Page 1

Æóðíàë äëÿ òåõ, êòî èíòåðåñóåòñÿ ýëåêòðîíèêîé

WWW.RLOCMAN.RU

ÐÀÄÈÎËÎÖÌÀÍ Èþíü 2018 (85)

34

Ýâîëþöèÿ èíñòðóìåíòàëüíîãî óñèëèòåëÿ

46

Arduino àíîíñèðîâàëà ïëàòû ñëåäóþùåãî ïîêîëåíèÿ

19

ÝÌÎÑ ïî ñìåùåíèþ. Äåñÿòü ëåò ñïóñòÿ

58

Äâóõàíîäíûé MOSFET òèðèñòîð


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!


Íîâîñòè

ÐÀÄÈÎËÎÖÌÀÍ Èþíü 2018 (85)

Ãëàâíûé ðåäàêòîð: À. Íèêîëàåâ

Íàä íîìåðîì ðàáîòàëè: Â. Êîëåñíèê Ñ. Ìóðàò÷àåâ À. Íèêîëàåâ Í. Ðàäóíöåâà 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 Íîâàÿ ñåðèÿ ìíîãîôàçíûõ ìèêðîñõåì óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì êîìïàíèè Renesas îáåñïå÷èò âûñîêèé ÊÏÄ ïðè ìèíèìàëüíûõ ðàçìåðàõ 5 Torex Semiconductor âûïóñêàåò íîâóþ ìèêðîñõåìó ñèíõðîííîãî ïîíèæàþùåãî DC/DC ïðåîáðàçîâàòåëÿ 6 Infineon ðàñøèðÿåò ñåìåéñòâî 650-âîëüòîâûõ IGBT, èçãîòàâëèâàåìûõ ïî òåõíîëîãèè TRENCHSTOP 5 7 Vishay Intertechnology çàïóñòèëà â ñåðèéíîå ïðîèçâîäñòâî ñâîé ïåðâûé òðàíçèñòîðíûé îïòðîí äëÿ ñèñòåì àâòîìîáèëüíîé ýëåêòðîíèêè 7 Ýêîíîìè÷íûå ìèêðîêîíòðîëëåðû Maxim ïðîäëåâàþò ñðîê ñëóæáû áàòàðåé êîìïàêòíûõ è íîñèìûõ óñòðîéñòâ 9 Texas Instruments ðàçðàáîòàëà ñàìûå ìèíèàòþðíûå è ýôôåêòèâíûå â îòðàñëè ñèíõðîííûå ïðåîáðàçîâàòåëè SIMPLE SWITCHER 10 ON Semiconductor àíîíñèðóåò ëó÷øåå â îòðàñëè ñåìåéñòâî LDO ðåãóëÿòîðîâ 11 Alpha and Omega Semiconductor ïðåäñòàâèëà ïåðâûå ñòàáèëèçàòîðû ñåìåéñòâà EZBuck ñ óïðàâëåíèåì ïî I2C 12 Analog Devices àíîíñèðóåò íîâóþ ëèíåéêó èçîëèðîâàííûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé ýíåðãèè 13 Toshiba ïðèñòóïàåò ê ïîñòàâêàì íîâûõ MOSFET ñ öåïÿìè àêòèâíîãî îãðàíè÷åíèÿ 14 Íîâûå ñåìåéñòâà ìèêðîêîíòðîëëåðîâ PIC è AVR ïîâûñÿò ýôôåêòèâíîñòü çàìêíóòûõ ñèñòåì óïðàâëåíèÿ 16 Toshiba âûïóñêàåò ëèíåéêó èíòåðôåéñíûõ ìîñòîâ äëÿ àâòîìîáèëüíûõ èíôîðìàöèîííîðàçâëåêàòåëüíûõ ñèñòåì 16 Óñîâåðøåíñòâîâàííûå ïðèåìîïåðåäàò÷èêè øèíû A2B îáåñïå÷èâàþò áåñïðåöåäåíòíóþ ãèáêîñòü äëÿ íîâûõ ïðèëîæåíèé 17 Ñâåðõìèíèàòþðíûå ïîíèæàþùèå ïðåîáðàçîâàòåëè Maxim ïîâûñÿò ýôôåêòèâíîñòü ïîñòîÿííî âêëþ÷åííûõ àâòîìîáèëüíûõ ïðèëîæåíèé 18 Torex Semiconductor âûïóñòèëà äâà ñåìåéñòâà ïðåöèçèîííûõ íèçêîâîëüòíûõ äåòåêòîðîâ íàïðÿæåíèÿ 19 Arduino àíîíñèðîâàëà ïëàòû ñëåäóþùåãî ïîêîëåíèÿ 20 Skyworks âûïóñêàåò íîâîå ñåìåéñòâî øèðîêîïîëîñíûõ ÌØÓ äëÿ äèàïàçîíîâ LTE 21 Àâòîíîìíûå ïðåîáðàçîâàòåëè STMicroelectronics ïîâûñÿò íà-äåæíîñòü, ýôôåêòèâíîñòü è óíèâåðñàëüíîñòü èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ 22 IDT ðàñøèðÿåò ôëàãìàíñêîå ñåìåéñòâî èíòåãðàëüíûõ ãàçîâûõ äàò÷èêîâ 23 ON Semiconductor àíîíñèðîâàëà íîâîå ñåìåéñòâî ìíîãîêðèñòàëüíûõ ìîäóëåé ïîíèæàþùèõ ØÈÌ ðåãóëÿòîðîâ ñ ðåêîðäíîé ïëîòíîñòüþ òîêà 24  íîâûõ ìèêðîêîíòðîëëåðàõ MSP430 ïîÿâèëèñü êîíôèãóðèðóåìûå ýëåìåíòû îáðàáîòêè ñèãíàëîâ

Ñòàòüè rlocman@rlocman.ru

Å

+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  êàêîì ðåæèìå äîëæåí ðàáîòàòü ìàãíèòîïðîâîä äðîññåëÿ èìïóëüñíîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ? ×àñòü 2 31 Äèíàìè÷åñêîå èñïîëüçîâàíèå âûâîäà çàïðåòà óñèëèòåëÿ 34 Ýâîëþöèÿ èíñòðóìåíòàëüíîãî óñèëèòåëÿ 39 Ïðîìåæóòî÷íîå íàïðÿæåíèå óâåëè÷èâàåò ÊÏÄ ïðåîáðàçîâàíèÿ ýíåðãèè 42 ÌÀÑÒÅÐ-ËÎÌÀÑÒÅÐ. Ðàçáèðàåì äèñêîâûé íàêîïèòåëü Samsung 1.8”

Ñõåìû 46 Äâóõàíîäíûé MOSFET òèðèñòîð 49 Êíîïêè è èíäèêàòîð ïàðàëëåëüíî 52 Äâóïîëÿðíûé ñòàáèëèçàòîð íà ÎÓ è ìîùíûõ ïîëåâûõ òðàíçèñòîðàõ ñ òîêîâîé çàùèòîé. ×àñòü 3 56 Ïðåîáðàçîâàòåëü äëèòåëüíîñòè èìïóëüñà â íàïðÿæåíèå 58 ÝÌÎÑ ïî ñìåùåíèþ. Äåñÿòü ëåò ñïóñòÿ 68 Ïðîñòàÿ ñõåìà íåëèíåéíîãî àòòåíþàòîðà 70 Ñâåðõìàëîìîùíûé ãåíåðàòîð ïåðèîäè÷åñêîãî ñáðîñà 72 Òðèããåðíàÿ ñõåìà íà îñíîâå ðåëå çàïîìèíàåò ñâîå ñîñòîÿíèå ïðè ñáîÿõ ïèòàíèÿ


Íîâàÿ ñåðèÿ ìíîãîôàçíûõ ìèêðîñõåì óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì êîìïàíèè Renesas îáåñïå÷èò âûñîêèé ÊÏÄ ïðè ìèíèìàëüíûõ ðàçìåðàõ 2

Ïðè ðàçìåðàõ ðåøåíèÿ 70 ìì è ïèêîâîì ÊÏÄ 94% ISL91302B îáåñïå÷èò òîêîì äî 20 À ïðîöåññîðû ïðèëîæåíèé, íåéðîííûå ïðîöåññîðû, ÏËÈÑ è ïðîìûøëåííûå ìèêðîïðîöåññîðû Renesas Electronics îáúÿâèëà î íà÷àëå ïðîèçâîäñòâà òðåõ ïðîãðàììèðóåìûõ ìèêðîñõåì óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì (PMIC), ñî÷åòàþùèõ ñàìûé âûñîêèé ÊÏÄ ñ íàèìåíüøèìè â îòðàñëè ðàçìåðàìè. Ìèêðîñõåìû ISL91302B, ISL91301A è ISIC91301B ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ ïðîöåññîðîâ ïðèëîæåíèé ñìàðòôîíîâ è ïëàíøåòîâ. Èõ òàêæå ìîæíî èñïîëüçîâàòü äëÿ ïèòàíèÿ íåéðîííûõ ïðîöåññîðîâ, ÏËÈÑ è ïðîìûøëåííûõ ìèêðîïðîöåññîðîâ. Êðîìå òîãî, íîâûå ïðèáîðû èäåàëüíî ïîäõîäÿò äëÿ øèí ïèòàíèÿ òâåðäîòåëüíûõ íàêîïèòåëåé, îïòè÷åñêèõ ïðèåìîïåðåäàò÷èêîâ è øèðîêîãî ñïåêòðà ïîòðåáèòåëüñêèõ, ïðîìûøëåííûõ è ñåòåâûõ óñòðîéñòâ. Ïðåîáðàçîâàòåëü íà îñíîâå ìíîãîôàçíîé îäíî-/äâóõêàíàëüíîé PMIC ISL91302B ìîæåò îòäàâàòü âûõîäíîé òîê äî 20 À ñ ïèêîâûì ÊÏÄ 94%, çàíèìàÿ âñåãî 2 70 ìì ïå÷àòíîé ïëàòû, ÷òî íà 40% ìåíüøå, ÷åì ó êîíêóðèðóþùèõ ðåøåíèé.

ëÿÿ èñïîëüçîâàòü íèçêîïðîôèëüíûå äðîññåëè ðàçìåðîì 2 ìì × 2 ìì × 1 ìì, êîíäåíñàòîðû íåáîëüøîé åìêîñòè è ëèøü íåñêîëüêèõ ïàññèâíûõ êîìïîíåíòîâ. Íîâûå ìèêðîñõåìû íå òðåáóþò âíåøíèõ ýëåìåíòîâ ÷àñòîòíîé êîððåêöèè èëè äåëèòåëåé äëÿ óñòàíîâêè ðåæèìîâ ðàáîòû. Êàæäûé ïðèáîð äèíàìè÷åñêè èçìåíÿåò êîëè÷åñòâî àêòèâíûõ ôàç, ïîääåðæèâàÿ îïòèìàëüíûé ÊÏÄ ïðè ëþáîì âûõîäíîì òîêå. Íèçêèé òîê ïîòðåáëåíèÿ, ïðåâîñõîäíûé ÊÏÄ ïðè ëåãêèõ íàãðóçêàõ, âûñîêàÿ òî÷íîñòü ñòàáèëèçàöèè è îòëè÷íûå äèíàìè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè çíà÷èòåëüíî óâåëè÷èâàþò âðåìÿ ðàáîòû îò áàòàðåé ñîâðåìåííûõ ìíîãîôóíêöèîíàëüíûõ ýíåðãîåìêèõ óñòðîéñòâ. 100 95

ÊÏÄ (%)

90 85 80 75 70

VIN = 3.8 Â

VOUT = 0.75 Â VOUT = 0.9 Â VOUT = 1.2 Â VOUT = 1.5 Â VOUT = 1.8 Â

fSW = 3 ÌÃö TA = +25 °C L = 330 íÃí

65 60 0.100

1.000

10.000

Òîê íàãðóçêè (À)

 äîïîëíåíèå ê ISL91302B Renesas ïðåäëàãàåò òàêæå òðåõêàíàëüíóþ PMIC ISL91301A è ÷åòûðåõêàíàëüíóþ ISL91301B, êàæäàÿ èç êîòîðûõ ñïîñîáíà îòäàâàòü â íàãðóçêó òîê äî 16 À ïðè ïèêîâûì ÊÏÄ, ðàâíîì 94%. Ðåàëèçîâàííàÿ â íîâûõ PMIC òåõíîëîãèÿ ìîäóëÿöèè R5, ñîçäàííàÿ è çàïàòåíòîâàííàÿ Renesas, îáåñïå÷èâàåò óñòàíîâëåíèå âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ â òå÷åíèå îäíîãî ïåðèîäà èìïóëüñîâ ñèíõðîíèçàöèè, öèôðîâóþ íàñòðîéêó ïàðàìåòðîâ ÷àñòîòíîé êîððåêöèè è ñâåðõâûñîêóþ ÷àñòîòó ïåðåêëþ÷åíèÿ, äîñòèãàþùóþ ìàêñèìàëüíî çíà÷åíèÿ 6 ÌÃö âî âðåìÿ ïåðåõîäíûõ ïðîöåññîâ â íàãðóçêå. Ýòè îñîáåííîñòè îáëåã÷àþò ðàçðàáîòêó èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ, ïîçâî-

4

Çàâèñèìîñòü ÊÏÄ ìèêðîñõåìû ISL91302B â äâóõôàçíîé êîíôèãóðàöèè îò òîêà íàãðóçêè.

Êëþ÷åâûå îñîáåííîñòè ISL91302B ! Òðè ïðåäóñòàíîâëåííûå çàâîäñêèå êîíôèãóðàöèè äëÿ îäíîé èëè äâóõ âûõîäíûõ øèí: # äâóõôàçíàÿ äâóõêàíàëüíàÿ (2+2) êîíôèãóðàöèÿ ñ âûõîäíûìè òîêàìè êàæäîãî êàíàëà 10 À, # äâóõêàíàëüíàÿ òðåõôàçíàÿ (3+1) êîíôèãóðàöèÿ ñ âûõîäíûì òîêîì îäíîãî êàíàëà 15 À è äðóãîãî – 5 À, # îäíîêàíàëüíàÿ ÷åòûðåõôàçíàÿ (4+0) êîíôèãóðàöèÿ ñ âûõîäíûì òîêîì 20 À;

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


! Ìàëûå ðàçìåðû ðåøåíèÿ: 7 ìì × 4 ìì äëÿ ÷åòûðåõôàçíîé êîíôèãóðàöèè; ! Äèàïàçîí âõîäíûõ íàïðÿæåíèé îò 2.5  äî 5.5 Â; ! Âûõîäíûå íàïðÿæåíèÿ, ïðîãðàììèðóå2 ìûå ÷åðåç èíòåðôåéñ I C èëè SPI â äèàïàçîíå îò 0.3  äî 2 Â; ! Àðõèòåêòóðà ìîäóëÿòîðà R5, îïòèìèçèðóþùàÿ ÊÏÄ ïóòåì áàëàíñèðîâêè íàãðóçîê êàíàëîâ ñ ïëàâíûì âêëþ÷åíèåì èëè âûêëþ÷åíèåì ôàç; ! Ñîáñòâåííûé òîê ïîòðåáëåíèÿ 75 ìêÀ â ðåæèìå ïðåðûâèñòîé ïðîâîäèìîñòè; ! Íåçàâèñèìîå äèíàìè÷åñêîå ìàñøòàáèðîâàíèå âûõîäíûõ íàïðÿæåíèé êàæäîãî êàíàëà; ! Ñèñòåìíàÿ òî÷íîñòü ±0.7% â äèàïàçîíå òåìïåðàòóð –10 °C … +85 °C ïðè äèñòàíöèîííîì èçìåðåíèè âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ; ! Èíòåãðèðîâàííûé òåëåìåòðè÷åñêèé ÀÖÏ äëÿ èçìåðåíèÿ òîêîâ ôàç, âûõîäíûõ òîêîâ, âõîäíûõ/âûõîäíûõ íàïðÿæåíèé è òåìïåðàòóðû, ïîçâîëÿþùèé äèàãíîñòèðîâàòü PMIC âî âðåìÿ ðàáîòû; ! Ìÿãêèé ñòàðò, çàùèòà îò ïîâûøåííîãî è ïîíèæåííîãî íàïðÿæåíèÿ, ïåðåãðóçêè ïî òîêó, ïåðåãðåâà è êîðîòêèõ çàìûêàíèé.

Êëþ÷åâûå îñîáåííîñòè ISL91301A è ISL91301B ! Äâå ïðåäóñòàíîâëåííûå çàâîäñêèå êîíôèãóðàöèè: # ISL91301A: òðåõêàíàëüíàÿ äâóõôàçíàÿ (2+1+1) êîíôèãóðàöèÿ (äâå ôàçû íà îäíó øèíó è ïî îäíîé ôàçå íà äâå îñòàëüíûå),

# ISL91301B: ÷åòûðåõêàíàëüíàÿ îäíîôàçíàÿ (1+1+1+1) êîíôèãóðàöèÿ; ! Âûõîäíîé òîê êàæäîé ôàçû äî 4 À ïðè âõîäíîì íàïðÿæåíèè îò 2.8  äî 5.5 Â; ! Âûõîäíîé òîê êàæäîé ôàçû äî 3 À ïðè âõîäíîì íàïðÿæåíèè îò 2.5  äî 5.5 Â; ! Ìàëûå ðàçìåðû ðåøåíèÿ: 7 ìì × 10 ìì äëÿ ÷åòûðåõôàçíîé êîíôèãóðàöèè. ! Âûõîäíûå íàïðÿæåíèÿ, ïðîãðàììèðóå2 ìûå ÷åðåç èíòåðôåéñ I C èëè SPI â äèàïàçîíå îò 0.3  äî 2 Â; ! Ñîáñòâåííûé òîê ïîòðåáëåíèÿ 62 ìêÀ â ðåæèìå ïðåðûâèñòîé ïðîâîäèìîñòè; ! Íåçàâèñèìîå äèíàìè÷åñêîå ìàñøòàáèðîâàíèå âûõîäíûõ íàïðÿæåíèé êàæäîãî êàíàëà; ! Ñèñòåìíàÿ òî÷íîñòü ±0.7% â äèàïàçîíå òåìïåðàòóð –10 °C … +85 °C ïðè äèñòàíöèîííîì èçìåðåíèè âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ; ! Ìÿãêèé ñòàðò, çàùèòà îò ïîâûøåííîãî è ïîíèæåííîãî íàïðÿæåíèÿ, ïåðåãðóçêè ïî òîêó, ïåðåãðåâà è êîðîòêèõ çàìûêàíèé.

Öåíû è äîñòóïíîñòü Îäíî-/äâóõê àíàëüíûå ìèêðîñõåìû ISL91302B â 54-êîíòàêòíîì êîðïóñå WLCSP ñ ðàçìåðàìè 2.551 ìì × 3.670 ìì ïðîäàþòñÿ ïî öåíå $3.90. Íà òðåõêàíàëüíûå ISL91301A è ÷åòûðåõêàíàëüíûå ISL91301B â 42-êîíòàêòíûõ êîðïóñàõ WLCSP ñ ðàçìåðàìè 2.551 ìì × 2.87 ìì óñòàíîâëåíà îäèíàêîâàÿ öåíà $3.12. Öåíû óêàçàíû äëÿ îäíîé ìèêðîñõåìû, ïðèîáðåòàåìîé â ïàðòèè èç 1000 ïðèáîðîâ.

Torex Semiconductor âûïóñêàåò íîâóþ ìèêðîñõåìó ñèíõðîííîãî ïîíèæàþùåãî DC/DC ïðåîáðàçîâàòåëÿ Torex Semiconductor íà÷àëà ïðîèçâîäñòâî íîâîãî ñèíõðîííîãî ïîíèæàþùåãî DC/DC ïðåîáðàçîâàòåëÿ XC9280.

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

Ðàññ÷èòàííàÿ íà âõîäíûå íàïðÿæåíèÿ äî 18  è òîêè íàãðóçêè äî 3 À ìèêðîñõåìà XC9280 ðàáîòàåò íà ïîñòîÿííîé ÷àñòîòå ïåðåêëþ÷åíèÿ 1.2 ÌÃö, ïîçâîëÿþùåé èñïîëüçîâàòü äðîññåëè íåáîëüøîé èíäóêòèâíîñòè (2.2 ìêÃí). Ïðèáîð âûïóñêàåòñÿ â êîìïàêòíîì êîðïóñå TSOT-26 ñ ðàçìåðàìè 2.8 ìì × 2.9 ìì × 1.1 ìì. Óñòðîéñòâî, ðàáîòàþùèå ïðè âõîäíûõ íàïðÿæåíèÿõ îò 4.5  äî 18 Â, ñïîñîáíî ïîääåðæèâàòü íà âûõîäå íàïðÿæåíèÿ îò 1.8  äî 7.0 Â.  çàâèñèìîñòè îò âåëè÷èíû íàãðóçêè, ñèñòåìà óïðàâëåíèÿ XC9280, ïîòðåáëÿþùàÿ

ÍÎÂÎÑÒÈ

5


ëîâ âñåãî 0.166 Îì è 0.13 Îì, ñîîòâåòñòâåííî. Êðîìå òîãî, â ìèêðîñõåìå ïðåäóñìîòðåíà âîçìîæíîñòü âíåøíåé óñòàíîâêè ñêîðîñòè íàðàñòàíèÿ âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ, ïîçâîëÿþùàÿ ïðåäîòâðàùàòü áðîñêè åìêîñòíûõ òîêîâ è óïðàâëÿòü çàäåðæêîé ïîÿâëåíèÿ âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ.

ÊÏÄ [%]

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0.001

Íåïðåðûâíûé òîê Êðàòêîâðåìåííûé òîê

Îñíîâíûå õàðàêòåðèñòèêè ìèêðîñõåìû XC9280 0.01

0.1 Òîê íàãðóçêè [À]

1

10

Çàâèñèìîñòü ÊÏÄ îò òîêà íàãðóçêè ïðè âõîäíîì íàïðÿæåíèè 12 Â è âûõîäíîì íàïðÿæåíèè 5 Â.

òîê 80 ìêÀ, àâòîìàòè÷åñêè ïåðåêëþ÷àåò ðåæèìû ðàáîòû ìåæäó ×ÈÌ è ØÈÌ. Íåñìîòðÿ íà êîìïàêòíûå ðàçìåðû, â ïðåîáðàçîâàòåëü óäàëîñü èíòåãðèðîâàòü òðàíçèñòîðû âåðõíåãî è íèæíåãî ïëå÷à ñ ñîïðîòèâëåíèÿìè êàíà-

! Ðàçìåðû êîðïóñà (2.8 ìì × 2.9 ìì × 1.1 ìì), óìåíüøåííûå íà 70%, è ñîêðàùåííàÿ íà 25% ìîíòàæíàÿ ïëîùàäü ïî ñðàâíåíèþ ñ ïðåäûäóùèìè ïðîäóêòàìè êîìïàíèè; ! ×àñòîòà ïåðåêëþ÷åíèÿ 1.2 ÌÃö, ïîçâîëÿþùàÿ èñïîëüçîâàòü ìèíèàòþðíûå äðîññåëè ñ èíäóêòèâíîñòüþ 2.2 ìêÃí; ! ÊÏÄ 90% ïðè âûõîäíîì òîêå 1000 ìÀ; ! Âíåøíÿÿ ðåãóëèðîâêà ñêîðîñòè ìÿãêîãî çàïóñêà.

Infineon ðàñøèðÿåò ñåìåéñòâî 650-âîëüòîâûõ IGBT, èçãîòàâëèâàåìûõ ïî òåõíîëîãèè TRENCHSTOP 5 Infineon Technologies ðàñøèðÿåò ñâîå ñåìåéñòâî IGBT, èçãîòàâëèâàåìûõ íà òîíêèõ ïëàñòèíàõ ïî òåõíîëîãèè TRENCHSTOP 5.  íîâîå ñåìåéñòâî ïðèáîðîâ ñ èíòåãðèðîâàííûìè 40-àìïåðíûìè àíòèïàðàëëåëüíûìè äèîäàìè âîøëè IGBT ñ äîïóñòèìûìè òîêàìè äî 40 À è íàïðÿæåíèÿìè äî 650 Â. Òðàíçèñòîðû ïðåäëàãàþòñÿ â êîðïóñàõ äëÿ ïîâåðõíîñòíîãî ìîíòàæà TO-263-3, èçâåñòíûõ òàêæå ïîä îáîçíà÷åíèåì D2PAK. Íîâûå òðàíçèñòîðû îáåñïå÷àò ðàñòóùèé ñïðîñ íà ñèëîâûå óñòðîéñòâà ïîâûøåííîé ìîùíîñòè è ýôôåêòèâíîñòè äëÿ àâòîìàòèçèðîâàííîé óñòàíîâêè íà ïëàòó. Òèïè÷íûìè ñôåðàìè ïðèìåíåíèÿ òàêèõ óñòðîéñòâ ìîãóò áûòü ñîëíå÷íûå èíâåðòîðû, èñòî÷íèêè áåñïåðåáîéíîãî ïèòàíèÿ, çàðÿäíûå óñòðîéñòâà àêêóìóëÿòîðîâ è íàêîïèòåëè ýíåðãèè.

ëà. Ñ åå ïîìîùüþ Infineon óäàëîñü ñòàòü ïåðâîé êîìïàíèåé, ñóìåâøåé îáúåäèíèòü 40àìïåðíûé 650-âîëüòîâûé IGBT ñ 40àìïåðíûì äèîäîì â îäíîì êîðïóñå D2PAK. Äîïóñòèìàÿ ìîùíîñòü ëþáûõ êîíêóðèðóþùèõ ïðîäóêòîâ ñ èíòåãðèðîâàííûìè äèîäàìè íå ïðåâûøàåò 75% ìîùíîñòè íîâûõ òðàíçèñòîðîâ Infineon. Âûñîêàÿ ïëîòíîñòü ìîùíîñòè íîâûõ óñòðîéñòâ ïîçâîëÿåò ðàçðàáîò÷èêàì ìîäåðíèçèðîâàòü ñóùåñòâóþùèå êîíñòðóêöèè äëÿ óâåëè÷åíèÿ âûõîäíîé ìîùíîñòè äî 25%, èëè æå ñäåëàòü èõ áîëåå êîìïàêòíûìè, ñîêðàòèâ êîëè÷åñòâî òðàíçèñòîðîâ, âêëþ÷åííûõ ïàðàëëåëüíî. Óíèêàëüíûå ïðèáîðû, îáúåäèíèâøèå â îäíîì êîðïóñå D2PAK 40-àìïåðíûå äèîäû è òðàíçèñòîðû, ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê àëüòåðíàòèâó ïðèáîðàì, âûïóñêàåìûì â êîðïóñàõ äëÿ ïîâåðõíîñòíîãî ìîíòàæà D3PAK èëè TO-247.

Äîñòóïíîñòü

Òåõíîëîãèÿ óëüòðàòîíêèõ ïîäëîæåê TRENCHSTOP 5 ïîçâîëÿåò óâåëè÷èòü ïëîòíîñòü ìîùíîñòè, ñîêðàòèâ ðàçìåðû êðèñòàë-

6

Íîâûå 650-âîëüòîâûå IGBT â êîðïóñàõ D2PAK çàïóùåíû â ìàññîâîå ïðîèçâîäñòâî.  íîâîå ñåìåéñòâî ïðèáîðîâ âîøëè 15-, 20- è 30-àìïåðíûå îäèíî÷íûå IGBT, à òàêæå 15-, 20-, 30- è 40-àìïåðíûå IGBT ñ èíòåãðèðîâàííûìè àíòèïàðàëëåëüíûìè äèîäàìè, ðàññ÷èòàííûìè íà òàêèå æå òîêè.

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


Vishay Intertechnology çàïóñòèëà â ñåðèéíîå ïðîèçâîäñòâî ñâîé ïåðâûé òðàíçèñòîðíûé îïòðîí äëÿ ñèñòåì àâòîìîáèëüíîé ýëåêòðîíèêè Íîâîå óñòðîéñòâî, îòâå÷àþùåå òðåáîâàíèÿì ñòàíäàðòà AEC-Q101, ñ ïðÿìûì òîêîì 5 ìÀ â êîìïàêòíîì êîðïóñå SOP-4 Mini-Flat Vishay Intertechnology íà÷àëà ïðîèçâîäñòâî òðàíçèñòîðíîãî îïòðîíà VOMA617A, ðàçðàáîòàííîãî, äëÿ ñèñòåì àâòîìîáèëüíîé ýëåêòðîíèêè.  íîâîì óñòðîéñòâå ñî÷åòàþòñÿ âûñîêèé êîýôôèöèåíò ïåðåäà÷è òîêà ñ íèçêèì ïðÿìûì òîêîì 5 ìÀ è êîìïàêòíûì êîðïóñîì SOP-4, çàíèìàþùèì íà ïå÷àòíîé ïëàòå íà 30% ìåíüøóþ ïëîùàäü, ÷åì êîðïóñ DIP-4.

VOMA617A ïðåäíàçíà÷åí äëÿ ãàëüâàíè÷åñêîé è øóìîâîé èçîëÿöèè ñèãíàëüíûõ ëèíèé, ñõåì êîíòðîëÿ àêêóìóëÿòîðíûõ áàòàðåé è óïðàâëÿþùèõ ñèñòåì â àâòîìîáèëüíûõ

ïðèëîæåíèÿõ, âêëþ÷àÿ ãèáðèäíûå è ýëåêòðè÷åñêèå òðàíñïîðòíûå ñðåäñòâà. Êðîìå òîãî, îïòðîí ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ â îñîáî íàäåæíûõ ïðîìûøëåííûõ ïðèëîæåíèÿõ. Óñòðîéñòâî èìååò êîýôôèöèåíò ïåðåäà÷è òîêà îò 50% äî 600%. VOMA617A ñîäåðæèò GaAlAs èíôðàêðàñíûé ñâåòîäèîä, îïòè÷åñêè ñâÿçàííûé ñ êðåìíèåâûì ôîòîòðàíçèñòîðîì. Êîðïóñ SOP-4 îáåñïå÷èâàåò íàïðÿæåíèå èçîëÿöèè 3750  è ïóòè óòå÷êè ïî êîðïóñó è âûâîäàì íå ìåíåå 5 ìì. Äëÿ ãåðìåòèçàöèè VOMA617A èñïîëüçóåòñÿ ýêîëîãè÷íûé «çåëåíûé» ýïîêñèäíûé êîìïàóíä, ñîîòâåòñòâóþùèé òðåáîâàíèÿì äèðåêòèâû RoHS. Ïðèáîð îòâå÷àåò ñòàíäàðòàì áåçîïàñíîñòè UL, cUL, VDE è CQC.  íàñòîÿùåå âðåìÿ ïîòðåáèòåëÿì äîñòóïíû åäèíè÷íûå îáðàçöû è ïðîìûøëåííûå ïàðòèè îïòðîíîâ VOMA617A, ñåðòèôèöèðîâàííûõ ïî ñòàíäàðòó AEC-Q101. Òèïîâîé ñðîê âûïîëíåíèÿ êðóïíûõ çàêàçîâ ñîñòàâëÿåò îò øåñòè äî âîñüìè íåäåëü.

Ýêîíîìè÷íûå ìèêðîêîíòðîëëåðû Maxim ïðîäëåâàþò ñðîê ñëóæáû áàòàðåé êîìïàêòíûõ è íîñèìûõ óñòðîéñòâ Îñíîâàííûå íà ìàëîïîòðåáëÿþùåì ÿäðå ARM Cortex-M4 ìèêðîêîíòðîëëåðû MAX32660 è MAX32652 èäåàëüíû äëÿ íîñèìûõ äàò÷èêîâ è ïðèëîæåíèé ñ áàòàðåéíûì ïèòàíèåì Ðàçðàáîò÷èêè óñòðîéñòâ Èíòåðíåòà âåùåé (IoT), äàò÷èêîâ ñîñòîÿíèÿ îêðóæàþùåé ñðåäû, óìíûõ ÷àñîâ, íîñèìûõ ïðèáîðîâ êîíòðîëÿ çäîðîâüÿ è äðóãèõ èçäåëèé ñ îãðàíè÷åííûìè ðàçìåðàìè òåïåðü ñìîãóò ðàñøèðèòü ôóíêöèîíàëüíîñòü ñâîèõ ïðèëîæåíèé è ïðîäëèòü âðåìÿ èõ àâòîíîìíîé ðàáîòû, âîñïîëüçîâàâøèñü íîâûìè ìèêðîêîíòðîëëåðàìè ñ óëüòðàíèçêèì ýíåðãîïîòðåáëåíèåì MAX32660 è MAX32652, ïðåäñòàâëåííûìè Maxim Integrated Products. Íîâûå ìèêðîñõåìû, îñíîâàííûå íà ÿäðå ARM Cortex-M4 ñ ñîïðîöåññîðîì ïëàâàþùåé òî÷êè, ñòàíóò ýôôåêòèâíûì ñðåäñòâîì ðàçðàáîòêè ñîâðåìåííûõ ïðèëîæå-

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

íèé ñ æåñòêèìè îãðàíè÷åíèÿìè ïî ïîòðåáëÿåìîé ìîùíîñòè.  ñåìåéñòâå ìèêðîêîíòðîëëåðîâ DARWIN ñî÷åòàþòñÿ ñïåöèàëüíàÿ òåõíîëîãèÿ ïèòàíèÿ, îðèåíòèðîâàííàÿ íà íîñèìûå óñòðîéñòâà, íàèáîëüøèé â ñâîåì êëàññå îáúåì âíóòðåííåé ïàìÿòè è îäíà èç ñàìûõ ñîâåðøåííûõ â ìèðå âñòðîåííûõ ñèñòåì áåçîïàñíîñòè.

MAX32660: âû÷èñëèòåëüíàÿ ìîùíîñòü â êðîøå÷íîì êîðïóñå Äëÿ èíæåíåðîâ, ðàçðàáàòûâàþùèõ âñå áîëåå ñëîæíûå è èíòåëëåêòóàëüíûå àëãîðèòìû äëÿ ïðèëîæåíèé IoT, âàæíåéøèìè õàðàê-

ÍÎÂÎÑÒÈ

7


êîíòðîëëåð SD-êàðò, êîíòðîëëåð TFT äèñïëåÿ è çàêîí÷åííûé ìîäóëü áåçîïàñíîñòè äàþò îñíîâàíèå ðàññìàòðèâàòü MAX32652 â êà÷åñòâå ýêîíîìè÷íîãî ìîçãà äëÿ ñîâðåìåííûõ ïðèëîæåíèé IoT. Áëàãîäàðÿ äîïîëíèòåëüíîé âîçìîæíîñòè âûïîëíåíèÿ ïðîãðàìì èç âíåøíåé ïàìÿòè, ïîäêëþ÷åííîé ÷åðåç øèíû HyperBus èëè XcellaBus, ðàçðàáîò÷èêè ïîëó÷àþò ïåðñïåêòèâíóþ àðõèòåêòóðó, ïîçâîëÿþùóþ âïîñëåäñòâèè ðàñøèðÿòü ôóíêöèîíàëüíîñòü â ñîîòâåòñòâèè ñ ðàñòóùèìè òðåáîâàíèÿìè èíòåëëåêòóàëüíûõ óñòðîéñòâ. òåðèñòèêàìè ìèêðîêîíòðîëëåðîâ ÿâëÿþòñÿ èõ îáúåì ïàìÿòè, ðàçìåðû, ýíåðãîïîòðåáëåíèå è âû÷èñëèòåëüíàÿ ìîùíîñòü. Ñóùåñòâóþùèå ñåãîäíÿ ðåøåíèÿ ïðåäëàãàþò äâå êðàéíîñòè: ëèáî õîðîøåå ýíåðãîïîòðåáëåíèå, íî ñ íåáîëüøîé ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ è îãðàíè÷åííûì îáúåìîì ïàìÿòè, ëèáî áîëåå âûñîêóþ âû÷èñëèòåëüíóþ ìîùíîñòü ñ áîëüøåé ïàìÿòüþ, íî â óùåðá ýêîíîìè÷íîñòè. MAX32660 ÿâëÿåòñÿ äëÿ ðàçðàáîò÷èêîâ îïòèìàëüíûì âàðèàíòîì, ïðåäîñòàâëÿþùèì äîñòàòî÷íî ïàìÿòè äëÿ âûïîëíåíèÿ ñîâðåìåííûõ àëãîðèòìîâ è óïðàâëåíèÿ äàò÷èêàìè (256 ÊÁ Flash è 96 ÊÁ ÎÇÓ), ïðåâîñõîäíîå ýíåðãîïîòðåáëåíèå (íå áîëåå 50 ìêÂò/ÌÃö) è âïå÷àòëÿþùèå ðàçìåðû (êîðïóñ WLP 1.6 ìì × 1.6 ìì) ïðè íåâûñîêîé öåíå. Ýòî çíà÷èò, ÷òî òåïåðü èíæåíåðû ñìîãóò ñîçäàâàòü áîëåå èíòåëëåêòóàëüíûå äàò÷èêè è ñèñòåìû, êîòîðûå áóäóò ìåíüøå è äåøåâëå, íî ïðè ýòîì ñìîãóò äîëüøå ðàáîòàòü îò áàòàðåé.

MAX32652: ýíåðãîýôôåêòèâíîñòü ñ ìàñøòàáèðóåìîé ïàìÿòüþ Ïî ìåðå òîãî êàê óñòðîéñòâà IoT ñòàíîâÿòñÿ áîëåå èíòåëëåêòóàëüíûìè, èì íà÷èíàåò òðåáîâàòüñÿ áîëüøå ïàìÿòè è äîïîëíèòåëüíûõ âñòðîåííûõ ïðîöåññîðîâ, êîòîðûå ìîãóò áûòü î÷åíü äîðîãèìè è «ýíåðãîïðîæîðëèâûìè». Íèçêîå ýíåðãîïîòðåáëåíèå â ñî÷åòàíèè ñ ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ áîëåå ìîùíûõ ïðîöåññîðîâ ïðèëîæåíèé äåëàþò âñòðîåííûé ìèêðîêîíòðîëëåð MAX32652 õîðîøåé àëüòåðíàòèâîé äëÿ ðàçðàáîò÷èêîâ. Èìåÿ 3 ÌÁ âñòðîåííîé Flash è 1 ÌÁ ÎÇÓ, MAX32652, ðàáîòàþùèé íà ÷àñòîòå äî 120 ÌÃö, ïîçâîëÿåò ñîçäàâàòü âûñîêîèíòåãðèðîâàííûå ðåøåíèÿ äëÿ óñòðîéñòâ IoT, êîòîðûå ðàçðàáîò÷èêè õîòÿò âèäåòü âñå áîëåå ïðîèçâîäèòåëüíûìè è óìíûìè. Âñòðîåííàÿ âûñîêîñêîðîñòíàÿ ïåðèôåðèÿ, òàêàÿ êàê èíòåðôåéñ USB 2.0,

8

Îñíîâíûå ïðåèìóùåñòâà ìèêðîêîíòðîëëåðîâ ! Óëüòðàíèçêîå ýíåðãîïîòðåáëåíèå: Íàèìåíüøàÿ â îòðàñëè ìîùíîñòü ïîòðåáëåíèÿ â àêòèâíîì ðåæèìå, ðàñøèðåííûå ôóíêöèè óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì è ýêîíîìè÷íûå ðåæèìû ðàáîòû ÎÇÓ ïðîäëÿò ñðîê ñëóæáû áàòàðåè. ! Âûñîêèé óðîâåíü èíòåãðàöèè: Íàëè÷èå âûñîêîñêîðîñòíûõ ïåðèôåðèéíûõ óñòðîéñòâ, âêëþ÷àÿ êîíòðîëëåðû SDêàðò, USB 2.0, TFT äèñïëåÿ è âíåøíåé ïàìÿòè. ! Áåçîïàñíîñòü: Ðàçðàáîòàííûå Maxim ëó÷øèå â ñâîåì êëàññå ñðåäñòâà îáåñïå÷åíèÿ çàùèòû ïîìîãóò â ñîçäàíèè áåçîïàñíûõ óñòðîéñòâ IoT.

Äîñòóïíîñòü Ìèêðîêîíòðîëëåðû MAX32660 è MAX32652 ìîæíî ïðèîáðåñòè íà âåá-ñàéòå Maxim è ó àâòîðèçèðîâàííûõ äèñòðèáüþòîðîâ êîìïàíèè. Êðîìå òîãî, ïðåäëàãàþòñÿ îöåíî÷íûå íàáîðû MAX32660EVKIT# è MAX32652EVKIT#, êîòîðûå òàêæå ìîæíî êóïèòü îíëàéí íà âåáñàéòå Maxim.

ÍÎÂÎÑÒÈ

Îöåíî÷íûé íàáîð MAX32650/52.

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


Texas Instruments ðàçðàáîòàëà ñàìûå ìèíèàòþðíûå è ýôôåêòèâíûå â îòðàñëè ñèíõðîííûå ïðåîáðàçîâàòåëè SIMPLE SWITCHER Âûñîêîèíòåãðèðîâàííûå ïîíèæàþùèå DC/DC ïðåîáðàçîâàòåëè ñ øèðîêèìè äèàïàçîíàìè âõîäíûõ íàïðÿæåíèé óïðîñòÿò ðàçðàáîòêó ïðîìûøëåííûõ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ

Ïîíèæàþùèå ðåãóëÿòîðû LMR33630 è LMR33620, ðàññ÷èòàííûå íà âõîäíûå íàïðÿæåíèÿ îò 3.8  äî 36 Â, ïîñòàâëÿþòñÿ â êîðïóñàõ ñî ñíèæåííûì òåïëîâûì ñîïðîòèâëåíèåì ðàçìåðîì 2 ìì × 3 ìì. Ìèíèàòþðíûé êîðïóñ HotRod QFN èìååò ñìà÷èâàåìûå òîðöû êîíòàêòîâ, îáåñïå÷èâàþùèå âîçìîæíîñòü îïòè÷åñêîãî êîíòðîëÿ êà÷åñòâà ïàéêè. Ïëîòíîñòü ìîùíîñòè LMR33630 ïðè âûõîäíîì òîêå 3 À äîñòèãàåò íàèâûñøåãî â îòðàñëè çíà2 ÷åíèÿ 0.5 À/ìì . Óñîâåðøåíñòâîâàííàÿ êîíñòðóêöèÿ êîðïóñà è ñèììåòðè÷íîå ðàñïîëîæåíèå âûâîäîâ ìèíèìèçèðóþò ïàðàçèòíóþ èíäóêòèâíîñòü è îáëåã÷àþò îïòèìàëüíîå ðàçìåùåíèå âõîäíûõ áëîêèðîâî÷íûõ êîíäåíñàòîðîâ äëÿ ñíèæåíèÿ íàâîäèìûõ è èçëó÷àåìûõ øóìîâ.

Texas Instruments (TI) ïðåäñòàâèëà äâà íîâûõ ïîíèæàþùèõ DC/DC ïðåîáðàçîâàòåëÿ ñ øèðîêèìè äèàïàçîíàìè âõîäíûõ íàïðÿæåíèé â óëüòðàìèíèàòþðíûõ áåçâûâîäíûõ (QFN) êîðïóñàõ HotRod. 3-àìïåðíûé ïðåîáðàçîâàòåëü LMR33630 è 2-àìïåðíûé LMR33620 èìåþò ëó÷øèå â îòðàñëè ÊÏÄ ïðè ïîëíîé íàãðóçêå – 92%. Ïðèáîðû ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ îñîáî íàäåæíûõ ïðîìûøëåííûõ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ ñ ÷àñòîòîé ïåðåêëþ÷åíèÿ äî 2.1 ÌÃö. Èñïîëüçîâàíèå íîâûõ ìèêðîñõåì ñîâìåñòíî ñ ïðåäëàãàåìûì TI èíñòðóìåíòàðèåì WEBENCH Power Designer óïðîñòèò ïðåîáðàçîâàíèå ýíåðãèè è óñêîðèò ïðîöåññ êîíñòðóèðîâàíèÿ.

Îñíîâíûå îñîáåííîñòè è ïðåèìóùåñòâà ïðåîáðàçîâàòåëåé LMR33630 è LMR33620

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

! Íîâûå DC/DC ðåãóëÿòîðû ïðåîáðàçóþò âõîäíûå íàïðÿæåíèÿ äî 36  â íîìèíàëüíûå íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ 12  èëè 24  äëÿ òàêèõ ñèñòåì, êàê ñðåäñòâà çàâîäñêîé è äîìàøíåé àâòîìàòèçàöèè, äðàéâåðû äâèãàòåëåé, èíâåðòîðû è ñåðâîïðèâîäû. Äëÿ ïðèëîæåíèé ñ âõîäíûìè íàïðÿæåíèÿìè äî 60  TI ïðåäëàãàåò ñîâìåñòèìûå ïî âûâîäàì 600-ìèëëèàìïåðíûå è 1.5àìïåðíûå ñèíõðîííûå ïîíèæàþùèå ïðåîáðàçîâàòåëè LMR36006 è LMR36015, ñîîòâåòñòâåííî. ! Ïðè ïîëíîé íàãðóçêå, âõîäíîì íàïðÿæåíèè 24 Â, âûõîäíîì íàïðÿæåíèè 5  è ÷àñòîòå ïåðåêëþ÷åíèÿ 400 êÃö ÊÏÄ 36âîëüòîâûõ ðåãóëÿòîðîâ äîñòèãàåò 92%.

ÍÎÂÎÑÒÈ

9


ÊÏÄ ïðè ëåãêèõ íàãðóçêàõ óâåëè÷èâàåòñÿ áëàãîäàðÿ î÷åíü íèçêîìó òîêó ïîêîÿ, òèïîâîå çíà÷åíèå êîòîðîãî ðàâíî 24 ìêÀ. ! Ïîìèìî ïðèáîðîâ â êîðïóñàõ QFN ïðåäëàãàþòñÿ âåðñèè ïîâûøåííîé íàäåæíîñòè â 8-âûâîäíûõ êîðïóñàõ SOIC (5 ìì × 6 ìì) ñî ñâåðõíèçêèì òåïëîâûì ñîïðîòèâëåíèåì 13.8 °C/Âò. Êîðïóñà, öåíû è äîñòóïíîñòü Âñå ïåðå÷èñëåííûå âûøå ìèêðîñõåìû ìîæíî ïðèîáðåñòè ñî ñêëàäà TI è ó àâòîðèçîâàííûõ äèñòðèáüþòîðîâ êîìïàíèè. 36-âîëüòîâûå ïðåîáðàçî-

âàòåëè LMR33630 è LMR33620 â ïàðòèÿõ èç 1000 ïðèáîðîâ ïðîäàþòñÿ ïî öåíàì $1.86 è $1.75 çà øòóêó, ñîîòâåòñòâåííî. Ïðè òåõ æå óñëîâèÿõ ïîêóïêè 60-âîëüòîâûå ïðèáîðû LMR36015 è LMR36006 áóäóò ñòîèòü, ñîîòâåòñòâåííî, $1.84 è $1.61. Âñå ÷åòûðå óñòðîéñòâà äîñòóïíû â 12-êîíòàêòíûõ êîðïóñàõ HotRod. Âåðñèè LMR33630 è LMR33620 â 8âûâîäíûõ êîðïóñàõ SOIC ïðè ïîêóïêàõ ëîòàìè ïî 1000 ïðèáîðîâ ïðîäàþòñÿ ïî öåíàì $1.62 è $1.52, ñîîòâåòñòâåííî.

ON Semiconductor àíîíñèðóåò ëó÷øåå â îòðàñëè ñåìåéñòâî LDO ðåãóëÿòîðîâ Âûñîêîå çíà÷åíèå PSRR ïîâûøàåò õàðàêòåðèñòèêè óñòðîéñòâ îáðàáîòêè èçîáðàæåíèé è áåñïðîâîäíûõ ïðèëîæåíèé, âêëþ÷àÿ àâòîìîáèëüíûå ON Semiconductor âûïóñòèëà íà ðûíîê íîâóþ ñåðèþ óëüòðàìàëîøóìÿùèõ LDO ðåãóëÿòîðîâ ñ ëó÷øèì â îòðàñëè êîýôôèöèåíòîì ïîäàâëåíèÿ ïóëüñàöèé ïèòàíèÿ (PSRR), ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ ÷óâñòâèòåëüíûõ ê øóìàì àíàëîãîâûõ ïðèëîæåíèé. Íîâàÿ ñåðèÿ ïðèáîðîâ NCP16x, à òàêæå åå àâòîìîáèëüíàÿ âåðñèÿ NCV81x, îòâå÷àþùàÿ òðåáîâàíèÿì ñòàíäàðòà AEC-Q100, ïîçâîëÿò óëó÷øèòü õàðàêòåðèñòèêè òàêèõ ïðèëîæåíèé, êàê ìîäóëè äàò÷èêîâ èçîáðàæåíèÿ àâòîìîáèëüíûõ ñèñòåì ïîìîùè âîäèòåëþ, ïîðòàòèâíûõ óñòðîéñòâ è áåñïðîâîäíîãî îáîðóäîâàíèÿ, âêëþ÷àÿ 802.11ad WiGig, Bluetooth è WLAN.

íèçêèå çíà÷åíèÿ PSRR, äîñòèãàþùèå 98 äÁ, èçîëèðóþò àíàëîãîâûå ñõåìû îò íåæåëàòåëüíûõ ïîìåõ íà øèíàõ ïèòàíèÿ, â òî âðåìÿ êàê ñâåðõíèçêèå øóìû ñî ñðåäíåêâàäðàòè÷íûì çíà÷åíèåì 5.5 ìê ïîçâîëÿþò îòêàçàòüñÿ îò äîïîëíèòåëüíûõ âûõîäíûõ êîíäåíñàòîðîâ. Íîâûå LDO ðåãóëÿòîðû ñ íèçêèì ïàäåíèåì íàïðÿæåíèÿ 80 ì ïîìîãóò ïðîäëèòü âðåìÿ àâòîíîìíîé ðàáîòû óñòðîéñòâ ñ áàòàðåéíûì ïèòàíèåì. Äîïîëíèòåëüíûé âêëàä â ýêîíîìèþ ýíåðãèè âíåñåò íèçêèé òîê õîëîñòîãî õîäà, ñîñòàâëÿþùèé âñåãî 12 ìêÀ. Ìèêðîñõåìû ïîñòàâëÿþòñÿ ñ ôèêñèðîâàííûìè âûõîäíûìè íàïðÿæåíèÿìè îò 1.2  äî 5.3 Â, ïîääåðæèâàåìûìè ñ òî÷íîñòüþ ±2% âî âñåõ 100 4.3 Â

90 80

3.6 Â

PSRR (äÁ)

70 60 50 40 30

Ñåðèÿ NCP16x, ñîñòîÿùàÿ èç ÷åòûðåõ óñòðîéñòâ ñ øèðîêèìè äèàïàçîíàìè âõîäíûõ íàïðÿæåíèé îò 1.9  äî 5.5 Â, ïîääåðæèâàåò øèðîêèé ñïåêòð êîíå÷íûõ ïðèëîæåíèé. Øêàëà âûõîäíûõ òîêîâ 250 ìÀ, 450 ìÀ è 700 ìÀ ïðèáîðîâ, âûïóñêàåìûõ â îäèíàêîâûõ êîðïóñàõ, ïðåäîñòàâëÿåò âîçìîæíîñòü ïðîñòîãî ìàñøòàáèðîâàíèÿ êîíñòðóêöèé. Óëüòðà-

10

3.8 Â

20 10

VÂÛÕ = 3.3  IÂÛÕ = 100 ìÀ CÂÕ = 1 ìêÔ CÂÛÕ = 1 ìêÔ MLCC, X7R, 0805

0 100

1K

10K

100K

1M

10M

×ÀÑÒÎÒÀ (êÃö)

Çàâèñèìîñòü êîýôôèöèåíòà ïîäàâëåíèÿ ïóëüñàöèé ïèòàíèÿ ðåãóëÿòîðà NCP167 îò ÷àñòîòû ïðè ðàçëè÷íûõ âõîäíûõ íàïðÿæåíèÿõ.

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


Îöåíî÷íàÿ ïëàòà NCP160FCT2GEVB óëüòðàìàëîøóìÿùåãî LDO ðåãóëÿòîðà ñ âûñîêèì PSRR è âûõîäíûì òîêîì 250 ìÀ.

äèàïàçîíàõ ðåæèìîâ è óñëîâèé ýêñïëóàòàöèè. Óñòîé÷èâîñòü ñõåìû ãàðàíòèðóåòñÿ ïðè åìêîñòè âõîäíîãî è âûõîäíîãî êîíäåíñàòîðîâ âñåãî 1 ìêÔ, ÷òî ñíèæàåò ñòîèìîñòü è ðàçìåðû ñèñòåìû. Ðåàëèçîâàííàÿ â óñòðîéñòâàõ íîâàÿ çàïàòåíòîâàííàÿ àðõèòåêòóðà, îáåñïå÷èâàþùàÿ

ñâåðõâûñîêèå çíà÷åíèÿ PSRR, çàêðåïëÿåò ëèäèðóþùèå ïîçèöèè ON Semiconductor â ýòîé îáëàñòè. Ïîääåðæàíèå âûñîêîãî PSRR â øèðîêîì äèàïàçîíå ÷àñòîò îò 10 êÃö äî 100 êÃö êðàéíå âàæíî äëÿ õàðàêòåðèñòèê êîíå÷íîãî ïðèëîæåíèÿ. Íàïðèìåð, â äàò÷èêàõ èçîáðàæåíèÿ êàìåð àâòîìîáèëüíûõ ñèñòåì ïîìîùè âîäèòåëþ ìèêðîñõåìà NCV8163 ïîâûñèò êà÷åñòâî âèäåî çà ñ÷åò ôèëüòðàöèè øóìîâ øèíû ïèòàíèÿ, èñêàæàþùèõ ñèãíàëû íàïðÿæåíèÿ, ïîäàâàåìûå íà ïèêñåëû.  áåñïðîâîäíûõ ïðèëîæåíèÿõ, òàêèõ êàê WiGig 802.11ad, ñî÷åòàíèå ñâåðõâûñîêîãî êîýôôèöèåíòà ïîäàâëåíèÿ ïóëüñàöèé ïèòàíèÿ è ñâåðõíèçêèõ øóìîâ ìèêðîñõåìû NCP167, î÷èùàÿ øèíó ïèòàíèÿ, óëó÷øàåò ïîêàçàòåëè óäåëüíîãî ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ. Ìèêðîñõåìû ñåðèè NCP16x âûïóñêàþòñÿ â êîðïóñàõ TSOP-5, XDFN-4 è WLCSP-4. Àâòîìîáèëüíûå âåðñèè NCV816x ïðåäëàãàþòñÿ â êîðïóñàõ TSOP-5 è XDFN-4. Âñå ïðèáîðû ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ â ñîâðåìåííûõ êîíñòðóêöèÿõ ñ âûñîêîé ïëîòíîñòüþ êîìïîíîâêè.

Îñíîâíûå ýëåêòðè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè Âûõîäíîé òîê (ìÀ)

NCV8160

NCV8161

NCV8163

NCP160

NCP161

NCP163

NCP167

250

450

250

250

450

250

700

PSRR íà ÷àñòîòå 1 êÃö (äÁ)

98

98

92

98

98

92

85

PSRR íà ÷àñòîòå 100 êÃö (äÁ) Øóì (ìê ñ.ê.ç.)

48 10

48 10

60 6.5

48 10

48 10

60 6.5

63 8.5

Òîê ïîòðåáëåíèÿ (ìêÀ) Ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ (ìÂ)

18 80

18 150

12 80

18 80

18 150

12 80

12 210

Alpha and Omega Semiconductor ïðåäñòàâèëà ïåðâûå ñòàáèëèçàòîðû ñåìåéñòâà EZBuck ñ óïðàâëåíèåì ïî I2C Íîâîå ñåìåéñòâî ïðåîáðàçîâàòåëåé ïîääåðæèâàåò äèíàìè÷åñêîå èçìåíåíèå íàïðÿæåíèÿ äëÿ ïèòàíèÿ ÷èïñåòîâ è ÏËÈÑ ñëåäóþùåãî ïîêîëåíèÿ Alpha and Omega Semiconductor (AOS) îáúÿâèëà î ðàñøèðåíèè ñåìåéñòâà ïðåîáðàçîâàòåëåé EZBuck íîâîé ñåðèåé óñòðîéñòâ, 2 óïðàâëÿåìûõ ïî èíòåðôåéñó I C. Ïåðâûìè âûïóùåíû â ïðîäàæó äâà ïðèáîðà: 4àìïåðíûé AOZ2231CQI-01 è 8-àìïåðíûé AOZ2233CQI-02. Íîâûå ìèêðîñõåìû ïîçâîëÿþò ñîçäàâàòü ýôôåêòèâíûå è êîìïàêòíûå ïðåîáðàçîâàòåëè ýíåðãèè äëÿ ïèòàíèÿ ÷èïñåòîâ è ÏËÈÑ íîâîãî ïîêîëåíèÿ, èñïîëüçóåìûõ â âûñîêîêà÷åñòâåííûõ òåëåâèçîðàõ, èãðîâûõ ïðèñòàâêàõ, íàêîïèòåëÿõ äàííûõ, ñåðâåðàõ è ïðî÷èõ âñòðàèâàåìûõ ñèñòåìàõ.

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

ÍÎÂÎÑÒÈ

11


Äëÿ ñíèæåíèÿ ðàññåèâàåìîé ìîùíîñòè è óëó÷øåíèÿ õàðàêòåðèñòèê ñèñòåìû â íîâûõ ïîêîëåíèÿõ ìèêðîïðîöåññîðîâ è ñèñòåì íà êðèñòàëëå ÷àñòî èñïîëüçóåòñÿ äèíàìè÷åñêîå ìàñøòàáèðîâàíèå íàïðÿæåíèÿ. Äëÿ ðåàëèçàöèè äèíàìè÷åñêîãî èçìåíåíèÿ íàïðÿæåíèÿ â òðàäèöèîííîì DC/DC ïðåîáðàçîâàòåëå îáû÷íî òðåáóåòñÿ íåñêîëüêî âíåøíèõ êîìïîíåíòîâ. AOZ2231CQI-01 è AOZ2233CQI-02 óïðîùàþò ðàçðàáîòêó òàêèõ ïðåîáðàçîâàòåëåé, ïîçâîëÿÿ ñ øàãîì 9.375 ì óñòàíàâëèâàòü âûõîäíîå íàïðÿæåíèå îò 0.6  äî 1.79  2 ÷åðåç èíòåðôåéñ I C. 100 VOUT = 1 Â

ÊÏÄ (%)

80 60 40

VIN = 6.5 Â VIN = 12 Â VIN = 19 Â VIN = 24 Â

20 0

0

1.0

2.0 3.0 Âûõîäíîé òîê (À)

4.0

Çàâèñèìîñòü ÊÏÄ ìèêðîñõåìû AOZ2231CQI-01 îò òîêà íàãðóçêè.

 íîâûõ óñòðîéñòâàõ ñîáðàíû âñå ïðåèìóùåñòâà ñåìåéñòâà âûñîêîèíòåãðèðîâàííûõ ïðèáîðîâ EZBuck. Ñî÷åòàíèå ýòàëîííîé òåõíîëîãèè èçãîòîâëåíèÿ MOSFET è ñîâðåìåííûõ ìåòîäîâ êîðïóñèðîâàíèÿ ïîçâîëèëî ñîçäàòü âûñîêîýôôåêòèâíûå è êîìïàêòíûå DC/DC ïðåîáðàçîâàòåëè. Âûñîêîêà÷åñòâåííûå MOSFET êîìïàíèè AOS îáåñïå÷èâàþò âûñîêèé ÊÏÄ âî âñåì äèàïàçîíå íàãðóçîê, à äîïîëíèòåëüíîå óâåëè÷åíèå ÊÏÄ ïðè ëåãêèõ

íàãðóçêàõ äîñòèãàåòñÿ çà ñ÷åò âîçìîæíîñòè ïåðåêëþ÷åíèÿ â ðåæèì ÷àñòîòíî-èìïóëüñíîé ìîäóëÿöèè. Îáå ìèêðîñõåìû âûïóñêàþòñÿ â ñîâìåñòèìûõ ïî âûâîäàì êîðïóñàõ QFN ðàçìåðîì 4 ìì × 4 ìì, ÷òî äàåò ðàçðàáîò÷èêàì âîçìîæíîñòü ëåãêî ìîäåðíèçèðîâàòü ñèñòåìó ïðè èçìåíåíèè òðåáîâàíèé ê ìîùíîñòè íàãðóçêè. Ïðåîáðàçîâàòåëè, ðàáîòàþùèå â øèðîêîì äèàïàçîíå âõîäíûõ íàïðÿæåíèé îò 6.5  äî 28 Â, ñîäåðæàò âñòðîåííûé ñòàáèëèçàòîð 5.3 Â, ïîçâîëÿþùèé èñïîëüçîâàòü ìèêðîñõåìû â ñèñòåìàõ ñ îäíèì èñòî÷íèêîì ïèòàíèÿ. Çàïàòåíòîâàííàÿ àðõèòåêòóðà ñ ïîñòîÿííîé äëèòåëüíîñòüþ èìïóëüñà îáåñïå÷èâàåò ñâåðõáûñòðóþ ðåàêöèþ íà ïåðåõîäíûå ïðîöåññû è ñòàáèëüíîå íàïðÿæåíèå ñ íèçêèì óðîâíåì ïóëüñàöèé ïðè èñïîëüçîâàíèè âûõîäíûõ êåðàìè÷åñêèõ êîíäåíñàòîðîâ íåáîëüøîé åìêîñòè.  òî æå âðåìÿ, êîíêóðèðóþùèì ðåøåíèÿì, îñíîâàííûì òîëüêî íà êåðàìè÷åñêèõ êîíäåíñàòîðàõ, òðåáóåòñÿ åùå íåñêîëüêî äîïîëíèòåëüíûõ âíåøíèõ êîìïîíåíòîâ, à òàêæå áîëüøèé óðîâåíü ïóëüñàöèé âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ äëÿ ñîõðàíåíèÿ óñòîé÷èâîñòè ñõåìû. Êðîìå òîãî, ôóíêöèÿ óïðåæäàþùåãî êîíòðîëÿ âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ïîääåðæèâàåò ÷àñòîòó ïåðåêëþ÷åíèÿ ïîñòîÿííîé âî âñåì äèàïàçîíå âõîäíûõ íàïðÿæåíèé, ÷òî åùå áîëüøå îáëåã÷àåò ðàçðàáîò÷èêàì ðåøåíèå ïðîáëåìû ñíèæåíèÿ øóìîâ.

Öåíû è äîñòóïíîñòü Ïðåîáðàçîâàòåëè AOZ2231CQI-01 è AOZ2233CQI-02 ïðîèçâîäÿòñÿ â ïðîìûøëåííûõ îáúåìàõ è îòãðóæàþòñÿ ïîòðåáèòåëÿì â òå÷åíèå 12 íåäåëü. Ïðè çàêàçå ïàðòèè èç 1000 ïðèáîðîâ öåíà îäíîé ìèêðîñõåìû AOZ2231CQI-01 ñîñòàâèò $1.43, à AOZ2233CQI-02 – $1.86.

Analog Devices àíîíñèðóåò íîâóþ ëèíåéêó èçîëèðîâàííûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé ýíåðãèè Analog Devices (ADI) àíîíñèðîâàëà âûïóñê íîâåéøåãî ïîêîëåíèÿ èçîëèðîâàííûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé ýíåðãèè ñ óñèëåííîé èçîëÿöèåé, ïðåâîñõîäÿùèõ òðåáîâàíèÿ ñòàíäàðòà EN 55022/CISPR 22, ðåãëàìåíòèðóþùåãî óðîâåíü ýëåêòðîìàãíèòíûõ ïîìåõ äëÿ ãðóïïû óñòðîéñòâ êëàññà B. Ìèêðîñõåìû ADuM5020/ 6020 è ADuM5028/6028 óñòðàíÿþò íåîáõîäèìîñòü â äîðîãîñòîÿùèõ òåõíîëîãèÿõ îñëàáëå-

12

íèÿ ýëåêòðîìàãíèòíûõ ïîìåõ, óïðîùàþò ïðîöåäóðó ñåðòèôèêàöèè íà ñîîòâåòñòâèå òðåáîâàíèÿì ýëåêòðîìàãíèòíîé ñîâìåñòèìîñòè, ñíèæàþò ñòîèìîñòü è âðåìÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ. Òàêèå êðèòè÷åñêè âàæíûå äëÿ áåçîïàñíîñòè ïðèëîæåíèÿ, êàê ìîíèòîðû àêêóìóëÿòîðíûõ áàòàðåé ýëåêòðè÷åñêèõ è ãèáðèäíûõ òðàíñïîðòíûõ ñðåäñòâ è ïðîìûøëåííûå ïðîãðàììèðóåìûå ëîãè÷åñêèå êîíòðîëëåðû äîë-

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


âûâîäíûå ïðèáîðû ADuM5020/6020 è 8âûâîäíûå ADuM5028/6028 ÿâëÿþòñÿ ïåðâûìè ïðèáîðàìè íîâîé ñåðèè èçîëèðîâàííûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé.

Õàðàêòåðíûå îñîáåííîñòè èçîëÿòîðîâ ADuM5020/6020 è ADuM5028/6028

æíû èìåòü êîìïàêòíóþ èçîëèðîâàííóþ êîíñòðóêöèþ, îòâå÷àþùóþ ñòðîãèì îãðàíè÷åíèÿì ïî óðîâíþ ýëåêòðîìàãíèòíûõ èçëó÷åíèé è íàäåæíî çàùèùàþùóþ ëþäåé è îáîðóäîâàíèå îò âûñîêèõ íàïðÿæåíèé. Èñïîëüçîâàíèå íîâûõ óñòðîéñòâ ïîçâîëèò óäîâëåòâîðèòü òðåáîâàíèÿ ïî óðîâíþ èçëó÷àåìûõ ïîìåõ, âûïîëíèâ êîíñòðóêöèþ íà ïðîñòåéøåé äâóñòîðîííåé ïå÷àòíîé ïëàòå, ÷òî ñîêðàòèò ðàçìåðû ðåøåíèÿ íà 70% è ñíèçèò ñòîèìîñòü ìàòåðèàëîâ íà 30% ïî ñðàâíåíèþ ñ ÷åòûðåõñëîéíîé ïëàòîé. Íîâàÿ ñåðèÿ 500ìèëëèâàòòíûõ DC/DC ïðåîáðàçîâàòåëåé ýíåðãèè, ñîçäàííàÿ íà îñíîâå çàïàòåíòîâàííûõ ADI òåõíîëîãèé èíòåãðàëüíûõ èçîëÿòîðîâ iCoupler è isoPower, âûïóñêàåòñÿ â ñàìûõ ìèíèàòþðíûõ 8-âûâîäíûõ êîðïóñàõ è ìîæåò ðàáîòàòü ïðè òåìïåðàòóðàõ äî 125 °C. 16-

! Íèçêèé óðîâåíü èçëó÷àåìûõ ïîìåõ, ïðåâîñõîäÿùèé òðåáîâàíèÿ ñòàíäàðòà EN 55022/CISPR 22 äëÿ îáîðóäîâàíèÿ êëàññà B; ! Ñàìûé ìèíèàòþðíûé êîðïóñ ñðåäè ïðèáîðîâ ïîäîáíîãî íàçíà÷åíèÿ: 8-âûâîäíîé SOIC; ! Âûñîêàÿ ðàáî÷àÿ òåìïåðàòóðà: 125 °C; ! Îòâå÷àþò ñòàíäàðòàì áåçîïàñíîñòè, óñòàíîâëåííûì îðãàíèçàöèÿìè UL, CSA, VDE è CQC.

Äîñòóïíîñòü è öåíû Ñ èþíÿ 2018 ãîäà âñå ïåðå÷èñëåííûå óñòðîéñòâà âûïóñêàþòñÿ ñåðèéíî. Öåíû, êîðïóñà è êëàññèôèêàöèîííûå ïàðàìåòðû ïðèáîðîâ ïðèâåäåíû íèæå â òàáëèöå. Öåíà çà øò. Ïðèáîð Íàïðÿæåíèå â ïàðòèè èç èçîëÿöèè 1000 ïðèáîðîâ

Êîðïóñ

ADuM5020

3 ê ADuM5020

$3.09

WSOIC 16 âûâ.

ADuM6020

ADuM6020 5 êÂ

$3.39

SOIC 16 âûâ.

ADuM5028

ADuM5028 3 êÂ

$3.19

SOIC 8 âûâ.

ADuM6028

5 ê ADuM6028

$3.49

SOIC 8 âûâ.

Toshiba ïðèñòóïàåò ê ïîñòàâêàì íîâûõ MOSFET ñ öåïÿìè àêòèâíîãî îãðàíè÷åíèÿ Êîìïàêòíûå ðàçìåðû, íèçêîå ñîïðîòèâëåíèå êàíàëà è ñîîòâåòñòâèå òðåáîâàíèÿì àâòîìîáèëüíîãî ñòàíäàðòà AEC-Q101 Êîìïàíèÿ Toshiba Electronics Europe îáúÿâèëà î íà÷àëå ñåðèéíîãî ïðîèçâîäñòâà íîâîé ñåðèè MOSFET ñ öåïÿìè àêòèâíîãî îãðàíè÷åíèÿ – âñòðîåííûìè äèîäàìè ìåæäó âûâîäàìè ñòîêà è çàòâîðà. Îäèíî÷íûå òðàíçèñòîðû SSM6N357R è ñäâîåííûå SSM6N357R ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ óïðàâëåíèÿ èíäóêòèâíûìè íàãðóçêàìè, òàêèìè êàê ìåõàíè÷åñêèå ðåëå è ñîëåíîèäû. Íîâûå ïðèáîðû ñåðèè 357 çàùèùàþò äðàéâåðû îò âîçìîæíûõ ïîâðåæäåíèé áðîñêàìè íàïðÿæåíèÿ, âûçûâàåìûìè äåéñòâèåì ïðîòèâî-ÝÄÑ èíäóêòèâíûõ íàãðóçîê.  íèõ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

èíòåãðèðîâàíû ïîäòÿãèâàþùèé ê çåìëå ðåçèñòîð, ïîñëåäîâàòåëüíûé ðåçèñòîð è ñòà-

ÍÎÂÎÑÒÈ

13


Ñòîê1 (6)

Çàòâîð1 (2)

Ñòîê2 (3)

Çàòâîð2 (5) 100 êÎì

10 êÎì

100 êÎì

10 êÎì

Èñòîê1 (1)

Èñòîê2 (4)

Âíóòðåííÿÿ ñõåìà òðàíçèñòîðà SSM6N357R.

áèëèòðîí, ïîçâîëÿþùèå ñîêðàòèòü êîëè÷åñòâî âíåøíèõ êîìïîíåíòîâ è ðàçìåðû ïå÷àòíîé ïëàòû. Óñòðîéñòâà ðàññ÷èòàíû íà ìàêñèìàëüíûå íàïðÿæåíèÿ ñòîê-èñòîê, ðàâíûå 60 Â, è ìàêñèìàëüíûå òîêè ñòîêà 0.65 À. Ýôôåêòèâíàÿ ðàáîòà ñ ìèíèìàëüíûì òåïëîâûäåëåíèåì îáåñïå÷èâàåòñÿ íèçêèì ñîïðîòèâëåíèåì îòêðûòîãî êàíàëà, âåëè÷èíà êîòîðîãî ïðè óïðàâëÿþùåì íàïðÿæåíèè 5  ñîñòàâëÿåò 800 ìÎì. Îäèíî÷íûé òðàíçèñòîð SSM3K357R, âûïóñêàåìûé â êîðïóñå SOT-23F ðàçìåðîì 2.9 ìì × 2.4 ìì × 0.8 ìì, áëàãîäàðÿ íèçêîìó ðàáî-

÷åìó íàïðÿæåíèþ 3.0 Â, ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ äëÿ óïðàâëåíèÿ ðåëå è ñîëåíîèäàìè. Óñòðîéñòâà ñåðòèôèöèðîâàíû íà ñîîòâåòñòâèå òðåáîâàíèÿì ñòàíäàðòà AEC-Q101, ÷òî äàåò âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàòü èõ â àâòîìîáèëüíûõ è ìíîãèõ ïðîìûøëåííûõ ïðèëîæåíèÿõ. Ñäâîåííûé òðàíçèñòîð SSM6N357R ïðåäëàãàåòñÿ â êîðïóñå TSOP6F ñ ðàçìåðàìè 2.9 ìì × 2.8 ìì × 0.8 ìì, è çàíèìàåò íà ïëàòå íà 42% ìåíüøå ìåñòà, ÷åì äâà îäèíî÷íûõ óñòðîéñòâà. Òðàíçèñòîðû SSM3K357R è SSM6N357R óæå ìîãóò îòãðóæàòüñÿ çàêàç÷èêàì â ïðîìûøëåííûõ îáúåìàõ.

Íîâûå ñåìåéñòâà ìèêðîêîíòðîëëåðîâ PIC è AVR ïîâûñÿò ýôôåêòèâíîñòü çàìêíóòûõ ñèñòåì óïðàâëåíèÿ Èäåò ëè ðå÷ü î íàñîñàõ äëÿ áàññåéíîâ èëè îá óñòàíîâêàõ êîíäèöèîíèðîâàíèÿ âîçäóõà, îäíîé èç íàèáîëåå ôóíäàìåíòàëüíûõ çàäà÷, ðåøàåìûõ âñòðàèâàåìûìè â íèõ ñèñòåìàìè, ÿâëÿåòñÿ ðåàëèçàöèÿ çàìêíóòîãî êîíòóðà óïðàâëåíèÿ. Óñîâåðøåíñòâîâàíèÿ â àðõèòåêòóðå 8-ðàçðÿäíûõ ìèêðîêîíòðîëëåðîâ PIC è AVR ïîçâîëèëè îïòèìèçèðîâàòü óñòðîéñòâà äëÿ âûïîëíåíèÿ èìåííî òàêîé ðàáîòû, ÷òîáû îñâîáîäèòü ïðîöåññîðíîå ÿäðî äëÿ äðóãèõ çàäà÷ è ñóùåñòâåííî ñíèçèòü ïîòðåáëåíèå

14

ýíåðãèè. Ñòðåìÿñü ïîìî÷ü ðàçðàáîò÷èêàì â ñîçäàíèè ìàêñèìàëüíî ýôôåêòèâíûõ è ïðîèçâîäèòåëüíûõ ñèñòåì óïðàâëåíèÿ, Microchip ïðåäñòàâèëà íîâûå ñåìåéñòâà PIC18 Q10 è ATtiny1607 ñ íàáîðîì èíòåëëåêòóàëüíûõ íåçàâèñèìûõ ïåðèôåðèéíûõ óñòðîéñòâ (Core Independent Peripherals – CIP), óïðîùàþùèõ ïðîåêòèðîâàíèå è îáåñïå÷èâàþùèõ áûñòðóþ ðåàêöèþ íà ñèñòåìíûå ñîáûòèÿ. Êëþ÷åâûì ïðåèìóùåñòâîì èñïîëüçîâàíèÿ ìèêðîêîíòðîëëåðîâ PIC18 Q10 è ATtiny1607 â ïðèëîæåíèÿõ ñ çàìêíóòûìè êîíòóðàìè óïðàâëåíèÿ ÿâëÿþòñÿ CIP, âûïîëíÿþùèå çàäà÷è íåçàâèñèìî è ñóùåñòâåííî ñíèæàþùèå âû÷èñëèòåëüíóþ íàãðóçêó íà ïðîöåññîðíîå ÿäðî. Àïïàðàòíûå CIP ïîçâîëÿþò áûñòðåå è ñ ìåíüøèìè óñèëèÿìè çàâåðøèòü ïðîöåññ ðàçðàáîòêè è çíà÷èòåëüíî ñîêðàòèòü îáúåì ïðîãðàìì, òðåáóþùèõ íàïèñàíèÿ è

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


îòëàäêè. Îáà ñåìåéñòâà ñîäåðæàò ìåõàíèçìû îáåñïå÷åíèÿ ôóíêöèîíàëüíîé áåçîïàñíîñòè è ìîãóò ðàáîòàòü ïðè íàïðÿæåíèÿõ ïèòàíèÿ äî 5 Â, ÷òî óëó÷øàåò ïîìåõîóñòîé÷èâîñòü è ãàðàíòèðóþò ñîâìåñòèìîñòü ñ áîëüøèíñòâîì àíàëîãîâûõ è öèôðîâûõ äàò÷èêîâ. Ïðèáîðû íîâîé ëèíåéêè ATtiny1607, âûïóñêàåìûå â êîìïàêòíûõ êîðïóñàõ QFN ñ ðàçìåðàìè 3 ìì × 3 ìì, îïòèìèçèðîâàíû äëÿ îãðàíè÷åííûõ ïî îáúåìó ñèñòåì ñ çàìêíóòûì êîíòóðîì ðåãóëèðîâàíèÿ, òàêèõ êàê ðó÷íîé ýëåêòðîèíñòðóìåíò èëè ñðåäñòâà äèñòàíöèîííîãî óïðàâëåíèÿ.  äîïîëíåíèå ê áûñòðîäåéñòâóþùåìó ÀÖÏ, âûñîêàÿ ñêîðîñòü äèñêðåòèçàöèè àíàëîãîâûõ ñèãíàëîâ êîòîðîãî îáåñïå÷èâàåò äåòåðìèíèðîâàííóþ ðåàêöèþ ñèñòåìû, ïðèáîðû ñîäåðæàò òàêòîâûé ãåíåðàòîð ïîâûøåííîé òî÷íîñòè, ïîçâîëÿþùèé ñîêðàòèòü êîëè÷åñòâî âíåøíèõ êîìïîíåíòîâ è ñíèçèòü ñòîèìîñòü óñòðîéñòâà. Ñðåäè CIP ñåìåéñòâà PIC18 Q10 èìååòñÿ ìîäóëü ãåíåðàòîðà êîìïëåìåíòàðíûõ ñèãíàëîâ, óïðîùàþùèé ñîçäàíèå ñëîæíûõ ñõåì êîììóòàöèè, è ÀÖÏ ñ âû÷èñëèòåëüíûì ìîäóëåì, ñïîñîáíûé àïïàðàòíî îáðàáàòûâàòü è ôèëüòðîâàòü äàííûå áåç êàêîãî-ëèáî ó÷àñòèÿ ïðîöåññîðíîãî ÿäðà. Òàêîé íàáîð CIP ïîçâîëÿåò ïðîöåññîðó âûïîëíÿòü áîëåå ñëîæíûå çàäà÷è, ïîääåðæèâàÿ, íàïðèìåð, ôóíêöèè ÷åëîâåêî-ìàøèííîãî èíòåðôåéñà, è ýêîíîìèòü ýíåðãèþ, äîëüøå îñòàâàÿñü â ðåæèìå ïîíèæåííîãî ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ, ïîêà íå ïîòðåáóåòñÿ îáðàáîòêà äàííûõ.

ìîäóëè è ôóíêöèè ìèêðîêîíòðîëëåðîâ. MCC âêëþ÷åí â ñîñòàâ èíòåãðèðîâàííîé ñðåäû ðàçðàáîòêè MPLAB X è îáëà÷íîé ñèñòåìû MPLAB Xpress IDE, íå òðåáóþùåé çàãðóçêè ïðîãðàìì â êîìïüþòåð ïîëüçîâàòåëÿ. Êðîìå òîãî, äëÿ íà÷àëà ðàáîòû ñ PIC18 Q10 ìîæíî èñïîëüçîâàòü îöåíî÷íûé ìîäóëü DM164136 – ïîëíîñòüþ èíòåãðèðîâàííóþ ìíîãîôóíêöèîíàëüíóþ ïðîòîòèïíóþ ïëàòó ñ áîëüøèì êîëè÷åñòâîì êîíòàêòîâ. Áûñòðîå ïðîòîòèïèðîâàíèå óñòðîéñòâ íà îñíîâå ñåìåéñòâà ATtiny1607 ïîääåðæèâàåòñÿ îöåíî÷íûì êîìïëåêòîì ATmega4809 Xplained Pro (ATmega4809-XPRO). Ïèòàåìàÿ îò USB ïëàòà ñîäåðæèò ñåíñîðíûå êíîïêè, ñâåòîäèîäû è ðàçúåìû äëÿ óñòàíîâêè ìîäóëåé ðàñøèðåíèÿ, à òàêæå âñòðîåííûé ïðîãðàììàòîð-îòëàä÷èê, ëåãêî èíòåãðèðóåìûé ñ áåñïëàòíûì èíñòðóìåíòàðèåì Atmel Studio 7 è Atmel START, óñêîðÿþùèì ïðîöåññ ðàçðàáîòêè çà ñ÷åò óäîáíîãî êîíôèãóðèðîâàíèÿ ïåðèôåðèè è ïðîãðàìì.

Ñðåäñòâà ðàçðàáîòêè Âñå ìèêðîñõåìû ñåìåéñòâà PIC18 Q10 ïîääåðæèâàþòñÿ ñâîáîäíî ðàñïðîñòðàíÿåìûì ïëàãèíîì MPLAB Code Configurator (MCC) – ãðàôè÷åñêèì èíòåðôåéñîì, ïîçâîëÿþùèì ëåãêî íàñòðàèâàòü ïåðèôåðèéíûå

Îòëàäî÷íàÿ ïëàòà Curiosity High Pin Count (DM164136).

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

Îöåíî÷íûé íàáîð ATmega4809-XPRO.

Öåíû è äîñòóïíîñòü Ìèêðîêîíòðîëëåðû PIC18 Q10 è ATtiny1607 óæå äîñòóïíû äëÿ ïðèîáðåòåíèÿ â ëþáûõ îáúåìàõ – îò åäèíè÷íûõ îáðàçöîâ äî ïðîìûøëåííûõ ïàðòèé.  ëîòàõ èç 10,000 ïðèáîðîâ öåíà îäíîé ìèêðîñõåìû ñåìåéñòâà PIC18 Q10 íà÷èíàåòñÿ îò $0.77, à ATtiny1607 – îò $0.56. Äîïîëíèòåëüíóþ èíôîðìàöèþ î ïåðå÷èñëåííûõ ïðîäóêòàõ ìîæíî ïîëó÷èòü ó ëþáîãî òîðãîâîãî ïðåäñòàâèòåëÿ èëè äèñòðèáüþòîðà êîìïàíèè Microchip, à òàêæå íà ñàéòå êîìïàíèè. Ïðîäàæà ïðèáîðîâ ïðîèçâîäèòñÿ àâòîðèçèðîâàííûìè äèñòðèáüþòîðàìè Microchip èëè â îíëàéí ìàãàçèíå microchipDIRECT.

ÍÎÂÎÑÒÈ

15


Toshiba âûïóñêàåò ëèíåéêó èíòåðôåéñíûõ ìîñòîâ äëÿ àâòîìîáèëüíûõ èíôîðìàöèîííî-ðàçâëåêàòåëüíûõ ñèñòåì Íîâîå ñåìåéñòâî èç ÷åòûðåõ óñòðîéñòâ äëÿ ïðèëîæåíèé HDMI, âèäåîêàìåð è äèñïëååâ Toshiba Electronics Europe àíîíñèðîâàëà íîâûé ðÿä ìîñòîâ äëÿ âèäåîèíòåðôåéñîâ ñîâðåìåííûõ àâòîìîáèëüíûõ èíôîðìàöèîííî-ðàçâëåêàòåëüíûõ ñèñòåì.

Âñå ÷àùå ñèñòåìû íà êðèñòàëëå (ÑíÊ), ïåðâîíà÷àëüíî ñîçäàâàâøèåñÿ äëÿ ñìàðòôîíîâ è ïëàíøåòîâ, èñïîëüçóþòñÿ â àâòîìîáèëüíûõ ïðèëîæåíèÿõ, ÷òî îáóñëîâëåíî ïîñòîÿííûì óñëîæíåíèåì è ðîñòîì ôóíêöèîíàëüíîé íàñûùåííîñòè âíóòðèñàëîííîãî ðàçâëåêàòåëüíîãî îáîðóäîâàíèÿ. Îäíàêî èççà ðàçëè÷èé â ñòàíäàðòàõ ïîäêëþ÷åíèÿ òàêèõ óñòðîéñòâ, êàê äèñïëåè, ñóùåñòâóþùèå ÑíÊ ÷àñòî íå èìåþò èíòåðôåéñîâ, íåîáõîäèìûõ äëÿ àâòîìîáèëüíûõ ñåòåé. Íîâàÿ ëèíåéêà âèäåîèíòåðôåéñíûõ ìîñòîâ îáåñïå÷èâàåò ïîäêëþ÷åíèå HDMI ê MIPI

CSI-2 (TC9590), MIPI CSI-2 ê ïàðàëëåëüíîìó èíòåðôåéñó (TC9591) è MIPI DSI ê LVDS (TC9592/3). Óñòðîéñòâà ïðåäëàãàþòñÿ â êîðïóñàõ VFBGA ñ ðàññòîÿíèåì ìåæäó êîíòàêòàìè 0.65 ìì è ðàçìåðàìè 5 ìì × 5 ìì èëè 7 ìì  × 7  ìì, çà èñêëþ÷åíèåì ìèêðîñõåìû TC9590, âûïóñêàåìîé â êîðïóñå LFBGA64 ñ ðàçìåðàìè 7 ìì × 7 ìì è øàãîì êîíòàêòîâ 0.8  ìì. Îäíîêàíàëüíàÿ ìèêðîñõåìà TC9592 ñ ïÿòüþ ïàðàìè âûõîäíûõ ëèíèé LVDS ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ ÑíÊ ê 24-áèòíûì äèñïëåÿì UXGA ñ ðàçðåøåíèåì 1600 × 1200. Ìèêðîñõåìà äâóõêàíàëüíîãî èíòåðôåéñà TC9593 ñ ïÿòüþ ïàðàìè âûõîäíûõ ëèíèé LVDS èäåàëüíî ïîäõîäèò äëÿ äèñïëååâ ñ ðàçðåøåíèåì âïëîòü äî WUXGA 1920 × 1200. TC9591 ìîæåò áûòü ñêîíôèãóðèðîâàíà äëÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ 24-áèòíîãî ïàðàëëåëüíîãî ïîòîêà äàííûõ ñ ÷àñòîòîé 154 ÌÃö â 4  ëèíèè MIPI CSI-2 èëè MIPI CSI-2 â 24-áèòíóþ ïàðàëëåëüíóþ øèíó, ðàáîòàþùóþ íà ÷àñòîòå 100 ÌÃö. TC9590 ïîääåðæèâàåò íà âõîäå èíòåðôåéñ HDMI 1.4a, à íà âûõîäå – 4-ëèíèè èíòåðôåéñà MIPI CSI-2. Âñå óñòðîéñòâà ðàáîòàþò â äèàïàçîíå òåìïåðàòóð îò –40 °C äî +85 °C, à ó TC9591XBG âåðõíÿÿ ãðàíèöà ðàñøèðåíà äî +105 °C. Íà÷àëèñü ïðîäàæè åäèíè÷íûõ îáðàçöîâ íîâûõ ìèêðîñõåì.

Óñîâåðøåíñòâîâàííûå ïðèåìîïåðåäàò÷èêè øèíû A2B îáåñïå÷èâàþò áåñïðåöåäåíòíóþ ãèáêîñòü äëÿ íîâûõ ïðèëîæåíèé Analog Devices (ADI) ñîîáùèëà î âûïóñêå òðåõ óñîâåðøåíñòâîâàííûõ ïðèåìîïåðåäàò÷èêîâ àâòîìîáèëüíîé àóäèî øèíû (Auto2 motive Audio Bus – A B) ñ áåñïðåöåäåíòíûìè âîçìîæíîñòÿìè íàñòðîéêè õàðàêòåðèñòèê ýëåêòðîìàãíèòíîé ñîâìåñòèìîñòè (ÝÌÑ) íà ñèñòåìíîì óðîâíå.  íîâîé ñåðèè AD242x ïðåäóñìîòðåíà îïöèÿ êîíôèãóðèðîâàíèÿ óðîâíåé ìîùíîñòè ïåðåäàò÷èêîâ, áëàãîäàðÿ êîòîðîé õàðàêòåðèñòèêè ÝÌÑ – êëþ÷åâûå êðèòåðèè êîíñòðóêöèè âñåõ ìíîãîôóíêöèîíàëüíûõ èíôîðìàöèîííî-ðàçâëåêàòåëüíûõ

16

ñèñòåì – ìîæíî àäàïòèðîâàòü ïîä êîíêðåòíûå òðåáîâàíèÿ êàæäîãî OEM ïðîèçâîäèòåëÿ. Êðîìå òîãî, ïðèåìîïåðåäàò÷èêè ïîääåðæèâàþò ðàñøèðåííûå âàðèàíòû ïîäêëþ÷åíèÿ ìèêðîôîíîâ, çíà÷èòåëüíî óìåíüøàÿ ñëîæíîñòü êàáåëüíûõ ñîåäèíåíèé çà ñ÷åò ïåðåäà÷è ñèãíàëîâ àóäèî è äàííûõ, à òàêæå ñèíõðîíèçàöèè è ïèòàíèÿ ïî îäíîé íåýêðàíèðîâàííîé âèòîé ïàðå. Ýòè âîçìîæíîñòè íàìíîãî ñíèæàþò ñòîèìîñòü ñèñòåì è èäåàëüíî ïîäõîäÿò äëÿ ïîääåðæêè íîâåéøèõ ìíîãîìèêðîôîííûõ ïðèëîæåíèé â óñòðî-

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


éñòâàõ ñíèæåíèÿ øóìà äâèæóùåãîñÿ àâòîìîáèëÿ, àâòîìîáèëüíîì êîììóíèêàöèîííîì îáîðóäîâàíèè è ñèñòåìàõ àâòîìàòè÷åñêîãî âîæäåíèÿ. Òîëüêî ÷òî àíîíñèðîâàííûå óñòðîéñòâà AD2426W, AD2427W è AD2428W, ïîëíîñòüþ ñîâìåñòèìûå ïî âûâîäàì ñ ðàíåå âûïóùåííûìè ìèêðîñõåìàìè ýòîé ñåðèè, óïðîñòÿò ìîäåðíèçàöèþ ñóùåñòâóþùåãî îáîðóäîâàíèÿ è óñêîðÿò âûõîä íà ðûíîê íîâîé ïðîäóêöèè.

äîïîëíÿÿ åãî ôóíêöèÿìè, óëó÷øàþùèìè ãèáêîñòü íà ñèñòåìíîì óðîâíå, îñîáåííî â ìèêðîôîííûõ ðåøåòêàõ. Óñòðîéñòâà ñåðèè AD242x ñïîñîáíû íàïðàâëÿòü äàííûå ñ ÷åòûðåõ öèôðîâûõ ìèêðîôîíîâ â ëîêàëüíûé 2 ïîðò I S äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè èëè èíîé ëîêàëüíîé îáðàáîòêè äàííûõ. Óñîâåðøåíñòâîâàííûå ìèêðîñõåìû ñåðèè AD242x òåïåðü ïîçâîëÿþò îäíîâðåìåííî èñïîëüçîâàòü äî ÷åòûðåõ öèôðîâûõ ìèêðîôîííûõ âõîäîâ è ôîðìèðîâàòü 2 äîïîëíèòåëüíûé àóäèîïîòîê I S, ïðåäíàçíà÷åííûé äëÿ ðàñøèðåííûõ âàðèàíòîâ ïîäêëþ÷åíèÿ ìèêðîôîíîâ. AD2426W, AD2427W è AD2428W îòâå÷àþò âñåì ñîîòâåòñòâóþùèì òðåáîâàíèÿì â ÷àñòè ÝÌÑ, èçëó÷àåìûõ ïîìåõ è óñòîé÷èâîñòè ê ðàçðÿäàì ñòàòè÷åñêîãî ýëåêòðè÷åñòâà, ïðåäúÿâëÿåìûì ê ýëåêòðîíèêå àâòîìîáèëåé, è ïîëíîñòüþ ñîîòâåòñòâóþò ñòàíäàðòó AECQ100. Ìèêðîñõåìû ðàññ÷èòàíû íà ðàáîòó â ðàñøèðåííîì äèàïàçîíå òåìïåðàòóð îò –40 °C äî +105 °C.

Ïîääåðæêà, öåíû, äîñòóïíîñòü Äîïîëíèòåëüíàÿ èíôîðìàöèÿ î ïðèåìîïåðåäàò÷èêàõ A2B ñåðèè AD242x 2

Ðàçðàáîòàííàÿ ADI òåõíîëîãèÿ A B ïðåäîñòàâëÿåò ïîëíîñòüþ äåòåðìèíèðîâàííûå, ìàñøòàáèðóåìûå è ýêîíîìè÷åñêè ýôôåêòèâíûå ñðåäñòâà äëÿ óäîâëåòâîðåíèÿ ñòðîãèõ òðåáîâàíèé ê õàðàêòåðèñòèêàì ÷óâñòâèòåëüíûõ ê çàäåðæêàì àóäèî è ãîëîñîâûõ ïðèëîæåíèé. Ïîñëåäíåå ïîêîëåíèå ñîâìåñòè2 ìûõ ïî âûâîäàì ïðèåìîïåðåäàò÷èêîâ A B 2 ðàñøèðÿåò íàáîð âîçìîæíîñòåé ÿäðà A B,

Âñå ìèêðîñõåìû ñåðèè AD242x óæå âûïóñêàþòñÿ ñåðèéíî â 32-âûâîäíûõ êîðïóñàõ LFCSP ðàçìåðîì 5 ìì × 5 ìì. Íîâûå óñòðîéñòâà, íàðÿäó ñ ðàíåå âûïóùåííûìè ïðèáîðàìè ñåìåéñòâà A2B, ïîääåðæèâàþòñÿ ãðàôè÷åñêîé ñðåäîé ðàçðàáîòêè SigmaStudio êîìïàíèè ADI, à òàêæå îáøèðíîé ýêîñèñòåìîé ðåøåíèé äëÿ êîíñòðóèðîâàíèÿ, ïðîòîòèïèðîâàíèÿ è îöåíêè, ñîçäàííûõ ñòîðîííèìè ïðîèçâîäèòåëÿìè. Èíôîðìàöèþ î öåíàõ íîâûõ ïðèáîðîâ ìîæíî ïîëó÷èòü â ìåñòíûõ ïðåäñòàâèòåëüñòâàõ Analog Devices.

Ñâåðõìèíèàòþðíûå ïîíèæàþùèå ïðåîáðàçîâàòåëè Maxim ïîâûñÿò ýôôåêòèâíîñòü ïîñòîÿííî âêëþ÷åííûõ àâòîìîáèëüíûõ ïðèëîæåíèé MAX20075 è MAX20076 ïîçâîëÿò ñýêîíîìèòü äî 50% ïëîùàäè ïå÷àòíîé ïëàòû Ðàçðàáîò÷èêè, ñòðåìÿùèåñÿ ñîçäàòü êîìïàêòíûå è âûñîêîýôôåêòèâíûå ñèñòåìû, íå÷óâñòâèòåëüíûå ê ñáðîñó íàãðóçêè ïðè íàïðÿæåíèè ïèòàíèÿ äî 40 Â, òåïåðü ìîãóò âîñïîëüçîâàòüñÿ ñîâìåñòèìûìè ïî âûâîäàì ïîíèæàþùèìè ïðåîáðàçîâàòåëÿìè MAX20075 è MAX20076, âûïóùåííûìè êîìïàíèåé Maxim Integrated Products. Ïðåîáðàçîâàòåëè

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

MAX20075 è MAX20076 ñ ñàìûì íèçêèì â îòðàñëè ñîáñòâåííûì òîêîì ïîòðåáëåíèÿ âûïóñêàþòñÿ â ñâåðõìèíèàòþðíûõ êîðïóñàõ ñ èíòåãðèðîâàííûìè öåïÿìè ÷àñòîòíîé êîððåêöèè. Ìèêðîñõåìàì òðåáóåòñÿ ìèíèìàëüíîå êîëè÷åñòâî âíåøíèõ ýëåìåíòîâ, ÷òî ïîçâîëÿåò ñýêîíîìèòü äî 50% ïëîùàäè ïå÷àòíîé ïëàòû è äåëàåò èõ èäåàëüíûìè êîìïîíåíòàìè

ÍÎÂÎÑÒÈ

17


ñîîòíîøåíèÿõ âõîäíûõ è âûõîäíûõ íàïðÿæåíèé. Íàïðèìåð, ïðåîáðàçîâàíèå íàïðÿæåíèÿ àêêóìóëÿòîðíîé áàòàðåè â âûõîäíîå íàïðÿæåíèå ìåíåå 3  íà ÷àñòîòå 2.1 ÌÃö íå òðåáóåò èñïîëüçîâàíèÿ âòîðè÷íîãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ, áëàãîäàðÿ ÷åìó îáùàÿ ñòîèìîñòü êîìïîíåíòîâ ñíèæàåòñÿ íà $0.30. MAX20075 è MAX20076 âûïóñêàþòñÿ â êîðïóñàõ TDFN ðàçìåðîì 3  ìì × 3 ìì, îòâå÷àþò òðåáîâàíèÿì àâòîìîáèëüíîãî ñòàíäàðòà AEC-Q100 è ñïîñîáíû ðàáîòàòü â òåìïåðàòóðíîì äèàïàçîíå îò –40  °C äî +125 °C. äëÿ ïîñòîÿííî âêëþ÷åííûõ àâòîìîáèëüíûõ ïðèëîæåíèé. Ñòðåìëåíèå ðàçðàáîò÷èêîâ îïðàâäàòü ðàñòóùèå îæèäàíèÿ ïîòðåáèòåëåé ïîñòîÿííî âêëþ÷åííûõ ïðèëîæåíèé ñòàêèâàåòñÿ ñ ïðîáëåìîé ñîáëþäåíèÿ òðóäíîäîñòèæèìîãî áàëàíñà ìåæäó ðàñøèðåííîé ôóíêöèîíàëüíîñòüþ ñ îäíîé ñòîðîíû, è ðàçìåðàìè, ýôôåêòèâíîñòüþ è âîçìîæíîñòÿìè ýíåðãîñáåðåæåíèÿ, ñ äðóãîé.  ðåæèìå óïðàâëåíèÿ ïî ïèêîâîìó òîêó äðîññåëÿ MAX20075 è MAX20076 ïîòðåáëÿþò íàèìåíüøèé â îòðàñëè òîê, ñîñòàâëÿþùèé â ðåæèìå ïîíèæåííîé ìîùíîñòè âñåãî 3.5  ìêÀ, ÷òî ïîçâîëÿåò ñ áîëüøèì çàïàñîì âûïîëíÿòü ñòðîãèå òðåáîâàíèÿ ïî ðàñõîäó ýíåðãèè, ïðåäúÿâëÿåìûå OEM ïðîèçâîäèòåëÿìè ïîñòàâùèêàì êîìïîíåíòîâ – 100 ìêÀ íà ìîäóëü. Ðåæèì ÷àñòîòíîé ìîäóëÿöèè øóìîïîäîáíûì ñèãíàëîì, óïðàâëÿåìûé ñïåöèàëüíûì âûâîäîì ìèêðîñõåì, îáåñïå÷èâàåò ðàáîòó íà ôèêñèðîâàííîé ÷àñòîòå 2.1 ÌÃö ñ íèçêèìè óðîâíÿìè øóìîâ, ñîîòâåòñòâóþùèìè òðåáîâàíèÿì Êëàññà 5 ñòàíäàðòà ýëåêòðîìàãíèòíîé ñîâìåñòèìîñòè CISPR 25. Âûñîêàÿ ÷àñòîòà ïåðåêëþ÷åíèÿ è âñòðîåííûå öåïè êîððåêöèè óìåíüøàþò ðàçìåðû ðåøåíèÿ è êîëè÷åñòâî íåîáõîäèìûõ êîìïîíåíòîâ ïî ñðàâíåíèÿ ñ íåñèíõðîííûìè óñòðîéñòâàìè, ðàáîòàþùèìè â äèàïàçîíå ÀÌ. MAX20075 è MAX20076 ìîãóò ðàáîòàòü â ðåæèìå ñ íèçêèì ìèíèìàëüíûì âðåìåíåì âêëþ÷åíèÿ, ÷òî ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü ïðåîáðàçîâàòåëè ïðè áîëüøèõ

Êëþ÷åâûå ïðåèìóùåñòâà ! Íàèìåíüøèé â îòðàñëè òîê ïîòðåáëåíèÿ: Ñîáñòâåííûé òîê ïîòðåáëåíèÿ 3.5 ìêÀ, ïðîòèâ 15-30 ìêÀ, òèïè÷íûõ äëÿ òðàäèöèîííûõ ðåøåíèé. Ãèáêîñòü ðàñïðåäåëåíèÿ áþäæåòà ìîùíîñòè ñèñòåìû, ñïîñîáíîñòü ïîääåðæèâàòü áîëåå áûñòðûé çàïóñê è âîçìîæíîñòü ðàáîòû ñ ìèíèìàëüíûì âðåìåíåì îòêðûòîãî ñîñòîÿíèÿ êëþ÷åé. ! Ñàìûé âûñîêèé ïèêîâûé ÊÏÄ: Íàèâûñøèé ïèêîâûé ÊÏÄ 91% ñðåäè âñåõ êîíêóðèðóþùèõ ðåøåíèé. ! Ñâåðõìàëûå ðàçìåðû ðåøåíèÿ: 12-âûâîäíûå êîðïóñà TDFN (3 ìì × 3 ìì) ñî ñìà÷èâàåìûìè òîðöåâûìè ïîâåðõíîñòÿìè êîíòàêòîâ è èíòåãðèðîâàííûå öåïè ÷àñòîòíîé êîððåêöèè, ñíèæàþùèå äî ìèíèìóìà êîëè÷åñòâî íåîáõîäèìûõ âíåøíèõ êîìïîíåíòîâ, ýêîíîìÿò äî 50% ïëîùàäè ïå÷àòíîé ïëàòû. ! Ñíèæåííûé óðîâåíü ýëåêòðîìàãíèòíûõ èçëó÷åíèé: Êîíòðîëèðóåìîå ðàñøèðåíèå ñïåêòðà è ôèêñèðîâàííàÿ ÷àñòîòà âíóòðåííåãî ãåíåðàòîðà 2.1 ÌÃö ïîìîãàþò â âûïîëíåíèè òðåáîâàíèé Êëàññà 5 ñòàíäàðòà CISPR25.

Äîñòóïíîñòü Ìèêðîñõåìû MAX20075 è MAX20076 ìîæíî ïðèîáðåñòè íà âåá-ñàéòå Maxim.

Torex Semiconductor âûïóñòèëà äâà ñåìåéñòâà ïðåöèçèîííûõ íèçêîâîëüòíûõ äåòåêòîðîâ íàïðÿæåíèÿ Torex Semiconductor çàïóñòèëà â ïðîèçâîäñòâî äâå ñåðèè îäíèõ èç ñàìûõ ìèíèàòþðíûõ â ìèðå äåòåêòîðîâ íàïðÿæåíèÿ XC6135 è XC6136 c óëüòðàíèçêèìè çíà÷åíèÿìè òîêîâ ïîòðåáëåíèÿ è ïîðîãîâûõ íàïðÿæåíèé.

18

Ìèêðîñõåìû ñåðèè XC6135 ïîòðåáëÿþò 44 íÀ, à XC6136 – 88 íÀ, ÷òî ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 1/10 îò òîêà ïîòðåáëåíèÿ îáû÷íûõ ñóïåðâèçîðîâ ïèòàíèÿ è ïîçâîëÿåò óâåëè÷èòü âðåìÿ ðàáîòû ïðèáîðîâ, ïèòàþùèõñÿ îò

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


ìèíèìàëüíîãî íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ, ãàðàíòèðóÿ, ÷òî âûõîäíîå íàïðÿæåíèå íå ïîäíèìåòñÿ âûøå 0.38 Â. Ìèêðîñõåìû âûïóñêàþòñÿ â ñòàíäàðòíûõ êîðïóñàõ SOT-25 è SSOT-24, à òàêæå â óëüòðàêîìïàêòíîì êîðïóñå USPQ-4B05 ñ ðàçìåðàìè 1.0 ìì × 1.0 ìì × 0.33 ìì, òîëùèíà êîòîðîãî ïîçâîëÿåò ìîíòèðîâàòü äåòåêòîð äàæå â ñìàðò-êàðòû. Òàêîé ðÿä òèïîðàçìåðîâ äàåò ïîòðåáèòåëÿì âîçìîæíîñòü ïîäîáðàòü êîðïóñ, îïòèìàëüíûé äëÿ èõ ïðèëîæåíèé.

Êëþ÷åâûå îñîáåííîñòè ñåìåéñòâ XC6135/ XC6136 íåáîëüøîé áàòàðåé, òàêèõ êàê óñòðîéñòâà Èíòåðíåòà âåùåé, íîñèìûå ãàäæåòû è èíòåëëåêòóàëüíûå ñ÷åò÷èêè. Ìèíèìàëüíîå ïîðîãîâîå íàïðÿæåíèå ìèêðîñõåì ñåðèè XC6135 ðàâíî 0.5 Â, ÷òî èäåàëüíî ïîäõîäèò äëÿ êîíòðîëÿ íàïðÿæåíèé 0.7 Â/0.8  – òèïè÷íûõ íàïðÿæåíèé ïèòàíèÿ ÿäåð ÑíÊ, èçãîòîâëåííûõ ïî òåõïðîöåññàì 16  íì/28 íì, è ÷èïîâ ñïóòíèêîâûõ íàâèãàöèîííûõ ñèñòåì. Êðîìå òîãî, îòäåëüíûé âûâîä ïèòàíèÿ âõîäíîãî äåëèòåëÿ îáåñïå÷èâàåò âîçìîæíîñòü ðàáîòû ñ íàïðÿæåíèÿìè, ïðåâûøàþùèìè íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ. Ìèêðîñõåìû XC6136 (ñ äâóõòàêòíûì ÊÌÎÏ âûõîäîì) èìåþò ôóíêöèè, âî âñåì äèàïàçîíå ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð èñêëþ÷àþùèå íåîïðåäåëåííîñòü ñîñòîÿíèÿ âûõîäà â òåõ ñëó÷àÿõ, êîãäà âõîäíîå íàïðÿæåíèå íèæå

! Ñâåðõíèçêèé òîê ïîòðåáëåíèÿ ñðåäè ñàìûõ ìèíèàòþðíûõ â ìèðå ïðèáîðîâ (XC6135 – 44 íÀ, XC6136 – 88 íÀ). ! Ñàìûå íèçêèå â ìèðå ïîðîãîâûå íàïðÿæåíèÿ (0.5  äëÿ XC6135). ! Îòäåëüíûé âûâîä ïèòàíèÿ âõîäíîãî äåëèòåëÿ, ïîçâîëÿþùèé ðàáîòàòü ñ íàïðÿæåíèÿìè, ïðåâûøàþùèìè íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ (XC6135). ! Òåìïåðàòóðíàÿ ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ íàïðÿæåíèÿ ±50 ppm/°C. ! * Ôóíêöèè, èñêëþ÷àþùèå íåîïðåäåëåííîñòü ñîñòîÿíèÿ âûõîäîâ ïðè íèçêèõ âõîäíûõ íàïðÿæåíèÿõ (äëÿ ïðèáîðîâ ñ äâóõòàêòíûì ÊÌÎÏ âûõîäîì). ! Äîñòóïíû âåðñèè â óëüòðàêîìïàêòíûõ íèçêîïðîôèëüíûõ êîðïóñàõ USPQ-4B05.

Arduino àíîíñèðîâàëà ïëàòû ñëåäóþùåãî ïîêîëåíèÿ Íà ôåñòèâàëå Maker Faire êîìàíäà Arduino îáúÿâèëà î ðàñøèðåíèè àññîðòèìåíòà ïðîäóêòîâ äëÿ Èíòåðíåòà âåùåé (IoT), àíîíñèðîâàâ äâå ïëàòû íîâîãî ïîêîëåíèÿ MKR Vidor 4000 è Uno Wi-Fi Rev 2. MKR Vidor 4000 – ïåðâàÿ â èñòîðèè Arduino ïëàòà íà ÏËÈÑ, îñíàùåííàÿ ìèêðîêîíòðîëëåðîì Microchip SAM D21, ìîäóëåì Wi-Fi

Ðèñóíîê 1. Ïåðâàÿ ïëàòà Arduino, îñíàùåííàÿ ÏËÈÑ – MKR Vidor 4000.

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

Nina W102 îò êîìïàíèè u-blox è êðèïòîãðàôè÷åñêîé ìèêðîñõåìîé ECC508 äëÿ áåçîïàñíîãî ïîäêëþ÷åíèÿ ê ëîêàëüíûì ñåòÿì è Èíòåðíåò (Ðèñóíîê 1). Ïðåäñòàâëåííàÿ ïëàòà ÿâëÿåòñÿ ïîñëåäíèì äîïîëíåíèåì ñåìåéñòâà MKR, ïðåäíàçíà÷åííûì äëÿ øèðîêîãî ñïåêòðà ïðèëîæåíèé IoT, ñ õàðàêòåðíûì ôîðìôàêòîðîì è çíà÷èòåëüíîé âû÷èñëèòåëüíîé ìîùíîñòüþ. Äëÿ ïëàòû áóäåò äîñòóïíà èííîâàöèîííàÿ ñðåäà ðàçðàáîòêè, öåëüþ êîòîðîé áóäåò äåìîêðàòèçàöèÿ è ðàäèêàëüíîå óïðîùåíèå äîñòóïà ê ìèðó ÏËÈÑ. «Íîâàÿ ïëàòà MKR Vidor 4000, íàêîíåö, ñäåëàåò ÏËÈÑ äîñòóïíûìè äëÿ ðàäèîëþáèòåëåé è èçîáðåòàòåëåé, – ñêàçàë Ìàññèìî Áàíöè (Massimo Banzi), ñîó÷ðåäèòåëü Arduino. – È ìû ñ íåòåðïåíèåì æäåì âîçìîæ-

ÍÎÂÎÑÒÈ

19


íîñòè ïðåäñòàâèòü î÷åðåäíîå ðåâîëþöèîííîå ðåøåíèå». «Ôåñòèâàëü Maker Faire âñåãäà äàåò íàì íåïðåâçîéäåííûå âîçìîæíîñòè âçàèìîäåéñòâèÿ ñ ñîîáùåñòâîì Arduino è ðàçðàáîò÷èêàìè, – äîáàâèë Ôàáèî Âèîëàíòå (Fabio Violante), ãåíåðàëüíûé äèðåêòîð Arduino. –  ýòîì ãîäó ÿ î÷åíü ðàä âûïóñêó ñàìîãî ãèáêîãî èç ïðîäóêòîâ Arduino – ïëàòû MRR Vidor 4000 è ñðåäû ðàçðàáîòêè äëÿ íåå. Ñ åå ïîìîùüþ ìû ïîñòàðàåìñÿ äàòü ïðîôåññèîíàëàì, ëþáèòåëÿì è ïðåïîäàâàòåëÿì ýëåêòðîííûé ýêâèâàëåíò øâåéöàðñêîãî íîæà, ÷òîáû ïîäíÿòü èõ òâîð÷åñêèé ïîòåíöèàë íà ñëåäóþùèé óðîâåíü. Ñïèñîê ïðèëîæåíèé áåçãðàíè÷åí». Ðàçðàáîòàííàÿ ñîâìåñòíî ñ Microchip ïëàòà Arduino Uno Wi-Fi Rev2 (Ðèñóíîê 2), âûïîëíåííàÿ íà íîâîì 8-ðàçðÿäíîì ìèêðîêîíòðîëëåðå ATmega4809, îñíàùåíà ìîäóëåì Wi-Fi Nina W102 êîìïàíèè u-blox è èíòåãðèðîâàííûìè èíåðöèàëüíûìè äàò÷èêàìè. Ïëàòà åùå áîëüøå óïðîñòèò âíåäðåíèå ïðîäóêòîâ, òðåáóþùèõ ïîäêëþ÷åíèÿ ê ñåòè ñ èñïîëüçîâàíèåì êëàññè÷åñêîãî ôîðì-ôàêòîðà Arduino, è èäåàëüíî ïîäîéäåò äëÿ ïåðñïåêòèâíûõ ïðèëîæåíèé IoT â àâòîìîáèëåñòðîåíèè, ñåëüñêîì õîçÿéñòâå, áûòîâîé ýëåêòðîíèêå, óñòðîéñòâàõ óìíîãî äîìà è íîñèìîé ýëåêòðîíèêå. Ïîìèìî ïðî÷åãî, Atmega4809 ñîäåðæèò 6 Êáàéò ÎÇÓ, 48 Êáàéò Flash-ïàìÿòè ïðîãðàìì, òðè ïîðòà UART, íåçàâèñèìóþ îò ïðîöåññîðíîãî ÿäðà ïåðèôåðèþ è âûñîêîñêîðîñòíîé ÀÖÏ.  ñî÷åòàíèè ñ êðèïòîãðàôè÷åñêèì ÷èïîì Microchip ECC608 íà ïëàòå Uno ìèêðîêîíòðîëëåð îáåñïå÷èò àïïàðàòíóþ çàùèòó ïðè ïîäêëþ÷åíèè ïðîåêòîâ ê îáëà÷íûì ñåðâèñàì AWS è Google. «Ïî ìåðå íàøåãî ðîñòà è ïðèâëå÷åíèÿ íîâûõ ïàðòíåðîâ è èíâåñòèöèé, ìû áóäåì ïîäïèòûâàòü îáøèðíûå ðûíêè IoT è ïðîãðàìì âî âñåé îòðàñëè, – ñêàçàë Áàíöè. – Âîîäóøåâëÿÿ ñîîáùåñòâî Arduino ïðîñòîòîé

Ðèñóíîê 2. Ïëàòà Arduino Uno Wi-Fi Rev2 âûïîëíåíà íà íîâîì ìèêðîêîíòðîëëåðå ATmega4809.

ðàçâåðòûâàíèÿ ðåøåíèé, ìû ïðåäîñòàâëÿåì åìó äîñòóï ê áóëüøèì îáúåìàì îïåðàòèâíîé è Flash-ïàìÿòè äëÿ áîëåå ñëîæíûõ ïðèëîæåíèé IoT». «Arduino îðèåíòèðîâàíà íà ïîääåðæêó ïðîôåññèîíàëüíûõ ðàçðàáîò÷èêîâ, ëþáèòåëåé è ïðåïîäàâàòåëåé íà ïðîòÿæåíèè âñåãî öèêëà ðàçðàáîòêè ïðîäóêòîâ IoT – îò íà÷àëüíûõ ôàç îáó÷åíèÿ äî ìàññîâîãî âíåäðåíèÿ, – îòìåòèë Âèîëàíòå. – Îñíîâàííàÿ íà ïîïóëÿðíîé òåõíîëîãèè AVR, íî ñ «íàâîðî÷åííîé» ïåðèôåðèåé è ðàñøèðåííûìè âîçìîæíîñòÿìè Wi-Fi ñîåäèíåíèÿ, ïëàòà Uno Wi-Fi Rev 2 ÿâëÿåòñÿ áîëüøèì øàãîì âïåðåä äëÿ âñåõ ïîëüçîâàòåëåé, êîòîðûå õîòÿò ïîäêëþ÷èòüñÿ ê Èíòåðíåò, èñïîëüçóÿ îáøèðíóþ ýêîñèñòåìó øèëäîâ è áèáëèîòåê, äîñòóïíûõ äëÿ êëàññè÷åñêîé Arduino Uno». Áîëåå ïîäðîáíàÿ èíôîðìàöèÿ ïî íîâûì ïëàòàì è èõ òåõíè÷åñêèì õàðàêòåðèñòèêàì â ñêîðîì âðåìåíè áóäåò äîñòóïíà íà îôèöèàëüíîì ñàéòå ñîîáùåñòâà. Ïðîäàæè ïëàò óæå íà÷àëèñü.

Skyworks âûïóñêàåò íîâîå ñåìåéñòâî øèðîêîïîëîñíûõ ÌØÓ äëÿ äèàïàçîíîâ LTE Êîìïàíèÿ Skyworks ñîîáùèëà î âûïóñêå íîâîãî ñåìåéñòâà øèðîêîïîëîñíûõ ìàëîøóìÿùèõ óñèëèòåëåé (ÌØÓ) äëÿ äèàïàçîíîâ íèçêèõ, ñðåäíèõ, âûñîêèõ è ñâåðõâûñîêèõ ÷àñòîò LTE. Óñòðîéñòâà, ïðåäíàçíà÷åííûå äëÿ ãëîáàëüíûõ ñîòîâûõ è M2M ïðèëîæåíèé, îáåñïå÷èâàþò íèçêèé óðîâåíü øóìîâ, îòëè÷íûå

20

âîçâðàòíûå ïîòåðè è âûñîêóþ ëèíåéíîñòü.  çàâèñèìîñòè îò óñëîâèé ïðèåìà ðàäèî÷àñòîòíîãî ñèãíàëà, ïðèáîðû ìîæíî ïåðåêëþ÷àòü â ðåæèìû áîëüøîãî óñèëåíèÿ èëè ïðÿìîãî ïðîõîæäåíèÿ ñèãíàëà îò âõîäà ê âûõîäó, ÷òî ïîçâîëÿåò îïòèìèçèðîâàòü èõ õàðàêòåðèñòèêè äëÿ êàæäîãî êîíêðåòíîãî ïðèëîæåíèÿ.

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


 íîâîå ñåìåéñòâî óñèëèòåëåé âîøëè ñëåäóþùèå óñòðîéñòâà: ! SKY65803-696LF: äëÿ íèçêî÷àñòîòíîãî äèàïàçîíà 717…960 ÌÃö; ! SKY65804-696LF: äëÿ ñðåäíå÷àñòîòíîãî äèàïàçîíà 1805…2170 ÌÃö; ! SKY65805-696LF: äëÿ âûñîêî÷àñòîòíîãî äèàïàçîíà 3400…3800 ÌÃö; ! SKY65806-636LF: äëÿ ñâåðõâûñîêî÷àñòîòíîãî äèàïàçîíà 3400…3800 ÌÃö.

Õàðàêòåðíûå îñîáåííîñòè ! Õàðàêòåðèñòèêè óñèëåíèÿ, îïòèìèçèðîâàííûå äëÿ íàèëó÷øåãî ïðèåìà ðàäèî÷àñòîòíûõ ñèãíàëîâ; ! Íèçêèé êîýôôèöèåíò øóìà, óâåëè÷èâàþùèé ÷óâñòâèòåëüíîñòü òåëåôîíîâ; ! Óìåíüøåííûå äî 1.8  è 2.8  íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ ñîêðàùàþò ïîòðåáëåíèå òîêà;

! Êîìïàêòíûé 6-êîíòàêòíûé áåçâûâîäíîé êîðïóñ DFN ñ ðàçìåðàìè 1.1 ìì × 0.7 ìì × 0.55 ìì.

Ïðîäàæà è òåõíè÷åñêàÿ ïîääåðæêà Öåíà óñèëèòåëåé çàâèñèò îò ïðèîáðåòàåìîãî êîëè÷åñòâà. Äëÿ ïîëó÷åíèÿ äîïîëíèòåëüíîé èíôîðìàöèè ñëåäóåò îáðàùàòüñÿ ê òîðãîâîìó ïðåäñòàâèòåëþ èëè ïîñåòèòü âåáñàéò êîìïàíèè.

Àâòîíîìíûå ïðåîáðàçîâàòåëè STMicroelectronics ïîâûñÿò íà-äåæíîñòü, ýôôåêòèâíîñòü è óíèâåðñàëüíîñòü èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ Ïðåäñòàâëåííûå STMicroelectronics àâòîíîìíûå ïðåîáðàçîâàòåëè íàïðÿæåíèÿ VIPer11 ñ èíòåãðèðîâàííûìè 800-âîëüòîâûìè MOSFET, óñòîé÷èâûìè ê ëàâèííîìó ïðîáîþ, ïîçâîëÿò ïðîèçâîäèòåëÿì îáîðóäîâàíèÿ ðàçðàáàòûâàòü áîëåå íàäåæíûå âñïîìîãàòåëüíûå èñòî÷íèêè è áëîêè ïèòàíèÿ. Íèçêîå ïóñêîâîå íàïðÿæåíèå 26  óâåëè÷èâàåò ãèáêîñòü èñïîëüçîâàíèÿ â ñâåðõøèðîêîì äèàïàçîíå íàïðÿæåíèé ýëåêòðè÷åñêîé ñåòè âî ìíîæåñòâå ïîòðåáèòåëüñêèõ è ïðîìûøëåííûõ ïðèëîæåíèé.

Îñíîâíîé MOSFET ñ ëîãè÷åñêèì óðîâíåì ïîðîãà ïîçâîëÿåò VIPer11 ðàáîòàòü â øèðîêîì äèàïàçîíå íàïðÿæåíèé îò 4.5  äî 30  è

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

äàåò âîçìîæíîñòü ñîçäàâàòü âûñîêîýôôåêòèâíûå èìïóëüñíûå èñòî÷íèêè ïèòàíèÿ ñ âûõîäíûì íàïðÿæåíèåì 5 Â. Ýòè ïðåèìóùåñòâà â ñî÷åòàíèè ñ òàêèìè ôóíêöèÿìè, êàê óñèëèòåëü îøèáêè è ãåíåðàòîð ñ èñêóññòâåííûì äæèòòåðîì, ñíèæàþùèì óðîâåíü ýëåêòðîìàãíèòíûõ èçëó÷åíèé, óïðîùàþò ïðîöåññ ðàçðàáîòêè, ýêîíîìÿò ìåñòî íà ïëàòå è óìåíüøàþò ñòîèìîñòü êîìïîíåíòîâ. Âûñîêîâîëüòíûå ïðåîáðàçîâàòåëè VIPer11 ïîçâîëÿþò ñîçäàâàòü îáðàòíîõîäîâûå, ïîâûøàþùèå èëè ïîíèæàþùå-ïîâûøàþùèå èñòî÷íèêè ïèòàíèÿ è ïîëó÷àòü òðåáóåìîå âûõîäíîå íàïðÿæåíèå, óñòàíàâëèâàåìîå ïðîñòûì ðåçèñòèâíûì äåëèòåëåì, íåïîñðåäñòâåííî èç âûïðÿìëåííîãî ñåòåâîãî íàïðÿæåíèÿ èëè èç èíûõ èñòî÷íèêîâ íàïðÿæåíèÿ ïîñòîÿííîãî òîêà. Âûñîêèé ÊÏÄ â øèðîêîì äèàïàçîíå íàãðóçîê, äàæå ïðè âûõîäíîì íàïðÿæåíèè 5 Â, äîñòèãàåòñÿ áëàãîäàðÿ íèçêîïîðîãîâîìó MOSFET è ëó÷øåé â îòðàñëè ìèíèìàëüíîé ìîùíîñòè ðàññåèâàíèÿ 10 ìÂò, îáåñïå÷èâàþùåé ñâåðõíèçêèé òîê ïîêîÿ. VIPer11, ñïîñîáíûå îòäàâàòü â íàãðóçêó 12 Âò â èìïóëüñíûõ èñòî÷íèêàõ ïèòàíèÿ îòêðûòîé êîíñòðóêöèè èëè 10 Âò â çàêðûòûõ ñåòåâûõ àäàïòåðàõ, ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ øèðîêîãî ñïåêòðà áûòîâîé òåõíèêè è ïîòðå-

ÍÎÂÎÑÒÈ

21


áèòåëüñêèõ òîâàðîâ, îáîðóäîâàíèÿ àâòîìàòèçàöèè çäàíèé, ìàëîé ïðîìûøëåííîé òåõíèêè, ïðèáîðîâ îñâåùåíèÿ, èíòåëëåêòóàëüíûõ ñ÷åò÷èêîâ è ñèñòåì óïðàâëåíèÿ äâèæåíèåì. Ðàáîòó êîíñòðóêòîðîâ óïðîñòÿò ñðåäñòâà ïîääåðæêè ðàçðàáîòêè, âêëþ÷àþùèå îöåíî÷íûå íàáîðû, óêàçàíèÿ ïî ïðèìåíåíèþ, SPICE ìîäåëè è îíëàéí èíñòðóìåíò ìîäåëèðîâàíèÿ eDesign.

Îöåíî÷íàÿ ïëàòà STEVAL-ISA95V1 – ïîíèæàþùèé ïðåîáðàçîâàòåëü 5 Â/0.36 À íà îñíîâå VIPer11.

Ïîìèìî ðàñøèðåííîãî íàáîðà èíòåãðèðîâàííûõ ôóíêöèé óïðàâëåíèÿ èñòî÷íèêîì ïèòàíèÿ, âûñîêîâîëüòíûé ïðåîáðàçîâàòåëü ñîäåðæèò ïîëíûé íàáîð çàùèòíûõ ôóíêöèé, âêëþ÷àÿ çàùèòó îò ïåðåãðóçêè è êîðîòêèõ çàìûêàíèé, ïîâûøåííîãî âõîäíîãî èëè âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ, à òàêæå ñ÷åò÷èê ìàêñèìàëüíîãî êîýôôèöèåíòà çàïîëíåíèÿ è îãðàíè÷èòåëü íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ VCC. Âûõîä èç âñåõ àâàðèéíûõ ðåæèìîâ ñ ïåðåçàïóñêîì ìèêðîñõåìû ïðîèñõîäèò àâòîìàòè÷åñêè. Êðîìå òîãî, âêëàä â ïîâûøåíèå ñèñòåìíîé íàäåæíîñòè âíîñÿò âñòðîåííûå öåïè îòêëþ÷åíèÿ ïðè ïåðåãðåâå, ñõåìà ìÿãêîãî çàïóñêà è çàùèòà îò ïðîïóñêà èìïóëüñîâ äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ íåêîíòðîëèðóåìîãî ðîñòà ìàãíèòíîãî ïîòîêà. Ñåðèÿ VIPer11 ñîñòîèò èç ìèêðîñõåìû VIPer114 ñ ïîðîãîâûì óðîâíåì îãðàíè÷åíèÿ òîêà ñòîêà, ðàâíûì 480 ìÀ, è VIPer115 ñ îãðàíè÷åíèåì òîêà íà óðîâíå 590 ìÀ è âîçìîæíîñòüþ âûáîðà ðàáî÷åé ÷àñòîòû 30 êÃö èëè 60 êÃö. Óñòðîéñòâà óæå âûïóñêàþòñÿ ñåðèéíî â êîðïóñàõ SSOP10 è â ïàðòèÿõ èç 1000 ïðèáîðîâ ïðîäàþòñÿ ïî öåíå $0.38 çà øòóêó.

IDT ðàñøèðÿåò ôëàãìàíñêîå ñåìåéñòâî èíòåãðàëüíûõ ãàçîâûõ äàò÷èêîâ Integrated Device Technology (IDT) íà÷àëà ñåðèéíîå ïðîèçâîäñòâî íîâîãî ñåìåéñòâà ãàçîâûõ äàò÷èêîâ, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ èçìåðåíèÿ êîíöåíòðàöèè ëåòó÷èõ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé, ñ ëó÷øèìè â ñâîåì êëàññå õàðàêòåðèñòèêàìè ñòàáèëüíîñòè è ÷óâñòâèòåëüíîñòè. Äàò÷èêè ñåðèè ZMOD èäåàëüíî ïîäõîäÿò äëÿ ïðèëîæåíèé, óëó÷øàþùèõ êà÷åñòâî âîçäóõà â ïîìåùåíèÿõ, âêëþ÷àÿ èíòåëëåêòóàëüíûå òåðìîðåãóëÿòîðû, âîçäóõîî÷èñòèòåëè, èíòåëëåêòóàëüíîå îáîðóäîâàíèå îòîïëåíèÿ,

22

âåíòèëÿöèè è êîíäèöèîíèðîâàíèÿ, à òàêæå äðóãèå óñòðîéñòâà óìíîãî äîìà. Èç ðÿäà ïðåèìóùåñòâ íîâûõ äàò÷èêîâ ZMOD ñëåäóåò âûäåëèòü óñîâåðøåíñòâîâàííóþ àïïàðàòíóþ ïëàòôîðìó, îñíîâàííóþ íà ñïåöèàëèçèðîâàííîé ìèêðîñõåìå, êîòîðàÿ ïîçâîëÿåò ïðîãðàììíî êîíôèãóðèðîâàòü äàò÷èêè, ÷òîáû èñïîëüçîâàòü îäíî óñòðîéñòâî äëÿ ðåøåíèÿ ðàçíûõ çàäà÷. Åùå îäíî ñóùåñòâåííîå ïðåèìóùåñòâî çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî çà äàò÷èêàìè ñòîèò 12-ëåòíÿÿ èñòîðèÿ ïðîèçâîäñòâà è ïîñòàâîê êîìïàíèåé IDT ìåòàëë-îêñèäíûõ ìàòåðèàëîâ, îáåñïå÷èâàþùèõ âûñî÷àéøóþ ÷óâñòâèòåëüíîñòü è íàäåæíîñòü äàò÷èêîâ. Ôàêòè÷åñêèå äàííûå î õàðàêòåðèñòèêàõ ýòèõ ìàòåðèàëîâ äîñòóïíû, íà÷èíàÿ ñ 2005 ãîäà. Êðîìå òîãî, ýëåêòðè÷åñêèå è õèìè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè äàò÷èêîâ ZMOD ïîäâåðãàþòñÿ ñòðîãîìó âûõîäíîìó êîíòðîëþ, ãàðàíòèðóþùåìó âîñïðîèçâîäèìîñòü è ïîâòîðÿåìîñòü ïàðàìåòðîâ îò ïàðòèè ê ïàðòèè, ÷òî äàåò áîëüøîå ïðåèìóùåñòâî èçãîòîâèòåëÿì, ïëàíèðóþùèì èñïîëüçîâàíèå äàò÷èêîâ â ïðîèçâî-

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


äñòâåííûõ ïðîãðàììàõ, ðàññ÷èòàííûõ íà ìíîãî ëåò.  ðåçóëüòàòå ïîëíîé àòòåñòàöèè äàò÷èêîâ â ñàìûõ òÿæåëûõ óñëîâèÿõ èñïîëüçîâàíèÿ, òàêèõ, íàïðèìåð, êàê âîçäåéñòâèå ñèëîêñàíîâ, îáåñïå÷èâàåòñÿ ëó÷øàÿ â ñâîåì êëàññå íàäåæíîñòü ïðèáîðîâ è áåñïðåöåäåíòíûé ñðîê ñëóæáû. Ïåðâûé ïðèáîð ñåìåéñòâà ZMOD – ZMOD4410 – ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ìèêðîñáîðêó, îáúåäèíÿþùóþ êðèñòàëë ìèêðîñõåìû, ÷óâñòâèòåëüíûé ýëåìåíò è íàãðåâàòåëü â 12-êîíòàêòíîì êîðïóñå LGA ñ ðàçìåðàìè 3 ìì × 3 ìì × 0.7 ìì. Ïîëó÷èòü äîïîëíèòåëü-

íóþ èíôîðìàöèþ, à òàêæå çàêàçàòü îáðàçöû äàò÷èêîâ è îöåíî÷íûå íàáîðû ìîæíî íà âåáñàéòå IDT èëè â ìåñòíûõ ïðåäñòàâèòåëüñòâàõ êîìïàíèè.

Îöåíî÷íûé íàáîð äëÿ äàò÷èêà ZMOD4410.

ON Semiconductor àíîíñèðîâàëà íîâîå ñåìåéñòâî ìíîãîêðèñòàëüíûõ ìîäóëåé ïîíèæàþùèõ ØÈÌ ðåãóëÿòîðîâ ñ ðåêîðäíîé ïëîòíîñòüþ òîêà Ñåìåéñòâî FAN6500xx ñ èñêëþ÷èòåëüíûìè óðîâíÿìè èíòåãðàöèè, îáåñïå÷èâàþùèìè âûñîêóþ ýôôåêòèâíîñòü è íàäåæíîñòü ON Semiconductor àíîíñèðîâàëà âûïóñê òðåõ íîâûõ âûñîêîýôôåêòèâíûõ ñðåäíåâîëüòîâûõ ïîíèæàþùèõ ØÈÌ-ïðåîáðàçîâàòåëåé.

ðàëüíîå ðåøåíèå, îáåñïå÷èâàþùåå ëó÷øèå â îòðàñëè çíà÷åíèÿ ïëîòíîñòè ìîùíîñòè è ÊÏÄ äëÿ ïðèëîæåíèé DC/DC ïðåîáðàçîâàíèÿ. Áëàãîäàðÿ ñî÷åòàíèþ PowerTrench MOSFET ñ ñàìîé ïåðåäîâîé òåõíîëîãèåé êîðïóñèðîâàíèÿ, ïîíèæàþùèå ïðåîáðàçîâàòåëè FAN65008B/5A/4B îáåñïå÷èâàþò ñâåðõíèçêèå âåëè÷èíû ïàðàçèòíûõ ïàðàìåòðîâ ñèëîâîé öåïè, ïîçâîëÿÿ ðàçðàáîò÷èêàì äîñòè÷ü ïèêîâîãî ÊÏÄ 98.5% ïðè áîëåå íèçêèõ óðîâíÿõ «çâîíà» è ýëåêòðîìàãíèòíûõ èçëó÷åíèé, ÷åì â ðåøåíèÿõ, èñïîëüçóþùèõ âíåøíèå MOSFET. 99%

 íîâîì ñåìåéñòâå ïîíèæàþùèõ ïðåîáðàçîâàòåëåé FAN6500X, ïîääåðæèâàþùèõ øèðîêèé äèàïàçîí âõîäíûõ íàïðÿæåíèé îò 4.5  äî 65 Â, òîêè íàãðóçêè äî 10 À è âûõîäíûå ìîùíîñòè äî 100 Âò, ðåàëèçîâàíî ñî÷åòàíèå ôèêñèðîâàííîé ÷àñòîòû ïðåîáðàçîâàíèÿ, êîíòðîëèðóåìîé íà ýòàïå ïðîèçâîäñòâà, ñ ãèáêîé òåõíîëîãèåé ÷àñòîòíîé êîððåêöèè Type III è íàäåæíûìè ñðåäñòâàìè çàùèòû.  íîâûå ìîäóëè ON Semiconductor èíòåãðèðîâàëà ñèëîâûå MOSFET, èçãîòîâëåííûå ïî òåõíîëîãèè PowerTrench, áëàãîäàðÿ êîòîðûì áûëî ñîçäàíî çàêîí÷åííîå è íàäåæíîå èíòåã-

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

ÊÏÄ (%)

98% 97%

VÂÕ = 30 Â VÂÕ = 36 Â VÂÕ = 48 Â VÂÕ = 55 Â VÂÕ = 60 Â

96% 95% 94% 0

1

2

3

4 5 6 Òîê íàãðóçêè (À)

7

8

9

10

Çàâèñèìîñòü ÊÏÄ ìîäóëÿ FAN65008B îò òîêà íàãðóçêè.

Âñå òðè óñòðîéñòâà ïîääåðæèâàþò øèðîêèé äèàïàçîí âõîäíûõ íàïðÿæåíèé îò 4.5  äî 65 Â, ðàññ÷èòàííûé íà øèðîêèé ñïåêòð ïðè-

ÍÎÂÎÑÒÈ

23


ëîæåíèé â ïðîìûøëåííîé è ïîòðåáèòåëüñêîé îòðàñëÿõ, íà÷èíàÿ îò èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ áàçîâûõ ñòàíöèé, äî óñòðîéñòâ äîìàøíåé àâòîìàòèçàöèè. Êðîìå òîãî, ìîäóëè ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ â ñèñòåìàõ ñ áàòàðåéíûì ïèòàíèåì, à òàêæå â ïðèëîæåíèÿõ USB Power Delivery (PD). Èíòåãðàöèÿ â îäíîì óñòðîéñòâå äâóõ âñïîìîãàòåëüíûõ LDO ðåãóëÿòîðîâ è êîììóòàòîðà ñèëîâûõ öåïåé Power Path ïðåäîñòàâëÿåò âîçìîæíîñòü ãèáêîãî âûáîðà ïèòàíèÿ êîíòðîëëåðà îò âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ, âûõîäà ïîíèæàþùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ èëè îò âûâîäà PVCC. Âûñîêèé óðîâåíü èíòåãðàöèè îñâîáîæäàåò ðàçðàáîò÷èêîâ, èñïîëüçóþùèõ ìîäóëè ñåìåéñòâà FAN6500x, îò íåîáõîäèìîñòè ïîèñêà áàëàíñà ìåæäó ïëîòíîñòüþ ìîùíîñòè, ñòîèìîñòüþ êîìïîíåíòîâ, óðîâíåì òåõíè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ è óíèâåðñàëüíîñòüþ ðåøåíèÿ. Èñïîëüçóÿ MOSFET òåõíîëîãèþ PowerTrench, ON Semiconductor ñ óñïåõîì ïðåäîñòàâëÿåò âñå êëþ÷åâûå ôóíêöèè, íåîáõîäèìûå ðàçðàáîò÷èêàì ñèñòåì óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì.  ñåìåéñòâå FAN6500x ðåàëèçîâàí èñ÷åðïûâàþùèé íàáîð ôóíêöèé, çàùèùàþùèõ îò ïîâðåæäåíèÿ êàê ñàìè ìîäóëè, òàê è ïîäêëþ÷åííûå ê íèì ñõåìû.  èõ ÷èñëå ðåãóëèðóåìîå îãðàíè÷åíèå âûõîäíîãî òîêà, çàùèòíîå îòêëþ÷åíèå ïðè ïåðåãðåâå êðèñòàëëà, à òàêæå çàùèòà îò ïîâûøåííîãî íàïðÿæåíèÿ è êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ.

Äëÿ ïîääåðæêè íîâûõ ìîäóëåé ON Semiconductor ïðåäëàãàåò îöåíî÷íûå ïëàòû FAN65004B-GEVB, FAN65005A-GEVB è FAN65008B-GEVB, êîòîðûå ìîæíî ïðèîáðåñòè â ëþáûõ òîðãîâûõ ïðåäñòàâèòåëüñòâàõ êîìïàíèè.

FAN65008B-GEVB – îöåíî÷íàÿ ïëàòà ðåãóëÿòîðà ñ âûõîäíûì íàïðÿæåíèåì 65  è ìàêñèìàëüíûì òîêîì íàãðóçêè 10 À.

Êîðïóñà è öåíû Ìîäóëè ñåìåéñòâà FAN65004B âûïóñêàþòñÿ â êîðïóñàõ PQFN-35, è â ïàðòèÿõ èç 3000 ïðèáîðîâ ïðîäàþòñÿ ïî öåíå $2.68 çà øòóêó. Äîïîëíèòåëüíóþ èíôîðìàöèþ ìîæíî ïîëó÷èòü íà âåá-ñàéòå ON Semiconductor.

 íîâûõ ìèêðîêîíòðîëëåðàõ MSP430 ïîÿâèëèñü êîíôèãóðèðóåìûå ýëåìåíòû îáðàáîòêè ñèãíàëîâ Àññîðòèìåíòíûé ðÿä áþäæåòíûõ ìèêðîêîíòðîëëåðîâ TI òåïåðü äîïîëíåí ïðèáîðàìè äëÿ ïðîìûøëåííûõ ïðèëîæåíèé ñ âåðõíåé ãðàíèöåé òåìïåðàòóðíîãî äèàïàçîíà 105 °C è ðàñøèðåííûì íàáîðîì ïåðèôåðèè Texas Instruments (TI) ðàñøèðèëà ñåìåéñòâî ìèêðîêîíòðîëëåðîâ MSP430 íîâûìè ïðèáîðàìè ñ èíòåãðèðîâàííûìè ýëåìåíòàìè îáðàáîòêè ñèãíàëîâ è ðàñøèðåííûì äèàïàçîíîì ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð. Ìèêðîêîíòðîëëåðû ñåìåéñòâà MSP430FR2355 ñ âñòðîåííîé ñåãíåòîýëåêòðè÷åñêîé ïàìÿòüþ ñ ïðîèçâîëüíûì äîñòóïîì (FRAM) ïîçâîëÿò ðàçðàáîò÷èêàì ñîêðàòèòü ðàçìåðû ïå÷àòíîé ïëàòû, ñíèçèòü ñòîèìîñòü êîìïîíåíòîâ è ðàñøèðèòü äèàïàçîí ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð òàêèõ ïðèëîæåíèé, êàê äûìîâûå èçâåùàòåëè, ïåðåäàò÷èêè ñèãíàëîâ äàò÷èêîâ è ðàçìûêàòåëè öåïåé.

24

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


íûõ ê ñòîèìîñòè ïðèëîæåíèé. Ïðè íåîáõîäèìîñòè ìàñøòàáèðîâàíèÿ õàðàêòåðèñòèê ðàçðàáîò÷èêè ìîãóò èñïîëüçîâàòü îñòàëüíóþ ÷àñòü ñåìåéñòâà FRAM ìèêðîêîíòðîëëåðîâ MSP430 ñ îáúåìîì ïàìÿòè äî 256 ÊÁ, áîëåå âûñîêîé ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ èëè ðàñøèðåííûì íàáîðîì àíàëîãîâîé ïåðèôåðèè.

Îñîáåííîñòè è ïðåèìóùåñòâà ìèêðîêîíòðîëëåðîâ MSP430FR2355 ! Êîíôèãóðèðóåìûå ýëåìåíòû îáðàáîòêè ñèãíàëà: Èíòåãðèðîâàííûå â ìèêðîêîíòðîëëåðû ñåìåéñòâà MSP430FR2355 êîíôèãóðèðóåìûå öåïî÷êè ýëåìåíòîâ îáðàáîòêè ñèãíàëîâ, âêëþ÷àþùèå íåñêîëüêî 12-áèòíûõ ÖÀÏ, ïðîãðàììèðóåìûå óñèëèòåëè, 12áèòíûé ÀÖÏ è äâà êîìïàðàòîðà ïîâûøåííîé òî÷íîñòè, ïðåäîñòàâÿò èíæåíåðàì äîïîëíèòåëüíóþ ãèáêîñòü âûáîðà êîíñòðóêòèâíûõ ðåøåíèé. ! Ðàñøèðåííûé äèàïàçîí òåìïåðàòóð: Áëàãîäàðÿ ïðåèìóùåñòâó ýíåðãîíåçàâèñèìîé ïàìÿòè FRAM, ìèêðîêîíòðîëëåðû MSP430FR2355 ìîæíî èñïîëüçîâàòü â ïðèëîæåíèÿõ ñáîðà äàííûõ, ðàáîòàþùèõ ïðè òåìïåðàòóðå äî 105 °C. ! Ìàñøòàáèðóåìîñòü ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ëèíåéêè MSP430: Ñ ìèêðîêîíòðîëëåðàìè MSP430FR2355, äîïîëíèâøèìè ëèíåéêó FRAM ïðèáîðîâ ñåðèè MSP430 íîâûìè âåðñèÿìè ñ ÎÇÓ äî 32 ÊÁ è ñêîðîñòÿìè öåíòðàëüíîãî ïðîöåññîðà äî 24 ÌÃö, èíæåíåðû ïîëó÷àþò áîëüøå âàðèàíòîâ âûáîðà ïîäõîäÿùåãî îáúåìà ïàìÿòè è áûñòðîäåéñòâèÿ äëÿ êðèòè÷-

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

Öåíà è äîñòóïíîñòü Îöåíèòü õàðàêòåðèñòèêè íîâîãî ìèêðîêîíòðîëëåðà MSP430FR2355 ðàçðàáîò÷èêàì ïîìîæåò îòëàäî÷íûé íàáîð MSP-EXP430FR2355, êîòîðûé ìîæíî ïðèîáðåñòè çà $12.99 â îíëàéí ìàãàçèíå TI.

Îòëàäî÷íûé íàáîð MSP-EXP430FR2355.

Òàì æå ïðåäëàãàåòñÿ êóïèòü èíæåíåðíûå îáðàçöû MSP430FR2355.

ÍÎÂÎÑÒÈ

25


 êàêîì ðåæèìå äîëæåí ðàáîòàòü ìàãíèòîïðîâîä äðîññåëÿ èìïóëüñíîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ? ×àñòü 2 Îêîí÷àíèå. Íà÷àëî â íîìåðå 05-2018 Àëåêñàíäð Ðóñó, Îäåññà, Óêðàèíà

 ïðåäåëüíîì ñëó÷àå ëþáîé ìàãíèòîïðîâîä ìîæåò ðàáîòàòü â ðåæèìå |DF/FÍÀÑ| = 2, êîãäà ìàãíèòíûé ïîòîê f(t) èçìåíÿåòñÿ îò –FÍÀÑ äî +FÍÀÑ, à åãî ñðåäíåå çíà÷åíèå FÑÐ â ëþáîì ñëó÷àå ðàâíî íóëþ. Óñëîâèÿ FÑÐ = 0 (îòñóòñòâèå ïîñòîÿííîé ñîñòàâëÿþùåé) è |DF/FÍÀÑ| = 2 ÿâëÿþòñÿ íàèëó÷øèìè äëÿ òðàíñôîðìàòîðîâ, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ ïåðåäà÷è (ñ ïðåîáðàçîâàíèåì ïàðàìåòðîâ), à íå íàêîïëåíèÿ ýíåðãèè. Äëÿ òðàíñôîðìàòîðîâ èçìåíåíèå ìàãíèòíîé èíäóêöèè ÿâëÿåòñÿ «íåèçáåæíûì çëîì», íåîáõîäèìûì, ñîãëàñíî çàêîíó Ôàðàäåÿ, òîëüêî äëÿ âîçíèêíîâåíèÿ ÝÄÑ íà âûâîäàõ îáìîòîê. Èìåííî ïðè òàêèõ óñëîâèÿõ ìàãíèòîïðîâîä òðàíñôîðìàòîðà áóäåò èìåòü íàèìåíüøèå ðàçìåðû ïðè çàäàííîé ìîùíîñòè è ÷àñòîòå ïåðåìàãíè÷èâàíèÿ. Ïðè ïîäìàãíè÷èâàíèè ñåðäå÷íèêà òðàíñôîðìàòîðà ïîñòîÿííûì òîêîì (FÑÐ ¹ 0), íàïðèìåð, â âûõîäíûõ êàñêàäàõ ëàìïîâûõ èëè òðàíçèñòîðíûõ óñèëèòåëåé êëàññà À, ÷òîáû íå äîïóñòèòü íàñûùåíèÿ, ïåðåìåííóþ êîìïîíåíòó ìàãíèòíîãî ïîòîêà ïðèõîäèòñÿ óìåíüøàòü, è, ñîîòâåòñòâåííî, âûáèðàòü ìàãíèòîïðîâîä áîëüøåãî ðàçìåðà. Äëÿ èìïóëüñíûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé ðàâåíñòâî íóëþ ñðåäíåãî çíà÷åíèÿ ìàãíèòíîãî

26

ïîòîêà (FÑÐ1 = 0), â îòëè÷èå îò òðàíñôîðìàòîðîâ, ñîîòâåòñòâóåò ðåæèìó õîëîñòîãî õîäà [2, 5], ïðè êîòîðîì, íåñìîòðÿ íà íàëè÷èå òîêîâ â îáìîòêàõ, ýëåêòðè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ íå ïîòðåáëÿåòñÿ è íå ïåðåäàåòñÿ (êîíå÷íî, ïðè îòñóòñòâèè ïîòåðü). Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî âûáîð ðåæèìà, êîãäà ïðè ïîëíîé íàãðóçêå |DF1/FÍÀÑ| > 1, ÿâëÿåòñÿ, ìÿãêî ãîâîðÿ, íåïîíÿòíûì, ïîñêîëüêó ýòî ïðèâîäèò ê àáñîëþòíî áåññìûñëåííîìó óâåëè÷åíèþ åãî ðàçìåðîâ è óõóäøåíèþ ÊÏÄ, ïîýòîìó ðàáîòà â ðåæèìå çíàêîïåðåìåííîãî (íà ïðîòÿæåíèè ýòàïà ïðåîáðàçîâàíèÿ) ìàãíèòíîãî ïîòîêà îïðàâäàíà òîëüêî ïðè ëåãêèõ íàãðóçêàõ. Èòàê, íàèáîëåå ýôôåêòèâíî ìàãíèòîïðîâîä äðîññåëÿ èñïîëüçóåòñÿ â ãðàíè÷íîì è ðàçðûâíîì ðåæèìàõ. Îäíàêî â ðàçðûâíîì ðåæèìå íàëè÷èå ïàóç ìåæäó öèêëàìè ïðåîáðàçîâàíèÿ ýêâèâàëåíòíî óìåíüøåíèþ ÷àñòîòû fÏÐ ïðè ñîõðàíåíèè íåèçìåííûì êîëè÷åñòâà ïðåîáðàçóåìîé ýíåðãèè WÈÌÏ [2], à, çíà÷èò, ñîãëàñíî (2), ýêâèâàëåíòíî óìåíüøåíèþ ÐÈÐ è òàêæå îïðàâäàíî ëèøü ïðè ëåãêèõ íàãðóçêàõ. Òàêèì îáðàçîì, äëÿ òîãî ÷òîáû ïðè çàäàííûõ ãàáàðèòàõ ìàãíèòîïðîâîäà äðîññåëÿ ïðåîáðàçîâàòü ìàêñèìàëüíîå êîëè÷åñòâî

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


Òðàíñôîðìàòîð

f(t)

Äðîññåëü Ðåæèì ïåðåäà÷è

f(t) FÍÀÑ

FÍÀÑ

|FÑÐ1| = 0.5FÍÀÑ FÑÐ1 = 0

|DF1| = FÍÀÑ t

t |DF| = 2FÍÀÑ

|FÑÐ1| = 0.5FÍÀÑ |DF1| = FÍÀÑ –FÍÀÑ

–FÍÀÑ

Ðåæèì ðåêóïåðàöèè

Ðèñóíîê 5. Ìàãíèòíûå ïîòîêè òðàíñôîðìàòîðà è äðîññåëÿ ïðè ïîëíîé íàãðóçêå â òåîðåòè÷åñêè ìàêñèìàëüíî ýíåðãîýôôåêòèâíîì ðåæèìå.

ýíåðãèè, íåîáõîäèìî îáåñïå÷èòü ãðàíè÷íûé ðåæèì, ïðè êîòîðîì |DF1/FÍÀÑ| = 1 è |FÑÐ1| = = 0.5FÍÀÑ. À âîò äëÿ òðàíñôîðìàòîðîâ ìàêñèìàëüíàÿ ìîùíîñòü îáåñïå÷èâàåòñÿ ïðè |DF/FÍÀÑ| = 2 è FÑÐ = 0 (Ðèñóíîê 5).

Ïðîâåðêà «Äà òàêîãî ïðîñòî íå áûâàåò! – ìîæåò ñêàçàòü îïûòíûé ðàçðàáîò÷èê, ïðî÷èòàâ ïðèâåäåííûå âûøå óìîçàêëþ÷åíèÿ. – Äîïóñòèì, ó ìåíÿ åñòü îáðàòíîõîäîâîé ïðåîáðàçîâàòåëü.

f(t)

Ïóñòü â íåì èñïîëüçóåòñÿ äðîññåëü, ìàãíèòîïðîâîä êîòîðîãî íàñûùàåòñÿ ïðè òîêå âòîðè÷íîé îáìîòêè IÍÀÑ = 1 À. Ïóñòü ïðåîáðàçîâàòåëü ðàáîòàåò â ãðàíè÷íîì ðåæèìå, êîòîðûé, ñóäÿ ïî ïðèâåäåííûì èññëåäîâàíèÿì, îáåñïå÷èâàåò íàèáîëüøóþ ìîùíîñòü ïðåîáðàçîâàíèÿ ÐÈÐ_MAX.  ýòîì ñëó÷àå ìèíèìàëüíûé òîê âòîðè÷íîé îáìîòêè ðàâåí IÌÈÍ = 0 À, à ðàçìàõ ïóëüñàöèè òîêà – IÌ = 1 À (Ðèñóíîê 6). Ïóñòü îòíîñèòåëüíûå äëèòåëüíîñòè ïåðâîãî ê1 è âòîðîãî ê2 ýòàïîâ ïðåîáðàçîâàíèÿ ðàâíû è ñîñòàâëÿþò ïîëîâèíó ïåðèîäà (ê1 = ê2 = 0.5).

f(t)

Ãðàíè÷íûé ðåæèì

FÍÀÑ

Áåçðàçðûâíûé ðåæèì

FÍÀÑ DF1

FÑÐ1

FÑÐ1

0.5FÍÀÑ

DF1 t

iW2(t) IÍÀÑ

IÍÀÑ

IÑÐ = 0.375 À

IM

IÑÐ = 0.25 À IM

IÌÈÍ

0.5 À IÌÈÍ

0 t1

t

iW2(t)

t

t2

t

0 t1

t2

Ðèñóíîê 6. Ýëåêòðîìàãíèòíûå ïðîöåññû â äðîññåëå ïðè ñîõðàíåíèè ïîñòîÿííûì êîëè÷åñòâà âèòêîâ â îáìîòêàõ.

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

ÑÒÀÒÜÈ

27


Ïðè òàêîì ðåæèìå äëÿ îáðàòíîõîäîâîé ñõåìû ñðåäíèé âûõîäíîé òîê IÂÛÕ áóäåò ðàâåí [7]:

IÂÛÕ = ê 2 (IÌÈÍ + 0.5 IM ) = = 0.5(0 + 0.5 × 1) = 0.25 À. Òåïåðü ÿ òîò æå ñàìûé äðîññåëü, ñ òåì æå ñàìûì ìàãíèòîïðîâîäîì è òåìè æå ñàìûìè îáìîòêàìè ïåðåâåäó â áåçðàçðûâíûé ðåæèì, ïðè êîòîðîì IÌÈÍ = 0.5 À è IÌ = 0.5 À (Ðèñóíîê 6), è âûõîäíîé òîê ñòàíåò ðàâåí:

IÂÛÕ = ê 2 (IÌÈÍ + 0.5 IM ) = = 0.5(0.5 + 0.5 × 0.5) = 0.375 À. Åñëè âûõîäíîå íàïðÿæåíèå íå ìåíÿåòñÿ, òî ó ìåíÿ íàëèöî óâåëè÷åíèå âûõîäíîãî òîêà, à, ñëåäîâàòåëüíî, è ìîùíîñòè ïðåîáðàçîâàòåëÿ íà 50%. À ñóäÿ ïî Ðèñóíêó 4, ìîùíîñòü ïðåîáðàçîâàòåëÿ äîëæíà, íàîáîðîò, óìåíüøèòüñÿ íà 25%, ïîñêîëüêó â ýòîì ñëó÷àå DF1/FÍÀÑ = 0.5 è ÐÈÐ/ÐÈÐ_MAX » 0.75. ×òî-òî òóò íå òàê!» Òàêèå âîçðàæåíèÿ ìíå íå ðàç äîâîäèëîñü ñëûøàòü, â òîì ÷èñëå è îò îïûòíûõ ðàçðàáîò÷èêîâ, çà ïëå÷àìè êîòîðûõ íå îäèí äåñÿòîê óñïåøíûõ ïðîåêòîâ. Ê ñîæàëåíèþ, ýòî ñâèäåòåëüñòâóåò òîëüêî î òîì, ÷òî ïðîöåññû, ïðîèñõîäÿùèå â èìïóëüñíûõ ïðåîáðàçîâàòåëÿõ, ãîðàçäî ñëîæíåå, ÷åì êàæóòñÿ íà ïåðâûé âçãëÿä, è èõ íåëüçÿ òàê ãðóáî âûðûâàòü èç êîíòåêñòà. Ìàãíèòíûå ïðîöåññû âî ìíîãèõ ñëó÷àÿõ ïðî÷íî àññîöèèðóåòñÿ òîëüêî ñ òîêîì, ïðîòåêàþùèì â îáìîòêàõ. Äåéñòâèòåëüíî, â ñîîòâåòñòâèè ñ çàêîíîì ïîëíîãî òîêà, â ñëó÷àå, êîãäà òîê ïðîòåêàåò òîëüêî ïî îäíîé îáìîòêå, ÷òî ïîëíîñòüþ ñïðàâåäëèâî äëÿ äðîññåëÿ îáðàòíîõîäîâîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ, íà âòîðîì ýòàïå ïðåîáðàçîâàíèÿ ìàãíèòíûé ïîòîê ñâÿçàí òîëüêî ñ òîêîì îáìîòêè W2 iW2(t):

f( t ) = A LN2 iW 2 ( t ),

(5)

ãäå N2 – êîëè÷åñòâî âèòêîâ îáìîòêè W2. Íî ÷òî âëèÿåò íà èçìåíåíèå ìàãíèòíîãî ïîòîêà |DF|? À îíî îïðåäåëÿåòñÿ çàêîíîì Ôàðàäåÿ, è äëÿ âòîðîãî ýòàïà ïðåîáðàçîâàíèÿ åãî ìîæíî ðàññ÷èòàòü ïî ôîðìóëå [4]:

DF =

UÂÛÕ N2

t2 ,

(6)

Òåïåðü âíèìàòåëüíî ïîñìîòðèì íà Ðèñóíîê 6 è ïðîàíàëèçèðóåì ôîðìóëó (6). Íà âòîðîì ýòàïå ïðåîáðàçîâàíèÿ â ãðàíè÷íîì ðåæèìå ìàãíèòíûé ïîòîê f(t) çà âðåìÿ t2 ïîä äåéñòâèåì íàïðÿæåíèÿ UÂÛÕ äîëæåí èçìåíèòüñÿ íà âåëè÷èíó |DF| = FÍÀÑ. Ïðè ïåðåõîäå â áåçðàçðûâíûé ðåæèì îí çà òî æå ñàìîå âðåìÿ t2 ïîä äåéñòâèåì íàïðÿæåíèÿ UÂÛÕ òåïåðü äîëæåí èçìåíèòüñÿ, íî óæå íà âåëè÷èíó |DF| = 0.5FÍÀÑ, êîòîðàÿ â äâà ðàçà ìåíüøå. Ñîãëàñíî (6), ïðè ïîñòîÿííîì âðåìåíè t2 ýòî âîçìîæíî ëèáî ïðè óìåíüøåíèè íàïðÿæåíèÿ UÂÛÕ, ëèáî ïðè óâåëè÷åíèè êîëè÷åñòâà âèòêîâ îáìîòêè W2.  ïåðâîì ñëó÷àå, ïîêàçàííîì íà Ðèñóíêå 6, ïðè ñîõðàíåíèè ïîñòîÿííûì êîëè÷åñòâà âèòêîâ âûõîäíîå íàïðÿæåíèå äîëæíî óìåíüøèòüñÿ â äâà ðàçà. Åñëè ýòîãî íå ïðîèçîéäåò, è îíî îñòàíåòñÿ íåèçìåííûì, òî ìàãíèòíûé ïîòîê çà âðåìÿ t2 èçìåíèòñÿ ñíîâà íà âåëè÷èíó FÍÀÑ, à íå íà 0.5FÍÀÑ, è ìàãíèòîïðîâîä âîéäåò â ðåæèì íàñûùåíèÿ. À ïðè óìåíüøåíèè âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ â äâà ðàçà è óâåëè÷åíèè âûõîäíîãî òîêà â 1.5 ðàçà âûõîäíàÿ ìîùíîñòü ïðåîáðàçîâàòåëÿ â áåçðàçðûâíîì ðåæèìå ÐÂÛÕ_(ÁÅÇÐ.) ïî îòíîøåíèþ ê âûõîäíîé ìîùíîñòè â ãðàíè÷íîì ðåæèìå ÐÂÛÕ_(ÃÐÀÍ.) áóäåò ðàâíà:

PÂÛÕ _(ÁÅÇÐ.) PÂÛÕ _(ÃÐÀÍ.)

0.5UÂÛÕ × 1.5 IÂÛÕ = 0.75 . UÂÛÕIÂÛÕ

Ýòî ïîëíîñòüþ ñîîòâåòñòâóåò ãðàôèêó Ðèñóíêà 4. Âî âòîðîì ñëó÷àå óâåëè÷åíèå êîëè÷åñòâà âèòêîâ, ïî çàêîíó ïîëíîãî òîêà, ïðèâåäåò ê óìåíüøåíèþ òîêà IÍÀÑ, ñîîòâåòñòâóþùåãî ïîòîêó íàñûùåíèÿ. Òàêèì îáðàçîì, ïîñëå óäâîåíèÿ êîëè÷åñòâà âèòêîâ, íåîáõîäèìîãî äëÿ èçìåíåíèÿ ìàãíèòíîãî ïîòîêà íà âåëè÷èíó 0.5FÍÀÑ çà âðåìÿ t2 ïðè íåèçìåííîì íàïðÿæåíèè UÂÛÕ, àáñîëþòíàÿ âåëè÷èíà òîêà íàñûùåíèÿ, êàê ñëåäóåò èç (5), óìåíüøèòñÿ â äâà ðàçà. Ôàêòè÷åñêè ýòî áóäåò óæå äðóãîé äðîññåëü ñ òåì æå ñàìûì ìàãíèòîïðîâîäîì, íî ñ äðóãèìè îáìîòêàìè W1 è W2. È ýëåêòðè÷åñêèå ïðîöåññû â ïðåîáðàçîâàòåëå òåïåðü ïðèìóò âèä, ïîêàçàííûé íà Ðèñóíêå 7. Íåòðóäíî ïîäñ÷èòàòü ñðåäíåå çíà÷åíèå âûõîäíîãî òîêà â ýòîì ðåæèìå:

ãäå UÂÛÕ – íàïðÿæåíèå íà âûõîäå èìïóëüñíîãî ðåãóëÿòîðà.

28

=

ÑÒÀÒÜÈ

IÂÛÕ = ê 2 (IÌÈÍ + 0.5 IM ) = = 0.5(0.25 + 0.5 × 0.25) = 0.1875 À.

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


Ãðàíè÷íûé ðåæèì

f(t)

f(t)

FÍÀÑ

Áåçðàçðûâíûé ðåæèì

FÍÀÑ FÑÐ1

DF1

FÑÐ1

0.5FÍÀÑ

DF1 t

iW2(t) IÍÀÑ

t

iW2(t) 1À IÑÐ = 0.1875 À

IÑÐ = 0.25 À IM

IÍÀÑ

0.5 À IM IÌÈÍ

0

t1

t2

IÌÈÍ

0.25 À t

0

t1

t

t2

Ðèñóíîê 7. Ýëåêòðîìàãíèòíûå ïðîöåññû â äðîññåëå ïðè èçìåíåíèè êîëè÷åñòâà âèòêîâ.

È îòíîñèòåëüíàÿ âûõîäíàÿ ìîùíîñòü ïðåîáðàçîâàòåëÿ òåïåðü áóäåò ðàâíà:

PÂÛÕ _(ÁÅÇÐ.) PÂÛÕ _(ÃÐÀÍ.)

=

ðàåòñÿ ìåíüøå çíà÷åíèÿ ïîòîêà íàñûùåíèÿ |DF| < FÍÀÑ (Ðèñóíîê 8). Âî-ïåðâûõ, ëþáîé ïðåîáðàçîâàòåëü äîëæåí èìåòü çàïàñ ìîùíîñòè, êîòîðûé îãðàíè÷èâàåò ìàêñèìàëüíóþ âåëè÷èíó ìàãíèòíîãî ïîòîêà. Âî-âòîðûõ, íàëè÷èå ó ðåàëüíûõ ìàãíèòíûõ ìàòåðèàëîâ îñòàòî÷íîé íàìàãíè÷åííîñòè òàêæå îãðàíè÷èâàåò ìàãíèòíûé ïîòîê, íî óæå åãî ìèíèìàëüíîå çíà÷åíèå. Â-òðåòüèõ, îò âåëè÷èíû ïåðåìåííûõ ñîñòàâëÿþùèõ ïðîöåññîâ, ïðîòåêàþùèõ â äðîññåëå, íàïðÿìóþ çàâèñÿò ïîòåðè âî âñåõ ýëåìåíòàõ ñõåìû, â ïåðâóþ î÷åðåäü – â ñàìîì ìàãíèòîïðîâîäå. Èç-çà ýòèõ îãðàíè÷åíèé áîëüøèíñòâî àâòîðîâ ðåêîìåíäóþò ïðîåêòèðîâàòü äðîññåëü, ðàáîòàþùèé âñå-òàêè â áåçðàçðûâíîì ðåæèìå, ïðè÷åì òàê, ÷òîáû ïåðåìåííàÿ êîìïîíåíòà ìàãíèòíîãî ïîòîêà ñîñòàâëÿëà îêîëî 30% îò âåëè÷èíû ïîòîêà íàñûùåíèÿ. Ýòî ÿâëÿåò-

0.1875 UÂÛÕ = 0.75 . 0.25 UÂÛÕ

È ýòî òîæå ïîëíîñòüþ ñîîòâåòñòâóåò Ðèñóíêó 4.

Âëèÿíèå ðåàëüíûõ ïàðàìåòðîâ ìàãíèòíûõ ìàòåðèàëîâ Ïîñëå òîãî, êàê ñòàëè ïîíÿòíû óñëîâèÿ ïîëó÷åíèÿ ìàêñèìàëüíîé ìîùíîñòè ïðè èäåàëüíûõ óñëîâèÿõ, ïîðà «ñïóñòèòüñÿ ñ íåáåñ íà çåìëþ» è ðàçîáðàòüñÿ â òîì, ÷òî ìåøàåò ðåàëèçîâàòü ýòîò ðåæèì íà ïðàêòèêå. À íà ïðàêòèêå ðåàëüíàÿ âåëè÷èíà ïåðåìåííîé êîìïîíåíòû ìàãíèòíîãî ïîòîêà âûáè-

f(t)

f(t)

Èäåàëüíûé

FÍÀÑ

FÍÀÑ

Ðåàëüíûé Çàïàñ ìîùíîñòè FÑÐ1

FÑÐ1 DF1 DF1

Îñòàòî÷íàÿ íàìàãíè÷åííîñòü t

t

Ðèñóíîê 8. Ìàãíèòíûé ïîòîê â èäåàëüíîì è ðåàëüíîì ìàãíèòîïðîâîäå.

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

ÑÒÀÒÜÈ

29


ñÿ íå áîëåå ÷åì ðåêîìåíäàöèåé, îñíîâàííîé ëèøü íà ïðàêòè÷åñêèì îïûòå è äîñòóïíûõ ìàãíèòîïðîâîäàõ. À â áóäóùåì, êòî çíàåò, âîçìîæíî, ïîÿâÿòñÿ íîâûå ìàãíèòíûå ìàòåðèàëû ñ íóëåâûìè ïîòåðÿìè íà ïåðåìàãíè÷èâàíèå è íóëåâîé îñòàòî÷íîé íàìàãíè÷åííîñòüþ, è òîãäà ðåêîìåíäàöèè ê ïðîåêòèðîâàíèþ ïðèäåòñÿ ïåðåñìàòðèâàòü, à âîò ïðîâåäåííûå â äàííîé ñòàòüå èññëåäîâàíèÿ âñå åùå áóäóò àêòóàëüíû.

Ñïèñîê èñòî÷íèêîâ

Çàêëþ÷åíèå Ëþáîé èìïóëüñíûé ïðåîáðàçîâàòåëü ÿâëÿåòñÿ ðåçóëüòàòîì êîìïðîìèññà ìåæäó ðàçìåðàìè, ñòîèìîñòüþ è ÊÏÄ êîíå÷íîãî óñòðîéñòâà, êîòîðûé ïðèíèìàåò ðàçðàáîò÷èê íà îñíîâàíèè êîíêðåòíîãî òåõíè÷åñêîãî çàäàíèÿ. Êîíå÷íî, íèêòî íå áóäåò âñå èìïóëüñíûå ïðåîáðàçîâàòåëè â îáÿçàòåëüíîì ïîðÿäêå ïåðåïðîåêòèðîâàòü äëÿ ðàáîòû â ãðàíè÷íîì ðåæèìå, òåì áîëåå, ÷òî íå âñå êîíòðîëëåðû íà íåãî îðèåíòèðîâàíû. Íî ïðè æåñòêèõ òðåáîâàíèÿõ ê ìàññå è ãàáàðèòàì óñòðîéñòâà ðàçðàáîò÷èê äîëæåí êàê ìèíèìóì çíàòü óñëîâèÿ ïîëó÷åíèÿ ìàêñèìàëüíîé ìîùíîñòè ïðè ìèíèìàëüíûõ ðàçìåðàõ, à êàê ìàêñèìóì – ïîíèìàòü ñóòü ïðîèñõîäÿùèõ ïðîöåññîâ. ÐË

30

ÑÒÀÒÜÈ

1. Ðóñó À.Ï. «Îòêóäà ïîÿâèëèñü áàçîâûå ñõåìû ïðåîáðàçîâàòåëåé» 2. Ðóñó À.Ï. «Ïî÷åìó èìïóëüñíûå ïðåîáðàçîâàòåëè "íå ëþáÿò" "ëåãêóþ" íàãðóçêó» 3. Ðóñó À.Ï. «Ïî÷åìó îáìîòêè äðîññåëÿ îáðàòíîõîäîâîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ ìîãóò èìåòü ðàçíîå ÷èñëî âèòêîâ» 4. Ðóñó À.Ï. Ìîæåò ëè òîê â îáìîòêå äðîññåëÿ èçìåíèòüñÿ ìãíîâåííî? // Ðàäèîëîöìàí – 2018. – ¹3. – Ñ.26 – 29 (×àñòü 1). – ¹4. – Ñ.26 – 29 (×àñòü 2). 5. Êàäàöêèé À.Ô., Ðóñó À.Ï. Àíàëèç ýëåêòðè÷åñêèõ è ìàãíèòíûõ ïðîöåññîâ â äðîññåëÿõ èìïóëüñíûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè // Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå (ÒÊÝÀ) – 2016. – ¹6. – Ñ.17 – 29. 6. Êàäàöêèé À.Ô., Ðóñó À.Ï. Àíàëèç ïðèíöèïîâ ïîñòðîåíèÿ è ðåæèìîâ ðàáîòû èìïóëüñíûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè // Ïðàêòè÷åñêàÿ ñèëîâàÿ ýëåêòðîíèêà. – 2016. – ¹2(62). – Ñ.10 – 24. 7. Êàäàöêèé À.Ô., Ðóñó À.Ï. Àíàëèç ýëåêòðè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â èìïóëüñíûõ ïðåîáðàçîâàòåëÿõ ïîñòîÿííîãî íàïðÿæåíèÿ ñ øèðîòíîèìïóëüñíûì ðåãóëèðîâàíèåì // Ýëåêòðè÷åñòâî. – 2005. – ¹9. – Ñ. 43–54.

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


Äèíàìè÷åñêîå èñïîëüçîâàíèå âûâîäà çàïðåòà óñèëèòåëÿ Thomas Tzscheetzsch, Analog Devices Analog Dialogue

Âîïðîñ: Ìîæíî ëè äëÿ ñíèæåíèÿ ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ èñïîëüçîâàòü âûâîä çàïðåòà óñèëèòåëÿ áåç óùåðáà äëÿ ýëåêòðè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê?

Îòâåò:  ýïîõó Èíòåðíåòà âåùåé âñå áîëüøóþ ïîïóëÿðíîñòü ïðèîáðåòàþò ïðèëîæåíèÿ ñ áàòàðåéíûì ïèòàíèåì.  ýòîé ñòàòüå ìû ïîêàæåì, ÷òî ìåæäó ýíåðãîñáåðåæåíèåì è òî÷íîñòüþ íå äîëæíî áûòü êîìïðîìèññà. Ó íåêîòîðûõ îïåðàöèîííûõ óñèëèòåëåé åñòü âûâîäû çàïðåòà, ñ ïîìîùüþ êîòîðûõ ïðè ïðàâèëüíîì èñïîëüçîâàíèè ìîæíî ñáåðå÷ü äî 99% ýíåðãèè, íå óõóäøèâ òî÷íîñòíûõ õàðàêòåðèñòèê ñèñòåìû. Êàê ïðàâèëî, âûâîä çàïðåòà èñïîëüçóåòñÿ â ñòàòè÷åñêèõ îïåðàöèÿõ äëÿ ïåðåõîäà â ðåæèì ïîêîÿ.  òàêîì ðåæèìå âñå ìèêðîñõåìû ïåðåêëþ÷àþòñÿ â ñîñòîÿíèå íèçêîãî ïîòðåáëåíèÿ ìîùíîñòè, è äëÿ îáðàáîòêè ñèãíàëîâ óñòðîéñòâî íå èñïîëüçó-

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

åòñÿ. Ýòî ñíèæàåò ðàñõîä ýíåðãèè íà íåñêîëüêî ïîðÿäêîâ. Åñëè îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü èñïîëüçóåòñÿ â êà÷åñòâå âõîäíîãî áóôåðà ÀÖÏ, êàê ïîêàçàíî íà Ðèñóíêå 1, äëÿ âûïîëíåíèÿ ýòîé ôóíêöèè îí äîëæåí áûòü àêòèâåí. Îäíàêî ïîòðåáëÿåìóþ èì ìîùíîñòü ìîæíî ñäåëàòü íèçêîé, åñëè ïåðåêëþ÷àòü óñèëèòåëü â ðåæèì ïîíèæåííîãî ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ ñ ïîìîùüþ âûâîäà çàïðåòà.  îáùåì ñëó÷àå, ðåæèì ñíèæåíèÿ ìîùíîñòè èñïîëüçóåòñÿ âñÿêèé ðàç, êîãäà ÀÖÏ íå íóæíî ñ÷èòûâàòü íîâûå äàííûå â ñâîé áëîê âûáîðêè è õðàíåíèÿ. Ïðîùå âñåãî ýòî ìîæíî ñäåëàòü ñ ïîìîùüþ êîìàíäû çàïóñêà ïðåîáðàçîâàíèÿ.  ñòàíäàðòíûõ ÀÖÏ ïåðâûì äî èçìåðÿåìîãî íàïðÿæåíèÿ çàðÿæàåòñÿ âõîäíîé êîíäåíñàòîð (âûáîðêè è õðàíåíèÿ). Ýòî ïðîèñõîäèò äî òîãî, êàê ïîäàåòñÿ ñèãíàë íà÷àëà ïðåîáðàçîâàíèÿ. Çàòåì âõîäíîé êîíäåíñàòîð èçîëèðóåòñÿ è ïîäêëþ÷àåòñÿ ê âõîäàì êàñêàäà ïðåîáðàçîâàíèÿ, êîãäà íà÷èíàåòñÿ ýòàï äèñêðåòèçàöèè. Ïî çàâåðøåíèè ýòîãî ýòàïà óñòàíàâëèâàåòñÿ ñèãíàë êîíöà ïðåîáðàçîâàíèÿ, õàðàêòåð êîòîðîãî çàâèñèò îò òèïà èñïîëüçóåìîé ìèêðîñõåìû. È òåïåðü âîçíèêàåò ãëàâíûé âîïðîñ: â òå÷åíèå êàêîãî îòðåçêà âðåìåíè îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü äîëæåí áûòü àêòèâíûì? Ïåðèîä àêòèâíîñòè äîëæåí íà÷èíàòüñÿ äîñòàòî÷íî çàäîëãî ïåðåä ñèãíàëîì íà÷àëà ïðåîáðàçîâàíèÿ, ÷òîáû áûòü óâåðåííûì, ÷òî íàïðÿæåíèå íà âíóòðåííåì âõîäíîì êîíäåíñàòîðå

ÑÒÀÒÜÈ

31


ADA4807 +

ADR4540

Çàïðåò

REF IN+

ADA4807

VIN

+

IN–

AD7980 GND

Çàïðåò

Ðèñóíîê 1. Òèïè÷íàÿ ñõåìà âõîäíîãî êàñêàäà ÀÖÏ ñ äðàéâåðîì è îïîðíûì áóôåðîì.

ïðèíÿëî òî æå çíà÷åíèå, ÷òî è èçìåðÿåìûé âõîäíîé ñèãíàë. Ýòî âðåìÿ çàâèñèò îò òàêèõ ôàêòîðîâ, êàê åìêîñòü âõîäíîãî êîíäåíñàòîðà, âåëè÷èíà èçìåðÿåìîãî íàïðÿæåíèÿ è ñêîðîñòü, ñ êîòîðîé îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü ñïîñîáåí óïðàâëÿòü åìêîñòíîé íàãðóçêîé.

Íîðìàëèçîâàííîå óñèëåíèå ñ ÎÑ (äÁ)

6 3 15 ïÔ/100 Îì 47 ïÔ/82.5 Îì 470 ïÔ/20 Îì 1 ïÔ/10.5 Îì 10 ïÔ/1.69 Îì 100 ïÔ/0.5 Îì

0 –3 –6 –9 –12 –15

VS = ±5  RLOAD = 1 êÎì G = +2 VOUT = 70 ì ïèê-ïèê

–18 0.1

1

10

100

1000

×àñòîòà (ÌÃö)

Ðèñóíîê 2. ×àñòîòíàÿ õàðàêòåðèñòèêà ADA4807.

Êàê ñëåäóåò èç ñïðàâî÷íîé äîêóìåíòàöèè íà ìèêðîñõåìó èñïîëüçóåìîãî â íàøåé ñõåìå ÀÖÏ (AD7980), åãî âõîäíîé èìïåäàíñ îáðàçóåòñÿ èç âõîäíîé åìêîñòè 30 ïÔ è ïîñëåäîâàòåëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ 400 Îì. Îäíàêî ñ îïåðàöèîííûì óñèëèòåëåì ýòî íå òàê ïðîñòî.  òàáëèöå ïàðàìåòðîâ îïåðàöèîííîãî óñèëè-

32

òåëÿ óêàçàíà åìêîñòü íàãðóçêè 15 ïÔ, íî, êàê âèäíî èç ñîîòâåòñòâóþùåé äèàãðàììû (Ðèñóíîê 2), ýòà åìêîñòü ìîæåò áûòü è áîëüøå. Ïðè ýòîì íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü âûõîäíîé ôèëüòð íèæíèõ ÷àñòîò ñ êîíäåíñàòîðîì 2.7 íÔ è ðåçèñòîðîì 20 Îì. Èç äèàãðàììû âèäíî, ÷òî ìèêðîñõåìà ìîæåò ýôôåêòèâíî óïðàâëÿòü áîëüøèìè åìêîñòíûìè íàãðóçêàìè. Ïîñëå îòêëþ÷åíèÿ óñèëèòåëþ òðåáóåòñÿ îêîëî 500 íñ, ÷òîáû âûõîäíîå íàïðÿæåíèå äîñòèãëî ïîëíîãî óðîâíÿ, êîòîðûé â íàøåì ñëó÷àå ñîñòàâëÿåò ìàêñèìóì 5  èëè 4.096 Â. ×òîáû îáåñïå÷èòü äîñòàòî÷íûé çàïàñ, áóäåì ñ÷èòàòü, ÷òî óñèëèòåëü äîëæåí âêëþ÷àòüñÿ çà 750 íñ äî íà÷àëà ïðåîáðàçîâàíèÿ. Ñðàâíèì äàííûå äëÿ 1 êâûá/ñ ñ äàííûìè, ýêñòðàïîëèðîâàííûìè íà 1 Ìâûá/ñ. Ïîòåíöèàë ýíåðãîñáåðåæåíèÿ ëåæèò â äèàïàçîíå îò 99.83% (îáùåå ïîòðåáëåíèå 0.02 ìÂò) ïðè ñêîðîñòè ïðåîáðàçîâàíèÿ 1  êâûá/ñ äî 92.41% (îáùåå ïîòðåáëåíèå 10.75  ìÂò) ïðè ñêîðîñòè ïðåîáðàçîâàíèÿ 1  Ìâûá/ñ. Ýòî ëèøü âêëàä, âíîñèìûé â ýêîíîìèþ ìîùíîñòè äðàéâåðîì ÀÖÏ; àíàëîãè÷íî ìîæíî ñíèçèòü è ñðåäíþþ ìîùíîñòü, ïîòðåáëÿåìóþ îïîðíûì áóôåðîì. Ýòîò ïðèìåð ïðèçâàí ïîêàçàòü, íà ÷òî ñïîñîáíû ñîâðåìåííûå óñòðîéñòâà. Ïðè ìèíèìàëüíîì âðåìåíè âûáîðêè 500 íñ îòêëîíåíèå SINAD (îòíîøåíèå ñóììû ïîëåçíîãî ñèãíàëà, øóìà è èñêàæåíèé ê

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


ñóììå øóìà è èñêàæåíèé) ñîñòàâèëî ìåíåå 0.5 äÁ.  ñëó÷àå ñ äðàéâåðîì ñòîèò âûáèðàòü áîëåå áûñòðûå óñèëèòåëè è óïðàâëÿòü èìè äèíàìè÷åñêè. Ìû ðàññìîòðåëè òîëüêî ïðèëîæåíèå, â êîòîðîì óñèëèòåëü èñïîëüçóåòñÿ êàê áóôåð ñ åäèíè÷íûì óñèëåíèåì. Äëÿ èíâåðòèðóþùåãî èëè èíûõ óñèëèòåëåé ýêîíîìèÿ ýíåðãèè

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

áóäåò ðàçëè÷íîé, â çàâèñèìîñòè îò óñëîâèé. ×òîáû ïðîâåðèòü ýòî, íåîáõîäèìî âûïîëíèòü èçìåðåíèÿ. ÐË

Ìàòåðèàëû ïî òåìå

ÑÒÀÒÜÈ

1. Datasheet Analog Devices AD7980 2. Datasheet Analog Devices ADA4807 3. Datasheet Analog Devices ADR4540

33


Ýâîëþöèÿ èíñòðóìåíòàëüíîãî óñèëèòåëÿ Greg Davis Electronic Design

Áóäü òî õèðóðãè÷åñêèé èíñòðóìåíò äëÿ êîððåêöèè çðåíèÿ èëè çàâîäñêîé ïðåññ, èíñòðóìåíòàëüíûå óñèëèòåëè ïðåäëàãàþò îòëè÷íûé ñïîñîá óñèëåíèÿ ìèêðîâîëüòîâûõ ñèãíàëîâ äàò÷èêîâ ñ îäíîâðåìåííûì ïîäàâëåíèåì áîëüøèõ ñèíôàçíûõ ñèãíàëîâ

Ð

Ðàíüøå òåðìèí «èíñòðóìåíòàëüíûé óñèëèòåëü» (ÈÓ) ÷àñòî èñïîëüçîâàëñÿ íåïðàâèëüíî, óêàçûâàÿ íà îáëàñòü ïðèìåíåíèÿ, à íå íà àðõèòåêòóðó óñòðîéñòâà. ÈÓ îòíîñÿò ê îïåðàöèîííûì óñèëèòåëÿì (ÎÓ), ïîñêîëüêó îíè îñíîâàíû íà òîé æå àðõèòåêòóðå, îäíàêî ÈÓ – ýòî ñïåöèàëèçèðîâàííàÿ âåðñèÿ îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ. Îñîáåííîñòüþ ÈÓ ÿâëÿåòñÿ âûñîêîå äèôôåðåíöèàëüíîå óñèëåíèå, íåîáõîäèìîå äëÿ óñèëåíèÿ ñèãíàëîâ äàò÷èêîâ ìèêðîâîëüòîâîé àìïëèòóäû ñ îäíîâðåìåííûì ïîäàâëåíèåì áîëüøèõ ñèíôàçíûõ ñèãíàëîâ, óðîâåíü êîòîðûõ ìîæåò äîñòèãàòü íåñêîëüêèõ âîëüò. Ýòî âàæíî, ïîñêîëüêó èçìåíåíèå âûõîäíîãî ñèãíàëà íàïðÿæåíèÿ èëè òîêà íåêîòîðûõ äàò÷èêîâ îòíîñèòåëüíî ìàëî, è ýòî íåáîëüøîå èçìåíåíèå íàäî èçìåðèòü ñ âûñîêîé òî÷íîñòüþ. Äàâàéòå ðàññìîòðèì íåñêîëüêî ïðèëîæåíèé, äëÿ êîòîðûõ ñîçäàþòñÿ è â êîòîðûõ èñïîëüçóþòñÿ ÈÓ. Íàïðèìåð, ýòî ìîæåò áûòü õèðóðãè÷åñêèé èíñòðóìåíò äëÿ êîððåêöèè çðåíèÿ, äâèæåíèå êîòîðîãî çàäàåòñÿ øàãîâûìè äâèãàòåëÿìè íà îñíîâàíèè ñèãíàëîâ, ïîëó÷àåìûõ îò äàò÷èêîâ. Âûñîêàÿ òî÷íîñòü çäåñü èìååò ðåøàþùåå çíà÷åíèå, è ïðè ýòîì îñòàëüíîå îáîðóäîâàíèå îïåðàöèîííîé íå

34

äîëæíî èñêàæàòü ñèãíàëû äàò÷èêîâ, ÷òîáû íå ïðèâåñòè ê íåïîïðàâèìûì ïîñëåäñòâèÿì. Äðóãèì ïðèìåðîì ìîãóò ñëóæèòü ïðîìûøëåííûå ïðåññû. Äëÿ ïðèäàíèÿ ìåòàëëó íóæíîé ôîðìû òàêèå ìàøèíû ïðèêëàäûâàþò óñèëèÿ â òûñÿ÷è ôóíòîâ. Ýòè ïðåññû êîíñòðóèðóþòñÿ òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû ïðè îáíàðóæåíèè â ðàáî÷åé çîíå ðóêè ÷åëîâåêà îíè íåìåäëåííî îñòàíàâëèâàëèñü.  äàííîì ñëó÷àå î÷åíü âàæíî, ÷òîáû ýëåêòðè÷åñêèå ïîìåõè îò äðóãîãî çàâîäñêîãî îáîðóäîâàíèÿ íå ìîãëè íàðóøèòü ðàáîòó ñèñòåìû çàùèòû.  îáîèõ ïåðå÷èñëåííûõ ñëó÷àÿõ ñèãíàë äàò÷èêà ñâîé ïåðâûé øàã ñîâåðøàåò ÷åðåç èíñòðóìåíòàëüíûé óñèëèòåëü. Ñëàáûé ñèãíàë äàò÷èêà äîëæåí áûòü òî÷íî óñèëåí, íåçàâèñèìî îò îêðóæàþùèõ óñëîâèé. Èíñòðóìåíòàëüíûå óñèëèòåëè ðàçðàáîòàíû èìåííî äëÿ ýòîãî – òî÷íî óñèëèâàòü ñëàáûå ñèãíàëû â óñëîâèÿõ îêðóæàþùåé ñðåäû, çàøóìëåííîé ýëåêòðè÷åñêèìè ïîìåõàìè. Íî âûñîêîå äèôôåðåíöèàëüíîå óñèëåíèå – íå åäèíñòâåííûé ïàðàìåòð, äåëàþùèé ÈÓ âûñîêîýôôåêòèâíûì óñòðîéñòâîì. Äëÿ óâåëè÷åíèÿ âðåìåíè àâòîíîìíîé ðàáîòû îò áàòàðåè âàæíà íèçêàÿ ìîùíîñòü ïîòðåáëåíèÿ. Íèçêîå ðàáî÷åå íàïðÿæåíèå ïîçâîëÿåò

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


èñïîëüçîâàòü ãëóáîêî ðàçðÿæåííóþ áàòàðåþ, ÷òî òàêæå óâåëè÷èâàåò âðåìÿ åå èñïîëüçîâàíèÿ. Øèðîêèé äèàïàçîí âõîäíûõ íàïðÿæåíèé îáåñïå÷èâàåò ñîâìåñòèìîñòü ñ áóëüøèì ÷èñëîì äàò÷èêîâ. È, íàêîíåö, ñîãëàñîâàíèå âõîäíîãî èìïåäàíñà óïðîùàåò èõ ïîäêëþ÷åíèå.

Êàê ýâîëþöèîíèðîâàëà êîíñòðóêöèÿ ÈÓ Íà ïðîòÿæåíèè ìíîãèõ ëåò ðàçðàáîò÷èêè ñîçäàâàëè íîâûå ñõåìû ÈÓ, ÷òîáû èñïîëüçîâàòü èõ ïðåèìóùåñòâà â ïîòðåáèòåëüñêèõ, ìåäèöèíñêèõ è ïðîìûøëåííûõ ïðèëîæåíèÿõ. Äàâàéòå âçãëÿíåì íà ýâîëþöèþ êîíñòðóêöèé ÈÓ, íà÷èíàÿ îò ïåðâûõ îáðàçöîâ, äî èíñòðóìåíòàëüíûõ óñèëèòåëåé, äîñòóïíûõ ñåãîäíÿøíåìó ðàçðàáîò÷èêó. Èçó÷àÿ ýòè àðõèòåêòóðû ñ èõ äîñòîèíñòâàìè è íåäîñòàòêàìè, ìû ïîêàæåì, êàê ñîâåðøåíñòâîâàëèñü õàðàêòåðèñòèêè ýòèõ ïðèáîðîâ, è ÷òî îíè äàþò ðåàëüíûì ïðèëîæåíèÿì. Ïðåæäå ÷åì óãëóáëÿòüñÿ â ðàçëè÷èÿ ïîäõîäîâ è âàðèàíòîâ, äàâàéòå ñíà÷àëà ïîñìîòðèì, ÷åãî ìû ïûòàåìñÿ äîñòè÷ü, èñïîëüçóÿ ñõåìó íà Ðèñóíêå 1.

âõîäíîå íàïðÿæåíèå äàò÷èêà (VDM), ïîýòîìó ïðàâèëüíî ñêîíñòðóèðîâàííàÿ èçìåðèòåëüíàÿ ñõåìà ñ õîðîøèì êîýôôèöèåíòîì ïîäàâëåíèÿ ñèíôàçíîãî ñèãíàëà (CMRR) çíà÷èòåëüíî óìåíüøèò ýòî íàïðÿæåíèå, ïîääåðæèâàÿ âûñîêóþ òî÷íîñòü êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ. Ìèíèìàëüíîå çíà÷åíèå CMRR äëÿ ïîñòîÿííîãî íàïðÿæåíèÿ îáû÷íî ïðèâîäèòñÿ â òåõíè÷åñêèõ ñïåöèôèêàöèÿõ, â òî âðåìÿ êàê äëÿ ïåðåìåííîãî òîêà CMRR ïðåäñòàâëÿåòñÿ â âèäå ãðàôèêîâ ÷àñòîòíûõ çàâèñèìîñòåé.

Äèñêðåòíûé äèôôåðåíöèàëüíûé óñèëèòåëü Åñëè íóæíî óñèëèòü ðàçíîñòü íàïðÿæåíèé íà âûõîäàõ äàò÷èêà, ïîäîéäåò è ïðîñòîé äèôôåðåíöèàëüíûé óñèëèòåëü, íî òàêàÿ ñõåìà áóäåò èìåòü ìíîæåñòâî íåäîñòàòêîâ.  ïðîñòåéøåé ðåàëèçàöèè ýòîé ñõåìû, ïðèâåäåííîé íà Ðèñóíêå 2, ïðè îäíîïîëÿðíîì ïèòàíèè íàïðÿæåíèå VIN+ ñìåùåíî íà âåëè÷èíó VREF, â òèïè÷íîì ñëó÷àå ðàâíîì ïîëîâèíå íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ. R1 R2

ÄÀÒ×ÈÊ

VIN– = VCM – VDM/2 Äèôôåðåíöèàëüíîå âõîäíîå íàïðÿæåíèå

VDM

VVN–

VOUT VVN+

VOUT

VCM

Øóì

+ R3

+

Ñèíôàçíîå âõîäíîå íàïðÿæåíèå

R4

VIN+ = VCM + VDM/2

VREF

æ DV ö CMRR( äÁ) = 20 log çç CM ÷÷ è DVOS ø

R1 = R4 è R2=R3

Ðèñóíîê 2. Äèñêðåòíûé äèôôåðåíöèàëüíûé óñèëèòåëü. Ðèñóíîê 1. Áëîê-ñõåìà èíòåðôåéñà äàò÷èêà íà îñíîâå ÈÓ.

Âûõîäû äàò÷èêà ïîäêëþ÷åíû ê âõîäàì ÈÓ, óñèëèâàþùåãî äèôôåðåíöèàëüíîå íàïðÿæåíèå. Ïîìåõè ïîïàäàþò èç ìíîãèõ èñòî÷íèêîâ, êàê â èçëó÷àåìîé, òàê è â êîíäóêòèâíîé ôîðìå. Òèïè÷íûå ïîìåõè ìîãóò ïðèõîäèòü èç èìïóëüñíûõ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ, ìîòîðîâ è áåñïðîâîäíûõ óñòðîéñòâ. Òàêèå ïîìåõè îñëàáëÿþòñÿ ýêðàíèðîâàíèåì è õîðîøåé ðàçâîäêîé ïå÷àòíîé ïëàòû, íî ÷àñòü èõ, âñåòàêè, ïðîíèêàåò â ñõåìó. Ê ñ÷àñòüþ, áîëüøèíñòâî èç ýòèõ ïîìåõ ïðîÿâëÿåò ñåáÿ êàê ñèíôàçíîå íàïðÿæåíèå (VCM), íàëîæåííîå íà äèôôåðåíöèàëüíîå

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

Ðàçðàáîòàííûé äëÿ óñèëåíèÿ äèôôåðåíöèàëüíûõ íàïðÿæåíèé, îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü ñàì ïî ñåáå èìååò õîðîøèé CMRR, íî âñå ïîðòÿò îêðóæàþùèå åãî ñõåìû. Ëþáîå ðàññîãëàñîâàíèå ñîïðîòèâëåíèé âíåøíèõ ðåçèñòîðîâ, âêëþ÷àÿ íåñîãëàñîâàííîñòü ëþáûõ äåëèòåëåé, ïîäêëþ÷åííûõ ê VREF, îãðàíè÷èâàåò ñïîñîáíîñòü ÎÓ ïîäàâëÿòü ñèíôàçíûå ñèãíàëû è, ñîîòâåòñòâåííî, óìåíüøàåò CMRR. Ðåçèñòîðû ïðîñòî íå ìîãóò èìåòü òàêèå äîïóñêè, ÷òîáû îáåñïå÷èâàòü óðîâíè CMRR, îæèäàåìûå îò ÈÓ. Ñ ïîìîùüþ ïðèâåäåííîé íèæå ôîðìóëû ìîæíî îöåíèòü âëèÿíèå äîïóñêà íîìèíàëîâ ðåçèñòîðîâ TR íà êîýôôèöèåíò ïîäàâëåíèÿ

ÑÒÀÒÜÈ

35


ñèíôàçíîãî ñèãíàëà CMRRDIFF äèôôåðåíöèàëüíîãî óñèëèòåëÿ ñ êîýôôèöèåíòîì óñèëåíèÿ G = 1 Â/Â: ! Åñëè TR = 1%, íàèõóäøåå çíà÷åíèå CMRRDIFF áóäåò ðàâíî 34 äÁ; ! Åñëè TR = 0.1%, íàèõóäøåå çíà÷åíèå CMRRDIFF áóäåò ðàâíî 54 äÁ.  ýòîé ôîðìóëå K – ðàçáðîñ îòíîøåíèé ñîïðîòèâëåíèé ðåçèñòîðîâ R1/R2 è R3/R4, êîòîðûé â õóäøåì ñëó÷àå ìîæåò ñîñòàâëÿòü 4TR:

CMRRDIFF

R æ ç 1+ 1 R2 » 20 log ç ç K ç è

ö ÷ ÷. ÷ ÷ ø

R2

R1

+

VOUT

A1 RF

– +

RG RF

R1

A3

R2

VREF

– +

A2

Ðèñóíîê 3. Âàðèàíò íà òðåõ ìèêðîñõåìàõ îïåðàöèîííûõ óñèëèòåëåé.

R1 ( VIN+ - VIN- ) + VREF . R2

Ïðîáëåìà çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî äèôôåðåíöèàëüíîå íàïðÿæåíèå (VIN- è VIN+) âêëþ÷àåò íàëîæåííûå øóìû, è ëþáîå ñèíôàçíîå íàïðÿæåíèå, íå ïîäàâëåííîå èç-çà ïëîõîãî CMRR, áóäåò óñèëåíî ñõåìîé, â ðåçóëüòàòå ÷åãî âûõîäíîé ñèãíàë áóäåò èñêàæåí øóìàìè. Ó ýòîãî ïðîñòîãî ðåøåíèÿ åñòü è äðóãèå íåäîñòàòêè. Îáû÷íî âõîäíîé èìïåäàíñ îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ î÷åíü âûñîê è íàõîäèòñÿ â äèàïàçîíå îò ìåãàîì äî ãèãàîì. Îäíàêî ïîäêëþ÷åíèå öåïåé îáðàòíîé ñâÿçè è îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ ïðèâîäèò ê ñíèæåíèþ è ðàçáàëàíñó èìïåäàíñà, â ðåçóëüòàòå ÷åãî óâåëè÷èâàåòñÿ íàãðóçêà äàò÷èêà è óìåíüøàåòñÿ òî÷íîñòü èçìåðåíèé. Åñëè òàêàÿ ñõåìà áóäåò óñèëèâàòü ñëàáûé ñèãíàë äàò÷èêà, íèçêàÿ òî÷íîñòü óñèëåíèÿ ïðè íàëè÷èè øóìîâ ñäåëàåò åå íåïðèãîäíîé äëÿ öåëåé èçìåðåíèÿ.

Âàðèàíò íà òðåõ ìèêðîñõåìàõ îïåðàöèîííûõ óñèëèòåëåé Íà Ðèñóíêå 3 ïîêàçàíà ðàñïðîñòðàíåííàÿ ñõåìà ÈÓ, âûïóñêàåìîãî â âèäå îäíîé èíòåãðàëüíîé ñõåìû. Ñõåìà ñîñòîèò èç äâóõ êàñêàäîâ. Ïåðâûé êàñêàä ñîäåðæèò äâà èíâåðòèðóþùèõ áóôåðíûõ óñèëèòåëÿ, à âûõîäíîé êàñêàä ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé òðàäèöèîííûé äèôôåðåíöèàëüíûé óñèëèòåëü. Ñîïðîòèâëåíèÿ

36

VIN+

VIN–

Êîýôôèöèåíò ïåðåäà÷è óñèëèòåëÿ, óñèëèâàþùåãî äèôôåðåíöèàëüíîå âõîäíîå íàïðÿæåíèå, ðàâåí

VOUT = G × VDM =

Âõîäíîé êàñêàä Âûõîäíîé êàñêàä Íåèíâåðòèðóþùèé Äèôôåðåíöèàëüíûé óñèëèòåëü óñèëèòåëü

èñïîëüçóåìûõ â ìèêðîñõåìå âíóòðåííèõ ðåçèñòîðîâ ñîãëàñîâàíû ñ î÷åíü âûñîêîé òî÷íîñòüþ, äîñòèæèìîé ëèøü ñ ïîìîùüþ ëàçåðíîé ïîäãîíêè íà êðèñòàëëå, ïîçâîëÿþùåé äîñòè÷ü íàìíîãî ëó÷øèõ çíà÷åíèé CMRR. Óñèëèòåëè âõîäíîãî êàñêàäà îáåñïå÷èâàþò âûñîêèé èìïåäàíñ, ìèíèìèçèðóþùèé íàãðóçêó íà äàò÷èêè. Ðåçèñòîð RG, óñòàíàâëèâàþùèé âåëè÷èíó êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ, ïîçâîëÿåò ðàçðàáîò÷èêàì âûáðàòü ëþáîå çíà÷åíèå èç ðàáî÷åãî äèàïàçîíà óñòðîéñòâà, â òèïè÷íîì ñëó÷àå íàõîäÿùåãîñÿ â èíòåðâàëå îò 1 Â/ äî 1000 Â/Â. Âûõîäíîé êàñêàä ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îáû÷íûé äèôôåðåíöèàëüíûé óñèëèòåëü. Îòíîøåíèå ñîïðîòèâëåíèé âíóòðåííèõ ðåçèñòîðîâ R2/R1 îïðåäåëÿåò êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ âíóòðåííåãî äèôôåðåíöèàëüíîãî óñèëèòåëÿ, êîòîðûé äëÿ áîëüøèíñòâà ÈÓ ðàâåí 1 Â/Â, ïîñêîëüêó îáùåå óñèëåíèå îáåñïå÷èâàåòñÿ óñèëèòåëÿìè âõîäíîãî êàñêàäà. Ñáàëàíñèðîâàííûå ñèãíàëüíûå òðàêòû ìåæäó âõîäîì è âûõîäîì ãàðàíòèðóþò îòëè÷íûé CMRR. Êîíñòðóêöèÿ ïðîñòà â ðåàëèçàöèè, çàíèìàåò íåìíîãî ìåñòà íà ïëàòå è òðåáóåò ìåíüøåãî êîëè÷åñòâà êîìïîíåíòîâ, à çíà÷èò, ñíèæàåòñÿ è ñòîèìîñòü ñèñòåìû. Êðîìå òîãî, ïðè èñïîëüçîâàíèè âûâîäà VREF ñõåìà ñîâìåñòèìà ñ îäíîïîëÿðíûìè èñòî÷íèêàìè ïèòàíèÿ. Îäíàêî è ýòà ñõåìà òðåáóåò ó÷åòà îïðåäåëåííûõ îãðàíè÷åíèé. Áëàãîäàðÿ ñîãëàñîâàíèþ âíóòðåííèõ ðåçèñòîðîâ äèôôåðåíöèàëüíîãî óñèëèòåëÿ, ÈÓ íà òðåõ ÎÓ èìååò âûñîêèé CMRR äëÿ ïîñòîÿííîãî íàïðÿæåíèÿ, íî äëÿ ïåðåìåííî-

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


ãî íàïðÿæåíèÿ CMRR ìîæåò áûòü ñóùåñòâåííî óõóäøåí àðõèòåêòóðîé îáðàòíîé ñâÿçè. Êðîìå òîãî, èç-çà íåâîçìîæíîñòè ïîëíîãî ñîãëàñîâàíèÿ ïàðàçèòíûõ åìêîñòåé, CMRR óìåíüøàåòñÿ ñ ðîñòîì ÷àñòîòû. Äèàïàçîí ñèíôàçíûõ âõîäíûõ íàïðÿæåíèé íåîáõîäèìî îãðàíè÷èâàòü äî óðîâíÿ, èñêëþ÷àþùåãî íàñûùåíèå âíóòðåííèõ êàñêàäîâ. Äëÿ ïîëó÷åíèÿ íàèëó÷øèõ õàðàêòåðèñòèê ñõåìû âûâîä VREF äîëæåí áûòü ïîäêëþ÷åí ê áóôåðíîìó óñèëèòåëþ. È, íàêîíåö, òåìïåðàòóðíûå êîýôôèöèåíòû âíåøíèõ è âíóòðåííèõ ðåçèñòîðîâ, çàäàþùèõ êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ, íå ìîãóò áûòü ñîãëàñîâàíû â ïðèíöèïå, ÷òî òàêæå ñíèæàåò CMRR. Õàðàêòåð âëèÿíèÿ ñîãëàñîâàííîñòè ðåçèñòîðîâ íà òî÷íîñòü êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ G îïðåäåëÿåòñÿ âûðàæåíèåì

VOUT = G × VDM + VREF , ãäå

2RF RG , R2 R1

1+ G = 1+

VDM = ( VIN+ - VIN- ).

Ðåøåíèå íà îñíîâå êîñâåííîé îáðàòíîé ñâÿçè ïî òîêó Â ÈÓ ñ êîñâåííîé îáðàòíîé ñâÿçüþ ïî òîêó (ÊÎÑÒ) èñïîëüçóåòñÿ íîâûé ñïîñîá ïðåîáðàçîâàíèÿ íàïðÿæåíèÿ â òîê (Ðèñóíîê 4). Îí ñîñòîèò èç äâóõ ñîãëàñîâàííûõ òðàíñêîíäóêòèâíûõ óñèëèòåëåé (óñèëèòåëåé òîêà, óïðàâëÿåìûõ íàïðÿæåíèåì – ðåä.) GM1 è GM2 è òðàíñèìïåäàíñíîãî óñèëèòåëÿ A3 ñ áîëüøèì VOUT A3

VVN+

+ GM1

VVN–

S

GM2

VOUT = G × VDM + VREF , ãäå VDM – äèôôåðåíöèàëüíîå íàïðÿæåíèå, ðàâíîå

VDM = VIN+ - VIN- = VFG - VREF . Íåñêîëüêî òèïè÷íûõ ïðèëîæåíèé, èñïîëüçóþùèõ ÈÓ äëÿ óñèëåíèÿ ñèãíàëîâ äàò÷èêîâ, ïîêàçàíî íà Ðèñóíêå 5.

RF

Çàêëþ÷åíèå

VFG

Ýâîëþöèÿ ÈÓ, ñëåäóÿ çà ðîñòîì ïîòðåáíîñòè â óñèëåíèè ñëàáûõ ñèãíàëîâ íà ôîíå øóìîâ, ïðîèñõîäèëà íà ïðîòÿæåíèè ìíîãèõ ëåò. Ïðîñòåéøèé ïîäõîä – äèñêðåòíûé îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü – äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â êà÷åñòâå ÈÓ íåïðèãîäåí. Èíòåãðàëüíûé ÈÓ, îñíîâàííûé íà òðåõ îïåðàöèîííûõ óñèëèòå-

RG + VREF

Ðèñóíîê 4. Âàðèàíò ñ êîñâåííîé îáðàòíîé ñâÿçüþ ïî òîêó.

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

êîýôôèöèåíòîì óñèëåíèÿ.  êîíñòðóêöèè íå èñïîëüçóþòñÿ ñîãëàñîâàííûå ðåçèñòîðû, ïîýòîìó åé íå íóæíû âíóòðåííèå ðåçèñòîðû ñ ëàçåðíîé ïîäãîíêîé, ÷òî ñíèæàåò çàòðàòû íà ïðîèçâîäñòâî. Åùå îäíî ïðåèìóùåñòâî ýòîé ñõåìû îïðåäåëÿåòñÿ òåì, ÷òî åé íå íóæåí íè îäèí âíåøíèé ðåçèñòîð, ñîãëàñîâàííûé ñ âíóòðåííèìè ðåçèñòîðàìè. Âñå ÷òî òðåáóåòñÿ – ìàêñèìàëüíî õîðîøåå ñîãëàñîâàíèå òåìïåðàòóðíûõ êîýôôèöèåíòîâ âíåøíèõ ðåçèñòîðîâ RF è RG, îò êîòîðîãî íàïðÿìóþ çàâèñèò äðåéô óñèëåíèÿ. CMRR ïî ïîñòîÿííîìó òîêó òàêîãî óñèëèòåëÿ âûñîê, ïîñêîëüêó ñèíôàçíûå ñèãíàëû óäàëÿþòñÿ óñèëèòåëåì GM1. Ñ ðîñòîì ÷àñòîòû CMRR ïî ïåðåìåííîìó òîêó óìåíüøàåòñÿ ñëàáî. Êàê óæå óïîìèíàëîñü, ÈÓ íà îñíîâå òðåõ ÎÓ èìåþò îãðàíè÷åííûå äèàïàçîíû âõîäíûõ íàïðÿæåíèé, ÷òî ñâÿçàíî ñ íåîáõîäèìîñòüþ ïðåäîòâðàùåíèÿ íàñûùåíèÿ âíóòðåííèõ óçëîâ ñõåìû. Ó óñèëèòåëåé ñ ÊÎÑÒ ðàçìàõ âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ íå ñâÿçàí ñ âõîäíûì ñèíôàçíûì íàïðÿæåíèåì, ÷òî ðàñøèðÿåò ðàáî÷èé äèàïàçîí äî çíà÷åíèé, íåäîñòèæèìûõ äëÿ àðõèòåêòóðû ñ òðåìÿ ÎÓ. Âòîðîé êàñêàä (GM2 è A3) äèôôåðåíöèàëüíî óñèëèâàåò ñèãíàë è åùå áîëüøå îñëàáëÿåò ñèíôàçíûå øóìû íà VFG è VREF. Ïîäàâ íàïðÿæåíèå ñìåùåíèÿ ê âûâîäó VREF, ýòîò óñèëèòåëü òàêæå ìîæíî èñïîëüçîâàòü â ñõåìàõ ñ îäíîïîëÿðíûì ïèòàíèåì. Êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ÊÎÑÒ ÈÓ ðàâåí

ÑÒÀÒÜÈ

37


+ +

ÈÓ

ÀÖÏ

ÌÊ

VREF Âåñ (Âåñû)

Òåìïåðàòóðà (Òåðìîïàðà)

Òîê (Èçìåðèòåëü òîêà)

Äàâëåíèå (Òîíîìåòð)

VPS Òåíçîäàò÷èê (íàãðóæåííûé)

Ïíåâìàòè÷åñêàÿ ìàíæåòà

R1 THJ

IL

V

RS

R3 Òåíçîäàò÷èê (íàãðóæåííûé)

Íàãðóçêà

Êîìïðåññîð

Äàò÷èê äàâëåíèÿ

Ñîëåíîèäíûé êëàïàí

Ðèñóíîê 5. Ïðèìåðû òèïè÷íûõ ïðèëîæåíèé, èñïîëüçóþùèõ ÈÓ äëÿ óñèëåíèÿ ñèãíàëîâ äàò÷èêîâ.

ëÿõ, çíà÷èòåëüíî ïðåâîñõîäèò ïåðâûé âàðèàíò ïî ðÿäó ïàðàìåòðîâ, âêëþ÷àÿ CMRR ïî ïîñòîÿííîìó òîêó, õîðîøî ñáàëàíñèðîâàííûå è âûñîêèå âõîäíûå èìïåäàíñû, à òàêæå âîçìîæíîñòü óñòàíîâêè óñèëåíèÿ îäíèì ðåçèñòîðîì. Òåì íå ìåíåå, èìåþòñÿ îãðàíè÷åíèÿ äèàïàçîíà ñèíôàçíûõ íàïðÿæåíèé è òðóäíîñòè ñîãëàñîâàíèÿ òåìïåðàòóðíûõ êîýôôèöèåíòîâ âíóòðåííåãî è âíåøíåãî ðåçèñòîðîâ, âëèÿþùèõ íà äðåéô óñèëåíèÿ.

38

Êðîìå òîãî, åñëè íå èñïîëüçîâàòü áóôåð, âûâîä VREF òàêæå ìîæåò îêàçûâàòü îòðèöàòåëüíîå âëèÿíèå íà CMRR. Ðåøåíèå íà îñíîâå ÊÎÑÒ òàêæå èìååò âûñîêèé CMRR (äàæå íà ïîâûøåííûõ ÷àñòîòàõ), ðàñøèðåííûé äèàïàçîí ñèíôàçíûõ íàïðÿæåíèé è íå ñîäåðæèò âíóòðåííèõ ðåçèñòîðîâ ñ ëàçåðíîé ïîäãîíêîé, ÷òî ñîêðàùàåò ïðîèçâîäñòâåííûå çàòðàòû è ñíèæàåò òåìïåðàòóðíûé äðåéô êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ. ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


Ïðîìåæóòî÷íîå íàïðÿæåíèå óâåëè÷èâàåò ÊÏÄ ïðåîáðàçîâàíèÿ ýíåðãèè Frederik Dostal, Analog Devices Analog Dialogue

êîýôôèöèåíòîâ çàïîëíåíèÿ. Êîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ – ýòî ÷èñëîâîå âûðàæåíèå ñîîòíîøåíèÿ âðåìåíè âêëþ÷åííîãî ñîñòîÿíèÿ (êîãäà îñíîâíîé êëþ÷ îòêðûò) è âðåìåíè âûêëþ÷åííîãî ñîñòîÿíèÿ (êîãäà îñíîâíîé êëþ÷ çàêðûò). Êîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ äëÿ ïîíèæàþùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ îïðåäåëÿåòñÿ ñëåäóþùåé ôîðìóëîé:

Êîýôôèöèåí ò çàïîëíåíèÿ = =

Âîïðîñ: Êàê óâåëè÷èòü ÊÏÄ ïðåîáðàçîâàòåëÿ ýíåðãèè ïðè âûñîêîì âõîäíîì íàïðÿæåíèè è î÷åíü íèçêîì âûõîäíîì íàïðÿæåíèè?

Îòâåò: Çàäà÷è ïðåîáðàçîâàíèÿ âûñîêîãî âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ â î÷åíü íèçêîå âûõîäíîå íàïðÿæåíèå ðåøàþòñÿ ðàçëè÷íûìè ñïîñîáàìè. Îäèí èç òèïè÷íûõ è èíòåðåñíûõ ïðèìåðîâ – ïîíèæàþùåå ïðåîáðàçîâàíèå 48  â 3.3 Â. Òàêàÿ çàäà÷à õàðàêòåðíà íå òîëüêî äëÿ ñåðâåðíûõ ïðèëîæåíèé íà ðûíêå èíôîðìàöèîííûõ òåõíîëîãèé, íî òàêæå è â îòðàñëè òåëåêîììóíèêàöèé. Åñëè ðåøàòü åå ñ ïîìîùüþ îäíîãî ïîíèæàþùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ, êàê ýòî ïîêàçàíî íà Ðèñóíêå 1, âîçíèêàåò ïðîáëåìà ìàëûõ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

Âûõîäíîå íàïðÿæåíèå . Âõîäíîå íàïðÿæåíèå

Åñëè âõîäíîå íàïðÿæåíèå ðàâíî 48 Â, à âûõîäíîå – 3.3 Â, êîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ ñîñòàâèò ïðèìåðíî 7%. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ïðè ÷àñòîòå ïåðåêëþ÷åíèÿ 1 ÌÃö (ïåðèîä 1000 íñ) êîììóòàòîð Q1 âêëþ÷àåòñÿ âñåãî íà 70 íñ. Çàòåì Q1 âûêëþLTM8027 Q1 VIN 48 Â

L1 Q2

VOUT 3.3 Â

Ðèñóíîê 1. Îäíîýòàïíîå ïîíèæåíèå íàïðÿæåíèÿ 48 Â äî 3.3 Â.

ÑÒÀÒÜÈ

39


LTM8027

LTM4624 12 V

Q1 VIN 48 Â

L1

Q3

Q2

L2 Q4

VOUT 3.3 Â

Ðèñóíîê 2. Ïîíèæåíèå íàïðÿæåíèÿ 48  äî 3.3  çà äâà ýòàïà ñ ïðîìåæóòî÷íûì íàïðÿæåíèåì 12 Â.

÷àåòñÿ íà 930 íñ, à Q2 îòêðûâàåòñÿ. Äëÿ òàêîé ñõåìû íóæíî âûáèðàòü èìïóëüñíûé ðåãóëÿòîð, ñïîñîáíûé ðàáîòàòü ïðè ìèíèìàëüíîì âðåìåíè âêëþ÷åíèÿ 70 íñ èëè ìåíüøå. Íî äàæå åñëè òàêîé êîìïîíåíò íàéäåí, âîçíèêàåò äðóãàÿ ïðîáëåìà. Îáû÷íî âåñüìà âûñîêèé, ÊÏÄ ïðåîáðàçîâàíèÿ ýíåðãèè ïîíèæàþùåãî ðåãóëÿòîðà ïðè ðàáîòå ñ î÷åíü êîðîòêèìè èìïóëüñàìè ñóùåñòâåííî óìåíüøàåòñÿ. Ýòî ïðîèñõîäèò ïðîñòî ïîòîìó, ÷òî äëÿ ïåðåäà÷è äîñòàòî÷íîé ýíåðãèè â äðîññåëü îñòàåòñÿ î÷åíü ìàëî âðåìåíè, è äðîññåëü äîëæåí ïîääåðæèâàòü òîê íàãðóçêè â òå÷åíèå äëèòåëüíîãî ïåðèîäà îòêëþ÷åíèÿ. Îáû÷íî ýòî ïðèâîäèò ê ïîÿâëåíèþ â ñõåìå î÷åíü áîëüøèõ ïèêîâûõ òîêîâ. Äëÿ òîãî ÷òîáû ñíèçèòü ýòè òîêè, ïðèõîäèòñÿ èñïîëüçîâàòü äðîññåëü L1 ñ îòíîñèòåëüíî áîëüøîé èíäóêòèâíîñòüþ. Ýòî ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî â àêòèâíîé ôàçå ðàáî÷åãî öèêëà ê L1 íà Ðèñóíêå 1 ïðèëîæåíà áîëüøàÿ ðàçíîñòü íàïðÿæåíèé.  ýòîì ïðèìåðå ìû ïðè îòêðûòîì êëþ÷å îáíàðóæèì íàïðÿæåíèå 44.7  íà äðîññåëå, 48  íà êîììóòàöèîííîì óçëå è 3.3  ñî ñòîðîíû âûõîäà. Òîê äðîññåëÿ ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïî ñëåäóþùåé ôîðìóëå:

IL =

1 UL dt . Lò

Åñëè íà äðîññåëå èìååòñÿ âûñîêîå íàïðÿæåíèå, òîê âîçðàñòàåò â òå÷åíèå ôèêñèðîâàííîãî ïåðèîäà âðåìåíè è ïðè ôèêñèðîâàííîé èíäóêòèâíîñòè. Äëÿ ñíèæåíèÿ ïèêîâûõ òîêîâ äðîññåëÿ íåîáõîäèìî óâåëè÷èâàòü åãî èíäóêòèâíîñòü. Îäíàêî ñ ðîñòîì èíäóêòèâíîñòè óâåëè÷èâàþòñÿ ïîòåðè ìîùíîñòè.  ýòèõ óñëîâèÿõ ýôôåêòèâíûé ìîäóëü ðåãóëÿòîðà LTM8027, âûïóñêàåìûé Analog Devices, ïðè âûõîäíîì òîêå 4 À îáåñïå÷èâàåò ÊÏÄ ìîùíîñòè ëèøü 80%.

40

 íàñòîÿùåå âðåìÿ î÷åíü ðàñïðîñòðàíåííûì è áîëåå ýôôåêòèâíûì ñõåìíûì ðåøåíèåì äëÿ óâåëè÷åíèÿ ÊÏÄ ìîùíîñòè ÿâëÿåòñÿ äâóõýòàïíîå ïðåîáðàçîâàíèå ñ èñïîëüçîâàíèåì ïðîìåæóòî÷íîãî íàïðÿæåíèÿ. Êàñêàäíîå âêëþ÷åíèå äâóõ âûñîêîýôôåêòèâíûõ ïîíèæàþùèõ ðåãóëÿòîðîâ ïîêàçàíî íà Ðèñóíêå 2.  ïåðâîì êàñêàäå íàïðÿæåíèå 48  ïðåîáðàçóåòñÿ â 12 Â. Çàòåì ýòî íàïðÿæåíèå ïîíèæàåòñÿ äî 3.3  íà âòîðîì ýòàïå ïðåîáðàçîâàíèÿ. Îáùèé ÊÏÄ ïðåîáðàçîâàíèÿ ìèêðîìîäóëÿ ðåãóëÿòîðà LTM8027 ïðè ïîíèæåíèè 48  äî 12  ïðåâûøàåò 92%. Âòîðîå ïðåîáðàçîâàíèå îò 12  äî 3.3  âûïîëíÿåòñÿ ìèêðîìîäóëåì LTM4624, ÊÏÄ ïðåîáðàçîâàíèÿ êîòîðîãî ñîñòàâëÿåò 90%. Òàêèì îáðàçîì, îáùèé ÊÏÄ ðàâåí 83%, ÷òî íà 3% áîëüøå, ÷åì ó ñõåìû ïðÿìîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ íà Ðèñóíêå 1. Ýòî ìîæåò ïîêàçàòüñÿ äîâîëüíî íåîæèäàííûì, ïîñêîëüêó âñÿ ìîùíîñòü íà âûõîäå 3.3  äîëæíà áûëà ïðîéòè ÷åðåç äâå îòäåëüíûå ñõåìû èìïóëüñíûõ ðåãóëÿòîðîâ. ÊÏÄ ñõåìû íà Ðèñóíêå 1 ñíèæåí èç-çà íèçêîãî êîýôôèöèåíòà çàïîëíåíèÿ è ñâÿçàííûõ ñ ýòèì áîëüøèõ ïèêîâûõ òîêîâ äðîññåëÿ. Ïðè ñðàâíåíèè îäíîêàñêàäíûõ è äâóõêàñêàäíûõ àðõèòåêòóð ïîíèæàþùåãî ïðåîáðàçîâàíèÿ, ïîìèìî ýíåðãåòè÷åñêîãî ÊÏÄ, íåîáõîäèìî ïðèíèìàòü âî âíèìàíèå åùå ìíîãî ðàçëè÷íûõ àñïåêòîâ. Îäíàêî â ýòîé ñòàòüè çàòðàãèâàþòñÿ ëèøü íàèáîëåå âàæíûå àñïåêòû ÊÏÄ ïðåîáðàçîâàíèÿ ýíåðãèè. Äðóãîå ðåøåíèå ýòîé ïðîáëåìû ìîæåò áûòü îñíîâàíî íà èñïîëüçîâàíèè íîâîãî ãèáðèäíîãî êîíòðîëëåðà ïîíèæàþùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ LTC7821, â êîòîðîì îáúåäèíåíû ôóíêöèè çàðÿäîâîãî íàñîñà è ïîíèæàþùåãî ðåãóëÿòîðà. Ýòî äàåò âîçìîæíîñòü ðàáîòàòü ñ êîýôôèöèåíòîì çàïîëíåíèÿ 2 × VIN/VOUT è,

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


òàêèì îáðàçîì, ïîëó÷àòü áîëüøèå êîýôôèöèåíòû ïîíèæåíèÿ ïðè î÷åíü âûñîêèõ ÊÏÄ ïðåîáðàçîâàíèÿ. Ôîðìèðîâàíèå ïðîìåæóòî÷íîãî íàïðÿæåíèÿ ìîæåò áûòü î÷åíü ïîëåçíûì äëÿ ïîâûøåíèÿ îáùåãî ÊÏÄ ïðåîáðàçîâàíèÿ êîíêðåòíîãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ. Ïðåäëàãàåòñÿ ìíîæåñòâî ðåøåíèé äëÿ óâåëè÷åíèÿ ÊÏÄ ïðåîáðàçîâàíèÿ ñõåìû íà Ðèñóíêå 1 ïðè òàêèõ êîðîòêèõ ðàáî÷èõ èìïóëüñàõ. Íàïðèìåð, ìîæíî èñïîëüçîâàòü î÷åíü áûñòðûå GaN êëþ÷è,

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

êîòîðûå óìåíüøàò ïîòåðè ïåðåêëþ÷åíèÿ è, ñîîòâåòñòâåííî, óâåëè÷àò ÊÏÄ ïðåîáðàçîâàíèÿ ýíåðãèè. Îäíàêî â íàñòîÿùåå âðåìÿ òàêèå ðåøåíèÿ îêàçûâàþòñÿ áîëåå çàòðàòíûìè, ÷åì êàñêàäèðîâàíèå ïðåîáðàçîâàòåëåé, ïîäîáíîå ïîêàçàííîìó íà Ðèñóíêå 2. ÐË

Ìàòåðèàëû ïî òåìå

ÑÒÀÒÜÈ

1. Datasheet Analog Devices LTC7821 2. Datasheet Analog Devices LTM4624 3. Datasheet Analog Devices LTM8027

41


Ðàçáèðàåì äèñêîâûé íàêîïèòåëü Samsung 1.8" Paul Rako Electronic Design Âçãëÿä íà ïðèâîä äèñêà èçíóòðè ïðèíåñ èíòåðåñíûå îòêðîâåíèÿ â ïëàíå îáùåé êîíñòðóêöèè è îçàäà÷èë íåêîòîðûìè äåòàëÿìè

Ó Ó ìåíÿ

åñòü äâà âíåøíèõ USB äèñêà Samsung 1.8", êîòîðûå ðàíüøå ÿ èñïîëüçîâàë äëÿ ðåçåðâíîãî êîïèðîâàíèÿ âñåõ ñâîèõ íàðàáîòîê. Èõ åìêîñòü ðàâíà 250 ÃÁ. Îäèí èç íèõ ÿ äåðæàë â ñåéôå, äðóãèì ïîëüçîâàëñÿ è ðàç â ìåñÿö ìåíÿë äèñêè ìåñòàìè. Íî òåïåðü ó ìåíÿ åñòü òâåðäîòåëüíûé íàêîïèòåëü 1 ÒÁ. Íåäàâíî ÿ èçâëåê ïðèâîäû Samsung èç ÿùèêà, ÷òîáû óáåäèòüñÿ, ÷òî îíè âñå åùå ðàáîòàþò. Îäèí èç íèõ çàðàáîòàë, íî ëèøü îäèí ðàç. Ïîñëå êîïèðîâàíèÿ êó÷è ìóçûêàëüíûõ ôàé-

ëîâ íà äèñê îí æèë â òå÷åíèå íåñêîëüêèõ äíåé, à çàòåì ïðîñòî ïîâåñèë ìîé íîóòáóê ñ Windows 7. Äëÿ èíæåíåðà ýòî áûë ïðåêðàñíûé ïîâîä ðàçîáðàòü åãî (Ðèñóíîê 1). ×òî ìíå ñðàçó ïîíðàâèëîñü â äèñêîâîäå – åãî ðàçìåðû (Ðèñóíîê 2). Îí ìåíüøå êîëîäû

Ðèñóíîê 1. Âî âíåøíåì íàêîïèòåëå Samsung 1.8" åìêîñòü 250 ÃÁ îáåñïå÷èâàåòñÿ äâóìÿ «áëèíàìè».

Ðèñóíîê 2. Íàêîïèòåëü Samsung 1.8" èìååò âñòðîåííûé êîíòðîëëåð USB è ïèòàåòñÿ òîëüêî îò ðàçúåìà USB.

42

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


ëþáÿò ïîëèèìèäíóþ ïëåíêó, î ÷åì ñâèäåòåëüñòâóåò íåáîëüøîé êóñî÷åê, ïðèêðåïëåííûé ê êîðïóñó ðàçúåìà USB.

Ýëåãàíòíûå âíóòðåííîñòè

Ðèñóíîê 3. Ðåçèíîâûå óäàðîïîãëîòèòåëè àìîðòèçèðóþò ïðèâîä âíóòðè åãî ïëàñòèêîâîãî êîðïóñà.

êàðò, íî ïðè ýòîì õðàíèë ðåçóëüòàòû âñåõ ìîèõ ðàáîò. Áëàãîäàðÿ íàëè÷èþ USB, ÿ ìîã áðàòü äèñê íà ðàáîòó, åñëè ìíå òðåáîâàëñÿ ñòàðûé ôàéë. Îäíà èç ïðè÷èí, ïî êîòîðîé ÿ èçâëåê åãî èç ÿùèêà, çàêëþ÷àëàñü â òîì, ÷òîáû ïîñìîòðåòü, ìîæåò ëè îí ñíàáæàòü ìóçûêîé ìîþ íîâóþ àâòîìîáèëüíóþ ñòåðåîñèñòåìó Joying Android. Îêàçàëîñü, ÷òî Joying â ïðèíöèïå âèäèò äèñê è èãðàåò ìóçûêó, íî äëÿ íåãî ÿ ñâîé íàêîïèòåëü óáèë, ïîñêîëüêó íåñêîëüêî ëåò íàçàä îòôîðìàòèðîâàë åãî â NTFS. Ôîðóìû îáúÿñíèëè ìíå, ÷òî áîëüøèíñòâó àâòîìîáèëüíûõ ñòåðåîñèñòåì äëÿ âíåøíåãî õðàíèëèùà òðåáóåòñÿ ôàéëîâàÿ ñèñòåìà FAT32. Ïðèâîä áûë ñìîíòèðîâàí â ïëàñòìàññîâîì êîðïóñå ñ äâóìÿ âëîæåííûìè ðåçèíîâûìè óäàðîïîãëîòèòåëÿìè (Ðèñóíîê 3). Ïîõîæå, ïðîèçâîäèòåëè ïîòðåáèòåëüñêèõ òîâàðîâ

Âíóòðåííîñòè íàêîïèòåëÿ ýëåãàíòíû è î÷åíü õîðîøî ñêîíñòðóèðîâàíû (Ðèñóíîê 4). Ñëåâà èçãîòîâëåííàÿ ëèòüåì ïîä äàâëåíèåì âåðõíÿÿ êðûøêà êîðïóñà ñ ÷åðíîé äåìïôèðóþùåé ïðîêëàäêîé â öåíòðå. Ïðîêëàäêà è ÷àñòü âèíòîâ ðàçáðîñàíû â ðàçíûõ ìåñòàõ ôîòîãðàôèè. Íàä êðûøêîé âèäíà ýòèêåòêà. Äàëåå ëåæèò îäèí èç ðåçèíîâûõ àìîðòèçàòîðîâ. Çàòåì ìû âèäèì îòøòàìïîâàííóþ èç ëèñòîâîãî ìåòàëëà âåðõíþþ ÷àñòü êîðïóñà ïðèâîäà ñ ãàéêîé øïèíäåëÿ è îäèí èç «áëèíîâ» íàä íåé. Çà íèìè ñëåäóþò ìàãíèòû è áëîê ãîëîâîê. Âûøå – øàéáà, ðàçäåëÿþùàÿ äâà «áëèíà». Äàëåå âèäèì íèæíþþ ÷àñòü øòàìïîâàííîãî êîðïóñà ñ óñòàíîâëåííûì äâèãàòåëåì øïèíäåëÿ. Ñïðàâà îò íèõ íàõîäèòñÿ îðàíæåâûé ìåõàíèçì ïàðêîâêè ãîëîâîê, à òàêæå äðóãîé ðåçèíîâûé àìîðòèçàòîð. Åùå ïðàâåå ëåæèò ïå÷àòíàÿ ïëàòà, íà êîòîðîé ñìîíòèðîâàíà âñÿ ýëåêòðîíèêà. ×òîáû ïðèâîä áûë êàê ìîæíî áîëåå òîíêèì, â ïëàòå ñäåëàíî áîëüøîå îòâåðñòèå è óãëîâûå âûáîðêè. Íàä ïå÷àòíîé ïëàòîé ðàñïîëîæåíà ìåòàëëèçèðîâàííàÿ íàêëàäêà, êîòîðàÿ ýëåêòðè÷åñêè ñîåäèíåíà ñ êîðïóñîì ðàçúåìà USB è çàêðûâàåò ìèêðîñõåìó ìîñòà USB.  êðàéíåì ïðàâîì óãëó ëåæèò íèæíÿÿ êðûøêà ñ èçîëÿöèîííîé ïðîêëàäêîé, îòäåëÿþùåé ïå÷àòíóþ ïëàòó îò ïðèâîäà. ×åðíàÿ äåìïôèðóþùàÿ ïðîêëàäêà îñòàëàñü íà ñâîåì ïåðâîíà÷àëüíîì ìåñòå.

Ðèñóíîê 4. Ðàçëîæåííûå ÷àñòè äèñêîâîãî íàêîïèòåëÿ äåìîíñòðèðóþò âûñîêóþ òî÷íîñòü èçãîòîâëåíèÿ ïîòðåáèòåëüñêîãî ïðîäóêòà â óñëîâèÿõ êðóïíîìàñøòàáíîãî ïðîèçâîäñòâà.

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

ÑÒÀÒÜÈ

43


Ðèñóíîê 5. Ôîðìà ïå÷àòíîé ïëàòû äèñêîâîãî íàêîïèòåëÿ ïîâòîðÿåò âñå åãî âíóòðåííîñòè.

Ïåðåõîäíûå îòâåðñòèÿ, êîòîðûìè ïðîøèò âåñü ïåðèìåòð ïå÷àòíîé ïëàòû, ïðåäîòâðàùàþò èçëó÷åíèå ýëåêòðîìàãíèòíûõ ïîìåõ èç åå êðàåâ (Ðèñóíîê 5). Ýòî îáðàòíàÿ ñòîðîíà ïå÷àòíîé ïëàòû. Ñëåâà íàõîäèòñÿ ðàçúåì äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ ïëàâàþùèõ ãîëîâîê. Êâàðöåâûé ðåçîíàòîð è ìèêðîñõåìà ìîñòà USBATA JM20335 áûëè íàêðûòû ìåòàëëèçèðîâàííîé ïðîêëàäêîé.

Ðèñóíîê 6. Íà îáðàòíîé ñòîðîíå ïå÷àòíîé ïëàòû íàêîïèòåëÿ òîæå åñòü êîìïîíåíòû è ðàçúåìû.

Íà âíóòðåííåé ñòîðîíå ïå÷àòíîé ïëàòû óñòàíîâëåí ÷èï êîíòðîëëåðà TLS2309 êîìïàíèè Texas Instruments (Ðèñóíîê 6). Ýòîò ÷èï óïðàâëÿåò äâèãàòåëåì øïèíäåëÿ, êîòîðûé ïîäêëþ÷àåòñÿ ðàçúåìîì â âåðõíåì óãëó ïëàòû. Ñòîÿùèé ðÿäîì áîëüøîé òàíòàëîâûé êîíäåíñàòîð îáåñïå÷èâàåò ìîòîð èìïóëüñíûì òîêîì. Âíèçó âèäèì ìèêðîñõåìó Marvell 88i8038 – êîíòðîëëåð èíòåðôåéñà PATA (ïàðàëëåëüíûé ATA) è èíòåðôåéñ ñ÷èòûâàþùåé ãîëîâêè.  ïðàâîì óãëó – ðàçúåì USB.Íèæå åãî – ñèíèé ñâåòîäèîä, çàæèãàþùèéñÿ ïðè ïîäêëþ÷åíèè äèñêîâîäà. Ïîä ñâåòîäèîäîì íàõîäèòñÿ ìèêðîñõåìà ðåãóëÿòîðà íàïðÿæåíèÿ.

44

Ðèñóíîê 7. ×åòûðåõêîíòàêòíûé ðàçúåì äëÿ äâèãàòåëÿ øïèíäåëÿ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé èçîùðåííóþ êîíñòðóêöèþ, ñîåäèíåííóþ ñ ãèáêîé ñõåìîé, óñòàíîâëåííîé â êîðïóñå.

Ðàçúåì ïëîñêîãî êàáåëÿ äâèãàòåëÿ øïèíäåëÿ ñêîíñòðóèðîâàí î÷åíü ãðàìîòíî (Ðèñóíîê 7). Âèíò, ïðîõîäÿùèé ïðÿìî ÷åðåç ñåðåäèíó ðàçúåìà, îáåñïå÷èâàåò ïîääåðæàíèå ïîñòîÿííîãî äàâëåíèÿ íà êîíòàêòû. Âñå êîíòàêòû âûãëÿäÿò ïîçîëî÷åííûìè. ×åðíàÿ èçîëèðóþùàÿ ïðîêëàäêà íàõîäèòñÿ â ñâîåì êîíñòðóêòèâíîì ïîëîæåíèè. Âåðîÿòíî, îíà òàêæå ñëóæèò çâóêîïîãëîòèòåëåì. Êðîìå òîãî, îíà ìîæåò áûòü äîñòàòî÷íî ïðîâîäÿùåé, ÷òîáû ýêðàíèðîâàòü äâèãàòåëü øïèíäåëÿ, êîòîðûé ïðè ðàáîòå èçëó÷àåò ýëåêòðîìàãíèòíûå ïîìåõè.

Ðèñóíîê 8. Â êîðïóñå ñìîíòèðîâàíû äâèãàòåëü øïèíäåëÿ è ñáîðêà ïëàâàþùèõ ãîëîâîê ñ ìàãíèòàìè, à òàêæå ðàçúåì äëÿ ñåðâîïðèâîäà êîðîìûñëà è ñèãíàëüíûõ ëèíèé.

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


Ðèñóíîê 9. Ôóíêöèÿ íåáîëüøîé äåòàëè èç ÷åðíîãî ïëàñòèêà â ïðàâîì âåðõíåì óãëó êîðïóñà – çàãàäêà.

Ýëåêòðîäâèãàòåëü øïèíäåëÿ ïðèêëååí ê ìåòàëëè÷åñêîìó êîðïóñó ýïîêñèäíûì ñîñòàâîì è îñòàâëåí íà ñâîåì ìåñòå (Ðèñóíîê 8). Êîðîìûñëî è ðàçúåì ïëàâàþùèõ ãîëîâîê

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

ñäåëàíû â âèäå ñàìîñòîÿòåëüíîãî ñáîðî÷íîãî óçëà. Ýòî ïîçâîëÿåò ïðîâåðÿòü èõ ïåðåä ôèíàëüíîé ñáîðêîé. Âû ìîæåòå âèäåòü ïåòëþ ïðîâîäîâ, ðàñïîëîæåííóþ ìåæäó ìàãíèòàìè, êîòîðàÿ îáåñïå÷èâàåò äâèæåíèå ãîëîâîê. Ìàãíèòû ñäåëàíû èç ðåäêîçåìåëüíûõ ñîåäèíåíèé è î÷åíü ñèëüíû. Êîðîìûñëî áûëî çàêðåïëåíî íà êîðïóñå òðåìÿ âèíòàìè. Âíóòðè äèñêà áûëà òàèíñòâåííàÿ äåòàëü èç ÷åðíîãî ïëàñòèêà (Ðèñóíîê 9). Íèæíÿÿ ñòîðîíà âûõîäèëà â àòìîñôåðó. Íî âíóòðåííÿÿ ïîëîñòü êàçàëàñü çàïå÷àòàííîé èçíóòðè äèñêà. Ìîæåò áûòü, áåëàÿ ïëåíêà ñâåðõó – ýòî ïðîíèöàåìàÿ ìåìáðàíà, ïîçâîëÿþùàÿ âûðàâíèâàòü äàâëåíèå âîçäóõà âíóòðè è ñíàðóæè ïðèâîäà. Åùå îäíà çàãàäî÷íàÿ äåòàëü – ìàëåíüêàÿ áåëàÿ íàêëàäêà. Åå îõâàòûâàëà ÷åðíàÿ ïëàñòèêîâàÿ äåòàëü, íî ÿ íå ìîãó ïîíÿòü, äëÿ ÷åãî áû îíà ìîãëà èñïîëüçîâàòüñÿ. ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

45


Äâóõàíîäíûé

MOSFET òèðèñòîð Ìèõàèë Øóñòîâ, Àíäðåé Øóñòîâ, ã. Òîìñê Ïðåäëîæåíà ñõåìà äâóõàíîäíîãî MOSFET òèðèñòîðà, îáëàäàþùåãî ïîâûøåííûì áûñòðîäåéñòâèåì, âûñîêèì âõîäíûì ñîïðîòèâëåíèåì è èñêëþ÷èòåëüíî ìàëûìè ïîòåðÿìè

Ò

Òèðèñòîðíûå (ñèìèñòîðíûå) êîììóòàòîðû íàãðóçêè â ñèëó íåóñòðàíèìûõ êîíñòðóêöèîííûõ îñîáåííîñòåé îòëè÷àþòñÿ âûñîêèì êàòîä-àíîäíûì ïàäåíèåì íàïðÿæåíèÿ íà íèõ â îòêðûòîì ñîñòîÿíèè è íèçêèì áûñòðîäåéñòâèåì.  ýòîé ñâÿçè íà ïîäîáíûõ êîììóòèðóþùèõ ýëåìåíòàõ ðàññåèâàåòñÿ çíà÷èòåëüíàÿ ìîùíîñòü, ïîðîé ïðèâîäÿùàÿ ê ïåðåãðåâó è âûõîäó èç ñòðîÿ ïîëóïðîâîäíèêîâîãî ïðèáîðà. Îäíîâðåìåííî íà áåñïîëåçíûé íàãðåâ

ïîëóïðîâîäíèêîâîãî ïðèáîðà ðàñõîäóåòñÿ ýëåêòðîýíåðãèÿ, ÷òî â óñëîâèÿõ ìàññîâîãî ïðîìûøëåííîãî è áûòîâîãî ïðèìåíåíèÿ òèðèñòîðîâ è ñèìèñòîðîâ âåäåò ê ìàñøòàáíûì åå ïîòåðÿì. Äâóõàíîäíûé MOSFET êîììóòàòîð íàãðóçêè ñ òèðèñòîðíûì óïðàâëåíèåì (äâóõàíîäíûé MOSFET òèðèñòîð), èçîáðàæåííûé íà Ðèñóíêå 1, îáëàäàåò âõîäíûìè õàðàêòåðèñòèêàìè áûñòðîäåéñòâóþùåãî òèðèñòîðà, îäíàêî ïîòåÀíîä2

Àíîä1 VD1

VD2

R1 VS1

R3

R2 VT1

VT2

VS1 Óïð.

Êàòîä

Ðèñóíîê 1. Âíóòðåííÿÿ ñòðóêòóðà äâóõàíîäíîãî MOSFET òèðèñòîðà è åãî óñëîâíîå ãðàôè÷åñêîå îáîçíà÷åíèå.

46

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


ðè íà åãî îòêðûòûõ êîììóòàöèîííûõ ýëåìåíòàõ ïî÷òè íà äâà ïîðÿäêà íèæå, ÷åì ó òðàäèöèîííûõ òèðèñòîðîâ. Êðîìå òîãî, ïðåäëàãàåìûé êîììóòàòîð èìååò â îòëè÷èå îò òèðèñòîðîâ äâà âûõîäà, îäèí èç êîòîðûõ íàõîäèòñÿ âî âêëþ÷åííîì, à âòîðîé – â âûêëþ÷åííîì ñîñòîÿíèè. Ýòè âûõîäû ïåðåêëþ÷àþòñÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ ïåðåêëþ÷åíèåì òèðèñòîðà. Êîììóòàòîð ìîæåò áûòü âûïîëíåí ñ èñïîëüçîâàíèåì âõîäíîãî ñëàáîòî÷íîãî áûñòðîäåéñòâóþùåãî òèðèñòîðà èëè åãî òðàíçèñòîðíîãî àíàëîãà ñ ïîâûøåííûì âõîäíûì ñîïðîòèâëåíèåì [1], íàãðóçêîé êîòîðîãî ñëóæèò âûñîêîîìíûé ðåçèñòîð. Ê àíîäó òèðèñòîðà ïîäêëþ÷åíà ïîñëåäîâàòåëüíàÿ öåïî÷êà èç äâóõ MOSFET òðàíçèñòîðíûõ êîììóòàòîðîâ, ðàññ÷èòàííûõ íà âûñîêèé òîê íàãðóçêè. Íà Ðèñóíêå 2 ïîêàçàí âàðèàíò ñõåìû ïðàêòè÷åñêîãî èñïîëüçîâàíèÿ äâóõàíîäíîãî MOSFET òèðèñòîðà. Ïðè ïîäà÷å íà âõîä êîììóòàòîðà óïðàâëÿþùåãî ñèãíàëà ïðÿìîóãîëüíîé ôîðìû ñ øèðîòíî-èìïóëüñíûì ðåãóëèðîâàíèåì âîçìîæíî ïëàâíîå áåç ïîòåðü ïåðåðàñïðåäåëåíèå ìîùíîñòåé, ïîòðåáëÿåìûõ â öåïÿõ íàãðóçîê MOSFET òèðèñòîðà. Íà Ðèñóíêå 3 ïîêàçàíà ïðàêòè÷åñêàÿ ñõåìà êîììóòàòîðà íàãðóçêè íà îñíîâå äâóõàíîäíîãî MOSFET òèðèñòîðà. Ñòàáèëèòðîíû VD3 è VD4 ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ çàùèòû óïðàâëÿþùèõ âõîäîâ òðàíçèñòîðîâ îò âîçìîæíûõ ïåðåíàïðÿæåíèé. Çàùèòíûå äèîäû â öåïè èñòîê-ñòîê âñòðîåíû â ñòðóêòóðó òðàíçèñòîðîâ IRFP362. N-êàíàëüíûå MOSFET IRFP362 ìîãóò ðàáîòàòü äî ÷àñòîòû 1 ÌÃö è

VD1-VD4 RÍÀÃÐ_1

RÍÀÃÐ_2 ~U

VS1

UÓÏÐ

R1

Ðèñóíîê 2. Ïðèìåð ñõåìû âêëþ÷åíèÿ äâóõàíîäíîãî MOSFET òèðèñòîðà â öåïè ïåðåìåííîãî òîêà.

ðàññ÷èòàíû íà íàïðÿæåíèå 400  ïðè òîêå íàãðóçêè äî 20 À; ñîïðîòèâëåíèå èñòîê-ñòîê îòêðûòîãî òðàíçèñòîðà ïðè òîêå íàãðóçêè 13 À ñîñòàâëÿåò 0.25 Îì. Îãðàíè÷èòåëåì âåðõíåé ÷àñòîòû ïèòàþùåãî íàïðÿæåíèÿ êîììóòàòîðà (1 êÃö) ÿâëÿþòñÿ âõîäíîé òèðèñòîð VS1, à òàêæå äèîäû VD1 è VD2. Ýòó ÷àñòîòó ìîæíî ïîäíÿòü çà ñ÷åò èñïîëüçîâàíèÿ áîëåå âûñîêî÷àñòîòíîãî òèðèñòîðà VS1, ëèáî åãî òðàíçèñòîðíîãî àíàëîãà [1], è âûáîðà áîëåå âûñîêî÷àñòîòíûõ äèîäîâ VD1 è VD2, ÷òî îñóùåñòâèìî ëèøü ïðè ñíèæåíèè íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ. Äèàãðàììû óïðàâëÿþùèõ ñèãíàëîâ ïðÿìîóãîëüíîé ôîðìû íàïðÿæåíèåì 5  ÷àñòîòîé 10 Ãö ñ êîýôôèöèåíòîì çàïîëíåíèÿ 50%

RÍÀÃÐ_1

RÍÀÃÐ_2

VD1

R2

VD5-VD8 3N256

1N4007 VD2 ~230 Â

51ê R3

1N4007

100ê VT1 IRFP362

100ê R1 UÓÏÐ

VS1

200

R4

VT2 IRFP362 VD4 BZV55-C10

VD3 BZV55-C10

Ðèñóíîê 3. Ïðàêòè÷åñêàÿ ñõåìà êîììóòàòîðà íàãðóçêè ñ ïåðåðàñïðåäåëåíèåì ìîùíîñòåé â öåïÿõ íàãðóçîê äâóõàíîäíîãî MOSFET òèðèñòîðà.

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

ÑÕÅÌÛ

47


UR_ÍÀÃÐ_1

UR_ÍÀÃÐ_2

UÓÏÐ = 5 Â 10 Ãö

Ðèñóíîê 4. Äèàãðàììû ñèãíàëîâ íà óïðàâëÿþùåì âõîäå è àíîäàõ äâóõàíîäíîãî MOSFET òèðèñòîðà.

è ñîîòâåòñòâóþùèõ âûõîäíûõ ñèãíàëîâ â öåïÿõ íàãðóçîê ïðè íàïðÿæåíèè ñåòè 230 Â, 50 Ãö ïðèâåäåíû íà Ðèñóíêå 4. Ïðè èñïîëüçîâàíèè äâóõàíîäíîãî MOSFET òèðèñòîðà â ñåòè ïåðåìåííîãî òîêà ñ ðåãóëèðóåìûì óðîâíåì ìîùíîñòè â öåïè îäíîãî èç åãî êàíàëîâ íåèñïîëüçóåìûå â ñëó÷àå êëàññè-

48

÷åñêèõ òèðèñòîðîâ «îòðåçêè» ñèíóñîèäû ïåðåìåííîãî òîêà íå áóäóò òåðÿòüñÿ ïîíàïðàñíó è ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû â öåïè åãî âòîðîãî êàíàëà íàãðóçêè. Êðîìå òîãî, ôîðìà ñèíóñîèäàëüíîãî ñèãíàëà â ñåòè íå áóäåò èñêàæåíà íåðàâíîìåðíîé íàãðóçêîé íà åå «ëåâûå» è «ïðàâûå» ñîñòàâëÿþùèå. Èñïîëüçîâàíèå MOSFET â ñîñòàâå ïðåäëîæåííîãî âàðèàíòà äâóõàíîäíîãî òèðèñòîðà îáåñïå÷èâàåò åãî ïîâûøåííîå áûñòðîäåéñòâèå, èñêëþ÷èòåëüíî ìàëûå ïîòåðè è âûñîêîå âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå. Ýòî ïðèáëèæàåò äâóõàíîäíûé MOSFET òèðèñòîð ïî ñâîèì ïàðàìåòðàì ê èäåàëüíîìó ýëåìåíòó êîììóòàöèè. ÐË

Ëèòåðàòóðà 1. Øóñòîâ Ì.À. Àíàëîãè òðèíèñòîðîâ ñ ïîëåâûìè òðàíçèñòîðàìè // Ðàäèî. – 2016. – ¹ 12. – ñ. 27.

Ìàòåðèàëû ïî òåìå

ÑÕÅÌÛ

1. Datasheet International Rectifier IRFP362

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


Êíîïêè è èíäèêàòîð ïàðàëëåëüíî Áàáàíèí Â., Êðàñíîÿðñêèé êðàé

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

íîãî ðåãèñòðà ïîðòà, è äîïîëíèòåëüíûì, êîòîðûé ôîðìèðóåòñÿ âíåøíåé ñõåìîé. ×òîáû ñ÷èòàòü ñîñòîÿíèå âíåøíåãî óñòðîéñòâà, çàìûêàþùåãî îáùóþ òî÷êó íà «çåìëþ», òðåáóåòñÿ â îáÿçàòåëüíîì ïîðÿäêå óñòàíîâèòü íà âûõîäå âûñîêèé óðîâåíü íàïðÿæåíèÿ. Óñëîâèÿ ÷òåíèÿ ïîðòà ðàñøèðèòåëÿ ñëåäóþùèå. Ïðè àêòèâíîì (ëîã. 1) óðîâíå íà ëèíèè E (ðàçðåøåíèå çàïèñè) èíòåðôåéñà ïðîèñõîäèò çàïèñü èíôîðìàöèè â ðåãèñòðû èíäèêàòîðà, ïîýòîìó ïðè ÷òåíèè ýòîò ðàçðÿä äîëæåí â îáÿçàòåëüíîì ïîðÿäêå îáíóëÿòüñÿ. Ðàçðÿä, êîòîðûé óïðàâëÿåò ïîäñâåòêîé èíäèêàòîðà (LED), íå èñïîëüçóåòñÿ, òàê êàê íå âûâåäåí íà 2 ãðåáåíêó ñîåäèíèòåëÿ ìîäóëÿ LCD-I C. Äëÿ ÷òåíèÿ äîïîëíèòåëüíîãî óñòðîéñòâà èñïîëüçóþòñÿ ñòàíäàðòíûå ôóíêöèè ëþáîé 2 áèáëèîòåêè I C. Ñíà÷àëà â âûõîäíîé ðåãèñòð ðàñøèðèòåëÿ çàïèñûâàåòñÿ áàéò, â êîòîðîì ðàçðÿä E ñáðîøåí äëÿ èñêëþ÷åíèÿ îáðàùåíèÿ ê ÆÊÈ. Ïîòîì ñëåäóåò êîìàíäà ÷òåíèÿ

ÑÕÅÌÛ

R1

14 DB7

13 DB6

DB5

DB4

4

RW

ê LCD-I2C 5 11 12 RS

1 VSS

Í

Íàèáîëåå øèðîêîå ðàñïðîñòðàíåíèå â ìèêðîêîíòðîëëåðíûõ óñòðîéñòâàõ (ÌÊÓ) ïîëó÷èëè îäíî-, äâóõ- è ÷åòûðåõñòðî÷íûå çíàêîñèíòåçèðóþùèå æèäêîêðèñòàëëè÷åñêèå èíäèêàòîðû (ÆÊÈ). Ó íèõ õîðîøåå îòíîøåíèå öåíà-êà÷åñòâî, îñîáåííî ó äâóõñòðî÷íûõ. Íåäîñòàòêîì ýòèõ íåäîðîãèõ ÆÊÈ èç Ïîäíåáåñíîé ìîæíî ñ÷èòàòü ïàðàëëåëüíûé èíòåðôåéñ. Èìåííî èç-çà íåãî ïðèõîäèòñÿ ïðèìåíÿòü ÌÊ ñ áîëüøèì êîëè÷åñòâîì âûâîäîâ. ×àñòî åùå áûâàþò íóæíû íåñêîëüêî êíîïîê… Âû íå çàìå÷àëè, ÷òî ìíîãèå ïðèáîð÷èêè ñî ñêðîìíûìè âîçìîæíîñòÿìè èñïîëüçóþò, ñêàæåì òàê, ìåãà êîíòðîëëåðû? È åñòü ëè äðóãîé ïîäõîä? Íàèáîëåå óäîáíî ïðèìåíåíèå ÆÊÈ ñ ïàðàëëåëüíûì èíòåðôåéñîì ÷åðåç ïðåîáðàçîâàòåëü èíòåðôåéñîâ LCD-I2C [4].  ñåòè äîñòàòî÷íî ïóáëèêàöèé, îäíàêî äàëåêî íå âñå âîçìîæíîñòè òàêîãî ñèìáèîçà ðåàëèçîâàíû. Ïðåîáðàçîâàòåëü ïîñòðîåí íà 8-ðàçðÿä2 íîì ðàñøèðèòåëå ââîäà/âûâîäà øèíû I C (PCF8574T). Äëÿ óïðàâëåíèÿ èíäèêàòîðîì äîñòàòî÷íî ðåæèìà çàïèñè äàííûõ â ïîðò ìèêðîñõåìû, íî îíà ìîæåò ôóíêöèîíèðîâàòü è â ðåæèìå ÷òåíèÿ. Âûõîäíîé êàñêàä ïîðòà ìîæíî ïðåäñòàâèòü êàê ðåçèñòîð íà ïîëîæèòåëüíóþ øèíó ïèòàíèÿ è òðàíçèñòîðíûé êëþ÷ íà îáùèé ïðîâîä, ñ êîëëåêòîðà (ñòîêà) êîòîðîãî ñ÷èòûâàåòñÿ ñîñòîÿíèå ïîðòà. Ñ òàêîé àðõèòåêòóðîé èñïîëüçóåòñÿ ïðèíöèï «ìîíòàæíîãî ÈËÈ» äëÿ äâóõ ëîãè÷åñêèõ ñèãíàëîâ íèçêîãî óðîâíÿ, îäèí èç êîòîðûõ ÿâëÿåòñÿ ñîîòâåòñòâóþùèì ðàçðÿäîì âûõîä-

R6

Ðèñóíîê 1.

49


R1-R6 10 êÎì R1

R5

18

17

15

16 A

3 V5

K

4 RS

GND 1

5

UCC 2

6

7 DB0

WR

8 DB1

E

9 DB2

DB3 10

DB4 11

DB5 12

DB6 13

DB7 14

HG1 MT-16S2H-I

SCL SDA VCC

R6

GND BZ1 140 Îì VT1 2N7002

«8»

«4»

«2»

«1»

«@»

Ðèñóíîê 2.

ïîðòà. Òàêèì îáðàçîì ìîæíî ïîëó÷èòü ñîñòîÿíèÿ øåñòè êíîïîê, ïîäêëþ÷åííûõ ê âõîäàì/âûõîäàì, êîòîðûå îäíîâðåìåííî ÿâëÿþòñÿ ëèíèÿìè 4-ðàçðÿäíîãî ïàðàëëåëüíîãî èíòåðôåéñà ÆÊÈ (Ðèñóíîê 1). Åñëè îáðàùåíèå ê èíäèêàòîðó áóäåò ïðîèñõîäèòü ïðè íàæàòîé êíîïêå (êíîïêàõ), íåèçáåæíî èñêàæåíèå ïîêàçàíèé èíäèêàòîðà èëè äàæå ïîëíàÿ åãî áëîêèðîâêà. Ïðîáëåìà ðàçðåøàåòñÿ âêëþ÷åíèåì ðåçèñòîðà ïîñëåäîâàòåëüíî ñ êàæäîé êíîïêîé. Íîìèíàë çàâèñèò îò çíà÷åíèÿ òîêà, ãåíåðèðóåìîãî âûõîäíûì êàñ-

Ðèñóíîê 3.

50

êàäîì ïîðòà ðàñøèðèòåëÿ. Ïðè çàìêíóòûõ êîíòàêòàõ óðîâåíü ëîã. 0 äîëæåí îñòàâàòüñÿ â äîïóñòèìûõ ïðåäåëàõ. Ê ýòîìó åùå âåðíåìñÿ. Íà ðûíêå èìååòñÿ åäèíñòâåííûé ÆÊÈ ñ âñòðîåííûì ðàñøèðèòåëåì ââîäà/âûâîäà INF8574A – MT-16S2H-I. Ñ íèì íå òðåáóåòñÿ 2 îòäåëüíûé ìîäóëü óïðàâëåíèÿ I C. Äëÿ ñîâìåñòèìîñòè ñî ñòàðøèìè ìîäåëÿìè ñåìåéñòâà ïàðàëëåëüíûé èíòåðôåéñ ñîõðàíåí íà ïëàòå èíäèêàòîðà, è ýòî ñòàëî íàèáîëåå óäîáíûì è íàèìåíåå çàòðàòíûì ðåøåíèåì ðàñøèðåíèÿ âîçìîæíîñòåé ÌÊÓ. Ñòàíîâèòñÿ âîçìîæíûì ïðèìåíèòü ìèêðîêîíòðîëëåðû ñ íåáîëüøèì êîëè÷åñòâîì ââîäîâ/âûâîäîâ â óñòðîéñòâàõ ñ ðàçâèòûì èíòåðôåéñîì ïîëüçîâàòåëÿ. ÂÍÈÌÀÍÈÅ. Ýëåêòðè÷åñêèå ïàðàìåòðû äðàéâåðîâ INF8574A è PCF8574 íåìíîãî îòëè÷àþòñÿ. 2 Ïðè èñïîëüçîâàíèè ìîäóëÿ LCD-I C íîìèíàëû ðåçèñòîðîâ ðåêîìåíäóåòñÿ óìåíüøèòü ïðèáëèçèòåëüíî íà 30%. Ïàðàëëåëüíî èíäèêàòîðó ìîæíî ïîäêëþ÷àòü ðàçëè÷íûå ýëåìåíòû, ýíêîäåð è êîíòàêòíûå (ïñåâäîêîíòàêòíûå) äàò÷èêè. Ïðîñòî óïðàâëÿòü è äîïîëíèòåëüíûìè èñïîëíèòåëüíûìè óñòðîéñòâàìè, íàïðèìåð çâóêîâûì êàíàëîì (Ðèñóíîê 2). Ïðåäñòàâüòå 8-âûâîäíîé ìèêðîêîíòðîëëåð ñ äâóõïðîâîäíûì èíòåðôåéñîì èíäèêàòîðà MT-16S2H-I, ê êîòîðîìó ïîäêëþ÷åíî âñå óïðàâëåíèå ïðèáîðîì (Ðèñóíîê 3). Äëÿ çàäà÷è îñòàþòñÿ 3-4 ñâîáîäíûõ

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


ïîðòà ñ âîçìîæíîñòüþ àíàëîãî-öèôðîâîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ. ÐË

Ññûëêè 1. Ïðîñòûå äâóõïðîâîäíûå èíòåðôåéñû â ìèêðîêîíòðîëëåðíûõ óñòðîéñòâàõ

Ïðèìå÷àíèå Äåìîíñòðàöèîííûå ïðîãðàììû ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ ðàáîòû ñ ÆÊÈ MT-16S2H-I êîìïàíèè ÎÎÎ «ÌÝËÒ» (zm36_demo.asm) è êèòàéñêèì 1602A (zm28_demo.asm), ðàáîòàþùèì 2 ÷åðåç ìîäóëü LCD-I C.  îáîèõ ñëó÷àÿõ ïîä2 òÿãèâàþùèå ðåçèñòîðû øèíû I C íå òðåáóþòñÿ. Êîä íàæàòèÿ (5 êíîïîê) âûâîäèòñÿ â ïîñëåäíþþ ïîçèöèþ èíäèêàòîðà, íàæàòèå íà êíîïêó «RS» ñîïðîâîæäàåòñÿ çâóêîâûì ñèãíàëîì, è âêëþ÷àåòñÿ/âûêëþ÷àåòñÿ ïîäñâåòêà èíäèêàòîðà.

2. Óíèâåðñàëüíàÿ äâóõïðîâîäíàÿ ñõåìà ïîäêëþ÷åíèÿ ÆÊÈ 3. Íîâûå âîçìîæíîñòè ïîñëåäîâàòåëüíûõ èíòåðôåéñîâ ÆÊÈ 4. LCD Displays with I2C/TWI Interface

Ìàòåðèàëû ïî òåìå 1. Datasheet ÌÝËÒ MT-16S2H-I 2. Datasheet NXP PCF8574 3. Datasheet Èíòåãðàë INF8574

Çàãðóçêè Äåìîíñòðàöèîííûå ïðîãðàììû äëÿ ìèêðîêîíòðîëëåðà ATtiny13A

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

ÑÕÅÌÛ

51


Äâóïîëÿðíûé ñòàáèëèçàòîð íà ÎÓ è ìîùíûõ ïîëåâûõ òðàíçèñòîðàõ ñ òîêîâîé çàùèòîé ×àñòü 3 Îêîí÷àíèå. Íà÷àëî â íîìåðå 04-2018 Àëåêñåé Êóçüìèíîâ, Ìîñêâà

Ðàçâîäêà ïëàò è ôîòîãðàôèè óñòðîéñòâà Ðàçâîäêà ïëàòû ñòàáèëèçàòîðîâ (Ðèñóíîê 8à) è ïëàòû èíäèêàöèè (Ðèñóíîê 8á) ñäåëàíà àâòîðîì ñ ïîìîùüþ ïðîãðàììû Sprint LayOut 6.0, a òåõíîëîãèÿ èçãîòîâëåíèÿ ôîòîøàáëîíîâ è ñàìèõ ïëàò ñ âûñîêèì ðàçðåøåíèåì ñâîèìè ñèëàìè ïîäðîáíî îïèñàíà â ñòàòüÿõ àâòîðà [1], [2]. Êàê âèäíî èç Ðèñóíêà 8, ïëàòû ïîëó÷èëèñü ìèíèàòþðíîãî ðàçìåðà. Êîìïîíåíòû äëÿ ïîâåðõíîñòíîãî ìîíòàæà

ðàñïîëîæåíû íà ñòîðîíå äîðîæåê è îáîçíà÷åíû ñèíèì öâåòîì. Êîìïîíåíòû íàâåñíîãî ìîíòàæà ðàñïîëîæåíû ñ îáðàòíîé ñòîðîíû è îáîçíà÷åíû êîðè÷íåâûì è çåëåíûì öâåòîì. Ôàéë ñ ðàçâîäêîé ïëàò â ôîðìàòå *.lay6 äîñòóïåí äëÿ çàãðóçêè ïî ññûëêå â êîíöå ñòàòüè. Íà Ðèñóíêå 9 ïîêàçàíû ôîòîãðàôèè ïëàòû ñòàáèëèçàòîðà ñ îáåèõ ñòîðîí, à íà Ðèñóíêå 10 – ôîòîãðàôèè èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ (â êîòîðîì èñïîëüçîâàí îïèñûâàåìûé ñòàáèëèçàòîð) ñî ñíÿòîé âåðõíåé êðûøêîé ìåòàëëè÷åñêîãî êîðïóñà (Ðèñóíîê 10à) è â ñáîðå (Ðè-

(à)

(á)

Ðèñóíîê 8. Ðàçâîäêà ïëàò ñòàáèëèçàòîðà (à) è èíäèêàöèè (á).

52

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


(à) (à)

(á) Ðèñóíîê 10. ÈÏ â êîðïóñå: à – áåç âåðõíåé êðûøêè, á – â ñáîðå.

(á) Ðèñóíîê 9. Ïëàòà ñòàáèëèçàòîðà: à – âèä ñî ñòîðîíû äîðîæåê, á – âèä ñ îáðàòíîé ñòîðîíû.

ñóíîê 10á). Ïëàòà ñòàáèëèçàòîðà íå èìååò êðåïåæíûõ îòâåðñòèé, ïîñêîëüêó äåðæèòñÿ íà äîñòàòî÷íî ïðî÷íûõ âûâîäàõ òðàíçèñòîðîâ. Îáà òðàíçèñòîðà ïðèêðó÷åíû âèíòàìè Ì2.5 ê ðàäèàòîðó ÷åðåç êåðàìè÷åñêèå èçîëèðóþùèå ïðîêëàäêè è âòóëêè ñ èñïîëüçîâàíèåì òåïëîïðîâîäíîé ïàñòû ÊÏÒ-8. Ýòîò ðàäèàòîð çàêðåïëåí íà çàäíåé ñòåíêå êîðïóñà. Âûïðÿìèòåëüíûå äèîäû áåç èçîëÿöèîííûõ ïðîêëàäîê óñòàíîâëåíû íà èãîëü÷àòîì ðàäèàòîðå, ïðèêðåïëåííîì ê äíèùó êîðïóñà óãîëêîì. Òðàíñôîðìàòîð çàêðåïëåí íà äíèùå êîðïóñà ñòàíäàðòíûì ñïîñîáîì – ñ ïîìîùüþ ÷àøêè è áîëòà Ì8 ñ ãàéêîé. ×òîáû êîðïóñ íå ïðîãèáàëñÿ îò óñèëèÿ ïðèæèìà òðàíñôîðìàòîðà, íà åãî äíèùå ñ âíåøíåé ñòîðîíû (ïîä òðàíñôîðìàòîðîì) óñòàíîâëåíà ñòàëüíàÿ ïëàñòèíà 100×100 ìì òîëùèíîé 2.5 ìì ñ îòâåðñòèåì â ñåðåäèíå, ÷åðåç êîòîðîå ïðîïóùåí áîëò. Ýëåêòðîëèòè÷åñêèå êîíäåíñàòîðû óêðåïëåíû íà äíèùå êîðïóñà. Öåìåíòíûå ðåçèñòîðû íîìèíàëîì 6.8 Îì ìîùíîñòüþ 2 Âò, ÷åðåç

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

êîòîðûå ðàçðÿæàþòñÿ ýëåêòðîëèòè÷åñêèå êîíäåíñàòîðû, óñòàíîâëåíû íà ñòåêëîòåêñòîëèòîâîé ïëàñòèíå, ïðèæèìàþùåé êîíäåíñàòîðû ê äíèùó. Ýòè ðåçèñòîðû ñîåäèíåíû ïðîâîäàìè ñ êíîïêàìè, ðàñïîëîæåííûìè íà çàäíåé ñòåíêå êîðïóñà (çåëåíîãî è êðàñíîãî öâåòà, Ðèñóíîê 11). Ðîçåòêà, ê êîòîðîé ïîäêëþ÷àåòñÿ êàáåëü ñ íàïðÿæåíèåì ~220 Â,

Ðèñóíîê 11. Ôðàãìåíò çàäíåé ñòåíêè ÈÏ.

ÑÕÅÌÛ

53


âûêëþ÷àòåëü ïèòàíèÿ, ïðåäîõðàíèòåëü è âûõîäíîé ñèëîâîé ðàçúåì, ê êîòîðîìó ïîäêëþ÷åí ñèëîâîé êàáåëü, òàêæå ðàñïîëîæåíû íà çàäíåé ñòåíêå êîðïóñà. Ïîäêëþ÷åíèå ñèëîâîãî êàáåëÿ ê ÓÌÇ× õîðîøî âèäíî íà Ðèñóíêå 11. Îáà èíäèêàòîðíûõ ñâåòîäèîäà óñòàíîâëåíû ñëåâà íà ëèöåâîé ïîâåðõíîñòè êîðïóñà (îíè õîðîøî âèäíû íà Ðèñóíêå 10á). Ïëàòà èíäèêàöèè ïðèâåðíóòà ê îáðàòíîé ñòîðîíå ëèöåâîé ïîâåðõíîñòè êîðïóñà. Êîðïóñ ñíàáæåí ÷åòûðüìÿ ðåçèíîâûìè íîæêàìè.

Èñïûòàíèÿ ñòàáèëèçàòîðîâ ïðîâîäèëèñü ñëåäóþùèì îáðàçîì. Íà âõîä ïîäàâàëîñü âûïðÿìëåííîå íàïðÿæåíèå UÂÕ, êîòîðîå èçìåðÿëîñü ñòðåëî÷íûì âîëüòìåòðîì. Ê âûõîäàì ñòàáèëèçàòîðîâ ïîäêëþ÷àëèñü (ïàðàëëåëüíî â ðàçëè÷íûõ ñî÷åòàíèÿõ) ìîùíûå ðåçèñòîðû íîìèíàëîì 10 Îì, 5 Îì, 5 Îì è 4 Îì, ñîîòâåòñòâåííî, êîòîðûå ïðè âûõîäíîì íàïðÿæåíèè 14  îáåñïå÷èâàëè, ñîîòâåòñòâåííî, âûõîäíîé òîê 1.4 À, 2.8 À, 2.8 À è 3.5 À â äèàïàçîíå îò 0 (áåç íàãðóçêè) äî ìàêñèìàëüíîãî 10.5 À (åñëè èõ âñå ïîäêëþ÷èòü ïàðàëëåëüíî). Âûõîäíûå òîêè êàæäîãî èç ñòàáèëèçàòîðîâ îäíîâðåìåííî èçìåðÿëèñü äâóìÿ ñòðåëî÷íûìè àìïåðìåòðàìè ñ ìàêñèìàëüíûì òîêîì 10 À, âûõîäíîå íàïðÿæåíèå UÂÛÕ êàæäîãî èç ñòàáèëèçàòîðîâ – öèôðîâûì òåñòåðîì ñ äâóìÿ çíàêàìè ïîñëå çàïÿòîé íåïîñðåäñòâåííî íà íàãðóçêå. Êðîìå òîãî, UÂÕ è UÂÛÕ ïîäêëþ÷àëèñü ê äâóõ-

êàíàëüíîìó öèôðîâîìó îñöèëëîãðàôó ñ çàêðûòûìè âõîäàìè, ÷òîáû èçìåðèòü ïóëüñàöèè ñîîòâåòñòâóþùèõ íàïðÿæåíèé. Èñïûòàíèÿ ñòàáèëèçàòîðîâ ïîêàçàëè ñëåäóþùåå. Ïðè èçìåíåíèè òîêà íàãðóçêè îò 0 äî 10.5 À âûõîäíîå íàïðÿæåíèå îñòàâàëîñü íåèçìåííûì, òî åñòü âòîðîé çíàê ïîñëå çàïÿòîé íå èçìåíÿëñÿ. Äðóãèìè ñëîâàìè, âûõîäíîå íàïðÿæåíèå áûëî ñòàáèëüíî ñ òî÷íîñòüþ äî 10 ìÂ. Èç îñöèëëîãðàìì íàïðÿæåíèé, ñíÿòûõ ñîâðåìåííûì äâóõêàíàëüíûì öèôðîâûì îñöèëëîãðàôîì (Ðèñóíîê 12), ìîæíî ïî÷åðïíóòü ñëåäóþùóþ èíôîðìàöèþ. Âåðòèêàëüíîå ðàçðåøåíèå 1-ãî êàíàëà ñ çàêðûòûì âõîäîì (AC) ñîñòàâëÿåò 0.5 Â/äåëåíèå (íàäïèñü æåëòîãî öâåòà â ëåâîé íèæíåé ÷àñòè êàðòèíêè «CH1 ~ F 500 mV»), 2-ãî êàíàëà – 2  ìÂ/äåëåíèå (íàäïèñü öâåòà ìîðñêîé âîëíû «CH2 ~ F 2.00 mV»), ãîðèçîíòàëüíîå ðàçðåøåíèå ñîñòàâëÿåò 2 ìñ/äåëåíèå (íàäïèñü ñåðîãî öâåòà «Time 2.000 ms»). Îñöèëëîãðàììû ñíÿòû ïðè òîêå íàãðóçêè â ðàéîíå 9.5  À, î ÷åì êîñâåííî ñâèäåòåëüñòâóþò äîñòàòî÷íî âûñîêèé ðàçìàõ ïóëüñàöèé (îò ïèêà äî ïèêà) âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ñòàáèëèçàòîðà ïîëîæèòåëüíîãî íàïðÿæåíèÿ +14 Â, ñîñòàâëÿþùèé 1.32  (íàäïèñü æåëòîãî öâåòà «Vpp(1)= 1.32V» â ëåâîé íèæíåé ÷àñòè îñöèëëîãðàììû Ðèñóíîê 12à) è òàêîé æå âûñîêèé ðàçìàõ ïóëüñàöèé âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ñòàáèëèçàòîðà îòðèöàòåëüíîãî íàïðÿæåíèÿ –14  Â, ñîñòàâëÿþùèé 1.34  (íàäïèñü æåëòî-

(à)

(á)

Èñïûòàíèÿ è ïàðàìåòðû ñòàáèëèçàòîðîâ

Ðèñóíîê 12. Îñöèëëîãðàììû ïóëüñàöèé âõîäíûõ (êàíàë 1, æåëòûé) è âûõîäíûõ (êàíàë 2, öâåò ìîðñêîé âîëíû) íàïðÿæåíèé ñòàáèëèçàòîðîâ: a – +14  («–14 » âûõîäíîãî ðàçúåìà ÈÏ), á – -14  («+14 » âûõîäíîãî ðàçúåìà ÈÏ).

54

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


ãî öâåòà «Vpp(1)= 1.34V» â ëåâîé íèæíåé ÷àñòè îñöèëëîãðàììû Ðèñóíîê 12á). Ðàçìàõ ïóëüñàöèé âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ñòàáèëèçàòîðîâ ïîëó÷èëñÿ íàñòîëüêî íèçêèì è èçìåðÿåìûì óæå â ìèêðîâîëüòàõ, ÷òî âíà÷àëå àâòîðó äàæå íå óäàëîñü ñèíõðîíèçèðîâàòü åãî ñèãíàë, â ñâÿçè ñ ÷åì ñèíõðîíèçàöèÿ áûëà îñóùåñòâëåíà ïî îòíîñèòåëüíî âûñîêîìó ðàçìàõó âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ, òî åñòü ïî 1-ìó êàíàëó. È òîëüêî ïîñëå ýòîãî áûëè ïîëó÷åíû ÷åòêèå îñöèëëîãðàììû ïóëüñàöèé âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ñòàáèëèçàòîðîâ, ðàçìàõ êîòîðûõ îò ïèêà äî ïèêà, ñîîòâåòñòâåííî, ñîñòàâèë: äëÿ UÂÛÕ = +14  – 320 ìê (íàäïèñü öâåòà ìîðñêîé âîëíû «Vpp(2)= 320 uV» â ñåðåäèíå íèæíåé ÷àñòè îñöèëëîãðàììû Ðèñóíîê 12à) è äëÿ UÂÛÕ = –14  – ÷óòü áîëüøå – 480 ìê (íàäïèñü öâåòà ìîðñêîé âîëíû «Vpp(2)= 480 uV» â ñåðåäèíå íèæíåé ÷àñòè îñöèëëîãðàììû Ðèñóíîê 12á). Âíà÷àëå àâòîð íå ïîâåðèë ñâîèì ãëàçàì, ïîñêîëüêó òàêîé óëüòðàíèçêèé ðàçìàõ ïóëüñàöèé âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ñòàáèëèçàòîðîâ ïðè òîêå 9.5 À àâòîðó íèêîãäà íå óäàâàëîñü ïîëó÷èòü. Íà âñÿêèé ñëó÷àé àâòîð ïîìåíÿë ùóïû îñöèëëîãðàôà ìåñòàìè, à òàêæå ïðîâåðèë, íå óñòàíîâëåí ëè àòòåíþàòîð ùóïîâ íà «×10» âìåñòî «×1». Íî íåò, âñå îñòàëîñü ïî-ïðåæíåìó, è îñöèëëîãðàììû ïîêàçàëè òî æå ñàìîå. Çíà÷èò, òàê îíî è åñòü. Ïîäñ÷èòàåì, âî ñêîëüêî ðàç ðàçìàõ ïóëüñàöèé âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ íèæå ðàçìàõà ïóëüñàöèé âõîäíîãî. Äëÿ ýòîãî âîçüìåì ìèíèìóì ðàçìàõà ïóëüñàöèé âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ èç 1.32  (Ðèñóíîê 12à) è 1.34  (Ðèñóíîê 12á), òî åñòü 1.32  è ðàçäåëèì åãî íà çàâåäîìî áîëüøèé ìàêñèìóì ðàçìàõà ïóëüñàöèé âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ, òî åñòü 0.5 ìÂ. Ïîëó÷èì: 1320 ìÂ/0.5 ì = 2640 ðàç èëè 68.4  äÁ. Äðóãèìè ñëîâàìè, ïîäàâëåíèå ñòàáèëèçàòîðàìè ïóëüñàöèé âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ñîñòàâëÿåò íå ìåíåå 68 äÁ. Íà âçãëÿä àâòîðà, ýòî äîñòàòî÷íî âûñîêèé ïîêàçàòåëü. Çäåñü íåîáõîäèìî äîáàâèòü, ÷òî äëÿ ïîëó÷åíèÿ òàêèõ íèçêèõ ïóëüñàöèé âûõîäíîãî

íàïðÿæåíèÿ ïðè áîëüøèõ òîêàõ âõîäíîå íàïðÿæåíèå íå äîëæíî îïóñêàòüñÿ íèæå âûõîäíîãî (14 Â) ïëþñ ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ íà òðàíçèñòîðå (îêîëî 0.2 – 0.3 Â), ïëþñ àìïëèòóäà ïóëüñàöèé âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ (íå ìåíåå 0.7 Â, ñóäÿ ïî îñöèëëîãðàììàì), ÷òî â ñóììå ñîñòàâëÿåò íå ìåíåå 15 Â. Äëÿ íàäåæíîñòè (ñ çàïàñîì 0.5 Â) âõîäíîå íàïðÿæåíèå íå äîëæíî îïóñêàòüñÿ íèæå 15.5 Â, òî åñòü áûòü íà 1.5  âûøå âûõîäíîãî (ïî àáñîëþòíîìó çíà÷åíèþ). Èòàê, ïîäûòîæèì ïàðàìåòðû ñòàáèëèçàòîðîâ: ! Âûõîäíûå íàïðÿæåíèÿ äâóïîëÿðíîãî ñòàáèëèçàòîðà – ±14 Â; ! Ìàêñèìàëüíûé âûõîäíîé òîê ñòàáèëèçàòîðîâ 9.5 À; ! Ðàçìàõ ïóëüñàöèé âûõîäíûõ íàïðÿæåíèé ïðè ìàêñèìàëüíîì òîêå – íå áîëåå 0.5 ìÂ; ! Òîê ñðàáàòûâàíèÿ çàùèòû – 10 À; ! Âõîäíîå íàïðÿæåíèå (àáñîëþòíîå çíà÷åíèå) ñòàáèëèçàòîðîâ – íå ìåíåå 15.5 Â.

Çàêëþ÷åíèå Ïðåäñòàâëåííûå â ñòàòüå ñõåìíûå ðåøåíèÿ è èõ ðåàëèçàöèÿ âïëîòü äî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ ïîçâîëÿþò ïî-íîâîìó ðåøèòü èçâå÷íóþ ïðîáëåìó ïîäàâëåíèÿ âûñîêîãî çíà÷åíèÿ ðàçìàõà ïóëüñàöèé âûõîäíûõ íàïðÿæåíèé ñòàáèëèçàòîðîâ ïðè îòíîñèòåëüíî áîëüøèõ òîêàõ. Ïîäêëþ÷åíèå òàêèõ ñòàáèëèçàòîðîâ ê ñàìûì ðàçëè÷íûì ïðèáîðàì ñóùåñòâåííî ïîâûñèò êà÷åñòâî èõ ðàáîòû è çàùèòèò îò ðàçðóøåíèÿ áîëüøèìè òîêàìè ïðè êîðîòêîì çàìûêàíèè. ÐË

Ëèòåðàòóðà 1. Êóçüìèíîâ À. Èçãîòîâëåíèå óñòðîéñòâ íà ïå÷àòíûõ ïëàòàõ ñ âûñîêèì ðàçðåøåíèåì â äîìàøíèõ óñëîâèÿõ. – Òåõíîëîãèè â ýëåêòðîííîé ïðîìûøëåííîñòè, 2010, ¹8, ñ. 18 – 25; 2011, ¹ 1, ñ. 9 – 13; ¹ 2, ñ. 18 – 25. 2. Êóçüìèíîâ À. Òåõíîëîãèÿ èçãîòîâëåíèÿ ïå÷àòíûõ ïëàò ñ âûñîêèì ðàçðåøåíèåì â ëþáèòåëüñêèõ óñëîâèÿõ. – Ðàäèî, 2017, ¹ 10, ñ. 24 – 28.

Çàãðóçêè Ôàéë ðàçâîäêè â ôîðìàòå Sprint-Layout v6

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

ÑÕÅÌÛ

55


Ïðåîáðàçîâàòåëü äëèòåëüíîñòè èìïóëüñà â íàïðÿæåíèå James Mahoney EDN

Ñ

Ñõåìà íà Ðèñóíêå 1 ê êîíöó îäíîãî âõîäíîãî èìïóëüñà ïðåîáðàçóåò åãî äëèòåëüíîñòü â ïðîïîðöèîíàëüíîå ÷èñòîå íàïðÿæåíèå ïîñòîÿííîãî òîêà. Ñóùåñòâóåò åùå îäíà òåõ-

íîëîãèÿ, êîãäà RC ôèëüòð ïðåîáðàçóåò ØÈÌñèãíàë â ñðåäíåå ïîñòîÿííîå íàïðÿæåíèå, íî ýòî î÷åíü ìåäëåííûé ìåòîä. Êðîìå òîãî, ñ óìåíüøåíèåì êîýôôèöèåíòà çàïîëíåíèÿ

ÂÛÁÎÐÊÀ

ÂÛÁÎÐÊÀ ÂÕÎÄÍÎÉ ÈÌÏÓËÜÑ

R2 10k

8 6

VCC

VCC

100k

~

7

ÕÐÀÍÅÍÈÅ 1 ìñ 1.5 ìñ 2 ìñ

IC1D LTC202

9

10

11 IC1C LTC202

VCC

R1 49.9k

C1 0.01 µF

1 3

2 IC1A LTC202 VCC

4 3

R3 19.1k

IC2 LT1880

16 1

+

14

15 IC1B LTC202

R4 78.7k

3

+ IC 3 LT1880 C2 0.01 µF 4 –

1

VCC/2

T1 T2 T3

ÏÐÈÌÅ×ÀÍÈÅ: ÊËÞ×È ÏÎÊÀÇÀÍÛ Â ÏÎËÎÆÅÍÈÈ ÂÛÁÎÐÊÈ V1 ïðè T1: 1 ìñ V2 ïðè T2: 1.5 ìñ V3 ïðè T3: 2 ìñ

Ðèñóíîê 1. Ýòà ñõåìà ôîðìèðóåò ÷èñòîå ïîñòîÿííîå íàïðÿæåíèå, ïðîïîðöèîíàëüíîå äëèòåëüíîñòè âõîäíîãî èìïóëüñà.

56

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

3 2.5

VOUT (Â)

âðåìÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ óâåëè÷èâàåòñÿ åùå áîëüøå.  ñõåìå íà Ðèñóíêå 1 èñïîëüçîâàíû äâà îïåðàöèîííûõ óñèëèòåëÿ LT1880 ñ íèçêèìè âõîäíûìè òîêàìè ñìåùåíèÿ (IC2 è IC3) è ñ÷åòâåðåííûé àíàëîãîâûé ïåðåêëþ÷àòåëü LTC202 (IC1A, IC1B, IC1C è IC1D), îáðàçóþùèå èíòåãðàòîð è êàñêàä âûáîðêè-õðàíåíèÿ, êîòîðûå ïðåîáðàçóþò äëèòåëüíîñòü èìïóëüñà â ïîñòîÿííîå íàïðÿæåíèå. Ïî îêîí÷àíèè î÷åðåäíîãî èìïóëüñà âûõîäíîå íàïðÿæåíèå îñòàåòñÿ íåèçìåííûì.  ïðèâåäåííîì çäåñü ïðèìåðå ïîêàçàíî ïðåîáðàçîâàíèå â íàïðÿæåíèå ïîëîæèòåëüíûõ èìïóëüñîâ ñ íèçêèì êîýôôèöèåíòîì çàïîëíåíèÿ, øèðèíà êîòîðûõ èçìåíÿåòñÿ îò 1 ìñ äî 2 ìñ, à ïåðèîä ïîâòîðåíèÿ ðàâåí 25 ìñ. Âõîäíîé èìïóëüñ çàïóñêàåò, îñòàíàâëèâàåò è ñáðàñûâàåò èíòåãðàòîð, à òàêæå óïðàâëÿåò êàñêàäîì âûáîðêè-õðàíåíèÿ. Ïîñëå ñáðîñà ïîëîæèòåëüíûé èìïóëüñ çàïóñêàåò èíòåãðàòîð íà ýëåìåíòàõ R1, C1 è IC2. Ïðè âûñîêîì óðîâíå âõîäíîãî èìïóëüñà êàñêàä âûáîðêè-õðàíåíèÿ, ñîñòîÿùèé èç ýëåìåíòîâ IC1B, C2 è IC3, íàõîäèòñÿ â ðåæèìå âûáîðêè, ïîâòîðÿÿ âûõîäíîå íàïðÿæåíèå èíòåãðàòîðà. Ïî ñïàäó âõîäíîãî èìïóëüñà ñõåìà îòêëþ÷àåò âõîä êàñêàäà âûáîðêè-õðàíåíèÿ, ïåðåâîäÿ åãî â ðåæèì çàïîìèíàíèÿ. Ïîñëå ýòîãî èíòåãðàòîð îñòàåòñÿ â ñîñòîÿíèè ñáðîñà äî ïðèõîäà ñëåäóþùåãî ïîëîæèòåëüíîãî èìïóëüñà. Âî âðåìÿ ñáðîñà àíàëîãîâûé êëþ÷ IC1A îòêðûâàåòñÿ, ÷òîáû îòêëþ÷èòü âõîä èíòåãðàòîðà, êëþ÷ IC1C çàêðûâàåòñÿ, ÷òîáû ðàçðÿäèòü êîíäåíñàòîð èíòåãðàòîðà C1, à êëþ÷ IC1B ðàçìûêàåòñÿ è îòêëþ÷àåò âõîä êàñêàäà âûáîðêè õðàíåíèÿ, ïåðåâîäÿ åãî â ðåæèì õðàíåíèÿ. Àíàëîãîâûé êëþ÷ IC1D èíâåðòèðóåò âûõîäíîé ñèãíàë êëþ÷à IC1C. Îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü LT1880 õîðîøî ïîäõîäèò äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â èíòåãðàòîðå è êàñêàäå âûáîðêè-õðàíåíèÿ áëàãîäàðÿ íèçêîìó âõîäíîìó òîêó ñìåùåíèÿ, ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå êîòîðîãî ðàâíî 900 ïÀ ïðè 25 °C è 1500 ïÀ â äèàïàçîíå òåìïåðàòóð îò –40 °C äî +85 °C. Åùå îäèí àðãóìåíò â ïîëüçó âûáîðà ýòîãî óñèëèòåëÿ – ìàêñèìàëüíûé äðåéô

2 1.5 1 0.5 0.5

0.7 0.9

1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 ØÈÐÈÍÀ ÈÌÏÓËÜÑÀ (ìñ)

2.3

2.5

Ðèñóíîê 2. Ñõåìà íà Ðèñóíêå 1 ëèíåéíî ïðåîáðàçóåò äëèòåëüíîñòü èìïóëüñà â ïîñòîÿííîå íàïðÿæåíèå.

íàïðÿæåíèÿ ñìåùåíèÿ, ñîñòàâëÿþùèé âñåãî 1.2 ìêÂ/°C. Êîíäåíñàòîð C1 è ðåçèñòîð R1 çàäàþò êðóòèçíó ïðåîáðàçîâàíèÿ. Äëÿ ìèíèìèçàöèè ñêîðîñòè ñïàäà íàïðÿæåíèÿ êàñêàäà âûáîðêè-õðàíåíèÿ è «äðåéôà» èíòåãðàòîðà êîíäåíñàòîðû C1 è C2 äîëæíû áûòü ïîëèïðîïèëåíîâûìè, ïîëèñòèðîëüíûìè èëè ôòîðîïëàñòîâûìè. Äåëèòåëü R3, R4 óñòàíàâëèâàåò óðîâåíü âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ äëÿ ñðåäíåé äëèòåëüíîñòè âõîäíîãî èìïóëüñà, êîòîðàÿ â äàííîì ïðèìåðå ðàâíà 1.5 ìñ. Çàâèñèìîñòü âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ îò øèðèíû âõîäíîãî èìïóëüñà ïîêàçàíà íà Ðèñóíêå 2. Ñõåìó íà Ðèñóíêå 1 ëåãêî èçìåíÿòü, ÷òîáû ïîëó÷àòü ðàçëè÷íûå êîýôôèöèåíòû ïðåîáðàçîâàíèÿ, âûõîäíûå óðîâíè è äèàïàçîíû èçìåðåíèé äëÿ ðàçíûõ äëèòåëüíîñòåé èìïóëüñîâ. Ñõåìà ðàáîòàåò ñ èíôîðìàöèåé î øèðèíå èìïóëüñà, à íå î çíà÷åíèè êîýôôèöèåíòà çàïîëíåíèÿ. Êàñêàä âûáîðêè-õðàíåíèÿ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé àíàëîãîâîå çàïîìèíàþùåå óñòðîéñòâî, õðàíÿùåå ïîñòîÿííîå íàïðÿæåíèå, ýêâèâàëåíòíîå äëèòåëüíîñòè èìïóëüñà. ÐË

Ìàòåðèàëû ïî òåìå

ÑÕÅÌÛ

1. Datasheet Linear Technology LT1880 2. Datasheet Linear Technology LTC202

57


ÝÌÎÑ ïî ñìåùåíèþ. Äåñÿòü ëåò ñïóñòÿ Àëåêñàíäð Ðàêèòñêèé, ã. Èæåâñê

ÂÂ 2008 ãîäó â æóðíàëå «Ðàäèîëþáèòåëü» (Áåëîðóññèÿ) áûëà îïóáëèêîâàíà ìîÿ ñòàòüÿ «Îïûò ðåàëèçàöèè ÝÌÎÑ ïî ñìåùå-

íèþ» [1]. ß ïðîäîëæàë ðàáîòàòü â ýòîì íàïðàâëåíèè è ïðåäëàãàþ íà ðàññìîòðåíèå íîâûå ðåçóëüòàòû. 3

1

2

S Ïðåäâàðèòåëüíûé S óñèëèòåëü è Âõîäíîé òåìáðîîáðàáîòêà ñèãíàë

Àêóñòè÷åñêàÿ ñèñòåìà «çàêðûòûé ÿùèê»

Ãðîìêîãîâîðèòåëü ÓÌÇ×

5 4

8 K1 Ïèòàíèå äàò÷èêà K2 K3

Ñóììàòîðâû÷èòàòåëü

Ñèãíàë ñìåùåíèÿ

Ðåôëåêòîð

6

7

d Äàò÷èê K4

Áëîê ÝÌÎÑ

9 Áëîêè ïèòàíèÿ

Ñèãíàë ñìåùåíèÿ d 10 Ñèãíàë ñêîðîñòè

×P

v 11 d/dt

Ñèãíàë óñêîðåíèÿ a 12

d/dt

Ðèñóíîê 1. Ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà ÝÌÎÑ ïî ñìåùåíèþ.

58

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


3 Àêóñòè÷åñêàÿ ñèñòåìà «çàêðûòûé ÿùèê» 1

s Âõîäíîé ñèãíàë

2 Ïðåäâàðèòåëüíûé óñèëèòåëü è òåìáðîîáðàáîòêà

ÓÌÇ×

4

Ãðîìêîãîâîðèòåëü

Ðèñóíîê 2. Ñòàíäàðòíàÿ ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà ýëåêòðîàêóñòè÷åñêîãî àãðåãàòà.

Åñëè â ñòàòüå [1] ìíîãî âíèìàíèÿ óäåëÿëîñü îñíîâàì çâóêîâîñïðîèçâåäåíèÿ â íèçêî÷àñòîòíîì äèàïàçîíå, êîãäà èäåÿ åùå äî êîíöà íå îôîðìèëàñü, òî â íàñòîÿùåé ðàáîòå ãëàâíûì ñòàëà åå ÷åòêàÿ ðåàëèçàöèÿ â êîíêðåòíûõ òåõíè÷åñêèõ ðåøåíèÿõ. Ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà ÝÌÎÑ (ýëåêòðîìåõàíè÷åñêîé îáðàòíîé ñâÿçè) ïî ñìåùåíèþ ïðèâåäåíà íà Ðèñóíêå 1, ãäå 1 – ïðåäâàðèòåëüíûé óñèëèòåëü è òåìáðîáðàáîòêà, 2 – ÓÌÇ× (óñèëèòåëü ìîùíîñòè çâóêîâîé ÷àñòîòû), 3 – àêóñòè÷åñêîå îôîðìëåíèå òèïà «çàêðûòûé ÿùèê», 4 – ãðîìêîãîâîðèòåëü, 5 – äèôôóçîð (ïîäâèæíàÿ ÷àñòü ãðîìêîãîâîðèòåëÿ), 6 – ðåôëåêòîð íà ïîäâèæíîé ÷àñòè ãðîìêîãîâîðèòåëÿ, 7 – äàò÷èê ñúåìà ñìåùåíèÿ ïîäâèæíîé ÷àñòè ãðîìêîãîâîðèòåëÿ îò ñâîåãî ðàâíîâåñíîãî ïîëîæåíèÿ, 8 – ñóììàòîð-âû÷èòàòåëü, 9 – áëîêè ïèòàíèÿ äëÿ äàò÷èêà ñúåìà ñìåùåíèÿ 7, 10 – óñèëèòåëü íà Ð (Ð = 1…3), 11 è 12 – äèôôåðåíöèðóþùèå çâåíüÿ, Ê1…Ê4 – êëþ÷è äëÿ ïîäà÷è (îòêëþ÷åíèÿ) òîãî èëè èíîãî ñèãíàëà íà ñóììàòîðâû÷èòàòåëü 8. Åñëè ñèãíàë ñ âûõîäà 1 ñðàçó ïîäàòü íà âõîä 2 ÓÌÇ× (Ê1 – âêë., Ê2…Ê4 – âûêë.), òî ïîëó÷àåì ñòàíäàðòíóþ ñõåìîòåõíèêó çâóêîàêóñòè÷åñêîãî àãðåãàòà (Ðèñóíîê 2).

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

Ïîïûòîê âíåäðåíèÿ ÝÌÎÑ – ïî ñêîðîñòè, óñêîðåíèþ, çâóêîâîìó äàâëåíèþ è ò.ä. – â ýëåêòðîàêóñòèêó äëÿ óëó÷øåíèÿ çâó÷àíèÿ áûëî íåìàëî, íî øèðîêîãî ðàñïðîñòðàíåíèÿ ýòè ÝÌÎÑ íå ïîëó÷èëè. È ãëàâíîé ïðè÷èíîé ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî íå ñíèìàëîñü è íå àíàëèçèðîâàëîñü ñìåùåíèå ïîäâèæíîé ÷àñòè îò ðàâíîâåñíîãî ïîëîæåíèÿ, êîòîðîå è îïðåäåëÿåò êà÷åñòâî çâóêà, à òî÷íåå, îòêëîíåíèå ôîðìû ñìåùåíèÿ ïîäâèæíîé ÷àñòè ãðîìêîãîâîðèòåëÿ îò ôîðìû ýëåêòðè÷åñêîãî ñèãíàëà, ïîñòóïàþùåãî íà âõîä ãðîìêîãîâîðèòåëÿ, òàê êàê íå áûëî ñîîòâåòñòâóþùåé ýëåìåíòíîé áàçû äëÿ ñîçäàíèÿ ìàëîãàáàðèòíîãî è áåñêîíòàêòíîãî äàò÷èêà ñúåìà ñìåùåíèÿ ïîäâèæíîé ÷àñòè (äèôôóçîðà) ãðîìêîãîâîðèòåëÿ. Íî ýëåìåíòíàÿ áàçà ñîâåðøåíñòâóåòñÿ, è äàò÷èê ñúåìà ñìåùåíèÿ ïîäâèæíîé ÷àñòè ãðîìêîãîâîðèòåëÿ áûë ðåàëèçîâàí, – â [1] áûë îïèñàí äàò÷èê ñúåìà ñìåùåíèÿ, â êîòîðîì èñïîëüçîâàëèñü ôîòîäèîäû ÔÄ256-01 è ñâåòîäèîä BIR-O07J4G. Ýòî èçìåíèëî è ñõåìîòåõíè÷åñêèé ïîäõîä ê èñïîëüçîâàíèþ ñèãíàëà ÝÌÎÑ. Åñëè ðàíüøå ñèãíàë ÝÌÎÑ (ïî ñêîðîñòè, óñêîðåíèþ) óñèëèâàëñÿ, çàòåì òðèâèàëüíî îáðàáàòûâàëñÿ è ñóììèðîâàëñÿ ñ âûõîäíûì ñèãíàëîì áëîêà ïðåäâàðèòåëüíîãî óñèëåíèÿ è òåìáðîîáðàáîòêè, à çàòåì ïîñòóïàë íà âõîä ÓÌÇ× [2], òî òåïåðü ñèãíàë S ñ âûõîäà áëîêà ïðåäâàðèòåëüíîãî óñèëåíèÿ è òåìáðîîáðàáîòêè 1 ïîñòóïàåò íà ñóììàòîðâû÷èòàòåëü 8, ãäå ñìåøèâàåòñÿ (ñóììèðóåòñÿ-âû÷èòàåòñÿ) ñ ýëåêòðè÷åñêèìè ñèãíàëàìè, ïðîïîðöèîíàëüíûìè ñìåùåíèþ d, ñêîðîñòè v è óñêîðåíèþ a ïîäâèæíîé ÷àñòè ãðîìêîãîâîðèòåëÿ â òàêèõ ïðîïîðöèÿõ, ÷òîáû ïîëó÷èòü ìàêñèìàëüíîå ñîâïàäåíèå ôîðìû ñèãíàëà ñìåùåíèÿ, ïîñòóïàþùåãî íà âõîä êëþ÷à Ê2 è

ÑÕÅÌÛ

59


Ðèñóíîê 3. Âèä áëîêà ÝÌÎÑ – ïèòàíèå äëÿ äàò÷èêà ñúåìà ñìåùåíèÿ è îáðàáîòêà ñèãíàëà ñìåùåíèÿ äèôôóçîðà.

Ðèñóíîê 4. Âèä ïàíåëè ïèòàíèÿ ±27  äëÿ äàò÷èêà ñúåìà ñìåùåíèÿ.

ôîðìû ñèãíàëà S, ïîñòóïàþùåãî íà âõîä êëþ÷à Ê1. Ýëåêòðè÷åñêèå ñèãíàëû v è a, ïîñòóïàþùèå íà êëþ÷è Ê3 è Ê4, ñîîòâåòñòâåííî, ïîëó÷àþòñÿ îäíîêðàòíûì è äâîéíûì äèôôåðåíöèðîâàíèåì ñèãíàëà ñìåùå-

íèÿ ïîäâèæíîé ÷àñòè ãðîìêîãîâîðèòåëÿ d, ñíèìàåìîãî ñ äàò÷èêà 7. Ñ ó÷åòîì âûøåñêàçàííîãî è áûëî ïðèíÿòî òàêîå ñõåìîòåõíè÷åñêîå ïîñòðîåíèå ÝÌÎÑ IN

R1 100 ~220 Â 2 Âò C1

C4

VDS1

OUT

ST1

R4 220

ADJ

0.33 C2 + R2 5.1ê

9400.0

0.1

IN Òð-ð 1

C5

VDS2

220.0 OUT

ST2

R5 220

0.33 C3 + R3 5.1ê

0.33 C8 +

C6 + 4700.0

ADJ

9400.0

+27 Â C10

C11 0.33 C9 +

C7 + 4700.0 220.0

–27 Â

Òð-ð 1 – ÒÏÏ247-220-50 VDS1, VDS2 – W08M ST1, ST2 – LM317T

Ðèñóíîê 5. Ñõåìà áëîêà ïèòàíèÿ ±27 Â. Âñå êàê îáû÷íî. VD1 R1 100 ~220  2 Âò C1 0.1

IN C3

~5.2 Â

0.33 C2 +

16800.0

OUT

ST1

C5

ADJ

0.33 C4 + 4700.0

L1

R2

0.68 ìÃí

16.5*

C7

0.33 C6 +

+1.5  100 ìÀ

2200.0 *) äâà ðåçèñòîðà 33 Îì ïàðàëëåëüíî

ST1 – LM1117 VD1 – HER305

Ðèñóíîê 6. Ñõåìà áëîêà ïèòàíèÿ íà +1.5  100 ìÀ.

60

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


ïî ñìåùåíèþ (Ðèñóíîê 1), êîãäà áëîê ïðåäâàðèòåëüíîãî óñèëåíèÿ è òåìáðîîáðàáîòêè 1, ÓÌÇ× (áëîê 2), àêóñòè÷åñêàÿ ñèñòåìà 3 è ãðîìêîãîâîðèòåëü 4 îñòàþòñÿ ïðåæíèìè, è ââîäèòñÿ îòðàæàòåëü 6, äàò÷èê 7 ñúåìà ñìåùåíèÿ ïîäâèæíîé ÷àñòè ãðîìêîãîâîðèòåëÿ è áëîê ÝÌÎÑ, ñîñòîÿùèé, â ñâîþ î÷åðåäü, èç ñóììàòîðà-âû÷èòàòåëÿ 8, áëîêîâ ïèòàíèÿ 9, óñèëèòåëÿ ñèãíàëà ñìåùåíèÿ 10, äèôôåðåíöèðóþùèõ çâåíüåâ 11 è 12, êëþ÷åé Ê1- Ê4. Ñîáðàí áëîê ÝÌÎÑ èç îòäåëüíûõ ïëàò, ðåàëèçóþùèõ ñòðóêòóðíóþ ñõåìó íà Ðèñóíêå 1 â âèäå ìàêåòà (Ðèñóíîê 3). Íà îòäåëüíîé ïëàòå (Ðèñóíîê 4) ñîáðàí áëîê ïèòàíèÿ ±27  (áëîê 9) äëÿ ïðåîáðàçîâàòåëÿ òîê-íàïðÿæåíèå íà äàò÷èêå ñìåùåíèÿ (ñõåìà íà Ðèñóíêå 5).

Ðèñóíîê 7. Âíåøíèé âèä áëîêà ïèòàíèÿ íà +1.5 Â. R2 10ê 1

R3

3 DA1.1 8 4

1ê +15 Â –15 Â

2 C1 Ñèãíàë 2.2 ìêÔ îò äàò÷èêà

R1 200ê

R5 10ê 6

7

d

5 DA1.2 R4 200ê

R6 3ê

DA1 - TL072 DA2, DA3 - TL074 (TL084) R8 100ê

2

1

R9

100ê 3 DA2.1 4 +15 Â 11 –15 Â R11 R7 51ê 200ê

R22 100ê

2

1

R23

100ê 3 DA3.1 4 +15 Â 11 –15 Â R25 R21 51ê 200ê

C2

3.3í

R10 100ê

R13 100ê

R16 5.1ê

6

9

R17

7

10 DA2.3

5 DA2.2

R12 100ê

C3

8

R15 3ê

R14 33ê

R19 10ê 13

11

v

12 DA2.4 R20 3ê

R18 100ê

3.3í

R24 100ê

R27 100ê

6

9

7

5 DA3.2

R26 100ê

8

10 DA3.3

R28 33ê

R30 5ê R31 1ê R29 3ê

R33 10ê 13

11

a

12 DA3.4

R32 100ê

R34 3ê

Ðèñóíîê 8. Ñõåìà óñèëåíèÿ ñèãíàëà ñìåùåíèÿ è äèôôåðåíöèðóþùèõ çâåíüåâ äëÿ ïîëó÷åíèÿ ñèãíàëîâ ñêîðîñòè è óñêîðåíèÿ ñìåùåíèÿ äèôôóçîðà.

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

ÑÕÅÌÛ

61


IN

+27 Â C3

ST1

OUT

+15 Â C9

R5 220

ADJ

0.1 C1 +

0.1 C7 +

1000.0

C5 + 470.0 47.0

R1 2ê R2 330 R3 330

C6 +

R4 2ê

C2 + 1000.0

470.0 C10 R6 220 0.1

C4 ADJ

0.1 –27 Â

IN

C8 +

47.0

ST2

OUT

–15 Â

ST1 – LM317T, ST2 – LM337T

Ðèñóíîê 9. Ñõåìà ïîëó÷åíèÿ ïèòàíèÿ ±15  èç ±27 Â.

Ïèòàíèå äëÿ ñâåòîäèîäà +1.5 Â, 100 ìÀ (áëîê 9) ïðåäñòàâëåíî ñõåìîé íà Ðèñóíêå 6, âíåøíèé âèä – Ðèñóíîê 7. Äëÿ óìåíüøåíèÿ ïóëüñàöèé â ñòàíäàðòíóþ ñõåìó áûë ââåäåí äðîññåëü L1, ÷òî îáåñïå÷èëî íèçêèé óðîâåíü øóìîâ ïî ïèòàíèþ, à äëÿ óìåíüøåíèÿ íàâîäîê áûë ââåäåí äèîä Ä220 íà äàò÷èêå ñúåìà ñìåùåíèÿ 7. Óñèëèòåëü íà Ð è äèôôåðåíöèðóþùèå çâåíüÿ (Ðèñóíîê 8) ñîâìåùåíû íà ïëàòå âìåñòå ñî ñòàáèëèçàòîðîì íà ±15  (Ðèñóíîê 9). Ðàáîòà äèôôåðåíöèðóþùåãî çâåíà

Ðèñóíîê 10. Âèä ïëàòû îáðàáîòêè ñèãíàëà ñìåùåíèÿ è íàïðÿæåíèé ïèòàíèÿ ±15 Â.

62

îïèñàíà â [3], âíåøíèé âèä ïëàòû ïîêàçàí íà Ðèñóíêå 10. Ñóììàòîð-âû÷èòàòåëü, ðàáîòà êîòîðîãî îïèñàíà â [4], ñîáðàí ïî ñõåìå íà Ðèñóíêå 11, âíåøíèé âèä ïëàòû ïîêàçàí íà Ðèñóíêå 12. Êîììóòàöèÿ ñèãíàëà îò áëîêà ïðåäóñèëèòåëÿ è òåìáðîîáðàáîòêè íà áëîê ÝÌÎÑ, è îò íåãî íà ÓÌÇ× ïðîèñõîäèò ñ ïîìîùüþ ðàçúåìîâ òèïà «òþëüïàí». Êîììóòàöèÿ íà äàò÷èê ñúåìà ñìåùåíèÿ ïèòàþùèõ íàïðÿæåíèé, è ñ íåãî íà áëîê ÝÌÎÑ ñèãíàëà ñìåùåíèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ ðàçúåìà ÐÏ15-9Ø. Îñíîâíûì óçëîì ÿâëÿåòñÿ äàò÷èê ñúåìà ñìåùåíèÿ ïîäâèæíîé ÷àñòè ãðîìêîãîâîðèòåëÿ îò ðàâíîâåñíîãî ïîëîæåíèÿ. Áûëà ïîäîáðàíà íîâàÿ ïàðà «ñâåòîäèîä-ôîòîäèîä»: ñâåòîäèîä SFH 4550 è ôîòîäèîä BPW34. Ñõåìà äàò÷èêà ïðèâåäåíà íà Ðèñóíêå 13, âíåøíèé âèä – íà Ðèñóíêàõ 14, 15. Åñëè äëÿ äàò÷èêà ñúåìà ñìåùåíèÿ èç [1] ôîòîäèîäû ÔÄ-256-01 ïîäáèðàëèñü ïî ïàðàìåòðàì â ïðåäåëàõ ±20% èç-çà áîëüøîãî ðàçáðîñà, òî äëÿ ôîòîäèîäîâ BPW34 ýòîãî íå òðåáóåòñÿ. Ìàòåðèàë äëÿ ðåôëåêòîðà áûë íàéäåí â ðåçóëüòàòå ýêñïåðèìåíòîâ ñ ðàçëè÷íûìè îòðàæàþùèìè ïëåíêàìè. Ëó÷øèìè ñòàëè ïëåíêè èç ïîä… êîøà÷üåãî êîðìà «KityÊat» (Ðèñóíîê 16) è êîôå «Àrîmà» èëè «Eagle Premium».

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


R15 200ê

R13 100ê 1

R14

3 DA1.1 8 4

200ê +15 Â –15 Â

2

K1

d

K3

v

K4

a

ê ÓÌÇ×

7 R16 3ê

DA1 – TL072 (TL082, NE5532) R9

100ê K2

5 DA1.2

R5 100ê R1

S

6

100ê

R5 100ê R2

R10

100ê

100ê

R5 100ê R3

R11

100ê

100ê

R5 100ê R4

R12

100ê

100ê

Ðèñóíîê 11. Ñõåìà ñóììàòîðà-âû÷èòàòåëÿ.

Êðåïèòñÿ ïëåíêà ñ ïîìîùüþ äâóõñòîðîííåãî ñêîò÷à, ïåðåä ýòèì åå íåîáõîäèìî òùàòåëüíî ðàçãëàäèòü. Ðàáîòà êðîïîòëèâàÿ, òðåáóåò îïðåäåëåííîãî íàâûêà, ïîýòîìó ñîâåò – ïîòðåíèðóéòåñü íà ÷åì-òî ïîäîáíîì, îòñó-

Ðèñóíîê 12. Âèä ïàíåëè ñóììàòîðà-âû÷èòàòåëÿ.

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

òñòâèå îïûòà ìîæåò ïðèâåñòè ê ïîð÷å äîðîãîãî äèíàìèêà! Áëîê ÝÌÎÑ ñîáðàí, äàò÷èê ñúåìà ñìåùåíèÿ ïîäâèæíîé ÷àñòè ãðîìêîãîâîðèòåëÿ è ðåôëåêòîð èçãîòîâëåíû – ïðèñòóïàåì ê ñáîðêå è ðåãóëèðîâêå ÝÌÎÑ: ! Òùàòåëüíî íàêëåèâàåì ðåôëåêòîð íà îäíó ïîâåðõíîñòü äâóõñòîðîííåãî ñêîò÷à, áåç ìîðùèí è ñòÿæåê. ! Îáðåçàåì ïî ïåðèìåòðó ëèøíèé ñêîò÷, ôîðìà äîëæíà áûòü ñèììåòðè÷íà. ! Ñíèìàåì ïëåíêó ñ îáðàòíîãî ñëîÿ ñêîò÷à è àêêóðàòíî íàêëåèâàåì ðåôëåêòîð íà âíóòðåííåþ ïîâåðõíîñòü ïîäâèæíîé ÷àñòè ãðîìêîãîâîðèòåëÿ, îñòîðîæíî ïðèæèìàåì ê ïîâåðõíîñòè äèôôóçîðà è ðàçãëàæèâàåì (Ðèñóíîê 17). ! Óñòàíàâëèâàåì äàò÷èê îïðåäåëåíèÿ ñìåùåíèÿ íàä ðåôëåêòîðîì – íàïðàâëåíèå ëó÷à ñâåòîäèîäà ïåðïåíäèêóëÿðíî ïîâåð-

ÑÕÅÌÛ

63


82ï

C3 R1 1Ì

VD1

VD2

+ 1.5  100 ìÀ

C1 0.1

VD3 VD4 VD5 VD6 VD7 VD8 2

6

3 DA1 7 4

+ C2 47.0

– VD1 – Ä220 VD2 – SFH 4550 VD3…VD3 – BPW34 DA1 – NE5534

+27 Â –27 Â

C4

C5

0.1

0.1

Ðèñóíîê 13. Ñõåìà äàò÷èêà ñúåìà ñìåùåíèÿ ïîäâèæíîé ÷àñòè (äèôôóçîðà) ãðîìêîãîâîðèòåëÿ.

õíîñòè ðåôëåêòîðà, ðåôëåêòîð äîëæåí áûòü îñâåùåí ïðèìåðíî ïî ñåðåäèíå. Äëÿ êîíòðîëÿ ìîæíî èñïîëüçîâàòü öèôðîâîé ôîòîàïïàðàò – íà âèäåîýêðàíå ýòî áóäåò ÿðêî-áåëîå ïÿòíî.

Ðèñóíîê 14. Âèä äàò÷èêà ñúåìà ñìåùåíèÿ íà ãðîìêîãîâîðèòåëå ñâåðõó.

Ðèñóíîê 15. Âèä äàò÷èêà ñúåìà ñìåùåíèÿ ñíèçó.

64

! Êîíñòðóêöèÿ êðåïåæà äàò÷èêà – íà Âàøå óñìîòðåíèå, íî îíà äîëæíà áûòü æåñòêîé, íå äîïóñêàþùåé êîëåáàíèé è áîëòàíèÿ. ! Âûáèðàåì ðàññòîÿíèå äî ðåôëåêòîðà. Çäåñü íóæíî òåðïåíèå è ïîíèìàíèå. Äåëî â òîì, ÷òî íà âûõîäå ïðåîáðàçîâàòåëÿ òîêíàïðÿæåíèå (NE5534) äàò÷èêà ñúåìà ñìåùåíèÿ (Ðèñóíîê 13) ìû èìååì ïîñòîÿííîå íàïðÿæåíèå, çàâèñÿùåå îò ðàññòîÿíèÿ

Ðèñóíîê 16. Âèä ïëåíêè äëÿ ðåôëåêòîðà – î÷åíü óäà÷íîå KNOW-HOW!

Ðèñóíîê 17. Âèä ðåôëåêòîðà, óêðåïëåííîãî íà äèôôóçîðå ãðîìêîãîâîðèòåëÿ.

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


Ðèñóíîê 18. Ñèãíàë S ñ âõîäà êëþ÷à Ê1.

Ðèñóíîê 19. Ñèãíàë ñìåùåíèÿ äèôôóçîðà d ñ âõîäà êëþ÷à Ê2, ÝÌÎÑ íå âêëþ÷åíà.

! Íà âõîä áëîêà ïðåäóñèëèòåëÿ è òåìáðîîáðàáîòêè ïîäàåì íèçêî÷àñòîòíûé ìóçûêàëüíûé ñèãíàë S, íàïðèìåð, ðåìèêñ «HANDS UP» ãðóïïû «ÎTTOWAN», è ñ âõîäà êëþ÷à Ê1 (Ê1 çàìêíóò, Ê2, Ê3 è Ê4 – ðàçîìêíóòû) ïîäàåì åãî íà ïåðâûé âõîä îñöèëëîãðàôà (Ðèñóíîê 18), à ñèãíàë ñìåùåíèÿ d ñ âõîäà êëþ÷à Ê2 ïîäàåì íà âòîðîé âõîä îñöèëëîãðàôà (Ðèñóíîê 19). Çàìûêàåì êëþ÷è Ê2, Ê3 è Ê4, ïîäàâàÿ íà ñóììàòîð-âû÷èòàòåëü ýëåêòðè÷åñêèå ñèãíàëû ñìåùåíèÿ d, ñêîðîñòè v è óñêîðåíèÿ a ïîäâèæíîé ÷àñòè ãðîìêîãîâîðèòåëÿ. Ðåãóëèðîâî÷íûìè ñîïðîòèâëåíèÿìè R2R4 ìàêñèìàëüíî ïîäãîíÿåì ôîðìó îãèáàþùåé ñèãíàëà ñìåùåíèÿ íà âõîäå Ê2 ê ôîðìå îãèáàþùåé ñèãíàëà íà âõîäå Ê1 (Ðèñóíîê 20). ! …è ñëóøàåì ìóçûêó. Êîðïóñ àêóñòè÷åñêîé ñèñòåìû – îò ÀÑ «Êîðâåò» (Ðèñóíîê 21). ÓÌÇ× íà ìèêðîñõåìå ÒDA7294 âçÿò èç [1], ïðåäóñèëèòåëü è òåìáðîáëîê ñîáðàíû íà ÎÓ NE5532. Àíàëèçèðóÿ Ðèñóíêè 18, 19, 20 è ñðàâíèâàÿ çâó÷àíèå íèçêî÷àñòîòíîãî ìóçûêàëüíîãî ñèãíàëà áåç èñïîëüçîâàíèÿ ÝÌÎÑ è ïðè åå âêëþ÷åíèè, ìîæíî ñäåëàòü ñëåäóþùèå âûâîäû: ! Çâó÷àíèå àêóñòèêè ïðè âêëþ÷åíèè ÝÌÎÑ ñòàëî ãîðàçäî áîëåå ÷åòêèì è òî÷íûì, çâóê

Ðèñóíîê 20. Ñèãíàë ñìåùåíèÿ äèôôóçîðà d ñ âõîäà êëþ÷à Ê2, ÝÌÎÑ âêëþ÷åíà.

ìåæäó ñâåòîäèîäîì è ðåôëåêòîðîì, ìîäóëèðîâàííîå ñèãíàëîì ñìåùåíèÿ, íàïðèìåð, ñèíóñîèäîé. Åñëè ðàññòîÿíèå áóäåò áîëüøèì, íàïðèìåð, 11 ñì, òî íà âûõîäå áóäåò ïîñòîÿííîå íàïðÿæåíèå ïîðÿäêà +(8.5-10)  ñ àìïëèòóäîé ñèãíàëà ñìåùåíèÿ, íàïðèìåð, ñèíóñîèäû ±(0.8-1.0) Â. Åñëè ñáëèçèì äî 5 ñì, ïîëó÷èì ïîñòîÿííîå ñìåùåíèå +(22-22.5)  è íåñèììåòðè÷íóþ ñèíóñîèäó ñ +5 Â è –7.5 Â. Òàêèì îáðàçîì, èùåì íóæíîå ðàññòîÿíèå, êîãäà ó ñèãíàëà áóäåò è ïðèåìëåìàÿ àìïëèòóäà, è ñèììåòðèÿ.  íàøåì ñëó÷àå îíî ñîñòàâèëî (7375) ìì, ÷òî äàëî íà âûõîäå ñèììåòðè÷íóþ íåèñêàæåííóþ ñèíóñîèäó ñ àìïëèòóäîé ±(2.4-2.5) Â.

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

Ðèñóíîê 21. Âíåøíèé âèä ÀÑ ñ ïðèìåíåíèåì ÝÌÎÑ ïî ñìåùåíèþ – áëîê ÝÌÎÑ ñòîèò íà ÀÑ. Äèíàìèê, èñïîëüçîâàííûé â ÀÑ – «MYSTERY» MJS12F (12 äþéìîâ).

ÑÕÅÌÛ

65


íèçêî÷àñòîòíûõ èíñòðóìåíòîâ ñòàë áîëåå ïðîðàáîòàííûì è äåòàëüíûì, èñ÷åçëà ãóëêîñòü è çàòÿíóòîñòü çâó÷àíèÿ èç-çà ðåçîíàíñíûõ ñâîéñòâ äèíàìèêà è êîðïóñà ÀÑ. Ýòî ñâÿçàíî ñ ãîðàçäî áîëåå òî÷íûì ïîâòîðåíèåì äèôôóçîðîì äèíàìèêà ôîðìû îãèáàþùåé êîëåáàíèé ìóçûêàëüíîãî ñèãíàëà, îñîáåííî ïåðåäíåãî ôðîíòà çâóêîâîãî ñèãíàëà – àòàêè è çàäíåãî ôðîíòà – çàòóõàíèÿ, ÷òî ïîäòâåðæäàåò íàáëþäåíèå, èìåþùååñÿ â [5], ñîãëàñíî êîòîðîìó èìåííî ôðîíòû ìóçûêàëüíîãî ñèãíàëà èíôîðìàöèîííî îïðåäåëÿþò çâó÷àíèå ñîîòâåòñòâóþùåãî èíñòðóìåíòà, çíà÷èòåëüíî òî÷íåå ïåðåäàåòñÿ âèáðàòî – ìîäóëÿöèÿ çâóêîâîãî ñèãíàëà. ! Àìïëèòóäà ñìåùåíèÿ óìåíüøèëàñü ïî÷òè â äâà ðàçà, íî ïðè ýòîì óðîâåíü çâóêà, èäóùåãî îò àêóñòè÷åñêîé ñèñòåìû, ïðàêòè÷åñêè íå óìåíüøèëñÿ. ! Ðàñøèðåíèå ÷àñòîòíîãî äèàïàçîíà Í× ãðîìêîãîâîðèòåëÿ äàåò âîçìîæíîñòü ïîëíîñòüþ âîñïðîèçâîäèòü ñïåêòð íèçêî÷àñòîòíûõ èíñòðóìåíòîâ èç îäíîãî àêóñòè÷åñêîãî àãðåãàòà, ëîêàëèçóÿ èñòî÷íèê çâóêà. Äàò÷èê ïîëíîñòüþ ìåõàíè÷åñêè è ãàëüâàíè÷åñêè ðàçâÿçàí ñ ãðîìêîãîâîðèòåëåì, òî åñòü, ñ èñïîëüçîâàíèåì äàííîé ÝÌÎÑ âîçìîæíà äîðàáîòêà øèðîêîãî êëàññà Í× ãðîìêîãîâîðèòåëåé, ïåðåâîäÿùàÿ èõ çâó÷àíèå â áîëåå âûñîêèé êëàññ. Ïðè ýòîì ñòîèìîñòü áëîêà ÝÌÎÑ è äàò÷èêà âåñüìà ñêðîìíà ïî

66

ñðàâíåíèþ ñ öåíàìè àêóñòè÷åñêèõ àãðåãàòîâ, óñèëèòåëåé è ïðî÷åãî äîðàáàòûâàåìîãî îáîðóäîâàíèÿ. ÐË

Ëèòåðàòóðà: 1. À. Ðàêèòñêèé. «Îïûò ðåàëèçàöèè ÝÌÎÑ ïî ñìåùåíèþ» 2. Ñïðàâî÷íèê. Áûòîâàÿ ýëåêòðîàêóñòè÷åñêàÿ àïïàðàòóðà. «ÊÓáÊ-à», Ìîñêâà, 1996 ã., ñòð. 26 – 31. 3. À.Ã. Àëåêñååíêî, Å.À. Êîëîìáåò, Ã.È. Ñòàðîäóá. «Ïðèìåíåíèå ïðåöèçèîííûõ àíàëîãî- âûõ ÈÑ». Ìîñêâà, «Ðàäèî è ñâÿçü», 1981 ã., ñòð. 82 – 84. 4. Ëèõà÷åâ Â. «Ïðàêòè÷åñêèå ñõåìû íà îïåðàöèîííûõ óñèëèòåëÿõ». – Ìîñêâà, «Ðàäèî è ñâÿçü», 1982 ã., ñòð. 32 – 34. 5. À.À. Àëäîøèíà, Ý.È. Âîëîãäèí è äð. Ïîä îáùåé ðåäàêöèåé Þ.À. Êîâàëãèíà. «Ýëåêòðîàêóñòèêà è çâóêîâîå âåùàíèå». Ó÷åáíîå ïîñîáèå äëÿ âóçîâ. – Ì., «Ãîðÿ÷àÿ ëèíèÿ – Òåëåêîì», «Ðàäèî è ñâÿçü», 2007 ã., ñòð. 60.

Ìàòåðèàëû ïî òåìå

ÑÕÅÌÛ

1. Datasheet OSRAM Opto SFH 4550 2. Datasheet Vishay BPW34 3. Datasheet Texas Instruments LM317 4. Datasheet Texas Instruments LM337 5. Datasheet Texas Instruments LM1117 6. Datasheet Texas Instruments NE5534 7. Datasheet Texas Instruments TL072 8. Datasheet Texas Instruments TL074 9. Datasheet MOSPEC HER305

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


íàñòîÿùåå íåìåöêîå êà÷åñòâî

èíñòðóìåíò äëÿ ðàçäåëêè êàáåëÿ è ñíÿòèÿ èçîëÿöèè êîíòðîëüíîèçìåðèòåëüíîå îáîðóäîâàíèå

ïðîìûøëåííûå êîðïóñà âûêëþ÷àòåëè äàò÷èêè êëåììû íà DIN ðåéêó è äëÿ ïå÷àòíûõ ïëàò


Ïðîñòàÿ ñõåìà íåëèíåéíîãî àòòåíþàòîðà Abel Raynus EDN

Ï

Ïðè ðàçðàáîòêå àíàëîãîâîé ñõåìû âàì ìîæåò ïîòðåáîâàòüñÿ óñèëèòåëü ñ íåëèíåéíîé ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòåðèñòèêîé, íàïðèìåð, ëîãàðèôìè÷åñêîé, ýêñïîíåíöèàëüíîé èëè êâàäðàòè÷íîé. Îáû÷íî òàêèå óñèëèòåëè äîâîëüíî ñëîæíû. Îäíàêî íå âñåãäà ïðîåêò òðåáóåò ìàòåìàòè÷åñêîé òî÷íîñòè. Ê ïðèìåðó, âàì ìîæåò ïîíàäîáèòüñÿ ïðîñòî óâåëè÷èòü äèíàìè÷åñêèé äèàïàçîí óñèëèòåëÿ èëè ïðåäîòâðàòèòü íàñûùåíèå â ðàñøèðåííîì äèàïàçîíå âõîäíûõ íàïðÿæåíèé. Îïèñàííàÿ íèæå ñõåìà îñíîâàíà íà íåëèíåéíîì àòòåíþàòîðå íàïðÿæåíèÿ ñ êîýôôèöèåíòîì îñëàáëåíèÿ m = VATT/VIN, óïðàâëÿåìûì âõîäíûì íàïðÿæåíèåì (Ðèñóíîê 1à). Åñëè âõîäíîå íàïðÿæåíèå äîñòàòî÷íî ìàëî äëÿ òîãî, ÷òîáû äèîä D1 áûë çàêðûò, m = 1. Êîãäà ïî ìåðå óâåëè÷åíèÿ âõîäíîå íàïðÿæåíèå äîñòèãàåò îïðåäåëåííîãî ïîðîãà VTH, äèîä íà÷èíàåò ïðîâîäèòü òîê, è êîýôôèöèåíò îñëàáëåíèÿ óìåíüøàåòñÿ.

R0 10k

Íîâîå çíà÷åíèå m çàâèñèò îò ñîïðîòèâëåíèé ðåçèñòîðîâ R0 è R2. Âåëè÷èíó ïîðîãà VTH îïðåäåëÿþò R1 è R2. Îöåíèòü âåëè÷èíû R1 è R2 äëÿ çàäàííûõ çíà÷åíèé R0, VTH è m ìîæíî ñ ïîìîùüþ ñëåäóþùèõ ôîðìóë:

R2 = R0

m , 1- m

ö æ VR R1 = R 0 çç - 1÷÷ , ø è VTH - VD ãäå VD – ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ íà äèîäå D1, VR – ïîñòîÿííîå íàïðÿæåíèå, ïðèëîæåííîå ê ðåçèñòîðàì R1 è R2. Îáðàòèòå âíèìàíèå, ÷òî âûáîðîì ñîîòâåòñòâóþùåãî êîýôôèöèåíòà îñëàáëåíèÿ m è

VATT

VIN 5V

R1 = 3k

2

R1 = 4.7k

D1

V1 R2 1.8k

R1 = 7.5k

VATT

R1

1

R1 = 18k

1N5817

m = 0.16

R1 = 47k

0

1

3

2

4

5

VIN

(à)

(á)

Ðèñóíîê 1. Ìàíèïóëèðóÿ ñîïðîòèâëåíèåì ðåçèñòîðà àòòåíþàòîðà (à), ìîæíî ìåíÿòü ïîðîãè äëÿ óïðàâëåíèÿ õàðàêòåðîì íåëèíåéíîñòè (á).

68

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


10k

5V

100k 5V 2

R0 10k

VIN

3 5V

LM2904

+

1N5817

8 1

VOUT

1N5817

4

5V 2

5.6k

2.7k

3

VIN 1N5817

1N5817

LM2904 +

1

VOUT

4

(à)

240

56

8

(à)

VOUT

A2

VOUT

3

2

A1

1

A0 0

(á)

1

2

3

4

5

(á)

VIN

VTH1 VTH2

VIN

Ðèñóíîê 2. Ìíîãîêàñêàäíûé íåëèíåéíûé àòòåíþàòîð (à) ìîæåò ðàñøèðèòü äèíàìè÷åñêèé äèàïàçîí óñèëèòåëÿ (á).

Ðèñóíîê 3. Íåëèíåéíûé àòòåíþàòîð â öåïè îáðàòíîé ñâÿçè (à) ïîçâîëÿåò àïïðîêñèìèðîâàòü êâàäðàòè÷íóþ õàðàêòåðèñòèêó (á).

ïîðîãîâîãî íàïðÿæåíèÿ VTH äëÿ êàæäîãî îòðåçêà ïåðåäàòî÷íîé ôóíêöèè ôîðìó ðåçóëüòèðóþùåé õàðàêòåðèñòèêè ìîæíî ñäåëàòü ëþáîé. Ëèíåéíàÿ àïïðîêñèìàöèÿ óäîáíà äëÿ ðàñ÷åòîâ, îäíàêî ðåàëüíûé êîýôôèöèåíò îñëàáëåíèÿ âáëèçè ïîðîãîâîãî íàïðÿæåíèÿ èçìåíÿåòñÿ ïëàâíî. Äëÿ ðàñøèðåíèÿ äèàïàçîíà ðåãóëèðîâàíèÿ èñïîëüçóéòå äèîäû Øîòòêè. Ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà àòòåíþàòîðà äëÿ ïîñòîÿííîãî êîýôôèöèåíòà îñëàáëåíèÿ m = 0.16 è ðàçíûõ ïîðîãîâûõ íàïðÿæåíèé ïîêàçàíà íà Ðèñóíêå 1á. Èçìåðåííîå íàïðÿæåíèå V1 = VTH – VD. Äëÿ óâåëè÷åíèÿ äèíàìè÷åñêîãî äèàïàçîíà óñèëè-

òåëÿ íåëèíåéíûé àòòåíþàòîð âêëþ÷àþò íà åãî âõîäå. ×òîáû ðàñøèðèòü äèàïàçîí, ìîæíî èñïîëüçîâàòü äâóõêàñêàäíûé àòòåíþàòîð (Ðèñóíîê 2à). Õàðàêòåðèñòèêà óñèëèòåëÿ ñ òàêèì àòòåíþàòîðîì èçîáðàæåíà íà Ðèñóíêå 2á. Îáëàñòü ïðèìåíåíèÿ íåëèíåéíîãî àòòåíþàòîðà íå îãðàíè÷åíà ëèøü óâåëè÷åíèåì äèíàìè÷åñêîãî äèàïàçîíà. Ìîæíî, íàïðèìåð, àïïðîêñèìèðîâàòü êâàäðàòè÷íûé îòêëèê, âêëþ÷èâ àòòåíþàòîð â öåïü îáðàòíîé ñâÿçè (Ðèñóíîê 3). ÐË

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

Ìàòåðèàëû ïî òåìå

ÑÕÅÌÛ

1. Datasheet STMicroelectronics LM2904

69


Ñâåðõìàëîìîùíûé

ãåíåðàòîð ïåðèîäè÷åñêîãî ñáðîñà Philip Simpson, Maxim Integrated Application Note 1186

Â

 ñëó÷àÿõ, êîãäà òðåáóåòñÿ ãàðàíòèðîâàòü íàäåæíóþ ðàáîòó óñòðîéñòâà, óïðàâëÿåìîãî ïðîöåññîðîì, î÷åíü ÷àñòî ðàçðàáîò÷èêè, íå äîâåðÿÿ ñòîðîæåâûì òàéìåðàì, âûáèðàþò âàðèàíò ïåðèîäè÷åñêîãî ñáðîñà ïðîöåññîðà.  ñèñòåìàõ ñ íèçêèì ýíåðãîïîòðåáëåíèåì ãåíåðàòîð ïåðèîäè÷åñêîãî ñáðîñà ìîæåò ïîòðåáëÿòü çíà÷èòåëüíóþ ÷àñòü îáùåãî òîêà ñèñòåìû, èëè íå ìîæåò ãàðàíòèðîâàííî ðàáîòàòü ïðè íèçêèõ íàïðÿæåíèÿõ.  ýòîé ñòàòüå îïèñûâàåòñÿ ìàëîïîòðåáëÿþùèé ãåíåðàòîð ñáðîñà, ðàç â ñåêóíäó ôîðVCC

VCC VCC

10M 10M

RP 270K

MAX919

10M

+

CP

1nF

D1 1N4148

Âûõîä ñáðîñà

R1 7M1 C1 130nF

Ðèñóíîê 1. Ýòà ñõåìà ñáðîñà, ïîòðåáëÿþùàÿ òîê ìåíåå 1 ìêÀ, ôîðìèðóåò 100-ìèêðîñåêóíäíûå èìïóëüñû êàæäûå 1.3 ñ.

70

ìèðóþùèé èìïóëüñû íèçêîãî óðîâíÿ äëèòåëüíîñòüþ 100 ìêñ.  äèàïàçîíå íàïðÿæåíèé ïèòàíèÿ îò 1.8  äî 5.5  ïåðèîä èìïóëüñîâ ïðàêòè÷åñêè íå ìåíÿåòñÿ, à òîê ïîòðåáëåíèÿ ñîñòàâëÿåò ìåíåå 1 ìêÀ (Ðèñóíîê 1). Ñõåìà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íåìíîãî âèäîèçìåíåííûé îáû÷íûé àâòîêîëåáàòåëüíûé ãåíåðàòîð ñ äèôôåðåíöèàòîðîì è äèîäíûì îãðàíè÷èòåëåì íà âûõîäå. Øèðèíó èìïóëüñà ìîæíî èçìåíÿòü ïîäáîðîì íîìèíàëîâ CP èëè RP, à äëÿ ñìåíû ïîëÿðíîñòè ïîòðåáóåòñÿ âêëþ÷èòü â ïðîòèâîïîëîæíîì íàïðàâëåíèè äèîä D1. Ïåðèîä êîëåáàíèé ðåãóëèðóåòñÿ ýëåìåíòàìè R1 èëè C1. Äëÿ ýòîé ñõåìû èäåàëüíî ïîäõîäèò êîìïàðàòîð MAX919 â êîðïóñå SOT23, ïîòðåáëÿþùèé òîê 350 íÀ îò èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ, íàïðÿæåíèå êîòîðîãî ìîæåò íàõîäèòüñÿ â äèàïàçîíå îò 1.8  äî 5.5 Â. Èçìåðåíèÿ â ïîëíîé ñõåìå ïîêàçàëè, ÷òî ïîòðåáëÿåìûé åþ òîê ïðè 25 °C ñîñòàâëÿåò ìåíåå 1 ìêÀ, ïîçâîëÿÿ ñõåìå ðàáîòàòü îò îäíîãî ëèòèåâîãî ýëåìåíòà òèïîðàçìåðà AA â òå÷åíèå 250 ëåò! Ïðè òùàòåëüíîì âûáîðå êîìïîíåíòîâ ñõåìà ìîæåò ãåíåðèðîâàòü èìïóëüñû ñ ïåðèîäîì îò ìèëëèñåêóíä äî ìèíóò. Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ õîðîøåé òåìïåðàòóðíîé ñòàáèëüíîñòè ðåçèñòîðû R1 è RP äîëæíû áûòü ìåòàëëîïëåíî÷íûìè, à êîíäåíñàòîðû C1 è CP ñëåäóåò âûáèðàòü ñ äèýëåêòðèêîì NP0. Ñ÷èòàÿ, ÷òî ñõåìà ðàáîòàåò íà ÊÌÎÏ âõîä ñ âûñîêèì

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


Ðèñóíîê 2. Âûõîä êîìïàðàòîðà. Ãîðèçîíòàëüíàÿ øêàëà: 200 ìñ/äåë; âåðòèêàëüíàÿ øêàëà: 1 Â/äåë; íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ: 4.5 Â; àìïëèòóäà: 4.48 Â ïèê-ïèê; ïåðèîä: 1.310 ñ.

Ðèñóíîê 4. Âûõîä ñõåìû. Ãîðèçîíòàëüíàÿ øêàëà: 100 ìêñ/äåë; âåðòèêàëüíàÿ øêàëà: 1 Â/äåë; íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ: 4.5 Â; øèðèíà èìïóëüñà (ïî óðîâíþ 30%): 100 ìêñ.

Ðèñóíîê 3. Âûõîä êîìïàðàòîðà. Ãîðèçîíòàëüíàÿ øêàëà: 200 ìñ/äåë; âåðòèêàëüíàÿ øêàëà: 500 ìÂ/äåë; íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ: 1.7 Â; àìïëèòóäà: 1.7  ïèê-ïèê; ïåðèîä: 1.308 ñ.

Ðèñóíîê 5. Âûáðîñ íà âûõîäå ñõåìû. Ãîðèçîíòàëüíàÿ øêàëà: 50 ìêñ/äåë; âåðòèêàëüíàÿ øêàëà: 50 ìÂ/äåë; íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ: 4.5 Â; âåëè÷èíà âûáðîñà: 162 ìÂ.

âõîäíûì ñîïðîòèâëåíèåì è ëîãè÷åñêèì ïîðîãîì 30% îò íàïðÿæåíèÿ øèíû ïèòàíèÿ, äëÿ âûáîðà íîìèíàëîâ êîìïîíåíòîâ, îïðåäåëÿþùèõ äëèòåëüíîñòü è ïåðèîä èìïóëüñîâ, ìîæíî èñïîëüçîâàòü ñëåäóþùèå ôîðìóëû:

Èçìåðåííàÿ øèðèíà èìïóëüñà îêàçàëàñü ðàâíà: ! 1.308 ñ ïðè íàïðÿæåíèè ïèòàíèÿ 4.5 Â, ! 1.306 ñ ïðè íàïðÿæåíèè ïèòàíèÿ 1.8 Â. ÐË

Øèðèíà èìïóëüñà @ 0.36 RPCP

Ìàòåðèàëû ïî òåìå

Ïåðèîä @ 1.4 R1C1

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

1. Datasheet Maxim Integrated MAX917

ÑÕÅÌÛ

71


Òðèããåðíàÿ ñõåìà íà îñíîâå ðåëå çàïîìèíàåò ñâîå ñîñòîÿíèå ïðè ñáîÿõ ïèòàíèÿ Tommy Tyler Electronic Design

Ýòà îñíîâàííàÿ íà ýëåêòðîìåõàíè÷åñêèõ ðåëå ñõåìà ìîæåò áåñêîíå÷íî äîëãî ñîõðàíÿòü ñâîå ñîñòîÿíèå, äàæå ïðè âûêëþ÷åííîì ïèòàíèè. Ñõåìà íå ïîòðåáëÿåò ýíåðãèè, çà èñêëþ÷åíèåì ìîìåíòîâ âðåìåíè, êîãäà îíà ïåðåêëþ÷àåòñÿ èç îäíîãî ñîñòîÿíèÿ â äðóãîå.

Â

Âî ìíîæåñòâå âàðèàíòîâ ñõåì óïðàâëåíèÿ âêëþ÷åíèåì/âûêëþ÷åíèåì èñïîëüçóåòñÿ êàêàÿ-ëèáî ðàçíîâèäíîñòü òðèããåðà, ðåàãèðóþùàÿ íà íàæàòèå êíîïêè èëè èíîå óïðàâëÿþùåå âîçäåéñòâèå. Âî âñåõ ñëó÷àÿõ èíôîðìàöèÿ î òåêóùåì ñòàòóñå òåðÿåòñÿ ïðè âûêëþ÷åíèè ïèòàíèÿ, ïîýòîìó ïî óìîë÷àíèþ ñõåìà

óñòàíàâëèâàåòñÿ â ñîñòîÿíèå «âûêëþ÷åíî», è èíîãäà òàêàÿ ñèòóàöèÿ äàæå ïðåäïî÷òèòåëüíà. Íî åñëè âàøå óñòðîéñòâî äîëæíî ïîìíèòü ñîñòîÿíèå, â êîòîðîì îíî íàõîäèëîñü â ìîìåíò èñ÷åçíîâåíèÿ ïèòàíèÿ, è âîññòàíîâèòü ýòî ñîñòîÿíèå, êîãäà ïèòàíèå ïîÿâèòñÿ âíîâü, ìîæåò âîçíèêíóòü ïðîáëåìà.

C1, C2 = 100/16 Â D1, D2 = 1N4148 R1 = 1K

K1 PB1114-ND

K1A 125 Îì

K1B 125 Îì

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

D1 +

C1

R1

10 9 8 7 6

K1 1 2 3 4 5

+ 5 Â DC –

+

C2 S1

ÍÀÃÐÓÇÊÀ D2

Ðèñóíîê 1.  òàêîì âêëþ÷åíèè áåç àêòèâíûõ ýëåêòðîííûõ êîìïîíåíòîâ ýòî äâóõêàòóøå÷íîå ðåëå ðàáîòàåò êàê òðèããåð-çàùåëêà è ñîõðàíÿåò ñâîå ñîñòîÿíèè äàæå ïðè âûêëþ÷åíèè ïèòàíèÿ.

72

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


K1 PB2024-ND

K1A 42 Îì

K1B 42 Îì

1 2 3 4 5 6 7 8 9

C1, C2 = 100/16 Â D1, D2 = 1N4148 R1 = 1K

9

8

7

6

2

3

4

K1

5

D1 +

R1

C1

1

+ 5 Â DC –

+

C2 S1

ÍÀÃÐÓÇÊÀ D2

Ðèñóíîê 2.  ýòîì âèäîèçìåíåííîì âàðèàíòå îðèãèíàëüíîé ñõåìû èñïîëüçóåòñÿ ðåëå, êàòóøêà êîòîðîãî èìååò îòâîä îò ñåðåäèíû. Êîììóòèðóåìûé òîê óâåëè÷èëñÿ â ÷åòûðå ðàçà.

Íèæå îïèñàíà òðèããåðíàÿ ñõåìà, çàïîìèíàþùàÿ ñâîå ñîñòîÿíèå íà áåñêîíå÷íîå âðåìÿ ïðè âûêëþ÷åíèè ïèòàíèÿ. Áîëåå òîãî, ñõåìà íå ïîòðåáëÿåò íèêàêîé ýíåðãèè, êðîìå êîðîòêèõ èíòåðâàëîâ âðåìåíè, â òå÷åíèå êîòîðûõ îíà ïåðåêëþ÷àåòñÿ èç îäíîãî ñîñòîÿíèÿ â äðóãîå. Ïîýòîìó îíà õîðîøî ïîäõîäèò äëÿ áàòàðåéíîãî ïèòàíèÿ; ïàðà òàáëåòî÷íûõ ëèòèåâûõ áàòàðååê ìîæåò îáåñïå÷èòü åé ãîäû àâòîíîìíîé ðàáîòû.  ñõåìå íà Ðèñóíêå 1 K1 – ýòî 5-âîëüòîâîå äâóõêàòóøå÷íîå ïîëÿðèçîâàííîå ðåëå ñ äâóõïîëþñíîé ãðóïïîé ïåðåêèäíûõ êîíòàêòîâ. Èçó÷èâ êàòàëîãè ðàçëè÷íûõ äèñòðèáüþòîðîâ, âû ñìîæåòå íàéòè ïîðÿäêà 70 íàèìåíîâàíèé ðåëå òàêîãî òèïà ñ íàïðÿæåíèÿìè îáìîòîê îò 4.5 äî 24  DC, èçãîòàâëèâàåìûõ ÷åòûðüìÿ êîìïàíèÿìè è ïðîäàâàåìûõ ïî öåíàì îò $3 äî $8 çà îäíó øòóêó. Îíè õîðîøî ñäåëàíû, ãåðìåòè÷íû, ìèíèàòþðíû è, êàê ïðàâèëî, èìåþò êîíòàêòû, ðàññ÷èòàííûå íà êîììóòàöèþ òîêà 2 À ïðè íàïðÿæåíèè äî 250  AC. Îäíà ãðóïïà êîíòàêòîâ (âûâîäû 2, 3 è 4) èñïîëüçóåòñÿ äëÿ óïðàâëåíèÿ òðèããåðîì, à äðóãàÿ ãðóïïà (âûâîäû 7, 8 è 9) äîñòóïíà äëÿ êîíå÷íîãî ïðèëîæåíèÿ.  ïîêàçàííîì íà ðèñóíêå ñîñòîÿíèè êîíäåíñàòîð C1 çàðÿæàåòñÿ äî 5  ÷åðåç ðåçèñòîð R1. Çàìûêàíèå êíîïêè S1, ðàçðÿæàÿ C1 ÷åðåç äèîä D1 è îáìîòêó K1A, ïåðåêèäûâàåò êîíòàêòû ðåëå. Çàòåì C2 çàðÿæàåòñÿ ÷åðåç R1, ÷òîáû æäàòü ñëåäóþùåãî íàæàòèÿ S1, êîòîðîå ðàçðÿäèò C2 ÷åðåç äèîä D2 è îáìîòêó K1B, âîçâðàùàÿ êîíòàêòû â èñõîäíîå ñîñòîÿíèå.

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018

Ñõåìà íå îòëè÷àåòñÿ âûñîêèì áûñòðîäåéñòâèåì, êîòîðîå îãðàíè÷èâàåòñÿ âðåìåíåì ïåðåêëþ÷åíèÿ êîíòàêòîâ ðåëå. Îíà ñîçäàâàëàñü ïðåèìóùåñòâåííî äëÿ ðó÷íîãî óïðàâëåíèÿ ñî ñêîðîñòüþ íå ìåíåå äâóõ ïåðåêëþ÷åíèé â ñåêóíäó. Ïîñêîëüêó ïèòàíèå ïîäàåòñÿ íà êàòóøêè ëèøü êðàòêîâðåìåííî, ñõåìà áåç ïîâðåæäåíèé âûäåðæèâàåò ïåðåãðóçêè ïî íàïðÿæåíèþ, ïðåäåëüíûé óðîâåíü êîòîðîãî îãðàíè÷åí, â ïåðâóþ î÷åðåäü, íîìèíàëüíûì íàïðÿæåíèåì êîíäåíñàòîðà. Ïðè ðàáîòå îò èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ 12  ñõåìà ñïîñîáíà ïåðåêëþ÷àòüñÿ ñ ëþáîé ÷àñòîòîé, ñ êîòîðîé âû ñìîæåòå íàæèìàòü íà êíîïêó S1.  òî æå âðåìÿ, åñëè â êàêîì-òî ïðèëîæåíèè íåîáõîäèìî îãðàíè÷èòü ñêîðîñòü, ñ êîòîðîé âêëþ÷àåòñÿ è âûêëþ÷àåòñÿ ñõåìà, ýòî ëåãêî ñäåëàòü, óâåëè÷èâ ñîïðîòèâëåíèå ðåçèñòîðà R1. Ñõåìà íåêðèòè÷íà ê âûáîðó íîìèíàëîâ êîìïîíåíòîâ. Êîíäåíñàòîðû C1 è C2 äîëæíû õðàíèòü äîñòàòî÷íî ýíåðãèè, ÷òîáû ïåðåêëþ÷àòü ðåëå, èìåþùåå âðåìÿ ñðàáàòûâàíèÿ 20  ìñ. Ñîïðîòèâëåíèå ðåçèñòîðà R1 äîëæíî áûòü äîñòàòî÷íî áîëüøèì, ÷òîáû çà âðåìÿ óäåðæèâàíèÿ S1 â íàæàòîì ñîñòîÿíèè íàïðÿæåíèå íà êîíäåíñàòîðå íå ïðåâûñèëî 1020% îò íàïðÿæåíèÿ âêëþ÷åíèÿ ðåëå. Åñëè íåîáõîäèìî êîììóòèðîâàòü òîê áîëåå 2 À, ìîæíî èñïîëüçîâàòü ñõåìó íà Ðèñóíêå 2, àäàïòèðîâàííóþ ïîä â÷åòâåðî áîëåå êðóïíîå è âäâîå áîëåå äîðîãîå ðåëå, êîíòàêòû êîòîðîãî âûäåðæèâàþò 8 À ïðè íàïðÿæåíèè 250 Â. Âìåñòî äâóõ êàòóøåê ýòî

ÑÕÅÌÛ

73


ðåëå èìååò îäíó ñ îòâîäîì îò ñåðåäèíû è, ñîîòâåòñòâåííî, îòëè÷àåòñÿ ðàñïîëîæåíèåì âûâîäîâ, ÷òî ïîòðåáîâàëî íåêîòîðîé ïåðåðàáîòêè ïå÷àòíîé ïëàòû. ÐË

74

Ìàòåðèàëû ïî òåìå

ÑÕÅÌÛ

1. Datasheet TE Connectivity PB1114-ND 2. Datasheet TE Connectivity PB2024-ND

ÐàäèîËîöìàí – èþíü 2018


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!


íàñòîÿùåå íåìåöêîå êà÷åñòâî

èíñòðóìåíò äëÿ ðàçäåëêè êàáåëÿ è ñíÿòèÿ èçîëÿöèè êîíòðîëüíîèçìåðèòåëüíîå îáîðóäîâàíèå

ïðîìûøëåííûå êîðïóñà âûêëþ÷àòåëè äàò÷èêè êëåììû íà DIN ðåéêó è äëÿ ïå÷àòíûõ ïëàò

RadLotsman062018  
RadLotsman062018  
Advertisement