçìåðåííàÿ èíäóêòèâíîñòü ñîñòàâèëà îêîëî 100 ìêÃí. Áûëà íàéäåíà çàìåíà – âûñîêî÷àñòîòíûé äðîññåëü ñ òàêèìè æå ãàáàðèòàìè è ðàñïîëîæåíèåì âûâîäîâ, íî ñ èíäóêòèâíîñòüþ 400 ìêÃí. Íà Ðèñóíêàõ 16,17 è 18 ïîêàçàíû ñòàðûé è íîâûé äðîññåëè è ïå÷àòíàÿ ïëàòà ñ óñòàíîâëåííûì íîâûì äðîññåëåì. Îáðàòèòå âíèìàíèå, ÷òî ó íîâîãî äðîññåëÿ òðè âûâîäà; âûâîä 3 íå ïîäêëþ÷åí ê îáìîòêå è ñëóæèò òîëüêî äëÿ ìåõàíè÷åñêîãî êðåïëåíèÿ. Ïîýòîìó àâòîð ïðèïàÿë ýòîò âûâîä ê âûâîäó îäíîãî èç ðåçèñòîðîâ ðÿäîì ñ äðîññåëåì äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ìåõàíè÷åñêîé ïðî÷íîñòè. Òàêæå áûëà ïðîâåäåíà çàìåíà ôèëüòðóþùèõ ýëåêòðîëèòè÷åñêèõ êîíäåíñàòîðîâ, ñòîÿùèõ ïîñëå äðîññåëÿ, íà áîëåå êà÷åñòâåííûå, áîëüøåé åìêîñòè è íà áîëüøåå íàïðÿæåíèå. Ïðè èçó÷åíèè ïå÷àòíîé ïëàòû âûÿñíèëîñü,

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

Ðèñóíîê 19. Ñòàðûå (ñëåâà) è íîâûå (ñïðàâà) ýëåêòðîëèòè÷åñêèå êîíäåíñàòîðû.

Ðèñóíîê 20. Óñòàíîâëåííûå êåðàìè÷åñêèå êîíäåíñàòîðû.

ÑÒÀÒÜÈ

35


Ðèñóíîê 24. ËÈÏ â ðåæèìå ÕÕ. Âûõîäíîå íàïðÿæåíèå óñòàíîâëåíî íà ìèíèìóì.

Ðèñóíîê 21. Óñòàíîâëåííûå íîâûå ýëåêòðîëèòè÷åñêèå êîíäåíñàòîðû.

êèå êîíäåíñàòîðû, óñòàíîâëåííûå íîâûå ýëåêòðîëèòè÷åñêèå êîíäåíñàòîðû è êåðàìè÷åñêèå êîíäåíñàòîðû ïîêàçàíû íà Ðèñóíêàõ 19, 20 è 21. È â êîíöå áûëî âûïîëíåíî øóíòèðîâàíèå êåðàìè÷åñêèìè êîíäåíñàòîðàìè âûâîäîâ âûõîäíûõ êëåìì. Ïðè äåòàëüíîì ðàññìîòðåíèè âûõîäíûõ êëåìì ñòàëî ÿñíî, ÷òî íà îòäåëüíîé ïå÷àòíîé ïëàòå, ê êîòîðîé êðåïÿòñÿ ýòè êëåììû, ïðåäóñìîòðåíî ìåñòî äëÿ ýëåêòðîëèòè÷åñêèõ êîíäåíñàòîðîâ, âèäèìî,

Ðèñóíîê 25. ËÈÏ â ðåæèìå ÕÕ. Âûõîäíîå íàïðÿæåíèå óñòàíîâëåíî íà ìàêñèìóì.

Ðèñóíîê 26. ËÈÏ ïîä íàãðóçêîé. Âûõîäíîå íàïðÿæåíèå óñòàíîâëåíî íà ìèíèìóì. Ðèñóíîê 22. Ïå÷àòíàÿ ïëàòà âûõîäíûõ êëåìì äî ìîäèôèêàöèè.

Ðèñóíîê 23. Ïå÷àòíàÿ ïëàòà âûõîäíûõ êëåìì ïîñëå ìîäèôèêàöèè.

36

Ðèñóíîê 27. ËÈÏ ïîä íàãðóçêîé. Âûõîäíîå íàïðÿæåíèå óñòàíîâëåíî íà ìàêñèìóì.

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


Òàáëèöà 1. Ñðàâíèòåëüíàÿ òàáëèöà ðåçóëüòàòîâ èçìåðåíèé ËÈÏ äî è ïîñëå ìîäèôèêàöèè Ðåæèì Õîëîñòîé õîä Ïîä íàãðóçêîé

Âûõîäíîå íàïðÿæåíèå Ìèíèìàëüíîå Ìàêñèìàëüíîå Ìèíèìàëüíîå Ìàêñèìàëüíîå

Äî ìîäèôèêàöèè V ïèê-ïèê 820 ì 1.27  820 ì 1.7 Â

ñóäÿ ïî ïîñàäî÷íîìó ìåñòó, íåáîëüøîé åìêîñòè, íî êîòîðûå íå áûëè óñòàíîâëåíû. Ïîýòîìó íà ýòó ïëàòó ñ îáðàòíîé ñòîðîíû íà êîíòàêòíûå ïëîùàäêè ýòèõ íåóñòàíîâëåííûõ êîíäåíñàòîðîâ áûëè äîáàâëåíû äâà øóíòèðóþùèõ êåðàìè÷åñêèõ êîíäåíñàòîðà. Âèä ýòîé ïå÷àòíîé ïëàòû äî è ïîñëå ìîäèôèêàöèè ïîêàçàí íà Ðèñóíêàõ 22 è 23. Âûïîëíèâ âñå ýòè øàãè, ñîáèðàåì ËÈÏ. Èñïîëüçóåì áîëåå êà÷åñòâåííûå âèíòû, ïðîïàèâàåì è èçîëèðóåì ïðîâîäà âûêëþ÷àòåëÿ è íà âõîäíîì AC ðàçúåìå. Ñîáèðàåì âñå, íî ïîêà íå óñòàíàâëèâàåì êðûøêó. Âêëþ÷àåì è ïðîâåðÿåì ËÈÏ ïîñëå ìîäèôèêàöèè, èñïîëüçóÿ òó æå òåñòîâóþ óñòàíîâêó. Ðåçóëüòàòû òåñòîâ ïîñëå ìîäèôèêàöèè ïîêàçàíû íà Ðèñóíêàõ 24, 25, 26 è 27. Ñîáðàííûé ËÈÏ ïîñëå ìîäèôèêàöèè (áåç âåðõíåé êðûøêè) ïîêàçàí íà Ðèñóíêå 28. Ñðàâíåíèå ðåçóëüòàòîâ òåñòîâ äî è ïîñëå ìîäèôèêàöèè äàíî â Òàáëèöå 1. Îïèñàííûì âûøå ñïîñîáîì àâòîðîì áûëè ìîäèôèöèðîâàíû ÷åòûðå òàêèõ ËÈÏ. Âñå ÷åòûðå óñòðîéñòâà ïîñëå ìîäèôèêàöèè äåìîíñòðèðîâàëè íàìíîãî ìåíüøèé óðîâåíü âûñîêî÷àñòîòíîãî øóìà íà âûõîäå êàê â ðåæè-

V ñ.ê.ç. 210 ì 355 ì 210 ì 545 ìÂ

Ïîñëå ìîäèôèêàöèè V ïèê-ïèê 220 ì 355 ì 205 ì 660 ìÂ

V ñ.ê.ç. 65 ì 145 ì 58 ì 145 ìÂ

Ðèñóíîê 28. ËÈÏ áåç âåðõíåé êðûøêè ïîñëå ìîäèôèêàöèè.

ìå õîëîñòîãî õîäà, òàê è ïîä ìàêñèìàëüíîé íàãðóçêîé. Âûâîä: åñëè äàííûé ËÈÏ ïëàíèðóåòñÿ èñïîëüçîâàòü äëÿ ïèòàíèÿ ýëåêòðîííûõ óñòðîéñòâ, äåëàòü ýòî áåç ìîäèôèêàöèè íåæåëàòåëüíî èç-çà âûñîêîãî óðîâíÿ âûñîêî÷àñòîòíûõ ïîìåõ íà âûõîäå èñòî÷íèêà. Ýòîò âûñîêî÷àñòîòíûé øóì ìîæåò áûòü çíà÷èòåëüíî ñíèæåí, åñëè âûïîëíèòü âñå îïèñàííûå âûøå øàãè. ÐË

Ñïèñîê èñïîëüçîâàííûõ â ïðîåêòå êîìïîíåíòîâ (îáîçíà÷åíèÿ èçãîòîâèòåëåé): ! Ýëåêòðîëèòè÷åñêèå êîíäåíñàòîðû: UBY2A431MHL 430 µF 100 V 31 mOhm @ 100 kHz 3000 Hrs @ 135 °C; ! Êåðàìè÷åñêèå êîíäåíñàòîðû: GRM32DC72A475KE01K 4.7 µF ±10% 100 V X7S 1210 (3225 Metric); ! Â× äðîññåëü: PE-51520NL.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

ÑÒÀÒÜÈ

37


ÌÝÌÑ ðåëå ðàñøèðÿþò ïðåäåëû êîììóòèðóåìîé ìîùíîñòè Paul Rako Electronic Design

ÍÍà âûñòàâêå APEC 2019 êîìïàíèÿ Menlo Micro ïðîäåìîíñòðèðîâàëà ñâîå íîâîå ñèëîâîå ðåëå, èçãîòîâëåííîå ñ èñïîëüçîâàíèåì òåõíîëîãèé ìèêðîýëåêòðîìåõàíè÷åñêèõ ñèñòåì (ÌÝÌÑ). Menlo Micro, äî÷åðíÿÿ êîìïàíèÿ General Electric (GE), ðàññ÷èòûâàëà ðàçðàáîòàòü íàäåæíóþ è áåçîïàñíóþ òåõíîëîãèþ êîììóòàöèè ïèòàíèÿ äëÿ ñâîåãî ìàãíèòîðåçîíàíñíîãî òîìîãðàôà è äðóãîãî ìåäèöèíñêîãî îáîðóäîâàíèÿ. Íà ïåðâîì ýòàïå Menlo Micro ðåàëèçîâàëà ëèöåíçèðîâàííóþ GE òåõíîëîãèþ â ðàäèî÷àñòîòíûõ è äðóãèõ ìàëîìîùíûõ ïðèëîæåíèÿõ. Òåïåðü æå îíà ñîçäàëà êîìïîíåíò, ñïîñîáíûé êîììóòèðîâàòü òîê 3 À ïðè íàïðÿæåíèè 150  (Ðèñóíîê 1). MM1200-6 – ýòî ÌÝÌÑ ðåëå, êîòîðîå, ïî çàÿâëåíèþ êîìïàíèè, ìîæåò âûäåðæèâàòü òðè ìèëëèàðäà ïåðåêëþ÷åíèé ïðè òåìïåðàòóðå 85 °C. Øåñòüþ êîììóòàòîðàìè âû óïðàâëÿåòå ÷åðåç ïîñëåäîâàòåëüíóþ øèíó SPI. Ëþáîé èç øåñòè ïåðåêëþ-

38

÷àòåëåé ìîæåò ïðîïóñêàòü ÷åðåç ñåáÿ òîê 1 À, îäíàêî ìàêñèìàëüíûé òîê, ïðîòåêàþùèé ÷åðåç âñå êîììóòàòîðû êîðïóñà, îãðàíè÷åí çíà÷åíèåì 3 À, Ïàðàëëåëüíî ñ ÌÝÌÑ êîíòàêòàìè ðåëå èìååò ÌÎÏ òðàíçèñòîð. Ýòîò òðàíçèñòîð ìîæåò óñòðàíèòü èñêðåíèå êîíòàêòîâ, ïîñêîëüêó óïðàâëÿþùàÿ ýëåêòðîíèêà âíóòðè óñòðîéñòâà âûêëþ÷àåò ÌÎÏ òðàíçèñòîð ïîñëå ðàçìûêàíèÿ êîíòàêòîâ. Âêëþ÷àåòñÿ ÌÎÏ òðàíçèñòîð ïåðåä çàìûêàíèåì êîíòàêòà, ÷òî îáúÿñíÿåò ìàëîå âðåìÿ âêëþ÷åíèÿ 10 ìêñ – íàìíîãî ëó÷øå, ÷åì ó îáû÷íîãî ÌÝÌÑ-ïåðåêëþ÷àòåëÿ.

Îáû÷íîå ðåëå

MM1200 Ðèñóíîê 1. ÌÝÌÑ-ðåëå MM1200 êîìïàíèè Menlo Micro íàìíîãî ìåíüøå îáû÷íûõ ðåëå.

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


Ïàðàëëåëüíûé ÌÎÏ òðàíçèñòîð

Îáðàòèòå âíèìàíèå íà øóì

Ïàðàëëåëüíûé ÌÎÏ òðàíçèñòîð [1] íå óêàçàí â ñïåöèôèêàöèè Menlo Micro, íî âû ìîæåòå ñäåëàòü âûâîä î åãî íàëè÷èè. Âî-ïåðâûõ, â òåõíè÷åñêîì îïèñàíèè óêàçàíî «íîìèíàëüíîå íàïðÿæåíèå ïåðåìåííîãî èëè ïîñòîÿííîãî òîêà +150 ». «Ïåðåìåííîãî» îçíà÷àåò, ÷òî ýòî áèïîëÿðíîå óñòðîéñòâî, òîãäà êàê «+» ïîêàçûâàåò, ÷òî îíî â äåéñòâèòåëüíîñòè ìîæåò ðàáîòàòü òîëüêî ñ ïîëîæèòåëüíûì íàïðÿæåíèåì. Äëÿ êîììóòàöèè ïåðåìåííîãî òîêà âû äîëæíû èñïîëüçîâàòü äâà âñòðå÷íî âêëþ÷åííûõ óñòðîéñòâà, àíàëîãè÷íî òâåðäîòåëüíîìó ðåëå, â êîòîðîì èñïîëüçóþòñÿ äâà âñòðå÷íî âêëþ÷åííûõ ÌÎÏ òðàíçèñòîðà. Êðîìå òîãî, àíàëîãè÷íî ïîëåâîìó òðàíçèñòîðó, â äîêóìåíòàöèè óêàçàí òîê óòå÷êè 19 ïÀ ïðè íàïðÿæåíèè 150 Â, ïðèëîæåííîì ê êîíòàêòàì, íî íåò èíôîðìàöèè î çàâèñèìîñòè ýòîé óòå÷êè îò òåìïåðàòóðû. Èñïîëüçîâàíèå ÌÎÏ òðàíçèñòîðà, ïàðàëëåëüíîãî ìåõàíè÷åñêèì êîíòàêòàì, ÿâëÿåòñÿ óìíûì ðåøåíèåì è ìîæåò ïîçâîëèòü âçÿòü ëó÷øåå èç îáîèõ ïîäõîäîâ ê êîíñòðóêöèè ðåëå. Îäíîâðåìåííî ýòî ìîæåò òàêæå äàòü õóäøåå èç îáîèõ ïîäõîäîâ – òàêîå êàê èíæåêöèÿ çàðÿäà çàòâîðà â èñòîê è ýôôåêò Ìèëëåðà. Ðåëå èìåþò îãðàíè÷åíèÿ ïî ðàáî÷åé òåìïåðàòóðå è âûïóñêàþòñÿ â âåðñèÿõ 85 °C è 100 °C. Îáðàòèòå âíèìàíèå, ÷òî 27 èç 49 êîíòàêòîâ êîðïóñà BGA ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ çåìëè, ïîýòîìó âû ìîæåòå ëåãêî îòâîäèòü òåïëî îò êîìïîíåíòà. Ñîïðîòèâëåíèå çàìêíóòîãî êîíòàêòà ñîñòàâëÿåò 500 ìÎì, à ýòî çíà÷èò, ÷òî ïðè òîêå 1 À â âèäå òåïëà áóäóò òåðÿòüñÿ 500 ìÂò. Ïîêà âû íå çàáûâàåòå î ãèáðèäíîé ïðèðîäå ýòîé øòóêîâèíû, âû ìîæåòå áûòü óâåðåíû, ÷òî ó÷òåòå âñå ïðîáëåìû, ñ êîòîðûìè, âîçìîæíî, âàì ïðèäåòñÿ ñòîëêíóòüñÿ. Îäíèì èç ïðåèìóùåñòâ ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî àêòèâàöèÿ ðåëå ÿâëÿåòñÿ ýëåêòðîñòàòè÷åñêîé, ÷òî äîëæíî ñäåëàòü åãî ãîðàçäî áîëåå çàùèùåííûì îò ïàðàçèòíûõ ìàãíèòíûõ ïîëåé, êîòîðûå èíîãäà ìîãóò áûòü äîñòàòî÷íî ñèëüíûìè, ÷òîáû îò íèõ ñðàáîòàëî îáû÷íîå ðåëå, êàê ýòî ñëó÷èëîñü îäíàæäû ñî ñãîðåâøåé ñòîéêîé ìîåãî äðóãà. Ïîñêîëüêó êîíòàêòû ïðèâîäÿòñÿ â äåéñòâèå ýëåêòðîñòàòè÷åñêè, íà ðåëå íåîáõîäèìî ïîäàâàòü íàïðÿæåíèå ñìåùåíèÿ 75 Â, à òàêæå ëîãè÷åñêîå ïèòàíèå 5 Â. Îò èñòî÷íèêà ñìåùåíèÿ 75  ðåëå ïîòðåáëÿåò âñåãî 100 ìêÀ.

Ïîìèìî èíæåêöèè çàðÿäà èç îòêðûâàþùåãîñÿ è çàêðûâàþùåãîñÿ ÌÎÏ òðàíçèñòîðà, äîïîëíèòåëüíûå ïðîáëåìû âîçíèêàþò îò òîãî, ÷òî ýëåêòðîñòàòè÷åñêèé çàòâîð íàõîäèòñÿ â íåïîñðåäñòâåííîé áëèçîñòè îò êîíòàêòîâ (Ðèñóíîê 2).Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ëþáîé øóì èñòî÷íèêà ñìåùåíèÿ 75  ìîæåò ïðîíèêíóòü â öåïü ïðîõîæäåíèÿ ñèãíàëà. Áîëüøèíñòâó ïðèëîæåíèé ýòî íå äîëæíî ìåøàòü, íî, òåì íå ìåíåå, î ïîòåíöèàëüíîé ïðîáëåìå ñëåäóåò ïîìíèòü.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

Ðèñóíîê 2. Êîíòàêòû âíóòðè ðåëå Menlo Micro çàìûêàþòñÿ ñ ïîìîùüþ êîìàíäû SPI, êîòîðàÿ ïîäàåò 75-âîëüòîâûé ñèãíàë íà çàòâîð ñòðóêòóðû.

ß ñïðîñèë Êðèñà Äæîâàííèåëëî (Chris Giovanniello), ñòàðøåãî âèöå-ïðåçèäåíòà ïîäðàçäåëåíèÿ ðàçðàáîòêè ïðîäóêòîâ â Menlo Micro, ïîìîãëà ëè ãåðìåòè÷íîñòü ÌÝÌÑóñòðîéñòâà â äîñòèæåíèè íåîáõîäèìûõ äëèí ïóòåé óòå÷êè ìåæäó âûâîäàìè è ïî êîðïóñó. Îí îòâåòèë: «Äà, ýòî ãåðìåòè÷íî, è ýòî î÷åíü âàæíî. Ìû ìîæåì áåç èñêðåíèÿ âûäåðæèâàòü îòíîñèòåëüíî âûñîêèå íàïðÿæåíèÿ – 200  èëè 400  – â î÷åíü ìàëåíüêîì çàçîðå». Îòâå÷àÿ íà ìîé âîïðîñ î öåíàõ, îí îòìåòèë, ÷òî êîãäà îáúåìû çàêàçîâ äîñòèãíóò ìèëëèîíîâ, îí ðàññ÷èòûâàåò ïðåäëàãàòü êëèåíòàì ïðîäóêòû ïî öåíå ìåíåå äîëëàðà çà êàíàë, à â ñëó÷àå ýòîãî êîìïîíåíòà – 6 äîëëàðîâ.  íàñòîÿùåå âðåìÿ äîñòóïíû îïûòíûå îáðàçöû, à ìàññîâîå ïðîèçâîäñòâî áóäåò ðàçâåðíóòî â ïåðâîì êâàðòàëå 2020 ãîäà. Äëÿ îãðàíè÷åííîãî êðóãà êëèåíòîâ óæå óñòàíîâëåíû òâåðäûå öåíû.

ÑÒÀÒÜÈ

39


Çàêîí Ïàøåíà Äëÿ ðåàëèçàöèè ýëåêòðîñòàòè÷åñêîãî óïðàâëåíèÿ íåîáõîäèìî, ÷òîáû êîíòàêòû áûëè êàê ìîæíî áëèæå äðóã ê äðóãó. Ìîæåò ïîêàçàòüñÿ, ÷òî ýòî äîëæíî áûòü ïðîáëåìîé äëÿ ðåëå ñ ðàáî÷èì íàïðÿæåíèåì 150 Â. Íî Äæîâàííèåëëî îòîñëàë ìåíÿ ê çàêîíó Ïàøåíà, êîòîðûé ñâÿçûâàåò çàçîð ìåæäó êîíòàêòàìè è ïðîáèâíîå íàïðÿæåíèå (Ðèñóíîê 3). Îí çàìåòèë, ÷òî, ãëÿäÿ íà ãðàôèêè, «Âû ïîëó÷èòå íåêîòîðûå íàìåêè â îòíîøåíèè ôèçè÷åñêè ïðîöåññîâ, ñòîÿùèõ çà òåì, ÷òî ìû äåëàåì. Ýòî ïàðàäîêñàëüíî, íî èíîãäà ìåíüøèå çàçîðû ìîãóò äàòü áîëåå âûñîêîå íàïðÿæåíèå èñêðåíèÿ».

Ïðîáèâíîå íàïðÿæåíèå [Â]

106 He Ne Ar H2 N2

105

104

103

102 10–1

100

101 102 P×D [ìì ðò. ñò. × ñì]

103

Ðèñóíîê 3. Çàêîí Ïàøåíà ãëàñèò, ÷òî íàïðÿæåíèå äóãè ìåæäó äâóìÿ êîíòàêòàìè áóäåò óâåëè÷èâàòüñÿ, êîãäà êîíòàêòû ñáëèæàþòñÿ. (Èñòî÷íèê: Wikipedia).

Ãðàôèê îòîáðàæàåò çàâèñèìîñòü ïðîáèâíîãî íàïðÿæåíèÿ îò äàâëåíèÿ è âåëè÷èíû çàçîðà. Ìàëûå çàçîðû, íåîáõîäèìûå äëÿ ýëåêòðîñòàòè÷åñêîé àêòèâàöèè, ôàêòè÷åñêè, óëó÷øàþò ïðîáèâíîå íàïðÿæåíèå óñòðîéñòâà. Âåðîÿòíî òàêæå, ÷òî äëÿ äîñòèæåíèÿ ëó÷øåãî íàïðÿæåíèÿ ïðîáîÿ Menlo Micro ìîæåò ïîäáèðàòü äàâëåíèå èëè ñîñòàâ çàïîëíÿþùåãî ãàçà. Êîìïàíèÿ íå íîâè÷îê â îáëàñòè ÌÝÌÑ ïåðåêëþ÷àòåëåé (Ðèñóíîê 4). Îíà óñïåøíî âûïóñêàåò ðàäèî÷àñòîòíûå êîììóòàòîðû, îáúåäèíèâ òåõïðîöåññû, ïîëó÷åííûå îò GE è Corning Glass, êîòîðûå îíà óíàñëåäîâàëà ïðè âûõîäå èç GE. Menlo èñïîëüçóåò ìåòàëëè÷åñ-

40

Ðèñóíîê 4. Ñâîþ òåõíîëîãèþ ÌÝÌÑ Menlo Micro îòòà÷èâàëà íà ðàäèî÷àñòîòíûõ êîììóòàòîðàõ.

êèå ñïëàâû ñîáñòâåííîé ðàçðàáîòêè, êîòîðûå íàíîñÿòñÿ íà ñòåêëÿííûå ïëàñòèíû. Ñòåêëÿííûå ïëàñòèíû, ïîñòàâëÿåìûå Corning, èìåþò ìåæñëîéíûå ïåðåõîäíûå ñîåäèíåíèÿ (TGV – Through-glass vias), îáåñïå÷èâàþùèå íåîáõîäèìûå õàðàêòåðèñòèêè ÌÝÌÑ-ïðèáîðîâ. Äæîâàííèåëëî îáúÿñíÿåò: «Áîëüøèíñòâî èííîâàöèîííûé ðåøåíèé Menlo ïðèõîäèòñÿ íà óñîâåðøåíñòâîâàííûå ìàòåðèàëû è ïðîöåññû äëÿ èçãîòîâëåíèÿ âûñîêîíàäåæíûõ êîíòàêòîâ êîììóòàòîðîâ.  ÷àñòíîñòè, ýòî íåñòàíäàðòíûå ñïëàâû, ñîõðàíÿþùèå î÷åíü âûñîêóþ ìåõàíè÷åñêóþ ïðî÷íîñòü â òå÷åíèå äëèòåëüíîãî ñðîêà ñëóæáû, íî îäíîâðåìåííî îáëàäàþò âûñîêîé ýëåêòðîïðîâîäíîñòüþ è íèçêèìè ïîòåðÿìè. Ìû òàêæå èçãîòàâëèâàåì ýòè ïåðåêëþ÷àòåëè íà êðåìíèè èëè ñòåêëå, ÷òî äàåò íàì ñâåðõâûñîêèå õàðàêòåðèñòèêè ñ òî÷êè çðåíèÿ èçîëÿöèè è ðàäèî÷àñòîòíûõ ïàðàìåòðîâ. Ýòî óíèêàëüíàÿ õàðàêòåðíàÿ ÷åðòà íàøèõ èçäåëèé, ïîñêîëüêó ñóùåñòâóåò íå òàê óæ ìíîãî òåõíîëîãèé èçãîòîâëåíèÿ ÌÝÌÑ íà ñòåêëå». Ïðèìèòå âî âíèìàíèå, ÷òî èññëåäîâàíèÿ è ðàçðàáîòêè â îáëàñòè ìîùíûõ ÌÝÌÑêîììóòàòîðîâ âåäóòñÿ ìíîãèìè êîìïàíèÿìè. Íåêîòîðûå èññëåäîâàòåëè èçó÷àþò ñïîñîáû ìàãíèòíîé àêòèâàöèè, ãäå ìîæíî ãåíåðèðîâàòü ãîðàçäî áîëüøèå êîíòàêòíûå ñèëû ïðè áîëåå íèçêèõ ïðèëîæåííûõ íàïðÿæåíèÿõ. Äðóãèå èññëåäîâàíèÿ óòâåðæäàþò, ÷òî äîñòèãëè ðóáåæà íàïðÿæåíèÿ ïðîáîÿ 1000  ñ ïî÷òè àìïåðíûì òîêîì, ïðîõîäÿùèì ÷åðåç ïåðåêëþ÷àòåëü. Åñëè îíè ñìîãóò äîâåñòè ýòî äî ïðîèçâîäñòâà, ýòî áóäåò îçíà÷àòü äåéñòâèòåëüíî áèïîëÿðíîå ðåëå ñ ãàëüâàíè÷åñêîé ðàçâÿçêîé ìåæäó âûâîäàìè óïðàâëåíèÿ è êîíòàêòàìè.

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


Ðàäèî÷àñòîòíûå ÌÝÌÑ-êîììóòàòîðû Áîëüøèíñòâî ÌÝÌÑ-ïåðåêëþ÷àòåëåé ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ ðàäèî÷àñòîòíûõ ïðèáîðîâ, ãäå èì íå íóæíî ïðîâîäèòü áîëüøîé òîê (Ðèñóíîê 5). Îáøèðíóþ ëèíåéêó ÌÝÌÑïåðåêëþ÷àòåëåé âûïóñêàåò Analog Devices, íåñîìíåííî, îñíîâûâàÿñü íà ñâîèõ íîâàòîðñêèõ èññëåäîâàíèÿõ â îáëàñòè òåõíîëîãèè ÌÝÌÑ-àêñåëåðîìåòðîâ. Îòëè÷íûé ðàññêàç îá ýòîé òåõíîëîãèè Analog Devices ðàçìåñòèëà íà ñâîåì âåá-ñàéòå [2]. Ðèñóíîê 6. Ýòî ðåëå ñãîðåëî âíóòðè ÷àéíèêà Cuisinart. Âåðõ óäàëåí äëÿ ïðîñìîòðà âíóòðåííèõ ïîâðåæäåíèé, êîòîðûå áûëè îáøèðíûìè. Íåãåðìåòè÷íûå ðåëå âî âëàæíûõ óñëîâèÿõ ìîãóò áûòü èñòî÷íèêîì ïðîáëåì.

Ðèñóíîê 5. Analog Devices ïðåäëàãàåò øèðîêèé âûáîð ÌÝÌÑ-ïåðåêëþ÷àòåëåé äëÿ ðàäèî÷àñòîòíûõ ïðèëîæåíèé. Ïðèâàðåííûå ê êðèñòàëëó ïðîâîäíèêè â ïðàâîì âåðõíåì óãëó äàþò ïðåäñòàâëåíèå î ìàëûõ ðàçìåðàõ êîìïîíåíòà.

Äàæå åñëè âû íå ìîæåòå èñïîëüçîâàòü ÌÝÌÑ-óñòðîéñòâî, ïîìíèòå, ÷òî âû ìîæåòå èñïîëüçîâàòü õèòðîñòü Menlo Micro è êîììóòèðîâàòü îáû÷íîå ðåëå ñ ïîìîùüþ ïîëåâîãî òðàíçèñòîðà, áèïîëÿðíîãî òðàíçèñòîðà èëè ñèìèñòîðà. Âû ïîëó÷àåòå òå æå ïðåèìóùåñòâà – îòñóòñòâèå èñêðåíèÿ, – ïîñêîëüêó, êîãäà âû ðàçìûêàåòå êîíòàêòû, àêòèâíîå óñòðîéñòâî ïðèíèìàåò íà ñåáÿ íàãðóçêó. Âû äîëæíû ïîëó÷èòü ñðîê ñëóæáû ðåëå, ïðèáëèæàþùèéñÿ ê ñðîêó ñëóæáû áåç íàãðóçêè. Èñïîëü-

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

çóÿ àêòèâíîå óñòðîéñòâî ïåðåä çàìûêàíèåì êîíòàêòîâ, âû òàêæå ìîæåòå óâåëè÷èòü ñðîê ñëóæáû êîíòàêòîâ, ïîñêîëüêó êîíòàêòû íå áóäóò ïðîïóñêàòü òîê, ïîêà ïðîäîëæàåòñÿ èõ äðåáåçã. Åñëè âàì òðåáóåòñÿ äîëãîâå÷íîñòü – íå çàáûâàéòå î ãåðêîíîâûõ ðåëå. Ñîçäàííûå äëÿ òåëåôîííîé èíäóñòðèè äåñÿòèëåòèÿ íàçàä, îíè ìîãóò îáåñïå÷èòü î÷åíü äîëãèé ñðîê ñëóæáû è òàêóþ æå ãåðìåòè÷íîñòü, êàê è ÌÝÌÑ ðåëå. Ïðè íàëè÷èè ïî÷òè äþæèíû ïðîèçâîäèòåëåé, âû âñåãäà ìîæåòå íàéòè äåòàëü, êîòîðàÿ âàì ïîäõîäèò. ß ñòàë ïîêëîííèêîì ãåðìåòè÷íûõ ðåëå ïîñëå òîãî, êàê îáû÷íîå çàãîðåëîñü â ìîåì ýëåêòðè÷åñêîì ÷àéíèêå (Ðèñóíîê 6). ÐË

Ññûëêè

ÑÒÀÒÜÈ

1. MEMS Power Relay for High-Power AC/DC Applications. 2. The Fundamentals of Analog Devices’ Revolutionary MEMS Switch Technology.

41


Íåêîòîðûå âîïðîñû

Áàñêîâ Ì. Ï.

êîíñòðóèðîâàíèÿ ëþáèòåëüñêèõ îïòè÷åñêèõ ëîêàòîðîâ ×àñòü 1 Îêîí÷àíèå. Íà÷àëî â íîìåðå 09-2019 Ì. Ï. Áàñêîâ, Î. Ä. Ëåâàøîâ

Íàñòðîéêà èçëó÷àòåëÿ Ïîäêëþ÷àåì äðàéâåð èçëó÷àòåëÿ ê èñòî÷íèêó ïèòàíèÿ è ñâåòîäèîäó, çàòåì âñòàâëÿåì îáúåêòèâ èçëó÷àòåëÿ â òóáóñ. Âàæíî! Äèàìåòð îáúåêòèâîâ â ðàéîíå ëèíçû ïðèìåðíî íà 0.3 ìì áîëüøå, ÷åì íà ïðîòèâîïîëîæíîì òîðöå. Åñëè íå ó÷åñòü ýòîãî îáñòîÿòåëüñòâà, òî ñ áîëüøîé äîëåé âåðîÿòíîñòè âû íå ïîëó÷èòå äîëæíîé ïàðàëëåëüíîñòè îïòè÷åñêèõ îñåé. Íàìè èñïîëüçî-

Ðèñóíîê 6. Èçîáðàæåíèå íà ìèøåíè. Ðàññòîÿíèå 3 ì, îáúåêòèâ 3 ãðàäóñà.

42

âàëàñü ïîäìîòêà óçêîé ëåíòî÷êîé ñêîò÷à äî òî÷íîãî ñîâïàäåíèÿ äèàìåòðîâ. Âêëþ÷àåì êàìåðó è óñòàíàâëèâàåì åå êîííåêò ñî ñìàðòôîíîì. Óáåäèâøèñü, ÷òî âèäèì íà ýêðàíå ñìàðòôîíà ÷åòêóþ è êðóïíóþ êàðòèíêó ìèøåíè, ïîäàåì íà èçëó÷àòåëü òîê 100 ìÀ ñ ÷àñòîòîé 1 êÃö è ñêâàæíîñòüþ, ðàâíîé äâóì. Íà ýêðàíå ñìàðòôîíà óâèäèì ïðèìåðíî òàêóþ êàðòèíêó, êàê íà Ðèñóíêå 6. Íà ýêðàíå ìû âèäèì èçîáðàæåíèå êðèñòàëëà ôîòîäèîäà â âèäå êâàäðàòà ñî ñòîðîíîé 20 ñàíòèìåòðîâ, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò óãëó ðàñõîæäåíèÿ ëó÷à 5 ãðàäóñîâ. Ïîâîçèâøèñü ñ íàñòðîéêîé èçëó÷àòåëÿ, çàêëþ÷àþùåéñÿ â ñìåùåíèè ñâåòîäèîäà ïî îñè â ïðåäåëàõ ±0.1 ìì, ìîæíî äîáèòüñÿ óãëà ðàñõîæäåíèÿ ëó÷à 4 ãðàäóñà. Îäíàêî äîáèòüñÿ çàÿâëåííîãî ïðîäàâöîì óãëà â 3 ãðàäóñà íàì íå óäàëîñü íè íà îäíîì èç 20 îáúåêòèâîâ. Íàéäÿ íàèëó÷øåå ïîëîæåíèå ñâåòîäèîäà, åãî ñëåäóåò çàôèêñèðîâàòü â îòâåðñòèè îáúåêòèâà ñ ïîìîùüþ ìîìåíòàëüíîãî êëåÿ. Åùå

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


20 ìì

10 ìì

Ðèñóíîê 7. Îáúåêòèâû èçëó÷àòåëåé â ñáîðå.

ðàç íàïîìèíàåì î ìàêñèìàëüíîé îñòîðîæíîñòè ïðè ðàáîòå ñ ìîìåíòàëüíûì êëååì, êîòîðûé íè â êîåì ñëó÷àå íå äîëæåí ïîïàñòü íà ëèíçó ñâåòîäèîäà! Ïîñëå òîãî êàê ñâåòîäèîä íàäåæíî ïðèêëååí ê îáúåêòèâó, ïðèêëåèâàåì ê íåìó ðàäèàòîð, òàê êàê ñðåäíèé òîê ÷åðåç ñâåòîäèîä ðàáîòàþùåãî ëîêàòîðà ìîæåò ñîñòàâëÿòü îò 0.5 äî 1 À. Îáúåêòèâ â ñáîðå äîëæåí âûãëÿäåòü ïðèìåðíî òàê, êàê ïîêàçàíî íà Ðèñóíêå 7. Ñëåäóþùèé ýòàï íàñòðîéêè çàêëþ÷àåòñÿ â þñòèðîâêå ëàçåðíîãî öåëåóêàçàòåëÿ. Âñòàâüòå ëàçåð â òðóáêó è ïîäàéòå íà íåãî íàïðÿæåíèå 4  ïðè òîêå îêîëî 20 ìÀ.  ãîòîâîì ëîêàòîðå òîê ëàçåðà öåëåóêàçàòåëÿ ñëåäóåò óâåëè÷èòü äî 40 ìÀ. Åñëè ñâåòîâîå ïÿòíî ëàçåðà àâòîìàòè÷åñêè íå ðàñïîëîæèòñÿ â öåíòðå ñâåòîâîãî ïÿòíà èçëó÷àòåëÿ ëîêàòîðà, èñïîëüçóéòå äëÿ þñòèðîâêè òîíêèå ïîëîñêè ôîëüãè. Äîáèâøèñü óäîâëåòâîðèòåëüíîãî ðåçóëüòàòà, çàôèêñèðóéòå ïîëîæåíèå ëàçåðà ïðè ïîìîùè òåðìîêëåÿ. Íå òðîãàéòå ëàçåð äî ïîëíîãî îñòûâàíèÿ êëåÿ, èíà÷å ïðîöåäóðó þñòèðîâêè öåëåóêàçàòåëÿ ïðèäåòñÿ ïîâòîðèòü! Äàëåå êàìåðà íàì íå íóæíà, è åå ìîæíî âûêëþ÷èòü. Ïîñëåäíèé ýòàï çàêëþ÷àåòñÿ â þñòèðîâêå ôîòîïðèåìíèêà; ýòî íàèáîëåå òðóäîåìêèé ýòàï. Îáúåêòèâ ôîòîïðèåìíèêà íóæíî ïëîòíî âñòàâèòü â òóáóñ òàê, ÷òîáû ìîæíî áûëî ëåãêî äâèãàòü ôîòîòðàíçèñòîð âî âòóëêå îáúåêòèâà. Ñîåäèíÿåì ôîòîòðàíçèñòîð ñ óñèëèòåëåì ìàêñèìàëüíî êîðîòêèìè ïðîâîäàìè. Âêëþ÷àåì îñöèëëîãðàô è ïîäêëþ÷àåì åãî ê âûõîäó óñèëèòåëÿ. Ïîñêîëüêó ñèãíàë íà âûõîäå ïðåäâàðèòåëüíîãî óñèëèòåëÿ âåñüìà ìàë, äëÿ åãî ÷åòêîãî îáíàðóæåíèÿ èñïîëüçóåì ñèãíàë ñèíõðîíèçàöèè îò ãåíåðàòîðà.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

Êàê ïðàâèëî, ïîñëå ïîäà÷è ïèòàíèÿ íà ïðåäóñèëèòåëü íà ýêðàíå îñöèëëîãðàôà óæå ìîæíî ðàçãëÿäåòü îòðàæåííûé ñèãíàë íà ôîíå ðàçëè÷íûõ íàâîäîê, êîòîðûå íà äàííîì ýòàïå íåèçáåæíû. Ïîñòåïåííî óâåëè÷èâàåì òîê ÷åðåç ñâåòîäèîä, äîáèâàÿñü óëó÷øåíèÿ ñîîòíîøåíèÿ ñèãíàë/øóì. Ïðè ýòîì ïîñòîÿííî êîíòðîëèðóåì òåìïåðàòóðó ñâåòîäèîäà, íå äîïóñêàÿ åå óâåëè÷åíèÿ áîëåå 50 ãðàäóñîâ. Ïðè ïîìîùè ïèíöåòà àêêóðàòíî äâèãàåì ôîòîòðàíçèñòîð âçàä-âïåðåä, äîáèâàÿñü ìàêñèìàëüíîé àìïëèòóäû ïðèíèìàåìîãî ñèãíàëà, ïîñëå ÷åãî àêêóðàòíî ôèêñèðóåì ôîòîòðàíçèñòîð ïðè ïîìîùè òåðìîêëåÿ. Îïèñàííûé âûøå ïðîöåññ íå òîëüêî ïîçâîëèò îòëàäèòü Ïðèåìîïåðåäàò÷èê, íî è äàñò ïðåäñòàâëåíèå î òîì, êàêîé òîê ñëåäóåò ïîäâåñòè ê ñâåòîäèîäó, è êàêîé êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ äîëæåí èìåòü óñèëèòåëü ñèãíàëà ôîòîïðèåìíèêà. Íà ýòîì íàñòðîéêó Ïðèåìîïåðåäàò÷èêà ìîæíî ñ÷èòàòü çàâåðøåííîé.

Ðåêîìåíäàöèè ïî êîíñòðóêöèè ëîêàòîðà Ïðè êîíñòðóèðîâàíèè êîðïóñà ëîêàòîðà âàæíî ñîáëþäàòü âñå ïðàâèëà ýëåêòðîìàãíèòíîé ñîâìåñòèìîñòè ïðèíèìàþùèõ è ïåðåäàþùèõ áëîêîâ. Ìû èñïîëüçîâàëè äëÿ ìàêåòèðîâàíèÿ êîðïóñ-ñòåíä èç äâóñòîðîííåãî ôîëüãèðîâàííîãî òåêñòîëèòà, ðàçäåëåííîãî íà ýêðàíèðîâàííûå îòñåêè, ñ ðàçäåëåíèåì àíàëîãîâîé è öèôðîâûõ ÷àñòåé. Íà ïðåäåëüíûõ äàëüíîñòÿõ îáíàðóæåíèÿ ïîëåçíûé ñèãíàë íà âûõîäå ôîòîïðèåìíèêà ìîæåò áûòü ìåíåå 1 ìÂ, ïîýòîìó âàæíî ìàêñèìàëüíîå âíèìàíèå óäåëèòü ýêðàíèðîâàíèþ, êàê ïðåäâàðèòåëüíîãî óñèëèòåëÿ, òàê è äðàéâåðà ìîùíîãî ñâåòîäèîäà. Îäíàêî ìåæáëî÷íîãî ýêðàíèðîâàíèÿ îêàçàëîñü íåäîñòàòî÷íî, è ìû ïðèøëè ê èäåå ðàçìåùåíèÿ äðàéâåðà è ïðåäâàðèòåëüíîãî óñèëèòåëÿ â ìåòàëëè÷åñêèõ òóáóñàõ â íåïîñðåäñòâåííîé áëèçîñòè îò èçëó÷àòåëÿ è ïðèåìíèêà, ñîîòâåòñòâåííî. Ïîñëå ðàçìåùåíèÿ äðàéâåðà è ïðåäóñèëèòåëÿ â ñîîòâåòñòâóþùèõ òóáóñàõ èõ ñëåäóåò çàêðûòü ýêðàíèðóþùèìè êðûøêàìè èç ôîëüãèðîâàííîãî òåêñòîëèòà ñ óñòàíîâëåííûìè íà íèõ ðàçúåìàìè. Êðûøêè ñëåäóåò ïðîïàÿòü ïî ïåðèìåòðó.

ÑÕÅÌÛ

43


Âûãëÿäåòü ýòî äîëæíî ïðèìåðíî òàê, êàê ïîêàçàíî íà Ðèñóíêå 8. Íà ðèñóíêå ïîêàçàí îäèíî÷íûé òóáóñ èçëó÷àòåëÿ èç äðóãîãî ïðîåêòà, íî êîíñòðóêöèÿ èäåíòè÷íàÿ.

Òåïåðü ê áàðüåðó Äëÿ èëëþñòðàöèè ýôôåêòèâíîñòè ïðåäñòàâëåííîé êîíñòðóêöèè Ïðèåìîïåðåäàò÷èêà ìû îïèøåì íåñêîëüêî ìàêåòîâ ëîêàòîðà è ïîëó÷åííûå ñ èõ ïîìîùüþ ðåçóëüòàòû. Ýëåêòðîííûå ñõåìû, ïðèâåäåííûå íèæå, ëèøü óòî÷íÿþò óñëîâèÿ ýêñïåðèìåíòîâ è íå îáÿçàòåëüíû äëÿ ïîâòîðåíèÿ. Ïîñêîëüêó äàííàÿ ðàáîòà íîñèò èññëåäîâàòåëüñêèé õàðàêòåð, òî ñõåìû ñîäåðæàò òîëüêî èíäèêàöèþ íàëè÷èÿ îòðàæåííîãî ñèã-

Ðèñóíîê 8. Òóáóñ èçëó÷àòåëÿ â ñáîðå. Äðàéâåð âíóòðè.

íàëà. Êàæäûé êîíñòðóêòîð ìîæåò ñàìîñòîÿòåëüíî ðàçðàáîòàòü ýëåêòðîííóþ ÷àñòü ëîêàòîðà íà îñíîâå ñîáñòâåííîãî îïûòà, çíàíèé, äîñòóïíîé ýëåìåíòíîé áàçû è íàçíà÷åíèÿ ïðèáîðà. R6

R7 10k + C4 1000.0

1k R1 100

C1 10.0

C2 0.1

DD1-1 VD3

R8 C5 0.1

DD2-1

8k2

R2 VT2

+6 Â

R9 120k R10 8k2

100k FT1 ÔÎÒÎÏÐÈÅÌÍÈÊ

C6 0.1

DD2-2 DD1, DD2 – CD4011 FD1 – PT204-6B VT1 – IFR3205 DA1 – LM567 VD1 – Ç Âò Hyelsiontek +

ÈÇËÓ×ÀÒÅËÜ

VD1

R3 2×5

C3 1000.0 VT1

C8 33n*

C9 0.1

C9 4.7

R4 R5 100k

R11 240k R12 2k

C10 0.1

C7 100.0 3 1 7 2

DA1

R13 100 4 8 6 5

R14 1k VD2

R15* C11*

100

+3.7 Â

Ðèñóíîê 9. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà ìàêåòà ëîêàòîðà ïî âàðèàíòó 1.

44

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


 ïðîöåññå èññëåäîâàíèé áûëè èñïûòàíû ðàçëè÷íûå êîìáèíàöèè îáúåêòèâîâ, èçëó÷àòåëåé è ôîòîïðèåìíèêîâ.

Êîìáèíàöèÿ ïåðâàÿ Îáúåêòèâû äåñÿòèãðàäóñíûå, ñ äèàìåòðîì ëèíçû 10 ìì. Ôîòîïðèåìíèê – äâóõâûâîäíîé èíôðàêðàñíûé ôîòîòðàíçèñòîð 940 íì.  êà÷åñòâå èçëó÷àòåëÿ èñïîëüçóåòñÿ èíôðàêðàñíûé òðåõâàòòíûé ñâåòîäèîä 940 íì, ñíàáæåííûé íåáîëüøèì ïëàñòèí÷àòûì ðàäèàòîðîì. Ïðåäâàðèòåëüíûé óñèëèòåëü òðåõêàñêàäíûé, âûïîëíåí íà öèôðîâîé ìèêðîñõåìå CD4011, ýëåìåíòû êîòîðîé ðàáîòàþò â ëèíåéíîì ðåæèìå (Ðèñóíîê 9). Àíàëèçàòîð âûïîëíåí íà ìèêðîñõåìå LM567, ðàáîòàþùåé â øòàòíîì ðåæèìå. Ñèãíàë ñ ÷àñòîòîé â ðàéîíå 960 Ãö âûðàáàòûâàåòñÿ ãåíåðàòîðîì, âõîäÿùèì â ñîñòàâ ìèêðîñõåìû LM567 è óñèëèâàåòñÿ ïî ìîùíîñòè ïîëåâûì òðàíçèñòîðîì IRF3205. Ñõåìà òðåáóåò ïðîäóìàííîãî è àêêóðàòíîãî ìîíòàæà, òàê êàê èíâåðòîðû CD4011, ðàáîòàþùèå â ëèíåéíîì ðåæèìå, âåñüìà ñêëîííû ê ñàìîâîçáóæäåíèþ. Ïèòàíèå ïðåäâàðèòåëüíîãî óñèëèòåëÿ è àíàëèçàòîðà îñóùåñòâëÿåòñÿ îò ñòàáèëèçèðîâàííîãî èñòî÷íèêà íàïðÿæåíèÿ 6 Â, ïîëó÷àåìîãî îò àêêóìóëÿòîðíîé áàòàðåè òèïîðàçìåðà «Êðîíà»; ïèòàíèå óñèëèòåëÿ èçëó÷àòåëÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ îò àêêóìóëÿòîðà 18650 åìêîñòüþ 2 À·÷.  êà÷åñòâå èíäèêàòîðà èñïîëüçóåòñÿ ñâåòîäèîä. Ëàçåðíûé öåëåóêàçàòåëü ïîäêëþ÷àåòñÿ ÷åðåç òóìáëåð ê àêêóìóëÿòîðó ïåðåäàò÷èêà. Ðåçóëüòàòû ïîëåâûõ èñïûòàíèé ïîêàçûâàþò, ÷òî èçãîòîâëåííûé òàêèì îáðàçîì ëîêàòîð óâåðåííî îáíàðóæèâàåò ÷åëîâåêà ðîñòîì 160 ñì íà ðàññòîÿíèè äî 14 ìåòðîâ ñîëíå÷íûì äíåì è äî 16 ìåòðîâ â ñóìåðêàõ. Êðóïíûå ïðåïÿòñòâèÿ, íàïðèìåð ñòåíû, íàäåæíî îáíàðóæèâàþòñÿ íà ðàññòîÿíèè äî 25 ìåòðîâ. Âèäåîìàòåðèàëû èñïûòàíèé, ïðîâåäåííûõ äíåì è â ñóìåðêàõ, ñîäåðæàòñÿ â ôàéëàõ, êîòîðûå ìîæíî ñêà÷àòü ïî ññûëêàì â êîíöå ñòàòüè. ×òîáû âàø ëîêàòîð ñ ôîòîòðàíçèñòîðîì â êà÷åñòâå ñåíñîðà óâåðåííî ðàáîòàë íî÷üþ, ïðèäåòñÿ íåñêîëüêî ïåðåäåëàòü ôîòîïðèåìíèê â ñîîòâåòñòâèè ñ àâòîðñêîé ñòàòüåé [2]. Åñëè î÷åíü êðàòêî, òî ñóòü èäåè â ñëåäóþùåì. Ïðè ïîëíîì îòñóòñòâèè âíåøíåãî îñâå-

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

Ðèñóíîê 10. Òóáóñ ìîäèôèöèðîâàííîãî ôîòîïðèåìíèêà è îáúåêòèâ ñ ïîäñâåòêîé ñåíñîðà.

ùåíèÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòü ëîêàòîðà ñóùåñòâåííî óìåíüøàåòñÿ, òàê êàê ðàáî÷àÿ òî÷êà ôîòîòðàíçèñòîðà ñìåùàåòñÿ â îáëàñòü îòñå÷êè. Äëÿ âûâîäà ðàáî÷åé òî÷êè íà ëèíåéíûé ó÷àñòîê õàðàêòåðèñòèêè èñïîëüçóåòñÿ ïîäñâåòêà ñåíñîðà ñëàáûì èíôðàêðàñíûì ñâåòîì. Êàê ïîêàçàíî â ñòàòüå, íî÷íàÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòü ñåíñîðà ïðè ýòîì âîçðàñòàåò ïðèìåðíî â òðè ðàçà. Íà ñõåìå ïðèâåäåííîé âûøå, ýëåìåíòû ïîäñâåòêè îáîçíà÷åíû êàê VD3, R6 è R7. Íà êîëëàæå (Ðèñóíîê 10) ñëåâà – èçîáðàæåíèå òûëüíîé ñòîðîíû òóáóñà, ñîäåðæàùåãî îáúåêòèâ ñåíñîðà ñ ïîäñâåòêîé è ïðåäâàðèòåëüíûé óñèëèòåëü, ñïðàâà – èçîáðàæåíèå îáúåêòèâà, â êîòîðûé óñòàíîâëåí ñåíñîð ñ ïîäñâåòêîé. Ïî îñè îáúåêòèâà – âûâîäû ôîòîòðàíçèñòîðà, ïîïåðåê îñè – âûâîäû ñâåòîäèîäà ïîäñâåòêè. Âèäíû ñëåäû ïàéêè è êëåÿ, ïîñêîëüêó ôîòî áûëî ñäåëàíî ïîñëå ðàçáîðêè Ïðèåìîïåðåäàò÷èêà ïî çàâåðøåíèè ýêñïåðèìåíòà.

Êîìáèíàöèÿ âòîðàÿ Îáúåêòèâû òðåõãðàäóñíûå (ïî ôàêòó 4 ãðàäóñà), ñ äèàìåòðîì ëèíçû 20 ìì. Ôîòîïðèåìíèê – ìèêðîñõåìà TSOP4836 ôèðìû Vishay Intertechnologies. Ìèêðîñõåìà èìååò ïðåêðàñíûå õàðàêòåðèñòèêè ïðè ïðÿìîì îáëó÷åíèè íà ðàññòîÿíèè äî 24 ì. Ìû ðåøèëè ïðîâåðèòü, êàê ïîâåäåò ñåáÿ ýòà ìèêðîñõåìà ïðè ïðèåìå îòðàæåííîãî ñèãíàëà. Íå íàäåÿñü íà ñðàâíèìûå ðåçóëüòàòû, ìû èñïîëüçîâàëè îáúåêòèâû ñ ëèíçàìè äèàìåòðîì 20 ìì. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà çíà÷èòåëüíî óïðîùàåòñÿ çà ñ÷åò îòñóòñòâèÿ àíàëîãîâîé ÷àñòè (Ðèñóíîê 11).

ÑÕÅÌÛ

45


Ðèñóíîê 11. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà ëîêàòîðà íà îñíîâå TSOP4836.

R3

10k* C2 2.2n

36k C1 0.1

DD1-2

R2

DD1-1

510k

R1

DD1-3

VT1

VT2

ÑÕÅÌÛ R5 100k

100

R4

C3 3300.0

+

VD1

R6 2×5

3

2

ÔÏ

R7 100

1

DD1-4

C4 100.0 +

46

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

C6 1n

D

DD2-1

R

S

C5 3300.0

Q

Q

R8 30k

+

DD3-2

R10 2k

VD2-2 Êðàñíûé

DD1 – CD4093 DD2 – CD4013 DD3 – CD40107 ÔÏ – TSOP4836 VT1 – BD557 VT2 - BD547 VT3 – IFR3205 VD1 – Ç Âò Hyelesiontek VD2 – BL-L515RGB

DD3-1

R9 1k

VD2-1 Çåëåíûé

3.7 Â


Çàäàþùèé ãåíåðàòîð íà ýëåìåíòàõ DD1-1, DD1-2, DD1-3 ôîðìèðóåò ïà÷êè èìïóëüñîâ ÷àñòîòîé 36 êÃö. Äëèòåëüíîñòü ïà÷êè íåêðèòè÷íà è ñîñòàâëÿåò 2-4 ìñ. Ïà÷êà èìïóëüñîâ óñèëèâàåòñÿ òðàíçèñòîðîì IFR3205, êîòîðûé, òàêæå êàê è â ïðåäûäóùåé êîíñòðóêöèè, ïîìåùåí â òóáóñ èçëó÷àòåëÿ âìåñòå ñ òîêîîãðàíè÷èâàþùèì ðåçèñòîðîì è êîíäåíñàòîðîì ôèëüòðà. Ôîòîïðèåìíèê TSOP4836 òàêæå ïîìåùåí â ýêðàíèðóþùèé òóáóñ, ÷òî ïîëíîñòüþ èñêëþ÷àåò âëèÿíèå âíóòðåííèõ è âíåøíèõ ýëåêòðîìàãíèòíûõ ïîìåõ. Íà âûõîäå ôîòîïðèåìíèêà ôîðìèðóåòñÿ îòðèöàòåëüíûé èìïóëüñ ñ äëèòåëüíîñòüþ, ðàâíîé äëèòåëüíîñòè ïà÷êè, êîòîðûé èíâåðòèðóåòñÿ ýëåìåíòîì DD1-4 è ïîäàåòñÿ íà ñ÷åòíûé âõîä D-òðèããåðà DD2-1. Íà D-âõîä ïîäàåòñÿ ïîëîæèòåëüíûé èìïóëüñ ñ äëèòåëüíîñòüþ, ðàâíîé äëèòåëüíîñòè ïà÷êè îò çàäàþùåãî ãåíåðàòîðà. Ïåðåäíèì ôðîíòîì ýòîãî èìïóëüñà òðèããåð ñáðàñûâàåòñÿ â èñõîäíîå ïîëîæåíèå. Ïîñêîëüêó èìïóëüñ îò ôîòîïðèåìíèêà çàïàçäûâàåò îòíîñèòåëüíî ñèãíàëà, ôîðìèðóåìîãî ãåíåðàòîðîì, ïðèìåðíî íà 30 ìêñ, ýòî äàåò âîçìîæíîñòü ñòðîáèðîâàòü ïåðåäíèì ôðîíòîì ýòîãî èìïóëüñà ìàñòåð-ñèãíàë îò çàäàþùåãî ãåíåðàòîðà. Ïèòàåòñÿ ëîêàòîð îò îäíîãî àêêóìóëÿòîðà 1865. Èñïûòàíèÿ ìàêåòà ëîêàòîðà ïîêàçàëè, ÷òî ÷åëîâåê ðîñòîì 160 ñì óâåðåííî îáíàðóæèâàåòñÿ íà ðàññòîÿíèè 19.6 ì, à óâåðåííîå îáíàðóæåíèå ìàòîâîé ïëîñêîñòè ðàçìåðîì 30 ñì × 180 ñì ïðîèñõîäèò íà ðàññòîÿíèè 34.6 ì. Âèäåîìàòåðèàëû èñïûòàíèé ìîæíî ñêà÷àòü ïî ññûëêå â êîíöå ñòàòüè.

Çàêëþ÷åíèå  ïåðâîé ÷àñòè ñòàòüè ðàññìîòðåíû íåêîòîðûå âîïðîñû êîíñòðóèðîâàíèÿ èíôðàêðàñíûõ ëîêàòîðîâ è ðåçóëüòàòû èñïûòàíèé ýêñïåðèìåíòàëüíûõ îáðàçöîâ.  ñòàòüå ïîäðîáíî ðàññìîòðåíà êîíñòðóêöèÿ Ïðèåìîïåðåäàò÷èêà ëîêàòîðà, îáåñïå÷èâàþùàÿ ïàðàëëåëüíîñòü îïòè÷åñêèõ îñåé ïðèåìíèêà è ïåðåäàò÷èêà. Ñîâðåìåííûå òåõíîëîãèè, â ÷àñòíîñòè 3Dïå÷àòü ìåòàëëîì, íå òîëüêî ñìîãóò îáåñïå÷èòü ïàðàëëåëüíîñòü îïòè÷åñêèõ îñåé, íî è ïîçâîëÿò ñîçäàòü ýñòåòè÷íûå è òåõíîëîãè÷íûå êîíñòðóêöèè. Òî÷íî òàê æå, ïðèâåäåííûå ýëåêòðîííûå ñõåìû ìîãóò áûòü çàìåíåíû äðóãèìè, âûïîëíåííûìè ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëèçèðîâàííûõ ìàëîøóìÿùèõ ìèêðîñõåì è ìèêðîêîíòðîëëåðîâ. ÐË

Ëèòåðàòóðà 1. Ìîæàðîâ Ã. Ãåîìåòðè÷åñêàÿ îïòèêà. ÑÏÁ. Èçäàòåëüñòâî «Ëàíü». 2017 ã. 2. Ëåâàøîâ Î. Ä., Áàñêîâ Ì. Ï. Óâåëè÷åíèå ÷óâñòâèòåëüíîñòè ôîòîïðèåìíèêà íà áàçå ôîòîòðàíçèñòîðà

Ìàòåðèàëû ïî òåìå 1. Datasheet BetLux BL-L515RGBC-CA 2. Datasheet Texas Instruments CD4011B 3. Datasheet Texas Instruments CD4013B 4. Datasheet Texas Instruments CD4093B 5. Datasheet Texas Instruments CD40107B 6. Datasheet International Rectifier IFR3205 7. Datasheet Texas Instruments LM567C 8. Datasheet Vishay TSOP4836

Çàãðóçêè 1. Âèäåîìàòåðèàëû èñïûòàíèé îïòè÷åñêîãî ëîêàòîðà (äåíü)

2. Âèäåîìàòåðèàëû èñïûòàíèé îïòè÷åñêîãî ëîêàòîðà (ñóìåðêè)

3. Ðåçóëüòàòû èñïûòàíèé îïòè÷åñêîãî ëîêàòîðà

Ïðîäîëæåíèå òåìû â ñëåäóþùåì íîìåðå ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

ÑÕÅÌÛ

47


Óïðàâëÿåìûå îêîííûå êîìïàðàòîðû Ìèõàèë Øóñòîâ, ã. Òîìñê

Ïðèâåäåíû ñõåìû àíàëîãîâîãî è öèôðîâîãî îêîííûõ êîìïàðàòîðîâ ñ ðåãóëèðóåìûì ïîëîæåíèåì îêíà è åãî øèðèíû.

Î

Îêîííûå êîìïàðàòîðû ïîçâîëÿþò ðàçäåëèòü âõîäíîé ñèãíàë ïðîèçâîëüíîé ôîðìû ïî ìåíüøåé ìåðå íà ñèãíàëû íèçêîãî, ñðåäíåãî (îêîííîãî) è âûñîêîãî óðîâíåé, ÷òî ïîçâîëÿåò çàòåì èñïîëüçîâàòü ýòè ñèãíàëû äëÿ ðåøåíèÿ çàäà÷ ðåãóëèðîâàíèÿ, àâòîïîäñòðîéêè, ìîíèòîðèíãà èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ, êîíòðîëÿ

óðîâíÿ âõîäíûõ ñèãíàëîâ, âûäåëåíèÿ äàííûõ èëè èõ ðàçäåëüíîé ïåðåäà÷è è ò.ï. Íà Ðèñóíêå 1 ïðèâåäåíà ñõåìà àíàëîãîâîãî îêîííîãî êîìïàðàòîðà ñ âîçìîæíîñòüþ óïðàâëåíèÿ ïîëîæåíèåì îêíà ïî øêàëå íàïðÿæåíèé è ðåãóëèðîâêè øèðèíû ýòîãî îêíà. Óñòðîéñòâî âûïîëíåíî íà îñíîâå äâóõ DA2.1 1

2

C

DA2.2 13

4

3

A

DA2.3 5

11

10 12

UÂÕ

VD1 1N4148

R1 10ê R2 10ê

5 R3 1ê

+10 Â 14

DA1,DA2 C1,2 7 100í R10* R11 1.3ê

4

6 Øèðèíà îêíà R9 3ê R12*

1ê 330 Ïîëîæåíèå îêíà

7

+ – –

3 DA1.1 2

R4 10ê

R5 10ê

DA1.2 1

+10 Â R6 10ê b

R7

12

B

100ê R8

VT1 BC547

100ê

+

a

R13

R14

10ê +10 Â

10ê

c DA1 LM339 DA2 CD4066

Ðèñóíîê 1. Ñõåìà àíàëîãîâîãî îêîííîãî êîìïàðàòîðà ñ ðåãóëèðóåìûì ïîëîæåíèåì îêíà è åãî øèðèíû, èìåþùåãî àíàëîãîâûå è öèôðîâûå âûõîäû.

48

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


Îêíî

Îêíî UÂÕ

UÂÕ

t

t Îêíî

a

t

A

t

Îêíî t

B

t

b

Îêíî

c

Ðèñóíîê 3. Äèíàìèêà ýëåêòðè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â ðàçëè÷íûõ òî÷êàõ àíàëîãîâîãî îêîííîãî êîìïàðàòîðà ïðè ïîäà÷å íà åãî âõîä àíàëîãîâîãî ñèãíàëà ïðîèçâîëüíîé ôîðìû ïîëîæèòåëüíîé ïîëÿðíîñòè.

Ðèñóíîê 2. Äèíàìèêà ýëåêòðè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â ðàçëè÷íûõ òî÷êàõ àíàëîãîâîãî îêîííîãî êîìïàðàòîðà ïðè ïîäà÷å íà åãî âõîä ëèíåéíî íàðàñòàþùåãî íàïðÿæåíèÿ.

àíàëîãîâûõ êîìïàðàòîðîâ DA1.1 è DA1.2 ìèêðîñõåìû LM339. Íà÷àëüíîå ñìåùåíèå (ïîëîæåíèå îêíà) çàäàåòñÿ ðåãóëèðîâêîé ïîòåíöèîìåòðà R11, à øèðèíà îêíà îò íóëÿ è âûøå – ïîäñòðîå÷íûì ðåçèñòîðîì R3. Íà âõîäû ñðàâíåíèÿ êîìïàðàòîðîâ ÷åðåç ðåçèñòèâíûé äåëèòåëü íàïðÿæåíèÿ R13, R14 ïîäàåòñÿ íàïðÿæåíèå Å/2, ãäå Å – íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ óñòðîéñòâà. Ïðè ïîäà÷å íà âõîä îêîííîãî êîìïàðàòîðà ñèãíàëà ïðîèçâîëüíîé ôîðìû ïîëîæèòåëüíîé ïîëÿðíîñòè íàïðÿæåíèåì äî 10  ïðîèñ-

UÂÕ

10ê R2 10ê

=1 3

5 6

=1 4

8 9 12 13

Øèðèíà îêíà R4 3ê

14

DD1 7

R5*

1 2 R3 10ê

+10 Â

C1 100í

õîäèò ñðàâíåíèå óðîâíåé íàïðÿæåíèé íà åãî âõîäàõ è ïåðåêëþ÷åíèå ñîñòîÿíèé êîìïàðàòîðîâ ñ ôîðìèðîâàíèåì íà èõ âûõîäàõ öèôðîâûõ ñèãíàëîâ óðîâíÿ ëîãè÷åñêèõ åäèíèö. Êàñêàä íà òðàíçèñòîðå VT1 BC547 ïðåäíàçíà÷åí äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ ñèãíàëà ëîãè÷åñêîé åäèíèöû, îòâå÷àþùåãî ïîëîæåíèþ îêíà êîìïàðàòîðà. Îñîáåííîñòüþ êîìïàðàòîðà ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî ñ ïîâûøåíèåì ïîëîæåíèÿ íà÷àëà îêíà åãî øèðèíà óìåíüøàåòñÿ. DD1 CD4070DD

VD1-VDn 1N4148

R1

t

C

t

R6

R7*

=1 10

=1

11

c

b

a

+10 Â

1.3ê

1ê 300 Ïîëîæåíèå îêíà

Ðèñóíîê 4. Ñõåìà öèôðîâîãî îêîííîãî êîìïàðàòîðà ñ ðåãóëèðóåìûì ïîëîæåíèåì îêíà è åãî øèðèíû.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

ÑÕÅÌÛ

49


Îêíî UÂÕ

t

a

t

b

t

c

t

Ðèñóíîê 5. Äèíàìèêà ýëåêòðè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â ðàçëè÷íûõ òî÷êàõ öèôðîâîãî îêîííîãî êîìïàðàòîðà ïðè ïîäà÷å íà åãî âõîä ñèãíàëà òðåóãîëüíîé ôîðìû.

Óñòðîéñòâî èìååò öèôðîâûå (a, b, c) è àíàëîãîâûå (A, B, C) âûõîäû: a è A – ïîëîæåíèå íèçêîãî óðîâíÿ; b è B – îêíà; ñ è Ñ – âûñîêîãî óðîâíÿ.

50

Íà Ðèñóíêå 2 ïîêàçàíû äèàãðàììû ïðîöåññîâ, íàáëþäàåìûõ íà âõîäå è öèôðîâûõ âûõîäàõ îêîííîãî êîìïàðàòîðà, à íà Ðèñóíêå 3 – äèàãðàììû âõîäíûõ è âûõîäíûõ ñèãíàëîâ íà åãî àíàëîãîâûõ âûõîäàõ. Íà Ðèñóíêå 4 ïðèâåäåíà ñõåìà óïðàâëÿåìîãî îêîííîãî êîìïàðàòîðà, âûïîëíåííîãî íà öèôðîâîé ìèêðîñõåìå DD1 CD4070BD. Ïðèíöèï åãî äåéñòâèÿ òîò æå, ÷òî è ó ðàíåå îïèñàííîãî óñòðîéñòâà. Ìàêñèìàëüíî âîçìîæíóþ øèðèíó îêíà ìîæíî ñòóïåí÷àòî ðåãóëèðîâàòü âêëþ÷åíèåì äîïîëíèòåëüíûõ äèîäîâ â öåïî÷êå VD1–VDn è ïëàâíî – ïîäñòðîå÷íûì ðåçèñòîðîì R3. Êîìïàðàòîð èìååò òîëüêî öèôðîâûå âûõîäû, õîòÿ íè÷òî íå ìåøàåò ðàñøèðèòü åãî âîçìîæíîñòè äîïîëíåíèåì àíàëîãîâûõ êàíàëîâ òàê, êàê ýòî ñäåëàíî â àíàëîãîâîì êîìïàðàòîðå, ïðèâåäåííîì íà Ðèñóíêå 1. Äèíàìèêà ýëåêòðè÷åñêèõ ïðîöåññîâ âî âõîäíûõ è âûõîäíûõ öåïÿõ öèôðîâîãî îêîííîãî êîìïàðàòîðà ïðè ïîäà÷å íà åãî âõîä ñèãíàëà òðåóãîëüíîé ôîðìû ïîêàçàíà íà Ðèñóíêå 5. ÐË

Ìàòåðèàëû ïî òåìå

ÑÕÅÌÛ

1. Datasheet Texas Instruments LM339-N 2. Datasheet Texas Instruments CD4066B 3. Datasheet Texas Instruments CD4070B

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


Ïîëåâîé òðàíçèñòîð êîìïåíñèðóåò èñêàæåíèÿ â ïîâòîðèòåëå Dimitri Danyuk Electronic Design

Ç

Çà äîëãèå ãîäû, ïðîøåäøèå ñ ìîìåíòà èçîáðåòåíèÿ ïîâòîðèòåëÿ, áûëî ïðåäëîæåíî ìíîæåñòâî óëó÷øåíèé åãî ñõåìû. «Áåëûé» êàòîäíûé ïîâòîðèòåëü óäâîèë âûõîäíîé òîê è ñäåëàë ïåðåäàòî÷íóþ ôóíêöèþ áîëåå ëèíåéíîé [1]. Äîáàâëåíèå óñèëèòåëüíîãî êàñêàäà ñ

îáùåé áàçîé (òîêîâîãî ïîâòîðèòåëÿ) çíà÷èòåëüíî óëó÷øèëî êîýôôèöèåíò ïîäàâëåíèÿ ïóëüñàöèé ïèòàíèÿ Áåëîãî ïîâòîðèòåëÿ [2]. Ñëåäóþùèé øàã ñäåëàëè èíæåíåðû êîðïîðàöèè Pioneer Electronic, ïðèìåíèâ èäåþ Áåëîãî ïîâòîðèòåëÿ ê ïàðå ïîñëåäîâàòåëüíî

+15 Â +

C2 10 µF

RL

R1 51 Âõîä

C3 33 nF

Ñ Ç

Âûõîä

Q1 BF862 È

R5 200

R2 1M RS

R6 100k

Q3 BC850

C1 100 pF Q4 BC860

Q2 BC860

R4 100

R3 100

+

C4 10 µF

C5 33 nF –15 Â

Ðèñóíîê 1. Ïîâòîðèòåëü íà ïîëåâîì òðàíçèñòîðå ñ óïðàâëÿþùèì ïåðåõîäîì, äîïîëíåííûé òîêîâûì çåðêàëîì íà òðàíçèñòîðàõ Q2 è Q4, îáåñïå÷èâàåò ïîäàâëåíèå èñêàæåíèé ïðè íàäëåæàùåì âûáîðå ñîïðîòèâëåíèÿ ðåçèñòîðà RS.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

ÑÕÅÌÛ

51


VIN + VGS + VBE , RL ãäå VIN – âõîäíîå íàïðÿæåíèå, VGS – íàïðÿæåíèå çàòâîð-èñòîê òðàíçèñòîðà Q1, VBE – íàïðÿæåíèå áàçà-ýìèòòåð òðàíçèñòîðà Q3. Ïîñêîëüêó ïðîâîäèìîñòü òðàíçèñòîðà Q3 êîíå÷íà, åãî ýìèòòåðíûé òîê (èëè òîê íàãðóçêè) áóäåò ìîäóëèðîâàòü åãî íàïðÿæåíèå áàçàýìèòòåð. Íàïðÿæåíèå çàòâîð-èñòîê òðàíçèñòîðà Q1 ìîæåò ìîäóëèðîâàòüñÿ òàêèì æå îáðàçîì ïóòåì äîáàâëåíèÿ ê SLC ðåçèñòîðà –60

THD+N (äÁ)

R3 = R4 = 100 –80

–100 RL = 6.81 êÎì RL = 2.2 êÎì RL = 1.2 êÎì

–120 1

10

100

1000

RS (êÎì)

Ðèñóíîê 2. Äëÿ òðåõ ñîïðîòèâëåíèé íàãðóçêè, èñïîëüçîâàííûõ â ýòèõ èçìåðåíèÿõ ïðè âõîäíîì ñèãíàëå 1  ñ.ê.ç,, óðîâåíü THD+N ïðè îïòèìàëüíîì çíà÷åíèè RS îñòàåòñÿ íèæå 103 äÁ.

52

–60 R3 = 100 R4 = 33 THD+N (äÁ)

ñîåäèíåííûõ ïîâòîðèòåëåé. Ïðåäïîñûëêîé ê ñîçäàíèþ â Pioneer Electronic ñóïåðëèíåéíîé ñõåìû (Super Linear Circuit – SLC) ïîâòîðèòåëÿ áûëà èäåÿ ñäåëàòü òàê, ÷òîáû íåëèíåéíîñòü ïåðåäàòî÷íîé ôóíêöèè ïåðâîãî òðàíçèñòîðà êîìïåíñèðîâàëàñü ïðîòèâîïîëîæíîé íåëèíåéíîñòüþ âêëþ÷åííîãî ïîñëåäîâàòåëüíî âòîðîãî òðàíçèñòîðà [3]. Íà Ðèñóíêå 1 ïðåäñòàâëåíî åùå îäíî óëó÷øåíèå – ïîâòîðèòåëü íà ïîëåâîì òðàíçèñòîðå ñ êîìïåíñàöèåé èñêàæåíèé. Íàïðÿæåíèå èñòîêà òðàíçèñòîðà Q1 âîñïðîèçâîäèò âõîäíîå íàïðÿæåíèå, à çàòåì óïðàâëÿåò áàçîé Q3. Îáà òðàíçèñòîðà Q1 è Q3 ïèòàþò òîêîì íàãðóçêó RL. Áëàãîäàðÿ äåéñòâèþ òîêîâîãî çåðêàëà (Q2-Q4) òîê èñòîêà Q1 ðàâåí òîêó êîëëåêòîðà Q3. Ñóììà òîêà èñòîêà òðàíçèñòîðà Q1 è êîëëåêòîðíîãî òîêà òðàíçèñòîðà Q4 ðàâíà:

–80

–100 RL = 6.81 êÎì RL = 2.2 êÎì RL = 1.2 êÎì –120 1

10

100

1000

RS (êÎì)

Ðèñóíîê 3. Ïðè èçìåíåíèè îòíîøåíèÿ R3/R4 òðåáóåìîå îïòèìàëüíîå ñîïðîòèâëåíèå ðåçèñòîðà RS òàêæå ìåíÿåòñÿ.

RS. Ïðè îïðåäåëåííîì çíà÷åíèè RS ìîäóëÿöèÿ VBE áóäåò êîìïåíñèðîâàíà òàêîé æå ìîäóëÿöèåé VGS. Ïîäîáíûé ìåõàíèçì ïîäàâëåíèÿ èñêàæåíèé äåéñòâóåò â óñèëèòåëüíîì êàñêàäå íà îäíîì ïîëåâîì òðàíçèñòîðå ñ îáùèì èñòîêîì [4]. Íà Ðèñóíêå 2 ïîêàçàíû ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé â ýòîé ñõåìå îáùèõ ãàðìîíè÷åñêèõ èñêàæåíèé ïëþñ øóìà (THD+N) äëÿ òðåõ çíà÷åíèé RL ïðè èçìåíåíèè RS. Óëó÷øåíèå äîâîëüíî çíà÷èòåëüíîå: äëÿ ñèãíàëà 1  ñ.ê.ç. èñêàæåíèÿ ñîñòàâëÿþò ìåíåå 103 äÁ. Åùå îäèí ñïîñîá óïðàâëåíèÿ ñîñòîÿíèåì áàëàíñà ñõåìû – èçìåíåíèå êîýôôèöèåíòà ïåðåäà÷è òîêîâîãî çåðêàëà. Ðèñóíîê 3 äåìîíñòðèðóåò, êàê ñìåùàåòñÿ êðèâàÿ çàâèñèìîñòè THD+N îò RS ïðè ðàçëè÷íûõ îòíîøåíèÿõ R3/R4.  ýòîì ñëó÷àå òîê èñòîêà Q1 ÿâëÿåòñÿ ÷àñòüþ òîêà ýìèòòåðà Q3. Ýòî ìîæåò áûòü ïîëåçíûì, êîãäà òîê ïîêîÿ òðàíçèñòîðà Q1 îïðåäåëÿåòñÿ, èñõîäÿ èç äðóãèõ ñîîáðàæåíèé, íàïðèìåð, äëÿ óëó÷øåíèÿ øóìîâûõ õàðàêòåðèñòèê. Èç-çà ðåãåíåðàòèâíîé îáðàòíîé ñâÿçè åìêîñòü â íàãðóçêå ýìèòòåðà Q3 ïðèâåäåò ê âîçíèêíîâåíèþ âûñîêî÷àñòîòíûõ ïèêîâ âíóòðè êîíòóðà. Ïîýòîìó åìêîñòíàÿ íàãðóçêà èçîëèðîâàíà ðåçèñòîðîì R5, è, êðîìå òîãî, ìîæåò ïîòðåáîâàòüñÿ êàêàÿ-òî ÷àñòîòíàÿ êîððåêöèÿ (C1). Ðåçèñòîð R6 ñîïðîòèâëåíèåì 100 êÎì ïðåäñòàâëÿåò âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå ñèñòåìû. Ëèíåéíàÿ çàâèñèìîñòü ìåæäó ïàäåíèåì íàïðÿæåíèÿ íà RL è âõîäíûì íàïðÿæåíèåì îçíà÷àåò, ÷òî çàâèñèìîñòü âûõîäíîãî òîêà îò

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


+ RFB FB R1

Âõîä

Âõîä

Q1

R2 Q3 Ïîäñòðîéêà C1 RS

Q2

Q4

R3

R4 Íàãðóçêà Âûõîä RL –

Ðèñóíîê 4. Ëèíåéíàÿ çàâèñèìîñòü ìåæäó âûõîäíûì òîêîì è âõîäíûì ñèãíàëîì ïîçâîëÿåò ïðåîáðàçîâàòü ñõåìó òàê, ÷òîáû îíà èìåëà âèä óñèëèòåëÿ ñ ëèíåéíîé ïåðåäàòî÷íîé ôóíêöèåé.

3. Ozawa, O., and Ishikawa, K., “Super Linear Circuit,” 60th AES Convention, May 1980, Preprint No. 1660, pp 1-38. 4. Designing With Field-Effect Transistors, ed. by A.D. Evans, McGraw-Hill, New York, 1981, Ch. 311, “Distortion in FET Amplifiers.”

âõîäíîãî ñèãíàëà òàêæå ëèíåéíà. Ïîýòîìó ñõåìà Ðèñóíêà 1 ìîæåò áûòü ïðåîáðàçîâàíà ê âèäó óñèëèòåëÿ ñ ëèíåéíîé ïåðåäàòî÷íîé ôóíêöèåé (Ðèñóíîê 4). ÐË

Ññûëêè 1. White, E.L.C., “Thermionic Valve Amplifier Circuit Arrangements,” U.S. patent 2358428, Sept. 19, 1944. 2. Taylor, P.L., “Audio Power Amplifier,” Wireless World, June 1973, p. 301.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

Ìàòåðèàëû ïî òåìå

ÑÕÅÌÛ

1. Datasheet ON Semiconductor BC850 2. Datasheet ON Semiconductor BC860 3. Datasheet NXP BF862

53


Ýëåêòðîííûé ðåäóêòîð èëè êàê êàðäèíàëüíî óâåëè÷èòü êðóòÿùèé ìîìåíò êîëëåêòîðíîãî äâèãàòåëÿ ïåðåìåííîãî òîêà íà íèçêèõ îáîðîòàõ ×àñòü 1 Àëåêñåé Êóçüìèíîâ, Ìîñêâà  ñòàòüå ïðèâåäåíû ïðèíöèïèàëüíûå ñõåìû, ðàçâîäêà ïëàò è ôîòîãðàôèè óñòðîéñòâ ðåãóëÿòîðîâ-ñòàáèëèçàòîðîâ ñêîðîñòè âðàùåíèÿ ìèíè äðåëåé íà áàçå ìèêðîñõåì U2010B/U2008B. Ñòàáèëèçàöèÿ ñêîðîñòè âðàùåíèÿ êîëëåêòîðíûõ äâèãàòåëåé ïåðåìåííîãî òîêà, ïðèìåíåííûõ â ýòèõ äðåëÿõ, äàëà âîçìîæíîñòü â ðàçû óâåëè÷èòü èõ êðóòÿùèé ìîìåíò, ÷òî ïîçâîëèëî ñóùåñòâåííî ðàñøèðèòü ñôåðó ïðèìåíåíèÿ ïîäîáíûõ äðåëåé è èñïîëüçîâàòü èõ â òàêèõ ðåæèìàõ ðàáîòû, êîòîðûå ðàíåå áûëè äëÿ íèõ íåäîñòóïíû (ñâåðëåíèå îòâåðñòèé, ðàñïèëîâêà, çàòî÷êà). Ïîêàçàíû ïðèìåðû ïðèìåíåíèÿ ñêîíñòðóèðîâàííûõ óñòðîéñòâ ñîâìåñòíî ñ ìèíè äðåëÿìè.

Ââåäåíèå Êîëëåêòîðíûå äâèãàòåëè ïîñòîÿííîãî è ïåðåìåííîãî òîêà, êàê èçâåñòíî, îáëàäàþò îäíèì îáùèì ñâîéñòâîì: ïðè óâåëè÷åíèè íàïðÿæåíèÿ, ïîäàâàåìîãî íà òàêèå äâèãàòåëè, óâåëè÷èâàþòñÿ èõ ñêîðîñòü è êðóòÿùèé ìîìåíò. Ïðè÷åì, íà õîëîñòîì õîäó, òî åñòü áåç íàãðóçêè íà âàë, èëè, äðóãèìè ñëîâàìè, ïðè íóëåâîì òîðìîçíîì ìîìåíòå, ñêîðîñòü âðàùåíèÿ òàêèõ äâèãàòåëåé (à îñîáåííî äâèãàòåëåé ïåðåìåííîãî òîêà) ìîæåò äîñòèãàòü äîñòàòî÷íî âûñîêèõ çíà÷åíèé – äî äåñÿòêîâ

54

òûñÿ÷ îá/ìèí. Â òî æå âðåìÿ ïðè ñâåðëåíèè îòâåðñòèé, íàïðèìåð, ýëåêòðîäðåëüþ îò äâèãàòåëÿ òðåáóåòñÿ ïîâûøåííûé êðóòÿùèé

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


ìîìåíò, êîòîðûé òåì áîëüøå, ÷åì òîëùå ñâåðëî. Ïðè ýòîì äëÿ áîëåå òî÷íîãî ïîçèöèîíèðîâàíèÿ ñâåðëà è, îñîáåííî, äëÿ ïðèåìëåìîãî ðåæèìà ñâåðëåíèÿ ñêîðîñòü âðàùåíèÿ äîëæíà áûòü äîñòàòî÷íî íèçêîé (íåñêîëüêî ñîò îá/ìèí).  ñâÿçè ñ ýòèì â ýëåêòðîäðåëè óñòàíàâëèâàþò ìåõàíè÷åñêèé ðåäóêòîð, ñíèæàþùèé ñêîðîñòü âðàùåíèÿ âàëà è îäíîâðåìåííî óâåëè÷èâàþùèé åãî êðóòÿùèé ìîìåíò â äåñÿòêè è äàæå â ñîòíè ðàç (îñîáåííî â äðåëÿõ-øóðóïîâåðòàõ). Åñëè æå äâèãàòåëü èñïîëüçóåòñÿ â èíñòðóìåíòàõ äëÿ çàòî÷êè (íàïðèìåð, ñâåðë) èëè ðåçêè êàêèõ-ëèáî ìàòåðèàëîâ (íàïðèìåð, â öèðêóëÿðíîé ïèëå), òî åñòü íà åãî âàëó óñòàíîâëåí àáðàçèâíûé òî÷èëüíûé èëè îòðåçíîé êðóã, òî ñâåðõâûñîêàÿ ñêîðîñòü âðàùåíèÿ äâèãàòåëÿ íà õîëîñòûõ îáîðîòàõ (íàïðèìåð, 30000 îá/ìèí) ìîæåò ïðèâåñòè ê ðàçðóøåíèþ òàêèõ êðóãîâ (îíè ìîãóò ïðîñòî ðàçëåòåòüñÿ íà êóñêè, ÷òî óæå òðàâìîîïàñíî).  ñâÿçè ñ ýòèì, ïðè ýêñïëóàòàöèè ïîäîáíûõ êðóãîâ äëÿ íèõ óêàçûâàåòñÿ ìàêñèìàëüíàÿ ñêîðîñòü èõ âðàùåíèÿ. Îäíàêî åñëè ñíèçèòü ñêîðîñòü âðàùåíèÿ äâèãàòåëÿ äî ïðèåìëåìîãî óðîâíÿ ïóòåì ïîäà÷è íà äâèãàòåëü ïîíèæåííîãî íàïðÿæåíèÿ, òî îäíîâðåìåííî ñíèçèòñÿ è êðóòÿùèé ìîìåíò. À ïîñêîëüêó òîðìîçíîé ìîìåíò êðóãà ÷àñòî íà ïîðÿäîê áîëüøå àíàëîãè÷íîãî ìîìåíòà ñâåðëà, òàê êàê èõ äèàìåòðû ìîãóò îòëè÷àòüñÿ íà ïîðÿäîê, òî ïðè íèçêîé ñêîðîñòè âðàùåíèÿ è, ñîîòâåòñòâåííî, ìàëîì êðóòÿùåì ìîìåíòå ïðè äîñòàòî÷íîì òîðìîçíîì ìîìåíòå òàêîé êðóã ìîæåò ïðîñòî îñòàíîâèòüñÿ.  ñâÿçè ñ ýòèì â ïîäîáíûõ óñòðîéñòâàõ, òàê æå êàê è â ýëåêòðîäðåëÿõ, ìîæåò ïîíàäîáèòüñÿ óñòàíîâêà ìåõàíè÷åñêîãî ðåäóêòîðà. Ìåõàíè÷åñêèé ðåäóêòîð, óñòàíàâëèâàåìûé, íàïðèìåð, â ýëåêòðîäðåëè, êàê èçâåñòíî, ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé óñòðîéñòâî, ñîñòîÿùåå èç íåñêîëüêèõ ñòàëüíûõ øåñòåðåí, óêðåïëåííûõ íà îñÿõ ñ ïîäøèïíèêàìè. Ïîñêîëüêó ðåäóêòîð èìååò íåêîòîðûå ãàáàðèòû è âåñ, åñòåñòâåííî, ãàáàðèòû è âåñ òàêèõ äðåëåé íåñêîëüêî óâåëè÷åíû (äî 2 êã è áîëåå), íî ïðè ðó÷íîì ñâåðëåíèè îòâåðñòèé ýòî íå ïðåäñòàâëÿåò îñîáîé ïðîáëåìû. Îäíàêî åñëè äëÿ áîëåå ïðåöèçèîííûõ ñâåðëîâî÷íûõ ðàáîò èñïîëüçóåòñÿ ñòîéêà äëÿ äðåëè, òî óñòàíîâêà ïîäîáíîé äðåëè ñ ðåäóêòîðîì â òàêóþ ñòîéêó óæå ïðåäñòàâëÿåò íåêîòîðóþ ïðîáëåìó.  îñíîâíîì ýòî ñâÿçàíî ñ îòíîñèòåëüíî áîëüøèìè ãàáàðèòàìè è âåñîì ïîäîáíûõ äðåëåé è, êðîìå òîãî, èõ ðóêîÿòêà ñóùåñòâåííî ìåøàåò ðàáîòå. Çäåñü âíå êîíêóðåíöèè áîëåå ëåã-

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

êàÿ (íå áîëåå 1 êã) è êîìïàêòíàÿ òàê íàçûâàåìàÿ ìèíè äðåëü (å¸ åù¸ íàçûâàþò ïðÿìîé øëèôîâàëüíîé ìàøèíîé, ãðàâåðîì è ò.ï.). Òàêîå óñòðîéñòâî ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïðîñòî êîëëåêòîðíûé ýëåêòðîäâèãàòåëü (ïîñòîÿííîãî èëè ïåðåìåííîãî òîêà) áåç ðåäóêòîðà (è áåç ðóêîÿòêè), íà âàëó êîòîðîãî óêðåïëåí ïàòðîí äëÿ çàæàòèÿ ñâåðë (èëè èíûõ íàñàäîê, íàïðèìåð, îòðåçíûõ èëè òî÷èëüíûõ àáðàçèâíûõ äèñêîâ).  ñòîéêå äëÿ äðåëè ïîäîáíîå óñòðîéñòâî çàêðåïëÿåòñÿ ñïåöèàëüíûì çàæèìîì (õîìóòîì).  òî æå âðåìÿ, êàê óæå óïîìèíàëîñü, ñâåðõâûñîêèå ñêîðîñòè âðàùåíèÿ ýëåêòðîäâèãàòåëåé ïîäîáíûõ óñòðîéñòâ íà õîëîñòîì õîäó è íèçêèé êðóòÿùèé ìîìåíò íà ìàëûõ è ñðåäíèõ ñêîðîñòÿõ ïðè ñâåðëåíèè îòâåðñòèé, ïðè ðàçðåçêå (öèðêóëÿðíàÿ ïèëà) èëè çàòî÷êå (òî÷èëî), íå ïîçâîëÿþò èõ èñïîëüçîâàòü â òàêèõ ðåæèìàõ ðàáîòû. Îäíàêî ýòó ïðîáëåìó ìîæíî ðåøèòü áîëåå ïðîñòûì è ýôôåêòèâíûì ýëåêòðîííûì ñïîñîáîì. Ýòîò ñïîñîá çàêëþ÷àåòñÿ â ñòàáèëèçàöèè ñêîðîñòè âðàùåíèÿ âàëà ýëåêòðîäâèãàòåëÿ âíå çàâèñèìîñòè îò òîðìîçíîãî ìîìåíòà, èëè, äðóãèìè ñëîâàìè, ïðè óâåëè÷åíèè òîðìîçíîãî ìîìåíòà íà äâèãàòåëü ïîäàåòñÿ áóëüøàÿ ìîùíîñòü, îò÷åãî ñîîòâåòñòâåííî óâåëè÷èâàåòñÿ êðóòÿùèé ìîìåíò, è óñòàíîâëåííàÿ ñêîðîñòü âðàùåíèÿ âàëà îñòàåòñÿ ïðåæíåé (èëè, ïî êðàéíåé ìåðå, ê íåé ñòðåìèòñÿ). Ýëåêòðîííûé ñòàáèëèçàòîð ñêîðîñòè âðàùåíèÿ êîëëåêòîðíûõ ýëåêòðîäâèãàòåëåé ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé óñòðîéñòâî, èìåþùåå íåñëîæíóþ ýëåêòðîííóþ ñõåìó, îñíîâó ðàáîòû êîòîðîé ñîñòàâëÿþò ýëåêòðè÷åñêèå ýôôåêòû, âîçíèêàþùèå â ýëåêòðîäâèãàòåëÿõ ïðè òîðìîæåíèè èõ âàëà. ×òî ýòî çà ýôôåêòû? Åñëè, íàïðèìåð, â ýëåêòðîäâèãàòåëå ïîñòîÿííîãî òîêà ïîïûòàòüñÿ çàòîðìîçèòü âàë, òî âîçíèêíåò òàê íàçûâàåìàÿ ïðîòèâîÝÄÑ – äîïîëíèòåëüíîå íàïðÿæåíèå îïðåäåëåííîé ôîðìû, êîòîðîå ìîæíî èñïîëüçîâàòü äëÿ óâåëè÷åíèÿ ìîùíîñòè, ïîäàâàåìîé íà äâèãàòåëü.  ðàáîòå àâòîðà [1] ïîêàçàíî, ÷òî åñëè ïèòàòü ïîäîáíûé äâèãàòåëü âûïðÿìëåííûì íàïðÿæåíèåì 12 – 18  ÷àñòîòîé 50 Ãö (òî åñòü, ïóëüñèðóþùèì ñ ÷àñòîòîé 100 Ãö), è èñïîëüçîâàòü äëÿ ïîäà÷è íà äâèãàòåëü ÷àñòü ýòîãî íàïðÿæåíèÿ ñ ïîìîùüþ òèðèñòîðà, íà óïðàâëÿþùèé ýëåêòðîä (ÓÝ) êîòîðîãî ïîäàâàòü èìïóëüñû äëÿ åãî îòêðûòèÿ â îïðåäåëåííîå âðåìÿ, çàâèñÿùåå îò ïðîòèâî-ÝÄÑ, òî òàêèì ñïîñîáîì ìîæíî ðåøèòü ïîäîáíóþ

ÑÕÅÌÛ

55


çàäà÷ó, èëè, äðóãèìè ñëîâàìè, ñòàáèëèçèðîâàòü ñêîðîñòü âðàùåíèÿ äâèãàòåëÿ.  ñõåìå [1] âõîäíîå íàïðÿæåíèå ïîäàåòñÿ íà äâèãàòåëü ÷åðåç òèðèñòîð, à ïðîñòåéøàÿ RCöåïî÷êà ïîäêëþ÷åíà ê àíîäó è êàòîäó òèðèñòîðà. Íàïðÿæåíèå, ñíÿòîå ñ êîíäåíñàòîðà C, ïîäàåòñÿ íà áàçó npn-òðàíçèñòîðà, êîëëåêòîð êîòîðîãî ïîäêëþ÷åí ê àíîäó òèðèñòîðà, à ýìèòòåð – ê ÓÝ òèðèñòîðà. Ïðè òîðìîæåíèè âàëà äâèãàòåëÿ âîçíèêàåò ïðîòèâî-ÝÄÑ, êîòîðàÿ ñ ïîìîùüþ òðàíçèñòîðà âêëþ÷àåò òèðèñòîð ðàíüøå, âñëåäñòâèå ÷åãî íà äâèãàòåëü ïîäàåòñÿ áóëüøàÿ ïëîùàäü ïîëóñèíóñîèäû (âûïðÿìëåííîãî íàïðÿæåíèÿ), îò÷åãî êðóòÿùèé ìîìåíò óâåëè÷èâàåòñÿ, è, òàêèì îáðàçîì, ñêîðîñòü âðàùåíèÿ âàëà îñòàåòñÿ ïðåæíåé, òî åñòü òîé, êîòîðàÿ èçíà÷àëüíî áûëà óñòàíîâëåíà. Íî êîëëåêòîðíûé äâèãàòåëü ïåðåìåííîãî òîêà (åãî åùå íàçûâàþò óíèâåðñàëüíûì, ïîñêîëüêó îí ìîæåò ðàáîòàòü è îò íàïðÿæåíèÿ ïîñòîÿííîãî òîêà), èñïîëüçóåìûé â ìèíè äðåëÿõ, ðàáîòàþùèõ îò ñåòåâîãî íàïðÿæåíèÿ ~220 Â, óñòðîåí èíà÷å, ÷åì äâèãàòåëü ïîñòîÿííîãî òîêà. Îñíîâíîå îòëè÷èå ýòèõ äâèãàòåëåé – óñòðîéñòâî ñòàòîðà. Åñëè â äâèãàòåëÿõ ïîñòîÿííîãî òîêà ìàãíèòíîå ïîëå ñòàòîðà, êàê ïðàâèëî, ïîñòîÿííî, ïîñêîëüêó ñòàòîð ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïîñòîÿííûé ìàãíèò êîëüöåâîé ôîðìû, òî â äâèãàòåëÿõ ïåðåìåííîãî òîêà ñòàòîð (êàê è ðîòîð) ÿâëÿåòñÿ ýëåêòðîìàãíèòîì. ×àñòî â òàêèõ äâèãàòåëÿõ â êà÷åñòâå ñòàòîðà èñïîëüçóþòñÿ äâà ýëåêòðîìàãíèòà, îáìîòêè êîòîðûõ ïîäêëþ÷åíû ïîñëåäîâàòåëüíî ñ îáìîòêàìè ðîòîðà (ñ ïîìîùüþ ùåòîê), èëè, äðóãèìè ñëîâàìè, ñåòåâîå íàïðÿæåíèå ïîäàåòñÿ íà îäíè êîíöû îáìîòîê, à âòîðûå èõ êîíöû ïîäêëþ÷åíû ê ùåòêàì (êîëëåêòîðó) ðîòîðà. Íàïðàâëåíèå îáìîòîê ñòàòîðà è ðîòîðà âûáðàíî òàêèì îáðàçîì, ÷òî ïðè ëþáîé ïîëóâîëíå ïåðåìåííîãî íàïðÿæåíèÿ ìàãíèòíîå ïîëå çàñòàâëÿåò âðàùàòüñÿ ðîòîð â îäíó è òó æå ñòîðîíó. Êñòàòè, åñëè ïîìåíÿòü íàïðàâëåíèå îáìîòîê ñòàòîðà, òî âàë áóäåò âðàùàòüñÿ â îáðàòíóþ ñòîðîíó. Ýòî ñâîéñòâî èñïîëüçóåòñÿ â äðåëÿõ è øóðóïîâåðòàõ äëÿ òàê íàçûâàåìîãî ðåâåðñà – ïåðåêëþ÷åíèÿ íàïðàâëåíèÿ âðàùåíèÿ â îáðàòíóþ ñòîðîíó.  òàêîé êîíôèãóðàöèè äâèãàòåëÿ ïðè åãî òîðìîæåíèè, ê ñîæàëåíèþ, ïðîòèâî-ÝÄÑ íå âîçíèêàåò (èëè âîçíèêàåò, íî î÷åíü ñëàáàÿ). Ïîýòîìó âñå ïîïûòêè àâòîðà ïðèìåíèòü ê òàêîìó äâèãàòåëþ ñõåìó, îïèñàííóþ â [1], íè ê ÷åìó íå ïðèâåëè.

56

Ê ñ÷àñòüþ, äëÿ ñòàáèëèçàöèè ñêîðîñòè âðàùåíèÿ ïîäîáíûõ äâèãàòåëåé, ðàáîòàþùèõ îò ñåòåâîãî íàïðÿæåíèÿ ~220 Â, â ñâîå âðåìÿ íåìåöêîé êîìïàíèåé Telefunken (Temic Semiconductors) áûëà ðàçðàáîòàíà ñïåöèàëèçèðîâàííàÿ ìèêðîñõåìà U2010B è åå íåñêîëüêî óïðîùåííûé âàðèàíò U2008B. Âïîñëåäñòâèè ýòè ìèêðîñõåìû âûïóñêàëèñü êîìïàíèåé Atmel, êîòîðàÿ áîëüøå èçâåñòíà êàê ðàçðàáîò÷èê ìèêðîêîíòðîëëåðîâ. Ìèêðîñõåìû U2008B/U2010B èñïîëüçóþò èíîé ýôôåêò êîëëåêòîðíûõ äâèãàòåëåé ïåðåìåííîãî òîêà, âîçíèêàþùèé ïðè òîðìîæåíèè èõ âàëà. Ýòîò ýôôåêò ñîñòîèò â òîì, ÷òî ïðè òîðìîæåíèè âàëà òîê ÷åðåç äâèãàòåëü óâåëè÷èâàåòñÿ. Åñëè ýòîò òîê ïðîïóñòèòü ÷åðåç òîêîèçìåðèòåëüíûé ðåçèñòîð äîñòàòî÷íî ìàëîãî íîìèíàëà (äåñÿòûå äîëè Îìà), èçìåðèòü íàïðÿæåíèå íà ýòîì ðåçèñòîðå è, â çàâèñèìîñòè îò ýòîãî íàïðÿæåíèÿ, îòêðûâàòü ñèìèñòîð ðàíüøå èëè ïîçæå, òî òàêèì ñïîñîáîì ìîæíî äîñòàòî÷íî ïðîñòî ñòàáèëèçèðîâàòü ñêîðîñòü âðàùåíèÿ äâèãàòåëÿ. Ôàêòè÷åñêè íà ýòèõ ìèêðîñõåìàõ îðãàíèçîâàí õîðîøî èçâåñòíûé èç òåîðèè àâòîìàòè÷åñêîãî óïðàâëåíèÿ (ÒÀÓ) òàê íàçûâàåìûé ÏÈÄ-ðåãóëÿòîð (Ïðîïîðöèîíàëüíî-Èíòåãðàëüíî-Äèôôåðåíöèàëüíûé ðåãóëÿòîð) – óñòðîéñòâî â öåïè îáðàòíîé ñâÿçè, èñïîëüçóåìîå â ñèñòåìàõ àâòîìàòè÷åñêîãî óïðàâëåíèÿ äëÿ ïîääåðæàíèÿ çàäàííîãî çíà÷åíèÿ èçìåðÿåìîãî ïàðàìåòðà. Òàêîé ÏÈÄ-ðåãóëÿòîð îáëàäàåò îäíèì íåïðèÿòíûì ñâîéñòâîì (âïðî÷åì, ïðèñóùèì âñåì ÏÈÄ-ðåãóëÿòîðàì) – òàê íàçûâàåìûì ïåðåðåãóëèðîâàíèåì, ïðîÿâëÿþùèìñÿ â òîì, ÷òî ïðè òîðìîæåíèè âàëà äâèãàòåëÿ åãî ñêîðîñòü ìîæåò íå òîëüêî îñòàâàòüñÿ ïðåæíåé (êàê íà õîëîñòîì õîäó), íî äàæå óâåëè÷èâàòüñÿ (è î÷åíü ñóùåñòâåííî). Êðîìå òîãî, îíà ìîæåò è îñöèëëèðîâàòü ñ íåáîëüøîé ÷àñòîòîé. Âñå çàâèñèò îò ñîîòâåòñòâóþùåé íàñòðîéêè. Ñàìè ìèêðîñõåìû U2008B/U2010B äîñòàòî÷íî ðàñïðîñòðàíåíû, íåäîðîãè, è â Èíòåðíåòå ìîæíî íàéòè ìàññó ñõåì ñòàáèëèçàòîðîâ ñêîðîñòè âðàùåíèÿ äâèãàòåëåé ïåðåìåííîãî òîêà íà áàçå ýòèõ ìèêðîñõåì. Îäíàêî âñå ïîäîáíûå ñõåìû â êà÷åñòâå èñõîäíûõ èñïîëüçóþò áàçîâûå ñõåìû, ïðèâåäåííûå â ñïðàâî÷íûõ ëèñòêàõ íà ìèêðîñõåìû U2008B/ U2010B, è, êðîìå òîãî, ñêîíñòðóèðîâàíû (ñõåìû) íà óñòàðåâøåé ýëåìåíòíîé áàçå. Çäåñü íåîáõîäèìî îñîáî ïîä÷åðêíóòü, ÷òî ñàìè ïî ñåáå ñõåìû õîðîøî èçâåñòíû, è ãëàâíîå çàêëþ÷àåòñÿ íå â ñàìèõ ñõåìàõ, à â íîìèíàëàõ è òèïàõ êîìïîíåíòîâ â íèõ âõîäÿùèõ, à òàêæå â èõ íàñòðîé-

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


êå.  ñâÿçè ñ èçëîæåííûì àâòîðîì ðàçðàáîòàíû êîíêðåòíûå óñòðîéñòâà íà áàçå ýòèõ ñõåì, êîòîðûå ïîêàçàëè äîñòàòî÷íî óäîâëåòâîðèòåëüíóþ ðàáîòó. Îïèñàíèå òàêèõ óñòðîéñòâ è èõ íàñòðîéêà ñ êîíêðåòíûìè äâèãàòåëÿìè ïåðåìåííîãî òîêà è ÿâëÿåòñÿ ïðåäìåòîì íàñòîÿùåé ñòàòüè. Òàêèì îáðàçîì, äàëüíåéøåå èçëîæåíèå áóäåò ïîñòðîåíî ñëåäóþùèì îáðàçîì. Âíà÷àëå áóäóò ðàññìîòðåíû ïðèíöèïèàëüíûå ñõåìû óñòðîéñòâ – ñòàáèëèçàòîðîâ ñêîðîñòè âðàùåíèÿ ýëåêòðîäâèãàòåëåé íà áàçå ìèêðîñõåì U2008B/U2010B, îïèñàí ïðèíöèï èõ ðàáîòû è íàñòðîéêà. Çàòåì áóäóò ïðèâåäåíû ðàçâîäêà ïëàò, èõ ôîòîãðàôèè, à òàêæå ôîòîãðàôèè ñàìèõ óñòðîéñòâ. Äàëåå áóäóò ïîêàçàíû ïðèìåðû ïðèìåíåíèÿ ýòèõ óñòðîéñòâ ñ êîíêðåòíûìè äâèãàòåëÿìè, à èìåííî: ñ äâèãàòåëåì, óñòàíîâëåííûì â ñòîéêó äëÿ äðåëè, è ñ äâèãàòåëåì, íà áàçå êîòîðîãî ñêîíñòðóèðîâàíà íåáîëüøàÿ öèðêóëÿðíàÿ ïèëà è òî÷èëüíûé ñòàíîê (ïîñëåäíèå äâå îïöèè îáúåäèíåíû â îäíîì îáùåì óñòðîéñòâå).

Ïðåäâàðèòåëüíûå çàìå÷àíèÿ î íåêîòîðûõ ìåõàíè÷åñêèõ è ýëåêòðè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèêàõ ýëåêòðîäâèãàòåëåé Êàê èçâåñòíî, êðóòÿùèé ìîìåíò äâèãàòåëÿ, ðàññìàòðèâàåìîãî â íàñòîÿùåé ñòàòüå, â çàâèñèìîñòè îò ÷àñòîòû åãî âðàùåíèÿ íåëèíååí. Îí èìååò äâà ìàêñèìóìà: îäèí – ïðè íóëåâîé ÷àñòîòå, òî åñòü ïðè ïîëíîñòüþ çàòîðìîæåííîì äâèãàòåëå, âòîðîé – ïðè îòíîñèòåëüíî âûñîêèõ ÷àñòîòàõ, ïðèáëèæàþùèõñÿ ê ìàêñèìàëüíîé. Íàèáîëåå èíòåðåñåí äèàïàçîí íèçêèõ ÷àñòîò âïëîòü äî íóëåâîé (îñîáåííî â ðåæèìàõ ñâåðëåíèÿ), à äèàïàçîí âûñîêèõ ÷àñòîò, êàê â ðåæèìàõ ðàçðåçêè (öèðêóëÿðíàÿ ïèëà), çàòî÷êè (òî÷èëî), òàê è â ðåæèìàõ ñâåðëåíèÿ â ñâåòå íàñòîÿùåé ñòàòüè èíòåðåñà íå ïðåäñòàâëÿåò, ïîýòîìó äàëåå íå ðàññìàòðèâàåòñÿ. Êðîìå òîãî, êðóòÿùèé ìîìåíò, M, ïðîïîðöèîíàëåí êâàäðàòó òîêà, I, ïðîòåêàþùåãî 2 ÷åðåç äâèãàòåëü, òî åñòü M = kI , ãäå k – êîýôôèöèåíò ïðîïîðöèîíàëüíîñòè. Ýòîò ôàêò òàêæå õîðîøî èçâåñòåí è áóäåò èñïîëüçîâàí ïðè äàëüíåéøåì èçëîæåíèè.  êà÷åñòâå «ïîäîïûòíûõ êðîëèêîâ» äëÿ ïðîâåðêè ðàáîòîñïîñîáíîñòè óñòðîéñòâ íà áàçå ìèêðîñõåì U2008B/U2010B áûëè âûáðàíû äâå ìèíè äðåëè: «TUNGFULL

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

1806B» è «SKRAB 56000». Ýòî äâå íåäîðîãèå ìèíè äðåëè íå èìåþò ðåäóêòîðà è ðóêîÿòêè; êðîìå òîãî, îíè îòíîñèòåëüíî ëåãêè (íå áîëåå 1 êã). Ïî ñâîèì ïàðàìåòðàì ýòè ìèíè äðåëè, íà âçãëÿä àâòîðà, êàê íåëüçÿ ëó÷øå ïîäõîäÿò äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â óñòðîéñòâàõ ñòàáèëèçàòîðîâ ñêîðîñòè âðàùåíèÿ íà áàçå ìèêðîñõåì U2008B/U2010B.  ïàñïîðòå íà ìèíè äðåëü, êàê ïðàâèëî, óêàçûâàåòñÿ å¸ ðàáî÷åå íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ, ìîùíîñòü, à òàêæå ñêîðîñòü âðàùåíèÿ (èëè åå äèàïàçîí, åñëè îíà îáîðóäîâàíà ýëåêòðîííûì ïåðåêëþ÷àòåëåì ñêîðîñòè) íà õîëîñòîì õîäó. Íàïðèìåð, ó äâèãàòåëÿ ìèíè äðåëè «SKRAB 56000» íàïðÿæåíèå ñîñòàâëÿåò 220 Â, ìîùíîñòü 480 Âò, ñêîðîñòü 800030000 îá/ìèí (îí îáîðóäîâàí ïåðåêëþ÷àòåëåì ñêîðîñòåé íà áàçå ïðîñòåéøåé ñõåìû íà ñèìèñòîðå). Ó äâèãàòåëÿ ìèíè äðåëè «TUNGFULL 1806B» ïðè òîì æå íàïðÿæåíèè ïèòàíèÿ ìîùíîñòü ñîñòàâëÿåò 260 Âò, à ñêîðîñòü âðàùåíèÿ 27600 îá/ìèí. Ïîñêîëüêó, êàê óêàçûâàëîñü âî ââåäåíèè, ìèêðîñõåìû U2008B/U2010B â êà÷åñòâå îäíîãî èç ïàðàìåòðîâ, âëèÿþùèõ íà ðåãóëèðîâàíèå ñêîðîñòè âðàùåíèÿ, èñïîëüçóþò òîê, ïðîòåêàþùèé ÷åðåç äâèãàòåëü, èìååò ñìûñë áîëåå ïîäðîáíî ðàññìîòðåòü äèàïàçîí òîêîâ âûøåóêàçàííûõ ìèíè äðåëåé. Íàèáîëüøèé òîê (ñì. âûøå) èìååò äâèãàòåëü â ïîëíîñòüþ çàòîðìîæåííîì ñîñòîÿíèè. Êàê îïðåäåëèòü ýòîò òîê, è êàê îí ñâÿçàí ñ ïàñïîðòíîé ìîùíîñòüþ ìèíè äðåëè? Äëÿ ýòîãî àâòîðîì áûë ïðîâåäåí íåñëîæíûé ýêñïåðèìåíò, ñâîäÿùèéñÿ ê ñëåäóþùåìó. Ñ ïîìîùüþ ëàáîðàòîðíîãî àâòîòðàíñôîðìàòîðà (ËÀÒÐà) íà äðåëü ïîäàâàëîñü ïåðåìåííîå íàïðÿæåíèå, èçìåðÿåìîå ñòðåëî÷íûì òåñòåðîì; îäíîâðåìåííî èçìåðÿëñÿ è òîê (òàêæå ïåðåìåííûé, òî åñòü â ðåæèìå AC) ñ ïîìîùüþ öèôðîâîãî òåñòåðà. Âíà÷àëå íàïðÿæåíèå óñòàíàâëèâàëîñü äîñòàòî÷íî íèçêèì (40–50 Â), ÷òîáû âàë ìîæíî áûëî ëåãêî çàòîðìîçèòü, à çàòåì íàïðÿæåíèå áûñòðî óâåëè÷èâàëîñü äî 220 Â, è ïðè çàòîðìîæåííîì âàëå, óäåðæèâàåìîì íå áîëåå 1–2 ñåêóíä, ñíèìàëîñü ïîêàçàíèå òîêà. Ýêñïåðèìåíò ïîêàçàë ñëåäóþùåå. Ïðè ïîëíîñòüþ çàòîðìîæåííîì äâèãàòåëå è íàïðÿæåíèè 220  òîê äâèãàòåëÿ äðåëè «TUNGFULL 1806B» ñîñòàâèë îêîëî 3 À, à òîê äâèãàòåëÿ äðåëè «SKRAB 56000» ñîñòàâèë îêîëî 2.8 À. Íåòðóäíî ïîäñ÷èòàòü, ÷òî ìîùíîñòü, W, äðåëè «TUNGFULL 1806B» ñîñòà-

ÑÕÅÌÛ

57


âèëà: W = 3 A × 220  = 660 Âò (ïðîòèâ ïàñïîðòíîé 260 Âò), à ìîùíîñòü äðåëè «SKRAB 56000»: W = 2.8 A × 220  = 616 Âò (ïðîòèâ ïàñïîðòíîé 480 Âò). Êàê âèäíî èç ýòîãî ýêñïåðèìåíòà, ìîùíîñòè äðåëåé ïðè ïîëíîñòüþ çàòîðìîæåííîì äâèãàòåëå ñóùåñòâåííî ïðåâûøàþò ïàñïîðòíûå. Àâòîð çàäàëñÿ âîïðîñîì: a ïðè êàêèõ íàïðÿæåíèÿõ ïèòàíèÿ ìîùíîñòè çàòîðìîæåííûõ äâèãàòåëåé äðåëåé ñîîòâåòñòâóþò ïàñïîðòíûì? Ýòî áûëî âûÿñíåíî ïóòåì ïîäà÷è ðàçíûõ íàïðÿæåíèé (íèæå 220 Â) è îäíîâðåìåííîãî èçìåðåíèÿ òîêà. Âîò ðåçóëüòàò. Ó äðåëè «TUNGFULL 1806B» ïðè íàïðÿæåíèè ïèòàíèÿ 138  òîê ñîñòàâèë 1.88 À, à ìîùíîñòü: 138 Â × 1.88 À = = 259.4 Âò (»260 Âò). Ó äðåëè «SKRAB 56000»

ïðè íàïðÿæåíèè 190  òîê ñîñòàâèë îêîëî 2.5 À, à ìîùíîñòü: 190 Â × 2.5 À = 475 Âò (»480 Âò). Âîò ýòè çíà÷åíèÿ òîêîâ è íàïðÿæåíèé (1.88 À è 138  äëÿ äðåëè «TUNGFULL 1806B» è 2.5 À è 190  äëÿ äðåëè «SKRAB 56000») è áûëè èñïîëüçîâàíû â äàëüíåéøåì ïðè ðàñ÷åòå íîìèíàëîâ òîêîèçìåðèòåëüíûõ ðåçèñòîðîâ, î êîòîðûõ óïîìèíàëîñü âûøå. Òåïåðü ïîñëå ýòèõ ïðåäâàðèòåëüíûõ ïîÿñíåíèé ïåðåéäåì ê ïðèíöèïèàëüíûì ñõåìàì óñòðîéñòâ. ÐË

Ëèòåðàòóðà 1. Êóçüìèíîâ À. Òèðèñòîðíûé ðåãóëÿòîð ñêîðîñòè âðàùåíèÿ êîëëåêòîðíûõ äâèãàòåëåé ïîñòîÿííîãî òîêà. Ñîâðåìåííàÿ ýëåêòðîíèêà. ¹ 2. 2013.

Ïðîäîëæåíèå â ñëåäóþùåì íîìåðå

58

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


Èñïîëüçîâàíèå òîêîâîãî çåðêàëà äëÿ óïðàâëåíèÿ èñòî÷íèêîì ïèòàíèÿ Giovanni Romeo EDN

Ó Óïðàâëåíèå

èñòî÷íèêîì ïèòàíèÿ ìîæåò ïîòðåáîâàòüñÿ âî ìíîãèõ ïðèëîæåíèÿõ, òàêèõ êàê çàðÿäíûå óñòðîéñòâà, êîíòðîëëåðû ñîëíå÷íûõ ýíåðãîóñòàíîâîê è ò. ä. Ïðîìûøëåííîñòü ïðåäëàãàåò áîëüøîå êîëè÷åñòâî ãîòîâûõ èíòåãðàëüíûõ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ, â êîòîðûõ, ê ñîæàëåíèþ, íå ïðåäóñìîòðåíà âîçìîæíîñòü ïðîñòîãî óïðàâëåíèÿ âûõîäîì. Êàê ïðàâèëî, èñòî÷íèê ïèòàíèÿ ñõåìàòè÷íî ìîæåò áûòü ïðåäñòàâëåí ìîùíûì îïåðàöèîííûì óñèëèòåëåì, ê íåèíâåðòèðóþùåìó âõîäó êîòîðîãî ïîäêëþ÷åí èñòî÷íèê îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ (â çåëåíîì ïðÿìîóãîëüíèêå íà Ðèñóíêå 1). ×àùå âñåãî, â ìèêðîñõåìàõ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ (òàêèõ, íàïðèìåð, êàê âûïóñêàåìûå TI ïðèáîðû ñåìåéñòâà Simple Switcher) åäèíñòâåííûé ïîäõîäÿùèé äëÿ èçìåíåíèÿ VOUT âûâîä, ê êîòîðîìó èìååòñÿ âíåøíèé äîñòóï – ýòî èíâåðòèðóþùèé âõîä, óïðàâëÿþùèé

VIN

RA

FB

– VOUT +

RB

V OUT = VREF +

VREF

RA VM RB

Ðèñóíîê 1. Ýòî ñõåìà èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ, ñòàáèëèçèðîâàííîãî îáðàòíîé ñâÿçüþ.

îáðàòíîé ñâÿçüþ (FB íà Ðèñóíêå 1). Î÷åíü ïðîñòîé ìåòîä óïðàâëåíèÿ FB – ýòî çàìåíà RB íà óïðàâëÿåìûé èñòî÷íèê òîêà, à ñàìûé óäîáíûé è äåøåâûé ñïîñîá ñäåëàòü ýòî – èñïîëüçîâàòü òîêîâîå çåðêàëî (Ðèñóíîê 2).

RB

RA

FB

– VOUT +

VREF

V OUT = VREF

RA RB

Ðèñóíîê 2.  ýòîì èñòî÷íèêå ïèòàíèÿ, óïðàâëÿåìûì íàïðÿæåíèåì, èñïîëüçóåòñÿ òîêîâîå çåðêàëî.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

ÑÕÅÌÛ

59


10

Òî÷íîñòü, êîòîðóþ âû ïîëó÷àåòå îò ýòîé êîíñòðóêöèè, ñâÿçàíà ñ òî÷íîñòüþ òîêîâîãî çåðêàëà, êîòîðîå âû áóäåòå èñïîëüçîâàòü. Åñëè âû ðåøèòå âûáðàòü êëàññè÷åñêóþ äâóõòðàíçèñòîðíóþ ñõåìó Âèäëàðà, âàæíî ïðèìåíÿòü â íåé ñîãëàñîâàííûå ïàðû, ñïåöèàëüíî ñîçäàííûå äëÿ òàêèõ öåëåé, íàïðèìåð, BCV61. Òàêèå êîìïîíåíòû ëåãêî èñïîëüçîâàòü è â áîëåå ýôôåêòèâíîì òîêîâîì çåðêàëå Óèëñîíà ñ ÷åòûðüìÿ òðàíçèñòîðàìè. Òîêîâîå çåðêàëî íà÷èíàåò ðàáîòàòü òîëüêî òîãäà, êîãäà íàïðÿæåíèå VIN ïðåâûøàåò îòêðûâàþùåå íàïðÿæåíèå áàçà-ýìèòòåð òðàíçèñòîðîâ çåðêàëà, ïîýòîìó íà íà÷àëüíîì ó÷àñòêå íàáëþäàåòñÿ íåëèíåéíîñòü. Âñå ýòî íå ñîçäàåò îñîáûõ îãðàíè÷åíèé, åñëè ïðåäëàãàåìàÿ ñõåìà ÿâëÿåòñÿ ÷àñòüþ êîíòóðà ðåãóëèðîâàíèÿ, ãäå îøèáêè êîìïåíñèðóþòñÿ ìàãèåé îáðàòíîé ñâÿçè.

9 8 7 VIN (V)

6 5 4 3 2 1 0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

VOUT (V)

Ðèñóíîê 3. Íà ýòîé äèàãðàììå ïîêàçàíî ïîâåäåíèå ñìîäåëèðîâàííîé â PSpice ñõåìû íà Ðèñóíêå 2.

Íåñòàáèëèçèðîâàííûé âõîä DC + C1 470µ, 50V

RB

Óïðàâëÿþùåå íàïðÿæåíèå

RA 5k

1

VIN

1

5k BCV61 4 2 5 4

3

3

U3 L1

Feed Back Output

2

ON/OFF

D1 1N5825

GND

ÂÛÕÎÄ

68µH

+ C2 220µ, 25V

LM2596

Ðèñóíîê 4. Âîò «ðàçðàáîòàííîå äëÿ ðàáîòû» ïðèëîæåíèå ïðèíöèïà íà Ðèñóíêå 2. 12 7 6

8

ÂÛÕÎÄ (Â)

ÍÀÏÐßÆÅÍÈÅ (Â)

10

6 4

5 4 3 2

ÓÏÐÀÂËßÞÙÅÅ ÍÀÏÐßÆÅÍÈÅ

2

1

ÂÛÕÎÄ

0

0 0

20,000

40,000 60,000 ÂÛÁÎÐÊÈ

80,000

100,000

0.02

0.04

0.06 0.08 ÂÐÅÌß (ñ)

0.10

0.12

Ðèñóíîê 5. Ðåçóëüòàòû òåñòèðîâàíèÿ ñõåìû íà Ðèñóíêå 4. Ñëåâà ñèíÿÿ îñöèëëîãðàììà ïðåäñòàâëÿåò óïðàâëÿþùåå íàïðÿæåíèå, à êðàñíàÿ – âûõîäíîé ñèãíàë. Ñïðàâà îòêëèê íà ïðÿìîóãîëüíûé èìïóëüñ ïîêàçûâàåò, ÷òî âðåìÿ íàðàñòàíèÿ ñîñòàâëÿåò 1 ìñ, à åìêîñòü âûõîäíîãî êîíäåíñàòîðà è ñîïðîòèâëåíèå íàãðóçêè îáóñëîâëèâàþò ìåäëåííûé ñïàä.

60

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


Ãðàôèê íà Ðèñóíêå 3 èëëþñòðèðóåò ïîâåäåíèå ñìîäåëèðîâàííîé â PSpice ñõåìû íà Ðèñóíêå 2 ïðè VREF = 1.2 Â, êîãäà VIN èçìåíÿåòñÿ â äèàïàçîíå îò 0 äî 10 Â. Ïðÿìàÿ ðåàëèçàöèÿ ïðèíöèïà, èçîáðàæåííîãî íà Ðèñóíêå 2, ïîêàçàíà íà Ðèñóíêå 4. Çäåñü õîðîøî èçâåñòíûé èìïóëüñíûé ïðåîáðàçîâàòåëü LM2596 óïðàâëÿåòñÿ ñòàíäàðòíûì òîêîâûì çåðêàëîì BCV61. Ïðîòîòèï ñõåìû íà Ðèñóíêå 4 áûë èñïûòàí íà ëèíåéíîñòü ñ èñïîëüçîâàíèåì ïîäêëþ÷åííîãî íåñòàáèëèçèðîâàííîãî èñòî÷íèêà ïîñòîÿííîãî íàïðÿæåíèÿ 22  è ãåíåðàòîðà ïèëîîáðàçíûõ ñèãíàëîâ ñ ðàçìàõîì 0-10  íà ÷àñòîòå 5 Ãö. Âûáîðêè âûõîäíîãî ñèãíàëà (ïðè ñîïðîòèâëåíèè íàãðóçêè 50 Îì) âûïîëíÿëèñü

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

ñ ïîìîùüþ îñöèëëîãðàôà. Äëÿ ïðîâåðêè âðåìåíè îòêëèêà èñïîëüçîâàëñÿ ãåíåðàòîð èìïóëüñîâ (0-8 Â, 0.5 ñ). Ðåçóëüòàòû èëëþñòðèðóþòñÿ ãðàôèêàìè íà Ðèñóíêå 5. Ñõåìà îáåñïå÷èâàåò õîðîøóþ ëèíåéíîñòü (ñëåâà) è âïîëíå áûñòðûé îòêëèê íà ñêà÷îê íàïðÿæåíèÿ (ïðèìåðíî 1 ìñ äëÿ äîñòèæåíèÿ çàäàííîãî óðîâíÿ). Âðåìÿ ñïàäà îïðåäåëÿåòñÿ åìêîñòüþ âûõîäíîãî êîíäåíñàòîðà (220 ìêÔ) è íàãðóçêîé (50 Îì âî âðåìÿ òåñòà). ÐË

Ìàòåðèàëû ïî òåìå

ÑÕÅÌÛ

1. Datasheet NXP BCV61 2. Datasheet Texas Instruments LM2596

61


Ñâåðõìàëîøóìÿùèé ëèíåéíûé ðåãóëÿòîð îòðèöàòåëüíîãî íàïðÿæåíèÿ ñî ñâåðõâûñîêèì êîýôôèöèåíòîì ïîäàâëåíèÿ ïóëüñàöèé ïèòàíèÿ Molly Zhu, Analog Devices Design Note

Ë

Ëèíåéíûé ðåãóëÿòîðû ñ íèçêèì ïàäåíèåì íàïðÿæåíèÿ (LDO) íà ïðîòÿæåíèè äåñÿòèëåòèé øèðîêî èñïîëüçóþòñÿ â ïðèëîæåíèÿõ, ÷óâñòâèòåëüíûõ ê ïîìåõàì. Îäíàêî íîâåéøèå ïðåöèçèîííûå äàò÷èêè, áûñòðîäåéñòâóþùèå ïðåîáðàçîâàòåëè äàííûõ âûñîêîãî ðàçðåøåíèÿ (ÀÖÏ è ÖÀÏ) è ñèíòåçàòîðû ÷àñòîò (ÔÀÏ×/ÃÓÍ) ñòàëè óæåñòî÷àòü òðåáîâàíèÿ ê øóìàì, è îáû÷íûå LDO ñòàáèëèçàòîðû óæå íå ìîãóò îáåñïå÷èòü ñâåðõíèçêèé âûõîäíîé øóì è ñâåðõâûñîêèé êîýôôèöèåíò ïîäàâëåíèÿ ïóëüñàöèé ïèòàíèÿ (PSRR). Íàïðèìåð, ïðè ïèòàíèè äàò÷èêîâ

øóìû èñòî÷íèêà íàïðÿìóþ âëèÿþò íà òî÷íîñòü ðåçóëüòàòîâ èçìåðåíèé. Èìïóëüñíûå ðåãóëÿòîðû ÷àñòî èñïîëüçóþòñÿ â ñèñòåìàõ ðàñïðåäåëåíèÿ ýëåêòðîýíåðãèè äëÿ äîñòèæåíèÿ áîëåå âûñîêîãî îáùåãî ÊÏÄ ñèñòåìû. Äëÿ ñîçäàíèÿ ìàëîøóìÿùåãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ ïîñëå îòíîñèòåëüíî øóìíîãî èìïóëüñíîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ îáû÷íî âêëþ÷àþò LDO ðåãóëÿòîðû, íå èñïîëüçóÿ ãðîìîçäêèå âûõîäíûå ôèëüòðóþùèå êîíäåíñàòîðû.  òàêèõ ñõåìàõ ïðåîáëàäàþùåé ïî âàæíîñòè õàðàêòåðèñòèêîé ñòàíîâèòñÿ PSRR íà âûñîêèõ ÷àñòîòàõ.

Òàáëèöà 1. Ñðàâíåíèå LT3094 ñ ìàëîøóìÿùèìè LDO ðåãóëÿòîðàìè LT3015 Ïîëîæèòåëüíûé/îòðèöàòåëüíûé âûõîä

LT3090

LT3042

LT3045-1

LT3094

Îòðèöàòåëüíûé Îòðèöàòåëüíûé Ïîëîæèòåëüíûé Ïîëîæèòåëüíûé Îòðèöàòåëüíûé

Âûõîäíîé òîê (À)

1.5

0.6

0.2

0.5

0.5

Âûõîäíûå øóìû (â ïîëîñå 10 Ãö … 100 êÃö) (ìêÂ)

60

18

0.8

0.8

0.8

Òî÷å÷íûé øóì íà ÷àñòîòå 10 êÃö (íÂ/ÖÃö)

240

57

2

2

2

PSRR íà ÷àñòîòå 1 ÌÃö (äÁ)

30

20 ·

79 ·

76 ·

74 ·

·

·

·

·

·

Ïðîãðàììèðóåìîå îãðàíè÷åíèå òîêà Ïðîãðàììèðóåìûé âûõîä «Ïèòàíèå â íîðìå» VIOC

·

Ïðÿìîå ïàðàëëåëüíîå âêëþ÷åíèå Âîçìîæíîñòü áûñòðîãî çàïóñêà

62

ÑÕÅÌÛ

·

·

·

·

·

·

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


Ìèêðîñõåìà LT3042, âïåðâûå ïðåäñòàâëåííàÿ â 2015 ãîäó, ÿâëÿåòñÿ ïåðâûì â îòðàñëè ëèíåéíûì ñòàáèëèçàòîðîì ñ âûõîäíûì øóìîì âñåãî 0.8 ìê ñ.ê.ç. è PSRR, ðàâíûì 79 äÁ íà ÷àñòîòå 1 ÌÃö. Äâà ïîõîæèõ óñòðîéñòâà, LT3045 è LT3045-1, îòëè÷àþòñÿ ðàñøèðåííîé îáëàñòüþ äîïóñòèìûõ ðåæèìîâ è íàëè÷èåì äîïîëíèòåëüíûõ ôóíêöèé. Âñå ýòè óñòðîéñòâà ÿâëÿþòñÿ LDO ðåãóëÿòîðàìè ïîëîæèòåëüíîãî íàïðÿæåíèÿ. Êîãäà â ñèñòåìå èìåþòñÿ áèïîëÿðíûå ïðèáîðû, òàêèå êàê îïåðàöèîííûå óñèëèòåëè èëè ÀÖÏ, â èñòî÷íèêå ïèòàíèÿ äîëæåí èñïîëüçîâàòüñÿ LDO ðåãóëÿòîð îòðèöàòåëüíîãî íàïðÿæåíèÿ.  Òàáëèöå 1 ïåðå÷èñëåíû îñíîâíûå îñîáåííîñòè LT3094 è àíàëîãè÷íûõ ïî ôóíêöèÿì óñòðîéñòâ.

Òèïè÷íîå ïðèìåíåíèå LT3094 ñîäåðæèò ïðåöèçèîííûé èñòî÷íèê îïîðíîãî òîêà, ê âûõîäó êîòîðîãî ïîäêëþ÷åí âûñîêîêà÷åñòâåííûé áóôåð. Îòðèöàòåëüíîå âûõîäíîå íàïðÿæåíèå óñòàíàâëèâàåòñÿ òîêîì –100 ìêÀ òî÷íîãî îïîðíîãî èñòî÷íèêà, ïðîòåêàþùèì ÷åðåç åäèíñòâåííûé ðåçèñòîð. Àðõèòåêòóðà ñ òîêîâûì óïðàâëåíèåì îáåñïå÷èâàåò øèðîêèé äèàïàçîí âûõîäíûõ íàïðÿæåíèé (îò 0  äî –19.5 Â) è ïðàêòè÷åñêè ïîñòîÿííûå çíà÷åíèÿ âûõîäíîãî øóìà, PSRR è êîýôôèöèåíòà ñòàáèëèçàöèè, íåçàâèñÿùèå îò çàïðîãðàììèðîâàííîãî âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ. Íà Ðèñóíêå 1 ïîêàçàíà òèïè÷íàÿ ñõåìà ïðèëîæåíèÿ, à íà Ðèñóíêå 2 èçîáðàæåíà äåìîíñòðàöèîííàÿ ïëàòà. Îáùèå ðàçìåðû ðåøåíèÿ ñîñòàâëÿþò âñåãî îêîëî 10 ìì × 10 ìì. LT3094 îòëè÷àåòñÿ óëüòðàíèçêèì âûõîäíûì øóìîì, ñîñòàâëÿþùèì 0.8 ìê ñ.ê.ç. â ïîëîñå îò 10 Ãö äî 100 êÃö, è óëüòðàâûñîêèì PSRR, ðàâíûì 74 äÁ íà ÷àñòîòå 1 ÌÃö. Êðîìå òîãî, LT3094 èìååò ïðîãðàììèðóåìûé ïîðîã

Ðèñóíîê 2. Äåìîíñòðàöèîííàÿ ñõåìà êðîøå÷íîãî ðåøåíèÿ äëÿ íàïðÿæåíèÿ –3.3 Â.

îãðàíè÷åíèÿ òîêà, ïðîãðàììèðóåìûé ïîðîã âêëþ÷åíèÿ ñèãíàëà «Ïèòàíèå â íîðìå», öåïü áûñòðîãî çàïóñêà è ôóíêöèþ VIOC (Voltage for Input-to-Output Control – óïðàâëåíèå íàïðÿæåíèåì âõîä-âûõîä). Åñëè LT3094 èñïîëüçóåòñÿ â êà÷åñòâå ïîñòðåãóëÿòîðà âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ èìïóëüñíîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ, ôóíêöèÿ VIOC ïîääåðæèâàåò íàïðÿæåíèå íà LDO ñòàáèëèçàòîðå ïîñòîÿííûì, åñëè âûõîäíîå íàïðÿæåíèå LDO èçìåíÿåòñÿ. Îò ïîâðåæäåíèÿ LT3094 ïðåäîõðàíÿþò âíóòðåííèå ýëåìåíòû, â òîì ÷èñëå ñõåìà ïðîãðåññèðóþùåãî îãðàíè÷åíèÿ òîêà, è öåïè çàùèòû îò ïåðåãðåâà, îáðàòíîãî òîêà è îáðàòíîãî íàïðÿæåíèÿ. 4.7 µF

RSET 16.5 kW W

LT3094 SET

GND ILIM

10 µF OUT

PGFB

20 mW W

OUT

EN/UV 10 µF 4.7 µF

33.2 kW W

GND ILIM PGFB OUTS

PG

VOUT –3.3 Â IOUT(MAX) 1À

VIN –5 Â ±5%

3.3 Â SET 200 kW W LT3094

100 ìêÀ IN

50 kW W

7.5 kW W

OUT

450 kW W 10 µF

LT3094 SET

VOUT –3.3  IOUT(MAX) 500 ìÀ

GND ILIM

10 µF OUT

PGFB

20 mW W

OUT

EN/UV 10 µF VIN –5 Â

EN/UV

100 ìêÀ IN

100 ìêÀ IN

Âûâîä, íåèñïîëüçóåìûé â ýòîé ñõåìå: VIOC

Ðèñóíîê 1. Ðåøåíèå äëÿ íàïðÿæåíèÿ –3.3 Â ñ íèçêèì âûõîäíûì øóìîì.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

Ðèñóíîê 3. Ñõåìà ïàðàëëåëüíîãî ñîåäèíåíèÿ äâóõ LT3094.

ÑÕÅÌÛ

63


55.0

Ïðÿìîå ïàðàëëåëüíîå ñîåäèíåíèå äëÿ óâåëè÷åíèÿ âûõîäíîãî òîêà LT3094 ëåãêî âêëþ÷àþòñÿ ïàðàëëåëüíî äëÿ óâåëè÷åíèÿ âûõîäíîãî òîêà. Ðåøåíèå, ïîçâîëÿþùåå äîñòè÷ü âûõîäíîãî òîêà 1 À ïàðàëëåëüíûì ñîåäèíåíèåì äâóõ LT3094, ïîêàçàíî íà Ðèñóíêå 3. Äëÿ ïàðàëëåëüíîãî âêëþ÷åíèÿ âûâîäû SET ñîåäèíÿþòñÿ âìåñòå, è ìåæäó îáùèì âûâîäîì SET è çåìëåé âêëþ÷àåòñÿ ðåçèñòîð RSET. Òîê, ïðîõîäÿùèé ÷åðåç ðåçèñòîð RSET, ðàâåí 200 ìêÀ – óäâîåííîìó òîêó âûâîäîâ SET êàæäîãî óñòðîéñòâà. Äëÿ ñèììåòðè÷íîãî ðàñïðåäåëåíèÿ òîêà íà êàæäîì âûõîäå LT3094 äîáàâëåí áàëëàñòíûé ðåçèñòîð ñ íåáîëüøèì ñîïðîòèâëåíèåì 20 ìÎì. Íà Ðèñóíêå 4 èçîáðàæåí òåïëîâîé ïîðòðåò ñõåìû èç Ðèñóíêà 3, ðàáîòàþùåé ïðè âõîäíîì íàïðÿæåíèè –5 Â, âûõîäíîì íàïðÿæåíèè –3.3  è òîêå íàãðóçêè 1 À. Òåìïåðàòóðà êàæäîãî êîìïîíåíòà ïîäíèìàåòñÿ ïðèìåðíî äî 50 °C, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î ðàâíîìåðíîì ðàñïðåäåëåíèè òåïëà. Îãðàíè÷åíèé íà êîëè÷åñòâî óñòðîéñòâ, êîòîðûå ìîãóò áûòü ïîäêëþ÷åíû ïàðàëëåëüíî, íå ñóùåñòâóåò, íè ñ òî÷êè çðåíèÿ âåëè÷èíû âûõîäíîãî òîêà, íè ñ òî÷êè çðåíèÿ âûõîäíûõ øóìîâ.

VIN 12 Â

2.2 µF 25 Â 1206

L1A 8.2 µH CIN 10 µF 16 Â 1206

SWA1

SWB1

VIN1

°C 25.0

Ðèñóíîê 4. Òåðìîãðàììà äâóõ ïàðàëëåëüíî ñîåäèíåííûõ LT3094.

Äâóïîëÿðíûé èñòî÷íèê ïèòàíèÿ ñ ðåãóëèðóåìûì âûõîäíûì íàïðÿæåíèåì Äëÿ äîñòèæåíèÿ íèçêîãî óðîâíÿ âûõîäíîãî øóìà è âûñîêîãî ÊÏÄ ñèñòåìû èñòî÷íèê ïèòàíèÿ îáû÷íî ñîñòîèò èç èìïóëüñíîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ è LDO ðåãóëÿòîðà. Îïòèìèçè-

D1

VLDOIN1

L1B 8.2 µH

IN

OUTS

EN

OUT 10 µF 25 Â 1206

PGFB LT3045-1

200 kW W

4.7 µF 16 Â 1206

45.3 kW W

SET

PG

FBX1

VLDOUT1

VIOC SHDN1

GATE1

100 kW W

ILIM

VC1

PG1 LT8582 SYNC1

SS1

CLKOUT1

RT1

2 kW W

L1: DRQ125-8R2 L2: DRQ125-4R7 D1, D2: DFLS230L

100 pF

0.1 µF 80.6 kW W

CLKOUT2

GND

4.7 µF 25 Â 1206

47 nF

GND SYNC2 100 kW W

RT2

SHDN2

SS2

VIN2

0.1 µF 2 kW W

100 pF 4.7 µF 25 Â 1206

VC2

4.7 µF 16 Â 1206

SWA2

ILIM

GND

VIOC PG

GATE2 60.4 kW W

FBX2 L2A 4.7 µH

47 nF

80.6 kW W

PG2

200 kW W

SET 10 µF 25 Â 1206

LT3094 PGFB

SWB2

L2B 4.7 µH

2.2 µF

VLDOIN2

D2

EN

OUT

IN

OUTS

VLDOUT2

Ðèñóíîê 5. Ðåãóëèðóåìûé èñòî÷íèê ïèòàíèÿ ñ ñ äâóìÿ âûõîäàìè ïîëîæèòåëüíîãî è îòðèöàòåëüíîãî íàïðÿæåíèÿ ñ âûñîêèì êîýôôèöèåíòîì ïîäàâëåíèÿ ïóëüñàöèé è íèçêèì ïåðåãðåâîì âî âðåìÿ ðàáîòû.

64

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


50.0

50.0

48

48

46

46

44

44

42

42

40

40

38

38

36

36

34

34

32

32

30

30

28

28

26

26

24

24

22

22

20.0 °C

20.0 °C

Âûõîäíîå íàïðÿæåíèå ±12 Â, òîê íàãðóçêè ±500 ìÀ

Âûõîäíîå íàïðÿæåíèå ±5 Â, òîê íàãðóçêè ±500 ìÀ

Ðèñóíîê 6. Òåïëîâîé ïîðòðåò äâóïîëÿðíîãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ ïðè âõîäíîì íàïðÿæåíèè 12 Â.

ðîâàííàÿ ðàçíîñòü íàïðÿæåíèé ìåæäó âõîäîì è âûõîäîì LDO ðåãóëÿòîðîâ ñîñòàâëÿåò îêîëî –1 Â, ÷òî îáåñïå÷èâàåò õîðîøèé êîìïðîìèññ ìåæäó ðàññåèâàåìîé ìîùíîñòüþ è PSRR. Óäåðæàíèå ýòîé ðàçíîñòè íàïðÿæåíèé íà ïîñòîÿííîì óðîâíå ñëîæíî â ñèñòåìå ñ ìåíÿþùèìñÿ âûõîäíûì íàïðÿæåíèåì, íî â LT3094 ðåàëèçîâàíà ôóíêöèÿ ñëåæåíèÿ VIOC, êîòîðàÿ ïîääåðæèâàåò íåèçìåííîå íàïðÿæåíèå íà LDO ðåãóëÿòîðå äàæå ïðè èçìåíåíèè âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ. Íà Ðèñóíêå 5 èçîáðàæåíà ñõåìà äâóïîëÿðíîãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ, â êîòîðîé èñïîëüçîâàíû ìèêðîñõåìû LT8582, LT3045-1 è LT3094. LT8582 – ýòî äâóõêàíàëüíûé DC/DC ØÈÌ-ïðåîáðàçîâàòåëü ñ âíóòðåííèìè êëþ÷àìè, êîòîðûé ñïîñîáåí èç îäíîãî âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ôîðìèðîâàòü êàê ïîëîæèòåëüíîå, òàê è îòðèöàòåëüíîå íàïðÿæåíèå. Ïåðâûé êàíàë LT8582 êîíôèãóðèðóåòñÿ êàê SEPIC, è ðåãóëèðóåò ïîëîæèòåëüíîå íàïðÿæåíèå, à âòîðîé êàíàë ÿâëÿåòñÿ èíâåðòèðóþùèì ïðåîáðàçîâàòåëåì äëÿ øèíû îòðèöà-

òåëüíîãî íàïðÿæåíèÿ. Íàïðÿæåíèå VIOC óïðàâëÿåò íàïðÿæåíèåì íà LT3094 â îòðèöàòåëüíîé øèíå êàê

VLDO(IN2) - VLDO(OUT ) = VIOC = VFBX2 - R2 ´ IFBX. (1) ãäå íàïðÿæåíèå VFBX2 ðàâíî 0 ìÂ, à òîê IFBX ðàâåí 83.3 ìêÀ. Âûáîð R2 = 14.7 êÎì óñòàíàâëèâàåò íàïðÿæåíèå VIOC, ðàâíûì 1.23  âî âñåì äèàïàçîíå èçìåíåíèé âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ. Ïðè ñîïðîòèâëåíèè ðåçèñòîðà R1, ðàâíîì 133 êÎì, âõîäíîå íàïðÿæåíèå LT3094 îãðàíè÷èâàåòñÿ óðîâíåì 16.5 Â, êîòîðûé ìîæíî ðàññ÷èòàòü ïî ôîðìóëå

æ R1 ö ÷÷ - R1´ IFBX . VLDOIN(MAX ) = VFBX çç1 + è 40 êÎì ø

(2)

Òåïëîâîé ïîðòðåò ñõåìû, ðàáîòàþùåé ïðè âõîäíîì íàïðÿæåíèè 12 Â, ïîêàçàí íà Ðèñóíêå 6. Ïðè èçìåíåíèè âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ îò ±3.3 Â äî ±12 Â ïðåâûøåíèå òåìïåðàòóðû

Òàáëèöà 2. Õàðàêòåðèñòèêè ñõåìû äâóïîëÿðíîãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ ïðè âõîäíîì íàïðÿæåíèè 12  è òîêå íàãðóçêè ±500 ìÀ Âûõîäíîå íàïðÿæåíèå (Â)

Âõîäíîå íàïðÿæåíèå (Â)

Ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ (Â)

Ïåðåãðåâ LT3094

Âõîäíîé òîê (À)

ÊÏÄ ñèñòåìû

±3.3

±4.55

1.25

8 °C

0.48

57%

±5

±6.25

1.25

8 °C

0.65

65%

±12

±13.22

1.22

9 °C

1.25

78%

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

ÑÕÅÌÛ

65


VLDOIN1 100 ìÂ/äåë VLDOUT1 100 ìÂ/äåë

ÍÀÃÐÓÇÊÀ 200 ìÀ/äåë VIN = 12  VOUT = 5  200 ìêñ/äåë

ëî, âõîäíîé êîíäåíñàòîð óìåíüøàåò âûõîäíûå ïóëüñàöèè, íî ýòî íå îòíîñèòñÿ ê LT3094. Åñëè íà âõîäå LT3094 áóäóò êîíäåíñàòîðû, êîììóòèðóåìûå òîêè èç èìïóëüñíîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ áóäóò ïðîõîäèòü ÷åðåç âõîäíîé êîíäåíñàòîð, ñîçäàâàÿ ýëåêòðîìàãíèòíóþ ñâÿçü ìåæäó èìïóëüñíûì ïðåîáðàçîâàòåëåì è âûõîäîì LT3094. Âûõîäíîé øóì óâåëè÷èòñÿ, ÷òî óõóäøèò PSRR. Ïðè óñëîâèè, ÷òî èìïóëüñíûé ðåãóëÿòîð ðàñïîëîæåí íå áîëåå ÷åì â äâóõ äþéìàõ îò LT3094, ìû ðåêîìåíäóåì äëÿ äîñòèæåíèÿ íàèëó÷øèõ õàðàêòåðèñòèê PSRR íå óñòàíàâëèâàòü êîíäåíñàòîð íà âõîäå LT3094.

Çàêëþ÷åíèå VLDOIN1 100 ìÂ/äåë VLDOUT1 100 ìÂ/äåë

ÍÀÃÐÓÇÊÀ 200 ìÀ/äåë VIN = 12  VOUT = –5  200 ìêñ/äåë

Ðèñóíîê 7. Îòêëèê íà ñêà÷îê íàãðóçêè äâóïîëÿðíîãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ ñ âûõîäíûìè íàïðÿæåíèÿìè ±5  ïðè âõîäíîì íàïðÿæåíèè 12 Â.

LT3094 îñòàåòñÿ ïîñòîÿííûì. Íàïðÿæåíèÿ è òîêè âñåõ òðåõ óñòðîéñòâ ïðèâåäåíû â Òàáëèöå 2. Ðèñóíîê 7 äåìîíñòðèðóåò îòêëèê íà ñêà÷îê íàãðóçêè ñõåìû èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ ñ âûõîäíûìè íàïðÿæåíèÿìè ±5  ïðè âõîäíîì íàïðÿæåíèè 12 Â. Íà Ðèñóíêå 5 íà âõîäå LT3094 íåò íèêàêèõ äîïîëíèòåëüíûõ êîíäåíñàòîðîâ, êðîìå âûõîäíûõ êîíäåíñàòîðîâ LT8582. Êàê ïðàâè-

66

LT3094 – ýòî LDO ñòàáèëèçàòîð îòðèöàòåëüíîãî íàïðÿæåíèÿ ñ óëüòðàíèçêèìè øóìàìè è óëüòðàâûñîêèì PSRR. Îí èìååò àðõèòåêòóðó, îñíîâàííóþ íà èñòî÷íèêå îïîðíîãî òîêà, êîòîðàÿ ñîõðàíÿåò øóìû è õàðàêòåðèñòèêè PSRR íåçàâèñèìûìè îò âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ è ïîçâîëÿåò ëåãêî ñîåäèíÿòü ïàðàëëåëüíî íåñêîëüêî LT3094 äëÿ óâåëè÷åíèÿ òîêà íàãðóçêè è ñíèæåíèÿ âûõîäíîãî øóìà. Ôóíêöèÿ VIOC ìèíèìèçèðóåò ðàññåÿíèå ìîùíîñòè íà LDO ðåãóëÿòîðå, êîãäà LT3094 èñïîëüçóåòñÿ â êà÷åñòâå ïîñòðåãóëÿòîðà èìïóëüñíîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ, ÷òî äåëàåò ýòó ìèêðîñõåìó èäåàëüíûì ïðèáîðîì äëÿ ïðèëîæåíèé ñ ìåíÿþùèìñÿ âûõîäíûì íàïðÿæåíèåì. ÐË

Ìàòåðèàëû ïî òåìå

ÑÕÅÌÛ

1. Datasheet Analog Devices LT3015 2. Datasheet Linear Technology LT3042 3. Datasheet Linear Technology LT3045-1 4. Datasheet Analog Devices LT3090 5. Datasheet Analog Devices LT3094 6. Datasheet Analog Devices LT8582

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


Ïðîñòåéøàÿ ñõåìà ïîêàçûâàåò íàïðàâëåíèå âðàùåíèÿ ýíêîäåðîâ Guido Nopper Electronic Design

È

Èíêðåìåíòíûå óãëîâûå èëè ëèíåéíûå ýíêîäåðû î÷åíü ðàñïðîñòðàíåíû, íî îáû÷íî îíè íå âûðàáàòûâàþò ñèãíàëà íàïðàâëåíèÿ. Ýòà êîíñòðóêöèÿ äåìîíñòðèðóåò ïðîñòîé ñïîñîá îïðåäåëåíèÿ, â êàêîì íàïðàâëåíèè – ïðÿìîì èëè îáðàòíîì – âðàùàåòñÿ ýíêîäåð.

Äâà âûõîäíûõ ñèãíàëà èíêðåìåíòíûõ ýíêîäåðîâ îáû÷íî îáîçíà÷àþòñÿ êàê Êàíàë A è Êàíàë B. Ýòè ñèãíàëû ñîäåðæàò èíôîðìàöèþ êàê î êîëè÷åñòâå èìïóëüñîâ, çàâèñÿùåì îò ðàçðåøåíèÿ, òàê è î ñêîðîñòè âðàùåíèÿ. Îíè îòëè÷àþòñÿ òîëüêî çíà÷åíèåì ôàçû (íàïðè-

Âõîä êàíàëà A

4 5 3 2

VCC 5 Â R1 16k

B³1 ³

Q

R

RX/CX Q 1 CX

11 Âõîä êàíàëà B

6

Âûõîä «Îáðàòíîå íàïðàâëåíèå»

7

4538

C1 2.2 nF

12

U1b A B³1 ³

Q

10

Âûõîä «Ïðÿìîå íàïðàâëåíèå»

13 R 9 14 RX/CX Q 15 CX

VCC 5 Â R2 16k

U1a A

C2 2.2 nF

4538

Ðèñóíîê 1. Ñõåìà îïðåäåëèòåëÿ íàïðàâëåíèÿ îñíîâàíà íà æäóùåì ìóëüòèâèáðàòîðå, êîòîðûé, â çàâèñèìîñòè îò òðåáîâàíèé ê ñêîðîñòè, ìîæíî âûáðàòü èç ñåðèé 74HC èëè 74HCT.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

ÑÕÅÌÛ

67


Ðèñóíîê 2. Ýòà îñöèëëîãðàììà äåìîíñòðèðóåò ïîâåäåíèå ñõåìû, êîãäà âàë ýíêîäåðà íåìíîãî ïåðåìåùàåòñÿ ïî ÷àñîâîé ñòðåëêå è ïðîòèâ ÷àñîâîé ñòðåëêè. Êàíàë 1 (æåëòûé) îòîáðàæàåò Êàíàë À ñõåìû (U1, âûâîä 4). Êàíàë 2 (ñèíèé) ñîîòâåòñòâóåò Êàíàëó B ñõåìû (âûâîä 13). Êàíàë 3 (ðîçîâûé) – âûõîä «Ïðÿìîå íàïðàâëåíèå» (âûâîä 6). Êàíàë 4 (çåëåíûé) – âûõîä «Îáðàòíîå íàïðàâëåíèå» (âûâîä 10).

ìåð, –90° äëÿ íàïðàâëåíèÿ âðàùåíèÿ ïî ÷àñîâîé ñòðåëêå è +90° – ïðîòèâ).  ñõåìå íà Ðèñóíêå 1 ýòè ñèãíàëû èñïîëüçóþòñÿ â êà÷åñòâå âõîäíûõ äëÿ ìèêðîñõåìû äâóõêàíàëüíîãî æäóùåãî ìóëüòèâèáðàòîðà 4538.  çàâèñèìîñòè îò ñêîðîñòè, íåîáõîäèVCC

ìîé äëÿ êîíêðåòíîãî ïðèëîæåíèÿ, ýòîò ìóëüòèâèáðàòîð ìîæíî âûáðàòü èç ñîñòàâà ðàçíûõ ñåðèé, íàïðèìåð, 74HC èëè 74HCT. ×òîáû èñêëþ÷èòü ïåðåçàïóñê ìóëüòèâèáðàòîðà, èñïîëüçóåòñÿ îáðàòíàÿ ñâÿçü ñ îäíîãî èç âûõîäîâ íà âõîä. Ýòî íå ñòðîãî îáÿçà-

VCC Âûõîä A Êàíàë A OPB822

VCC 4.7k

VCC

4.7k

130

SN74HC14

170

PR

14k

CLR

CLK D VCC

Êàíàë B OPB822

4.7k

Q

Q2 2N3906

SN74HC74

Âûõîä «Íàïðàâëåíèå»

4.7k

SN74HC14 Âûõîä B

Q3 2N2222

170

«0» = ïî ÷àñîâîé ñòðåëêå «1» = ïðîòèâ ÷àñîâîé ñòðåëêè

14k

Ðèñóíîê 3. Ýòà îñíîâàííàÿ íà D-òðèããåðå ñõåìà ìîæåò ñòàòü ïðè÷èíîé íåòî÷íîñòåé â òî÷êå èçìåíåíèÿ íàïðàâëåíèÿ, îñîáåííî, êîãäà ýíêîäåð ìåõàíè÷åñêè äðîæèò (âèáðèðóåò) âáëèçè ôðîíòà èìïóëüñà.

68

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


Ðèñóíîê 4. Ýòà îñöèëëîãðàììà ïîêàçûâàåò îòêëèê ñõåìû, êîãäà ñêîðîñòü âðàùåíèÿ âàëà ýíêîäåðà áëèçêà ê ìàêñèìàëüíîé. Íàçíà÷åíèå êàíàëîâ òàêîå æå, êàê íà Ðèñóíêå 2.

Ðèñóíîê 5. Ðåçèñòîðû R1 è R2 â ñõåìå îïðåäåëèòåëÿ íàïðàâëåíèÿ ìîæíî óäàëèòü, ïðè ýòîì îòêëèê ñõåìû èçìåíèòñÿ íåçíà÷èòåëüíî. Íàçíà÷åíèå êàíàëîâ òàêîå æå, êàê íà Ðèñóíêå 2.

òåëüíî, íî ïîìîãàåò ïîääåðæèâàòü äëèòåëüíîñòü èìïóëüñà ïîñòîÿííîé. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, âàæíîé ôóíêöèåé ÿâëÿåòñÿ îáåñïå÷åíèå çàïóñêà èìïóëüñîâ ïðÿìîãî íàïðàâëåíèÿ îäíèì ôðîíòîì âõîäíîãî ñèãíàëà è îáðàòíîãî íàïðàâëåíèÿ – äðóãèì ôðîíòîì ýòîãî ñèãíàëà (Ðèñóíîê 2). Âîò ïî÷åìó îäíà è òà æå ìåõàíè÷åñêàÿ ïîçèöèÿ, èëè îäèí è òîò æå êðàé ùåëè êîäîâîãî äèñêà, ñîçäàþò, íàïðèìåð, ïîëîæèòåëüíûé ôðîíò â ïðÿìîì íàïðàâëåíèè è îòðèöàòåëüíûé ôðîíò â îáðàòíîì íàïðàâëåíèè. Òàêèì îáðàçîì, åñëè äëÿ çàïóñêà ñõåìû èñïîëüçóåòñÿ îäèí è òîò æå ýëåêòðè÷åñêèé ôðîíò, ðåçóëüòàòîì áóäåò ãèñòåðåçèñ â èçìåíåíèè íàïðàâëåíèÿ îäíîãî îòâåðñòèÿ ýíêîäåðà, êîòîðûé îáû÷íî ñîñòàâëÿåò ïîëîâèíó íîìèíàëüíîãî ðàçðåøåíèÿ ýíêîäåðà (Ðèñóíîê 3). Ýòî ìîæåò ñîçäàòü ïðîáëåìû ñ òî÷íîñòüþ, êîòîðûå îáîñòðÿþòñÿ åùå áîëüøå, åñëè ýíêîäåð ìåõàíè÷åñêè äðîæèò (âèáðèðóåò) âáëèçè ôðîíòà èìïóëüñà. Ïðè îïðåäåëåíèè äëèòåëüíîñòè âûõîäíîãî èìïóëüñà îäíîâèáðàòîðîâ ðàçðàáîò÷èê äîëæåí ïðîÿâëÿòü îñòîðîæíîñòü. Åñëè èñïîëüçóþòñÿ ìèêðîñõåìû ñ÷åò÷èêîâ ñðåäíåé ñòåïåíè èíòåãðàöèè, òàêèå êàê ’193, áóäåò äîñòàòî÷íî 200 íñ, íî èíîãäà ïîäñ÷åò ïðÿìûõ è îáðàòíûõ ñèãíàëîâ âåäåòñÿ ñ ïîìîùüþ âõîäà ïðåðûâàíèé ìèêðîïðîöåññîðà. Ýòî òðåáóåò, ÷òîáû äëèòåëüíîñòü èìïóëüñà áûëà, ïî êðàéíåé ìåðå, íå ìåíüøå ìàêñèìàëüíîãî âðåìåíè ðåàêöèè ìèêðîêîíòðîëëåðà íà ïðåðûâàíèå.

Âî ìíîãèõ ñëó÷àÿõ ýòî ìîãóò áûòü äëèòåëüíîñòè èìïóëüñà â íåñêîëüêî äåñÿòêîâ ìèêðîñåêóíä, êàê â ñõåìå íà Ðèñóíêå 1, ãäå øèðèíà èìïóëüñà tPLS » 50 ìêñ. Åñëè äëèòåëüíîñòü èìïóëüñà èçâåñòíà, ìàêñèìàëüíàÿ ñêîðîñòü îïðåäåëÿåòñÿ âûðàæåíèåì:

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

fMAX =

1 . t PLS ´ 4

Òàêèì îáðàçîì, ìàêñèìàëüíàÿ ñêîðîñòü èëè ÷àñòîòà ýíêîäåðà â ýòîì ïðèìåðå ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 5 êÃö (Ðèñóíîê 4). Ïðè ïåðåãðóçêå ïî ÷àñòîòå ñõåìà íå ïåðåñòàíåò ðàáîòàòü ñîâñåì, íî âûøå ìàêñèìàëüíîé ÷àñòîòû äëèòåëüíîñòü âûõîäíîãî èìïóëüñà áóäåò óìåíüøåííîé äî ðàññòîÿíèÿ îò çàïóñêàþùåãî ôðîíòà (Êàíàë A) äî ñïàäàþùåãî ôðîíòà (Êàíàë B). Ýòî ïðèâîäèò ê âîçìîæíîìó óïðîùåíèþ ñõåìû íà Ðèñóíêå 1. Åñëè èñêëþ÷èòü ðåçèñòîðû R1 è R2, âûõîäíîé èìïóëüñ âñåãäà áóäåò ñóùåñòâîâàòü íà îòðåçêå âðåìåíè îò çàïóñêàþùåãî ôðîíòà Êàíàëà A äî ñïàäàþùåãî ôðîíòà Êàíàëà B (Ðèñóíîê 5). ÐË

Ìàòåðèàëû ïî òåìå

ÑÕÅÌÛ

1. Datasheet Fairchild CD4538BC 2. Datasheet TT Electronics OPB822 3. Datasheet Texas Instruments SN74HC14 4. Datasheet Texas Instruments SN74HC74

69


Ïðîñòàÿ ñòðàòåãèÿ áåçîïàñíîãî ïîäêëþ÷åíèÿ áåñòðàíñôîðìàòîðíûõ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ Ramkumar Ramaswamy Electronic Design

Ä

Äëÿ ïèòàíèÿ ìàëîïîòðåáëÿþùèõ ñõåì ÷àñòî ïðèìåíÿþòñÿ áåñòðàíñôîðìàòîðíûå èñòî÷íèêè. Îäíàêî èñïîëüçîâàíèå âî ìíîãèõ èç ýòèõ ñõåì çàçåìëåíèÿ îáùåãî ïðîâîäà ñîçäàåò ñåðüåçíóþ ïðîáëåìó, êîòîðîé ÷àñòî ïðåíåáðåãàþò.  î÷åíü ïîïóëÿðíîì ðóêîâîäñòâå ïî ïðèìåíåíèþ [1] êîìïàíèè Microchip ïîêàçàí îáùèé ïðîâîä ñõåìû (0 Â), íî íè ñëîâà íå ñêàçàíî î òîì, ìîæíî ëè åãî ïîäêëþ÷àòü ê çåìëå ñåòåâîãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ. Àíàëîãè÷íûì îáðàçîì, â ðóêîâîäñòâå Apex Technology [2], îïèñàíû ñõåìû, êîòîðûå íå ìîãóò áûòü áåçîïàñíî è íà çàêîííîì îñíîâàíèè ïîäêëþ÷åíû ê êàêîìó-ëèáî âíåøíåìó èñïûòàòåëüíîìó îáîðóäîâàíèþ. Óâèäåòü ïðè÷èíû ýòèõ ïðîáëåì íåòðóäíî.  ïåðâîì äîêóìåíòå [1] îáùèé ïðîâîä ñõåìû áåñòðàíñôîðìàòîðíîãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ èìååò âûñîêèå íàïðÿæåíèÿ îòíîñèòåëüíî íåéòðàëè, è åå ïîäêëþ÷åíèå ê çåìëå ìîæåò ïðèâåñòè ê îïàñíîé ñèòóàöèè. Ïîýòîìó ïîäêëþ÷åíèå ëþáîãî âíåøíåãî îáîðóäîâàíèÿ, îáùèé ïðîâîä ñõåìû êîòîðîãî ñâÿçàí ñ çåìëåé, áûëî áû î÷åâèäíî îïàñíûì. Âî âòîðîì [2] çåìëÿ ñõåìû áåñòðàíñôîðìàòîðíîãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ ïîäêëþ÷åíà ê íåéòðàëè, ïîýòîìó ïîäêëþ÷åíèå ê ñõåìå ëþáîãî âíåøíåãî îáîðóäîâàíèÿ (íàïðèìåð, îñöèëëîãðàôà äëÿ ïîèñêà íåèñïðàâíîñòè) íàðóøèò ïðàâèëà óñòðîéñòâà ýëåêòðîïðîâîä-

70

êè, óñòàíîâëåííûå â áîëüøèíñòâå ñòðàí, è, âåðîÿòíåå âñåãî, ïðèâåäåò ê ñðàáàòûâàíèþ àâòîìàòà çàùèòû ñåòè, åñëè îáùèé ïðîâîä ñõåìû âíåøíåãî îáîðóäîâàíèÿ çàçåìëåí. Îäíèì èç ðåøåíèé ìîæåò áûòü ïîïûòêà âñòàâèòü íåáîëüøîé ðåçèñòîð ìåæäó îáùèì ïðîâîäîì ðàññìàòðèâàåìîé ñõåìû è öåïüþ çàçåìëåíèÿ âíåøíåãî îáîðóäîâàíèÿ. Ýòî ïðåäîòâðàùàåò ñðàáàòûâàíèå àâòîìàòè÷åñêîãî âûêëþ÷àòåëÿ è òåõíè÷åñêè èñêëþ÷àåò íàðóøåíèå ïðàâèë ýëåêòðîïðîâîäêè, íî ñîçäàåò íîâóþ ïðîáëåìó – øóì ìåæäó ëèíèÿìè çåìëè è íåéòðàëè. Ýòîò øóì ïðîíèêàåò â ñõåìó, ñâîäÿ íà íåò ñìûñë çàçåìëåíèÿ. Êàê ïðàâèëî, â ðåçóëüòàòå çàçåìëåííûé îáùèé ïðîâîä ñòàíîâèòñÿ ñîâåðøåííî íåïðèãîäíûì äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ. Ïðîñòîé îáõîä ýòîé ïðîáëåìû ïðåäïîëàãàåò, ÷òî îáùèé ïðîâîä áåñòðàíñôîðìàòîðíîé ñõåìû ñâÿçàí ñ íåéòðàëüþ, ÷òî ÿâëÿåòñÿ ãîðàçäî áîëåå ïîïóëÿðíîé è ïðåäïî÷òèòåëüíîé ñòðàòåãèåé äëÿ áåñòðàíñôîðìàòîðíûõ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ (ñì. Ðèñóíîê 1).  ñõåìå íåò íè÷åãî îñîáåííîãî. Ýòî ïðîñòîé äèôôåðåíöèàëüíûé óñèëèòåëü, îäíàêî åãî èñïîëüçîâàíèå â ýòîì êîíòåêñòå ÿâëÿåòñÿ èííîâàöèîííûì. Îíà èëëþñòðèðóåò, êàê ñèãíàë îò îáîðóäîâàíèÿ A ìîæåò áåçîïàñíî è íàäåæíî ïîäàâàòüñÿ â îáîðóäîâàíèå B íåçàâèñèìî îò òîãî, êàêîå èç íèõ èìååò ïðîáëåìíûé îáùèé ïðîâîä.

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


R2 100k R1 100k

V+ –

A

B

+ R3 100k G1

G1

R4 100k

V– G2

G2

G2

Ðèñóíîê 1. Ïðîñòàÿ ñõåìà íà îïåðàöèîííîì óñèëèòåëå, ðàçìåùåííàÿ ìåæäó áåñòðàíñôîðìàòîðíîé ñõåìîé ñ îáùèì ïðîâîäîì, ïðèâÿçàííûì ê íåéòðàëè, è ñõåìîé ñ çàçåìëåííûì îáùèì ïðîâîäîì, óñòðàíèò ïðîáëåìû áåçîïàñíîñòè è øóìîâ, ñâÿçàííûå ñ òàêèìè ñîåäèíåíèÿìè.

Íàïðèìåð, A ìîæåò áûòü ãåíåðàòîðîì ñèãíàëîâ, ïîäàâàåìûõ â áåñòðàíñôîðìàòîðíóþ ñõåìó B.  ýòîì ñëó÷àå G1 ÿâëÿåòñÿ çåìëåé, à G2 – íåéòðàëüþ. Èëè æå ïðåäïîëîæèì, ÷òî B – ýòî îñöèëëîãðàô, èñïîëüçóåìûé äëÿ ïîèñêà íåèñïðàâíîñòè â áåñòðàíñôîðìàòîðíîé ñõåìå A, G1 – íåéòðàëü, à G2 – çàçåìëÿþùèé ïîâîä. È â òîì, è â äðóãîì ñëó÷àå G1 ÿâëÿåòñÿ îáùèì ïðîâîäîì ñõåìû A, à G2 – îáùèì ïðîâîäîì ñõåìû B, à òàêæå îáùèì ïðîâîäîì ñõåìû îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ. Êîýôôèöèåíòû óñèëåíèÿ îáîèõ âõîäîâ îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ ðàâíû è ïðîòèâîïîëîæíû, ïîýòîìó øóì çåìëÿ-íåéòðàëü (êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ øóìîì G1 îòíîñèòåëüíî G2) ïîëíîñòüþ ïîäàâëÿåòñÿ è íå ïîÿâëÿåòñÿ íà âõîäå B. Ïî ñóòè, ñõåìà îáåñïå÷èâàåò áåçîïàñíîå èñïîëüçîâàíèå êëåìì íåéòðàëè è

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

çåìëè çà ñ÷åò òîãî, ÷òî íàïðÿæåíèå øóìîâ íåéòðàëü-çåìëÿ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñèíôàçíûé ñèãíàë íà âõîäå îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ. Ýòà ïðîñòàÿ ñòðàòåãèÿ ðåøàåò äâå îïèñàííûå âûøå ïðîáëåìû.  ýòîé ñõåìå áóäåò ðàáîòàòü ëþáîé óñòîé÷èâûé ïðè åäèíè÷íîì óñèëåíèè îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü îáùåãî íàçíà÷åíèÿ ñ ïîëåâûìè òðàíçèñòîðàìè íà âõîäàõ è íèçêèì íàïðÿæåíèåì ñìåùåíèÿ. ÐË

Ññûëêè

ÑÕÅÌÛ

1. Condit, Reston; “Transformerless Power Supplies: Resistive and Capacitive,” Application Note AN954, Microchip Technology Inc., 2004. 2. “AC-DC Power Supply Design,” Application Note 35, Apex Technology, Dec. 1999.

71


Ïðîñòàÿ ñõåìà óâåëè÷åíèÿ àêóñòè÷åñêîãî âûõîäà ïüåçîýëåêòðè÷åñêîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ Dave Conrad EDN

Ä

Äëÿ óâåëè÷åíèÿ àêóñòè÷åñêîé ìîùíîñòè ïüåçîäèíàìèêà èëè óëüòðàçâóêîâîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ áûëî ïðåäëîæåíî ìíîãî ðàçíûõ èäåé. Áîëüøèíñòâî èç íèõ îñíîâàíî íà äîâîëüíî ñëîæíûõ ñõåìàõ, óâåëè÷èâàþùèõ îáùóþ ñòîèìîñòü ðåøåíèÿ; íàïðèìåð, ïîâûøåíèå íèçêîãî íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ ëîãèêè äî áîëåå âûñîêîãî íàïðÿæåíèÿ èëè èñïîëüçîâàíèå H-ìîñòà. Íàïðîòèâ, â ýòîé ñòàòüå ïîêàçàíî, êàê ìîæíî óâåëè÷èòü àêóñòè÷åñêóþ ìîùíîñòü ïüåçîýëåêòðè÷åñêîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ, ìèíèìèçèðîâàâ êîëè÷åñòâî äåòàëåé è ñòîèìîñòü.

Ïðåæäå ÷åì ìû ïðèñòóïèì ê îáñóæäåíèþ íîâîãî ïîäõîäà, äàâàéòå ðàññìîòðèì íåêîòîðûå èç íàèáîëåå ÷àñòî èñïîëüçóåìûõ ïüåçîàêóñòè÷åñêèõ ñõåì è èõ íåäîñòàòêè. Ïðîñòåéøàÿ ñõåìà äðàéâåðà ïüåçîýëåìåíòà ñîñòîèò èç ïðåîáðàçîâàòåëÿ è êëþ÷åâîãî òðàíçèñòîðà (Ðèñóíîê 1). Íàïðÿæåíèå íà ïðåîáðàçîâàòåëå íå ìîæåò áûòü áîëüøå íàïðÿæåíèÿ èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ, êîòîðîå è îïðåäåëÿåò âåðõíèé ïðåäåë àêóñòè÷åñêîé ìîùíîñòè. Ðåçèñòîð R2 ñëóæèò äëÿ ðàçðÿäà åìêîñòè ïðåîáðàçîâàòåëÿ. Ïîñòîÿííàÿ âðåìåíè RC äîëæíà áûòü êîðîòêîé îòíîñèòåëüíî ïåðèîäà ðåçîíàíñíîé ÷àñòîòû ïðåîáðàçîâà-

+5 Â +5 Â

+ +

PZ1 ÏÜÅÇÎÄÈÍÀÌÈÊ

R2 TBD

PZ1 ÏÜÅÇÎÄÈÍÀÌÈÊ

L1 TBD

– –

ÈÑÒÎ×ÍÈÊ ÑÈÃÍÀËÀ R1

2K

Q1 2N2222A

ÈÑÒÎ×ÍÈÊ ÑÈÃÍÀËÀ R1

Ðèñóíîê 1. Õîòÿ òàêàÿ ñõåìà óïðàâëåíèÿ ïüåçîèçëó÷àòåëåì ïðîñòà, îíà î÷åíü íåýôôåêòèâíà.

72

2K

Q1 2N2222A

Ðèñóíîê 2. Çàìåíà ðåçèñòîðà R2 äðîññåëåì óâåëè÷èâàåò àêóñòè÷åñêóþ ìîùíîñòü è ÊÏÄ.

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


òåëÿ. Íèçêèå ñîïðîòèâëåíèÿ ðåçèñòîðîâ ñíèæàþò ýëåêòðè÷åñêèé ÊÏÄ ïðè ãàøåíèè ìåõàíè÷åñêîãî (àêóñòè÷åñêîãî) ðåçîíàíñà ïðåîáðàçîâàòåëÿ, ÷òî, êîíå÷íî, ñíèæàåò àêóñòè÷åñêóþ ýôôåêòèâíîñòü. Ñàìûì ðàñïðîñòðàíåííûì ñïîñîáîì óñîâåðøåíñòâîâàíèÿ ÿâëÿåòñÿ çàìåíà R2 äðîññåëåì, êàê ïîêàçàíî íà Ðèñóíêå 2. Âåëè÷èíó èíäóêòèâíîñòè ÷àñòî âûáèðàþò òàêîé, ÷òîáû ïîëó÷èòü ýëåêòðè÷åñêèé ðåçîíàíñ ñ åìêîñòüþ ïðåîáðàçîâàòåëÿ (èçëó÷àòåëÿ) ïðè àêóñòè÷åñêîì ðåçîíàíñå ïðåîáðàçîâàòåëÿ. Ýòîò ïîäõîä ìîæåò îáåñïå÷èòü áîëåå âûñîêóþ àêóñòè÷åñêóþ ìîùíîñòü, ÷åì ïàðàëëåëüíûé ðåçèñòîð, îäíàêî îí îñòàâëÿåò åùå ìíîæåñòâî âîçìîæíîñòåé äëÿ óëó÷øåíèÿ.  ëó÷øåì ñëó÷àå ïèêîâîå íàïðÿæåíèå íà ïðåîáðàçîâàòåëå ìîæåò äîñòèãàòü 40 Â, òîãäà êàê áîëåå òèïè÷íîå çíà÷åíèå ïðè íàïðÿæåíèè ïèòàíèÿ 5  ñîñòàâëÿåò 20 Â. Ýòî ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî ïåðåõîä êîëëåêòîðáàçà òðàíçèñòîðà ñìåùåí â ïðÿìîì íàïðàâëåíèè âî âðåìÿ îòðèöàòåëüíîé ïîëóâîëíû íàïðÿæåíèÿ íà ïàðàëëåëüíîì ðåçîíàíñíîì êîíòóðå, îáðàçîâàííîì èíäóêòèâíîñòüþ è åìêîñòüþ ïðåîáðàçîâàòåëÿ, ÷òî îãðàíè÷èâàåò ðàçìàõ íàïðÿæåíèÿ, óìåíüøàÿ àêóñòè÷åñêèé âûõîä. Äîáàâëåíèå äèîäà èçîëèðóåò ïåðåõîä êîëëåêòîð ýìèòòåð (èëè, åñëè èñïîëüçóåòñÿ MOSFET, ïåðåõîä ïàðàçèòíîãî äèîäà) îò ýòîé îòðèöàòåëüíîé ïîëóâîëíû, îáåñïå÷èâàÿ íàìíîãî áîëüøèé ðàçìàõ íàïðÿæåíèÿ íà ïðå+5 Â

+

PZ1 ÏÜÅÇÎÄÈÍÀÌÈÊ

L1 TBD –

D1 1N4148 ÈÑÒÎ×ÍÈÊ ÑÈÃÍÀËÀ R1

2K

Q1 2N2222A

Ðèñóíîê 3. Èñïîëüçîâàíèå äèîäà ìîæåò óñòðàíèòü îòðèöàòåëüíûå âûáðîñû.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

Ðèñóíîê 4. Èëëþñòðàöèÿ ïîâåäåíèÿ ñõåìû â ðåàëüíûõ óñëîâèÿõ.

îáðàçîâàòåëå è óâåëè÷èâàÿ àêóñòè÷åñêóþ ìîùíîñòü (Ðèñóíîê 3). Õîòÿ ïðÿìîå íàïðÿæåíèå äèîäà ñíèæàåò ïðèëîæåííîå íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ, ïîâûøåííîå íàïðÿæåíèå ïðè ðåçîíàíñå áîëåå ÷åì êîìïåíñèðóåò ýòó íåáîëüøóþ ïîòåðþ. ×òîáû äîáèòüñÿ êàêèõ-ëèáî äàëüíåéøèõ óëó÷øåíèé, ìû äîëæíû ó÷åñòü, ÷òî íà ñàìîì äåëå â ýòîé íåáîëüøîé ñèñòåìå ñóùåñòâóþò äâà ðåçîíàíñà: 1. Àêóñòè÷åñêèé ðåçîíàíñ ïðåîáðàçîâàòåëÿ, ìåõàíè÷åñêèé è îáúåìíûé ðåçîíàíñû. 2. Ýëåêòðè÷åñêèé ðåçîíàíñ èíäóêòèâíîñòè è åìêîñòè ïðåîáðàçîâàòåëÿ. ×àñòîòà ýëåêòðè÷åñêîãî ðåçîíàíñà íå îáÿçàòåëüíî äîëæíà ñîâïàäàòü ñ ÷àñòîòîé àêóñòè÷åñêîãî ðåçîíàíñà. Íà ñàìîì äåëå, åñëè îíà ïðèìåðíî â 2 ðàçà áîëüøå, ÷åì ÷àñòîòà àêóñòè÷åñêîãî ðåçîíàíñà, ïèêîâîå íàïðÿæåíèå íà ïðåîáðàçîâàòåëå ìîæåò áûòü çíà÷èòåëüíî óâåëè÷åíî. Ýòî èëëþñòðèðóåòñÿ Ðèñóíêîì 4, ãäå îñöèëëîãðàììû ïîëó÷åíû ïðè ñëåäóþùèõ ïàðàìåòðàõ ñõåìû: 1. Íàïðÿæåíèå èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ: 5  DC; 2. Èíäóêòèâíîñòü: L1 – 3.2 ìÃí; 3. Åìêîñòü ïüåçîïðåîáðàçîâàòåëÿ: 2 íÔ; 4. ×àñòîòà èñòî÷íèêà ñèãíàëà (40 êÃö) ðàâíà ðåçîíàíñíîé ÷àñòîòå èçëó÷àòåëÿ; 5. Êîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ èìïóëüñîâ èñòî÷íèêà ñèãíàëà ïîäîáðàí òàê, ÷òîáû èñêëþ÷èòü áîëüøèå âûáðîñû òîêà ïðè âêëþ÷åíèè. Îáðàòèòå âíèìàíèå, ÷òî ïóíêò 5 îáîçíà÷àåò ïîòåíöèàëüíóþ ïðîáëåìó, ñêðûâàþùóþñÿ â ýòîì íîâîì ðåøåíèè, êîòîðóþ íåîáõîäèìî óñòðàíèòü. Åñëè èñòî÷íèê ñèãíàëà ìîæåò âêëþ÷àòü òðàíçèñòîð ïîñëå òîãî, êàê íàïðÿæåíèå ïðåîáðàçîâàòåëÿ ñòàíîâèòñÿ ïîëîæè-

ÑÕÅÌÛ

73


òåëüíûì, áóäåò ïðîèñõîäèòü ìîùíûé êîðîòêèé âûáðîñ òîêà, êîòîðûé ñïîñîáåí ñíèçèòü ýëåêòðè÷åñêèé ÊÏÄ è ïîòåíöèàëüíî ñî âðåìåíåì ðàçðóøèòü òðàíçèñòîð. Óâåëè÷åíèå êîýôôèöèåíòà çàïîëíåíèÿ, ÷òîáû òðàíçèñòîð âêëþ÷àëñÿ, êîãäà ðåçîíàíñíîå íàïðÿæåíèå ñëåãêà îòðèöàòåëüíîå, ïîçâîëÿåò óñòðàíèòü ýòîò âûáðîñ. Ïîñëå òîãî, êàê ìû âñå îáñóäèëè, äàâàéòå ïîñìîòðèì, êàê íàøà ñõåìà âåäåò ñåáÿ â ðåàëüíîé æèçíè, èñïîëüçóÿ äëÿ ýòîãî óäîáíûé ÷åòûðåõêàíàëüíûé èíòåëëåêòóàëüíûé îñöèëëîãðàô: ! Æåëòûé – óïðàâëÿþùåå íàïðÿæåíèå ñ ïèêîâûì çíà÷åíèåì 5 Â, ÷àñòîòîé 40 êÃö è êîýôôèöèåíòîì çàïîëíåíèÿ ïðèìåðíî 48%; ! Ôèîëåòîâûé – íàïðÿæåíèå íà ïðåîáðàçîâàòåëå ïðè ýëåêòðè÷åñêîì ðåçîíàíñå: 92  ïèê-ïèê, 80 êÃö; ! Çåëåíûé – ýìèòòåðíûé òîê òðàíçèñòîðà ñ ïèêîâûì óðîâíåì ïðèìåðíî 80 ìÀ è ÷àñòîòîé 40 êÃö; ! Ñèíèé – àêóñòè÷åñêàÿ ìîùíîñòü ïðåîáðàçîâàòåëÿ, èçìåðåííàÿ ÌÝÌÑ ìèêðîôîíîì. Âûñîêîå ïèêîâîå íàïðÿæåíèå íà ïðåîáðàçîâàòåëå äîñòèãàåòñÿ çà ñ÷åò èñïîëüçîâàíèÿ äðîññåëÿ ñ èíäóêòèâíîñòüþ ìåíüøåé, ÷åì òðåáóåòñÿ äëÿ ðåçîíàíñà íà ÷àñòîòå 40 êÃö, ÷òî ïîçâîëÿåò òîêó âîçðàñòàòü ïðèìåðíî â äâà ðàçà áûñòðåå.  ðàññìàòðèâàåìîì ïðèìåðå ýòî îáåñïå÷èâàåò óäâîåííûé òîê äëÿ «çàðÿäêè» ìàãíèòíîãî ïîëÿ äðîññåëÿ.  äàííîé ñèñòåìå ýòî ïðèâîäèò ê áîëüøåìó ñìåùåíèþ ïîâåðõíîñòè ïðåîáðàçîâàòåëÿ, è, ñîîòâåòñòâåííî, óâåëè÷èâàåò àêóñòè÷åñêóþ ìîùíîñòü. Ýòó ñòàòüþ íå ñëåäóåò ðàññìàòðèâàòü êàê èñ÷åðïûâàþùèé òðàêòàò ïî ðåçîíàíñíûì ñõåìàì. Îíà ïðîñòî äåìîíñòðèðóåò ïðîöåäóðó, ïîçâîëÿþùóþ ñ ïîìîùüþ î÷åíü ïðîñòîé è íåäîðîãîé ñõåìû óâåëè÷èòü àêóñòè÷åñêóþ ìîùíîñòü ëþáîãî ðåçîíàíñíîãî ïüåçîýëåêòðè÷åñêîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ èëè èçëó÷àòåëÿ. Êðàòêî ýòó ïðîöåäóðó ìîæíî èçëîæèòü ñëåäóþùèì îáðàçîì: 1. Îïðåäåëÿåì ÷àñòîòó àêóñòè÷åñêîãî ðåçîíàíñà ïðåîáðàçîâàòåëÿ;

74

2. Ôîðìèðóåì ïîñëåäîâàòåëüíîñòü óïðàâëÿþùèõ èìïóëüñîâ òàêîé æå ÷àñòîòû, íà÷èíàÿ ñ êîýôôèöèåíòà çàïîëíåíèÿ 50%; 3. Ïðè íåîáõîäèìîñòè ðåãóëèðóåì êîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ, ÷òîáû óáðàòü âûáðîñû òîêà ïðè âêëþ÷åíèè; 4. Îïðåäåëÿåì çíà÷åíèå åìêîñòè ïðåîáðàçîâàòåëÿ; 5. Âûáèðàåì òàêîå çíà÷åíèå èíäóêòèâíîñòè, ñ êîòîðûì ÷àñòîòà ýëåêòðè÷åñêîãî ðåçîíàíñà áóäåò ïðèìåðíî âäâîå âûøå ÷àñòîòû àêóñòè÷åñêîãî ðåçîíàíñà. Ñìîäåëèðîâàòü ïðåäñòàâëåííóþ çäåñü àêóñòè÷åñêóþ/ýëåêòðè÷åñêóþ ñõåìó â ñèìóëÿòîðå ìîæåò áûòü íåïðîñòî, ïîñêîëüêó ïðåîáðàçîâàòåëü ñîäåðæèò äâà èëè áîëåå ïîòåíöèàëüíî ðåçîíàíñíûõ ýëåìåíòà. Ê íèì îòíîñÿòñÿ ìåõàíè÷åñêè ðåçîíàíñ ïðåîáðàçîâàòåëüíîãî ýëåìåíòà, àêóñòè÷åñêèé ðåçîíàíñ êîðïóñà ïðåîáðàçîâàòåëÿ (íàçûâàåìûé ðåçîíàíñîì Ãåëüìãîëüöà) è, êîíå÷íî æå, ýëåêòðè÷åñêèé ðåçîíàíñ åìêîñòè ïðåîáðàçîâàòåëÿ ñ âíåøíåé èíäóêòèâíîñòüþ. Àêóñòè÷åñêàÿ íàãðóçêà èçëó÷åíèåì èç ïîðòà ïðåîáðàçîâàòåëÿ èëè åãî äèàôðàãìû äîáàâëÿåò åùå îäíó ñëîæíîñòü ê ìîäåëèðîâàíèþ. Ïðîñòîå ýëåêòðè÷åñêîå ìîäåëèðîâàíèå ýòîé ñõåìû äàåò íà ïðåîáðàçîâàòåëå 240  ïèê-ïèê, ÷òî áîëüøå óäâîåííîãî íàïðÿæåíèÿ, ïîëó÷åííîãî â ðåàëüíîé ñõåìå. Ïðè÷èíîé áîëüøåé ÷àñòè ïîòåðü, ñíèæàþùèõ ïèêîâîå íàïðÿæåíèå ïðåîáðàçîâàòåëÿ â ýòîé ñèñòåìå ïî ñðàâíåíèþ ñ ìîäåëèðóåìûìè ðåçóëüòàòàìè, ìîæåò áûòü àêóñòè÷åñêàÿ íàãðóçêà. Ñ ïîìîùüþ ýòîé ïðîñòîé ïðîöåäóðû ìîæíî ñ ìèíèìàëüíûìè çàòðàòàìè âðåìåíè è ñèë ëåãêî äîáèòüñÿ ìàêñèìàëüíîé àêóñòè÷åñêîé ìîùíîñòè ïðåîáðàçîâàòåëÿ. ÐË

Ññûëêè

ÑÕÅÌÛ

1. Buzzer Basics - Technologies, Tones, and Drive Circuits, CUI 2. Parallel Resonance Circuit, Electronics Tutorials 3. SiSonic™ Surface Mount MEMS Microphones, Knowles Electronics

Ìàòåðèàëû ïî òåìå 1. Datasheet Knowles SPW2430HR5H-B

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


Ïðîñòàÿ ñõåìà ïðåâðàùàåò ñèãíàë ØÈÌ â òî÷íîå îïîðíîå íàïðÿæåíèå ñ öèôðîâûì óïðàâëåíèåì Rick Mally Electronic Design

Ä

Äëÿ ðåàëèçàöèè ôèëüòðà íèæíèõ ÷àñòîò âòîðîãî ïîðÿäêà Ñàëëåíà-Êè è ñõåìû ñäâèãà óðîâíÿ â ýòîé êîíñòðóêöèè èñïîëüçóåòñÿ øèðîêî ðàñïðîñòðàíåííûé øóíòîâîé ðåãóëÿòîð LM431 Âî ìíîãèõ ñõåìàõ òðåáóåòñÿ ïðåîáðàçîâàíèå ñèãíàëà øèðîòíî-èìïóëüñíîé ìîäóëÿöèè (ØÈÌ) ìèêðîïðîöåññîðà â àíàëîãîâîå íàïðÿæåíèå. ×àñòî ïàññèâíûé îäíîïîëþñíûé RC-ôèëüòð âïîëíå óäîâëåòâîðÿåò ïðîåêòíûì òðåáîâàíèÿì, íî ýòîìó ïîäõîäó îáû÷+5  Âõîäíîé ñèãíàë ØÈÌ 0/+5 Â

R1 10k

R2 10k

C1 0.01 µF

IC1 LM431 C2 4700 pF

R1 = R2 C2 » 0.5 × C1 R3 499

(5 Â × D) – 2.5 Â, Ïîñòîÿííîå âûõîäíîå íàïðÿæåíèå ±2.5 Â

–5 Â

Ðèñóíîê 1. Øóíòîâîé ðåãóëÿòîð âûïîëíÿåò ôóíêöèþ ýëåìåíòà îáðàòíîé ñâÿçè â ôèëüòðå íèæíèõ ÷àñòîò Ñàëëåíà-Êè, ïðåîáðàçóÿ ØÈÌ ñèãíàë ðàçìàõîì 5  â ïîñòîÿííîå íàïðÿæåíèå ìåæäó –2.5  è +2.5 Â, ïðîïîðöèîíàëüíîå êîýôôèöèåíòó çàïîëíåíèÿ èìïóëüñîâ ØÈÌ.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019

íî ïðèñóùè íåêîòîðûå íåäîñòàòêè, âêëþ÷àÿ áîëüøîå âðåìÿ îòêëèêà, çàøóìëåííûå ðåçóëüòàòû è îòñóòñòâèå áóôåðèçàöèè.  îïèñàííîé çäåñü ñõåìå äëÿ ðåàëèçàöèè ôèëüòðà íèæíèõ ÷àñòîò âòîðîãî ïîðÿäêà Ñàëëåíà-Êè è îäíîâðåìåííîãî ñäâèãà óðîâíÿ èñïîëüçóåòñÿ âåçäåñóùèé øóíòîâîé ðåãóëÿòîð LM431 (Ðèñóíîê 1). Ïî ñðàâíåíèþ ñ òðàäèöèîííûì ïîäõîäîì, îíà îáåñïå÷èâàåò ãîðàçäî áîëåå êðóòîé ñïàä, à òàêæå áèïîëÿðíûé âûõîä ñ íèçêèì èìïåäàíñîì. Ñõåìà áóäåò âûðàáàòûâàòü âûõîäíîå íàïðÿæåíèå îò –2.5 äî + 2.5  â ñîîòâåòñòâèè ñ âõîäíûì ñèãíàëîì ØÈÌ, èçìåíÿþùèìñÿ ìåæäó óðîâíÿìè 0 è 5 Â. Çíà÷åíèå âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ðàâíî ãäå D – êîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ èìïóëüñîâ ØÈÌ, èçìåíÿþùèéñÿ îò 0.0 äî 1.0 (îò 0% äî 100%). Ïîêàçàííûå íà ñõåìû íîìèíàëû êîìïîíåíòîâ îáåñïå÷èâàþò ïëîñêèé îòêëèê ñ ÷àñòîòîé ñðåçà îêîëî 2300 Ãö, ñïàä –12 äÁ/îêòàâà è íàãðóçî÷íóþ ñïîñîáíîñòü ïîðÿäêà 3 ìÀ. ×àñòîòó ñðåçà ìîæíî ëåãêî èçìåíÿòü, ìåíÿÿ íîìèíàëû R1 è R2 èëè C1 è C2, îäíàêî ïðè ýòîì âàæíî ñîõðàíÿòü ðàâåíñòâî ñîïðîòèâëåíèé R1 è R2, à åìêîñòü C2 äîëæíà îñòàâàòüñÿ ðàâíîé ïðèìåðíî ïîëîâèíå åìêîñòè C1.

ÑÕÅÌÛ

75


Óäâîåíèå íîìèíàëà ðåçèñòîðà èëè êîíäåíñàòîðà ñíèæàåò ÷àñòîòó ñðåçà íàïîëîâèíó. Óìåíüøåíèå ëþáûõ íîìèíàëîâ âäâîå óäâàèâàåò ÷àñòîòó ñðåçà. Âàðüèðóÿ ñîïðîòèâëåíèå ðåçèñòîðà R3, ìîæíî óâåëè÷èòü âûõîäíîé òîê èëè ñíèçèòü ïîòðåáëÿåìóþ ìîùíîñòü. Íàïðÿæåíèå øèíû 5  íå äîëæíî áûòü òî÷íûì è ìîæåò èìåòü áîëåå âûñîêîå çíà÷åíèå. Íåîáõîäèìî òîëüêî, ÷òîáû ðàçìàõ âõîäíîãî ñèãíàëà ØÈÌ ñîñòàâëÿë òî÷íî 5 Â.

76

Ïîñêîëüêó â ñõåìå èñïîëüçóåòñÿ ëèøü øåñòü êîìïîíåíòîâ, îíà ìîæåò áûòü î÷åíü íåäîðîãîé. LM431 â åäèíè÷íûõ êîëè÷åñòâàõ ìîæíî êóïèòü âñåãî çà 10 öåíòîâ, ÷òî çíà÷èòåëüíî íèæå öåíû ëþáîãî îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ. ÐË

Ìàòåðèàëû ïî òåìå 1. Datasheet Texas Instruments LM431

ÑÕÅÌÛ журналы на сайте journal-off.info

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2019


ÐàäèîËîöìàí.Æóðíàë www.rlocman.ru/magazine Îôèöèàëüíûå âåðñèè òîëüêî çäåñü: áåç ðåãèñòðàöèè è íàçîéëèâîé ðåêëàìû, ñ âûñîêîé ñêîðîñòüþ ñêà÷èâàíèÿ.

ÐàäèîËîöìàí.Ôîðóì

www.rlocman.ru/forum

Îáñóæäàéòå ñòàòüè è íîâîñòè, îáùàéòåñü! Ïðèãëàøàåì ïðîôåññèîíàëîâ.

ÐàäèîËîöìàí.Öåíû

www.rlocman.ru/price

Ïîäáåðèòå îïòèìàëüíîãî ïîñòàâùèêà ýëåêòðîííûõ êîìïîíåíòîâ, èçìåðèòåëüíîé è ýëåêòðîííîé òåõíèêè. Öåíû, óñëîâèÿ ïîñòàâêè è äîñòàâêè.

ÐàäèîËîöìàí.Ñîö.Ñåòè Îáíîâëåíèÿ â ïðèâû÷íîì ôîðìàòå.

vk.com/rlocman facebook.com/rlocman ok.ru/rlocman twitter.com/rlocman È åùå ìíîãîå äðóãîå íà ïîðòàëå:

ÐàäèîËîöìàí. ...

www.rlocman.ru


Æóðíàë äëÿ òåõ, êòî èíòåðåñóåòñÿ ýëåêòðîíèêîé

Åñëè âàì íåáåçðàçëè÷íû òåìû: ìèêðîêîíòðîëëåðû àâòîìàòèçàöèÿ ñèëîâàÿ ýëåêòðîíèêà ñâåòîòåõíèêà ÑÀÏÐ èçìåðåíèÿ

èëè âû ÿâëÿåòåñü íîñèòåëåì ïåðåäîâûõ çíàíèé â äðóãèõ îáëàñòÿõ ýëåêòðîíèêè è ãîòîâû èõ ïîïóëÿðèçèðîâàòü ïðèãëàøàåì ê ñîòðóäíè÷åñòâó!

Profile for forweb

RLcmn_10_2019  

RLcmn_10_2019  

Profile for forweb24
Advertisement