Issuu on Google+

Æóðíàë äëÿ òåõ, êòî èíòåðåñóåòñÿ ýëåêòðîíèêîé

ÐÀÄÈÎËÎÖÌÀÍ Ñåíòÿáðü 2013 (28)

Ñàìîâîññòàíàâëèâàþùèåñÿ öåïè: íàñòîÿùàÿ èììóííàÿ ñèñòåìà äëÿ èíòåãðàëüíûõ ñõåì Ïîñòðîéòå ñâîé ñîáñòâåííûé äðîí

Êâàðöåâûå ãåíåðàòîðû

óñòóïàþò äîðîãó

ÌÝÌÑ

Texas Instruments èçîáðåòàåò íîâûé êëàññ ïðåîáðàçîâàòåëåé äàííûõ

11

17

39

28


 ÐÀÌÊÀÕ ÌÅÆÄÓÍÀÐÎÄÍÎÃÎ ÏÐÎÌÛØËÅÍÍÎÃÎ ÔÎÐÓÌÀ «ÐÀÄÈÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ. ÏÐÈÁÎÐÎÑÒÐÎÅÍÈÅ. ÀÂÒÎÌÀÒÈÇÀÖÈß»

XIII ÌÅÆÄÓÍÀÐÎÄÍÀß ÑÏÅÖÈÀËÈÇÈÐÎÂÀÍÍÀß ÂÛÑÒÀÂÊÀ

• Ýëåêòðîííûå êîìïîíåíòû • Òåõíîëîãèè • Êîìïëåêòóþùèå • Ïðîìûøëåííîå îáîðóäîâàíèå • Ïå÷àòíûå ïëàòû è èíñòðóìåíòû • Ñâåòîòåõíèêà • Êîíòðîëüíî-èçìåðèòåëüíûå • Ìàòåðèàëû ïðèáîðû è ëàáîðàòîðíîå • Êîíñòðóêòèâû îáîðóäîâàíèå Îðãàíèçàòîðû âûñòàâêè: radel2@orticon.com, www.farexpo.ru/radel òåë.: +7 (812) 777-04-07, 718-35-37

Ìåñòî ïðîâåäåíèÿ: Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, ÑÊÊ, ïð. Þ. Ãàãàðèíà, 8, ì. «Ïàðê Ïîáåäû»

30 îêòÿáðÿ – 1 íîÿáðÿ 2013 Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, ÑÊÊ


Íîâîñòè

ÐÀÄÈÎËÎÖÌÀÍ

4

Renesas ïðåäñòàâèëà íîâûå ìàëîïîòðåáëÿþùèå êîìïàêòíûå 16ðàçðÿäíûå ìèêðîêîíòðîëëåðû äëÿ àâòîìîáèëüíîé ïðîìûøëåííîñòè

Ñåíòÿáðü 2013 (28)

5

IXYS ïðåäñòàâèëà ìîùíûå SiC äèîäû SS150 è SS275

5

Texas Instruments âûïóñêàåò ïðèåìîïåðåäàò÷èêè RS-485 ñ áûñòðîé àâòîìàòè÷åñêîé êîððåêöèåé ïîëÿðíîñòè

6

Ecliptek ñêîíñòðóèðîâàëà ìèíèàòþðíûå êâàðöåâûå ãåíåðàòîðû ñ ôàçîâûì äæèòòåðîì 0.4 ïñ

7

Zuken çàïóñêàåò ïåðâîå â îòðàñëè ïðèëîæåíèå, âçàèìîäåéñòâóþùåå ñ ìîáèëüíûìè óñòðîéñòâàìè

8

Texas Instruments ïðåäñòàâèëà ðåøåíèå äèñòàíöèîííîãî óïðàâëåíèÿ íà îñíîâå ZigBee RF4CE è Bluetooth Smart ñî âñòðîåííûìè ôóíêöèÿìè ðàñïîçíàâàíèÿ ãîëîñà

9

Ñïëàâ àëþìèíèÿ è ñóðüìû ìîæåò ñòàòü îñíîâîé äëÿ ïàìÿòè áóäóùåãî

Ãëàâíûé ðåäàêòîð: À. Íèêîëàåâ

Íàä íîìåðîì ðàáîòàëè: Â. Êîëåñíèê Ñ. Ìóðàò÷àåâ À. Íèêîëàåâ Í. Ðàäóíöåâà Ì. Ðóññêèõ

Îáëîæêà: À. Êðàâ÷óê

Äèðåêòîð: Ñ. Ìóðàò÷àåâ

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

rlocman@rlocman.ru

10

Allegro MicroSystems ñîîáùèëà î íà÷àëå ïðîèçâîäñòâà ïÿòîãî ïîêîëåíèÿ ðåãóëÿòîðîâ íàïðÿæåíèÿ äëÿ ìàëîøóìÿùèõ áëîêîâ ïðèåìíèêîâ ñïóòíèêîâîãî òåëåâèäåíèÿ

11 12

Texas Instruments èçîáðåòàåò íîâûé êëàññ ïðåîáðàçîâàòåëåé äàííûõ

13

Microchip ïðåäñòàâëÿåò ïåðâûé ìèêðîêîíòðîëëåð PIC ñ 16-ðàçðÿäíûì ÀÖÏ, ÖÀÏ, USB è äðàéâåðîì ÆÊÈ

14

Linear Technology ïðåäñòàâèëà íîâûé 60-âîëüòîâûé óñèëèòåëü ñ íóëåâûì äðåéôîì

15

Íîâûå òàíäåìíûå äèîäû îò STMicroelectronics áóäóò íåäîðîãîé àëüòåðíàòèâîé êàðáèäêðåìíèåâûì äèîäàì

15

Âûïóùåí îäíîïëàòíûé êîìïüþòåð ñ ÑíÊ Rockchip, ðàáîòàþùèé ïîä óïðàâëåíèåì Android è Linux

Ñòàòüè

Å

17

Âðåìÿ ïåðåìåí: êâàðöåâûå ãåíåðàòîðû óñòóïàþò äîðîãó ÌÝÌÑ

21

3D ïðèíòåðû: ôàáðèêà íà ñòîëå. ×àñòü 2

28

Ïîñòðîéòå ñâîé ñîáñòâåííûé äðîí

31

Îñíîâíûå óñîâåðøåíñòâîâàíèÿ è íîâîââåäåíèÿ â íîâîé âåðñèè ñðåäû ðàçðàáîòêè ïå÷àòíûõ ïëàò CADSTAR 14.0

39

Ñàìîâîññòàíàâëèâàþùèåñÿ öåïè: íàñòîÿùàÿ èììóííàÿ ñèñòåìà äëÿ èíòåãðàëüíûõ ñõåì

41

«Ëàáîðàòîðèÿ â êîðîáêå» äàåò ñòóäåíòàì ïðàêòè÷åñêèé îïûò

44

 ÷åì ðàçëè÷èå ìåæäó Bluetooth Low Energy è ANT?

+7 (495) 721-72-14 www.rlocman.ru

Îôèöèàëüíûå âåðñèè æóðíàëà ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ áåñïëàòíî è áåç ðåãèñòðàöèè òîëüêî íà ñàéòå ÐàäèîËîöìàí

International Rectifier ñîçäàëà âûñîêîýôôåêòèâíóþ çàìåíó ìàãíèòíûì áàëëàñòàì ëþìèíåñöåíòíûõ ëàìï

Ñõåìû 49

Ïðåîáðàçîâàòåëü íàïðÿæåíèå-ïåðèîä óëó÷øàåò ñêîðîñòü, ñòîèìîñòü è ëèíåéíîñòü äèñêðåòèçàöèè

52

Èñòî÷íèê áåëîãî øóìà ñî ñïåêòðàëüíîé ïëîòíîñòüþ, ðàâíîìåðíîé â äèàïàçîíå 1 Ãö … 100 êÃö

Îôîðìëåíèå áåñïëàòíîé ïîäïèñêè:

55

Ýëåêòðîííûé êîììóòàòîð çàæèãàíèÿ äëÿ ñêóòåðà

www.rlocman.ru/magazine

58

Ïðîñòàÿ ñõåìà ðèñóåò êàðòèíêè íà ýêðàíå îñöèëëîãðàôà

60

Äâóõêâàäðàíòíûé óìíîæàþùèé ÖÀÏ íà îñíîâå ÊÌÎÏ áóôåðà


Renesas ïðåäñòàâèëà íîâûå ìàëîïîòðåáëÿþùèå êîìïàêòíûå 16-ðàçðÿäíûå ìèêðîêîíòðîëëåðû äëÿ àâòîìîáèëüíîé ïðîìûøëåííîñòè Ñåìåéñòâà RL78/F13 è RL78/F14 ñîäåðæàò 91 íàèìåíîâàíèå ìàëîïîòðåáëÿþùèõ êîíòðîëëåðîâ äëÿ àâòîìîáèëüíîé ïðîìûøëåííîñòè Êîìïàíèÿ Renesas Electronics îáúÿâèëà î âûïóñêå íîâûõ 16-ðàçðÿäíûõ ìèêðîêîíòðîëëåðîâ ñåìåéñòâ RL78/F13 è RL78/F14, êîòîðûå óïðîñòÿò ðàçðàáîòêó, ñíèçÿò ñòîèìîñòü àâòîìîáèëüíûõ ñèñòåì óïðàâëåíèÿ, óìåíüøàò èõ ýíåðãîïîòðåáëåíèå è ïîâûñÿò ôóíêöèîíàëüíóþ áåçîïàñíîñòü.

Ñåìåéñòâî RL78/F13 íàñ÷èòûâàåò 60 ìèêðîêîíòðîëëåðîâ, à ñåìåéñòâî RL78/F14 – 31. Óñòðîéñòâà RL78/F13 ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ øèðîêîãî êðóãà àâòîìîáèëüíûõ ïðèëîæåíèé: îò ñòåêëîïîäúåìíèêîâ è ñèñòåì ðåãóëèðîâàíèÿ ïîëîæåíèÿ áîêîâûõ çåðêàë, äî àâòîìîáèëüíûõ ñèñòåì óïðàâëåíèÿ òàêèìè ïðèâîäàìè, êàê ýëåêòðè÷åñêèå âîäÿíûå íàñîñû è âåíòèëÿòîðû. Ìèêðîêîíòðîëëåðû RL78/F14 ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â áëîêå óïðàâëåíèÿ êóçîâíûìè ñèñòåìàìè (BCM), à òàêæå â óñòðîéñòâàõ îáîãðåâà, âåíòèëÿöèè è êîíäèöèîíèðîâàíèÿ âîçäóõà, êîòîðûå òðåáóþò áîëüøîãî îáúåìà ïàìÿòè.

Êëþ÷åâûå îñîáåííîñòè ìèêðîêîíòðîëëåðîâ RL78/F13 è RL78/F14 ! Øèðîêàÿ ëèíåéêà ïðîäóêöèè, óïðîùàþùàÿ ñòàíäàðòèçàöèþ ïëàòôîðìû, ÷òî ñïîñîáñòâóåò ïîâûøåíèþ ýôôåêòèâíîñòè ïðîöåññà ðàçðàáîòêè. Âñå íîâûå ìèêðîêîíòðîëëåðû èìåþò îäíî è òî æå ÿäðî, ïåðèôåðèþ, âêëþ÷àÿ ìîäóëè CAN è LIN, è îäèíàêîâîå ðàñïîëîæåíèå âûâîäîâ, ÷òî ïîçâîëÿåò ìàñøòàáèðîâàòü ñèñòåìó, íàïðèìåð, ìåíÿòü îáúåì ïàìÿòè, â çàâèñèìîñòè îò òðåáîâàíèé ïðèëîæåíèÿ. ! Êîìïàêòíûé êîðïóñ è âîçìîæíîñòü ðàáîòû ïðè òåìïåðàòóðàõ äî 150 °C ïîçâîëÿò óìåíüøèòü ãàáàðèòû ýëåêòðîííûõ áëîêîâ óïðàâëåíèÿ. Äëÿ óäîâ-

4

ëåòâîðåíèÿ óæåñòî÷àþùèõñÿ òðåáîâàíèé ê îáúåìó ýëåêòðîíèêè Renesas ðàçðàáîòàëà íîâûé êîðïóñ QFN. Ïî ñðàâíåíèþ ñ ñóùåñòâóþùèìè 32-âûâîäíûìè êîðïóñàìè SSOP, íîâûé êîðïóñ QFN ïîçâîëÿåò ñîêðàòèòü ðàçìåðû ìîíòàæíîé îáëàñòè ïðèáëèçèòåëüíî íà 69%. À îò ñóùåñòâóþùèõ êîðïóñîâ QFN íîâûé êîðïóñ îòëè÷àþò óãëóáëåíèÿ ñî ñòîðîíû âûâîäîâ, ÷òî óëó÷øàåò ñìà÷èâàåìîñòü ïðèïîåì ïðè ìîíòàæå. Ýòî äàåò âîçìîæíîñòü ìîíòèðîâàòü ìèêðîêîíòðîëëåðû áåç âíåñåíèÿ êàêèõëèáî èçìåíåíèé â ïðîöåññ çàâîäñêîé ñáîðêè. ! Ñíèæåííîå íà 50% ýíåðãîïîòðåáëåíèå â æäóùåì ðåæèìå ïîçâîëÿåò ñîçäàâàòü ìàëîïîòðåáëÿþùèå ñèñòåìû. Ïî ñðàâíåíèþ ñ ñóùåñòâóþùèìè ìèêðîêîíòðîëëåðàìè 78K0R/Fx3, ïîòðåáëÿþùèìè 1 ìêÀ â æäóùåì ðåæèìå, êîìïàíèè óäàëîñü äîáèòüñÿ â íîâûõ óñòðîéñòâàõ RL78/F13 è RL78/F14 âäâîå ìåíüøåãî ïîòðåáëåíèÿ 500 íÀ. Ñíèæåíèþ ïîòðåáëÿåìîãî òîêà òàêæå ñïîñîáñòâóþò ôóíêöèÿ, ïîçâîëÿþùàÿ âûïîëíÿòü àíàëîãîâî-öèôðîâîå ïðåîáðàçîâàíèå áåç ó÷àñòèÿ ïðîöåññîðà. ! Îáøèðíûé íàáîð àïïàðàòíûõ ñðåäñòâ, ïîääåðæèâàþùèõ ôóíêöèîíàëüíóþ áåçîïàñíîñòü.  ìèêðîêîíòðîëëåðàõ RL78/F13 è RL78/F14 ðåàëèçîâàíû ñëåäóþùèå àïïàðàòíûå ôóíêöèè: # òåñòèðîâàíèå ÀÖÏ ïóòåì ïðåîáðàçîâàíèÿ îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ èëè íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ è ñðàâíåíèÿ ðåçóëüòàòà ñî ñòàíäàðòíûì çíà÷åíèåì, # êîíòðîëü ïåðåïîëíåíèÿ ñòåêà ñ ïðåðûâàíèåì äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ ñáîÿ ïðîãðàììû, # ìîíèòîðèíã âíåøíåãî òàêòîâîãî ãåíåðàòîðà.

Äîñòóïíîñòü Îáðàçöû ìèêðîêîíòðîëëåðîâ RL78/F13 è RL78/F14 ïîÿâÿòñÿ â îêòÿáðå 2013 ãîäà. Ìàññîâîå ïðîèçâîäñòâî ïëàíèðóåòñÿ íà÷àòü â ñåíòÿáðå 2014 ãîäà.

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


IXYS ïðåäñòàâèëà ìîùíûå SiC äèîäû SS150 è SS275 Êîìïàíèÿ IXYS ñîîáùèëà, ÷òî åå ïîäðàçäåëåíèå IXYS Colorado ïðèñòóïèëî ê ïðîèçâîäñòâó íîâûõ ñåðèé ìîùíûõ êàðáèäêðåìíèåâûõ (SiC) äèîäîâ SS150 è SS275. Óïàêîâàííûå â íèçêîèíäóêòèâíûå êîðïóñà äëÿ ïîâåðõíîñòíîãî ìîíòàæà ñåðèè DE, äèîäû èìåþò îòëè÷íûå õàðàêòåðèñòèêè ïåðåêëþ÷åíèÿ.

SS150

SS275

Çíà÷åíèÿ ìàêñèìàëüíî äîïóñòèìûõ ïàðàìåòðîâ äèîäîâ SS150 è SS275 ñîñòàâëÿþò 600 Â/10 À è 1200 Â/5 À, ñîîòâåòñòâåííî. Òðè ñòàíäàðòíûõ âàðèàíòà âíóòðåííèõ ñîåäèíåíèé âêëþ÷àþò: ! TI – Òðè íåçàâèñèìûõ äèîäà ! TA – Òðè äèîäà ñ îáúåäèíåííûìè àíîäàìè ! TC – Òðè äèîäà ñ îáúåäèíåííûìè êàòîäàìè A1

C1

A1

C1

A1

C1

A2

C2

A2

C2

A2

C2

A3

C3

A3

C3

A3

C3

Ìîùíûå SiC äèîäíûå ìîäóëè SS150 è SS275 íàéäóò ïðèìåíåíèå â òàêèõ ïðèëîæåíèÿõ, êàê: ! Èìïóëüñíûå èñòî÷íèêè ïèòàíèÿ ñ ðàáî÷åé ÷àñòîòîé ìåãàãåðöîâîãî äèàïàçîíà ! Âûñîêî÷àñòîòíûå ïðåîáðàçîâàòåëè ! Ðåçîíàíñíûå ïðåîáðàçîâàòåëè ! Âûïðÿìèòåëüíûå ñõåìû Êàðáèä êðåìíèÿ õàðàêòåðèçóåòñÿ èñêëþ÷èòåëüíî ìàëûì âðåìåíåì ïåðåêëþ÷åíèÿ, âûñîêîé ðàáî÷åé ÷àñòîòîé ñ íóëåâûì âðåìåíåì îáðàòíîãî âîññòàíîâëåíèÿ è íåçàâèñÿùèì îò òåìïåðàòóðû ïîâåäåíèåì.  ñî÷åòàíèè ñ íèçêîèíäóêòèâíûìè âûñîêî÷àñòîòíûìè êîðïóñàìè êîìïàíèè IXYS íîâûå äèîäû ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ âî ìíîæåñòâå áûñòðîäåéñòâóþùèõ ïåðåêëþ÷àòåëüíûõ ñõåì èëè âûñîêî÷àñòîòíûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé.

Îñíîâíûå îñîáåííîñòè SS150 è SS275 ! Êîðïóñà äëÿ ïîâåðõíîñòíîãî ìîíòàæà ! Äîñòóïíû ïðèáîðû 600 Â/10 À è 1200 Â/5 À ! Íóëåâîå âðåìÿ îáðàòíîãî âîññòàíîâëåíèÿ ! Íóëåâîå âðåìÿ ïðÿìîãî âîññòàíîâëåíèÿ ! Âûñîêàÿ ðàáî÷àÿ ÷àñòîòà ! Íåçàâèñÿùèå îò òåìïåðàòóðû ðåæèìû ðàáîòû ! Íèçêàÿ èíäóêòèâíîñòü ! Ïîëîæèòåëüíûé òåìïåðàòóðíûé êîýôôèöèåíò ïðÿìîãî ïàäåíèÿ íàïðÿæåíèÿ Äèîäíûå ìîäóëè SS150 è SS275 óæå ïîñòàâëÿþòñÿ íåïîñðåäñòâåííî ñî ñêëàäà IXYS.

Texas Instruments âûïóñêàåò ïðèåìîïåðåäàò÷èêè RS-485 ñ áûñòðîé àâòîìàòè÷åñêîé êîððåêöèåé ïîëÿðíîñòè Ìàëîìîùíûå ïðèåìîïåðåäàò÷èêè ïîâûñÿò íàäåæíîñòü èíäóñòðèàëüíûõ ïðèëîæåíèé è èíòåëëåêòóàëüíûõ ïðèáîðîâ ó÷åòà Êîìïàíèÿ Texas Instruments ñîîáùèëà î âûïóñêå ìèêðîñõåì ìàëîìîùíûõ ïîëóäóïëåêñíûõ ïðèåìîïåðåäàò÷èêîâ èíòåðôåéñà RS-485 SN65HVD888, èìåþùèõ ñàìîå êîðîòêîå âðåìÿ àâòîìàòè÷åñêîé êîððåêöèè ïîëÿðíîñòè øèíû. Âî ìíîãèõ èíäóñòðèàëüíûõ ïðèëîæåíèÿõ, òàêèõ êàê ñåòè èíòåëëåêòóàëüíûõ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

ïðèáîðîâ ó÷åòà, ñåòè DMX512, ïðîìûøëåííûå ñèñòåìû àâòîìàòèçàöèè, ñèñòåìû óïðàâëåíèÿ ìèêðîêëèìàòîì â ïîìåùåíèÿõ, î÷åíü ëåãêî äîïóñòèòü íåïðàâèëüíîå ïîäêëþ÷åíèå êîììóíèêàöèîííîé ëèíèè, ÷òî ìîæåò âûçâàòü ãëîáàëüíûé ñáîé â ðàáîòå ñèñòåì. Äëÿ áîëüøèõ ñåòåé íåïðàâèëüíîå ïîäêëþ÷åíèå êîì-

ÍÎÂÎÑÒÈ

5


ìóíèêàöèîííîé ëèíèè áåç ôóíêöèè áûñòðîé êîððåêöèè ìîæåò ïðèâåñòè ê çàäåðæêàì ïðîèçâîäñòâà è çíà÷èòåëüíîé ïîòåðå äîõîäîâ. Ìèêðîñõåìà ïðèåìîïåðåäàò÷èêà SN65HVD888 ñíàáæåíà ôóíêöèåé àâòîìàòè÷åñêîé êîððåêöèè ïîëÿðíîñòè êîììóíèêàöèîííîé øèíû, êîòîðàÿ äåéñòâóåò íà 80% áûñòðåå â ñðàâíåíèè ñ ïîäîáíûìè ðåøåíèÿìè êîíêóðåíòîâ, ïðîöåññ îïðåäåëåíèÿ è êîððåêòèðîâêè ïîëÿðíîñòè øèíû çàíèìàåò ëèøü 76 ìñ.

 ìèêðîñõåìó èíòåãðèðîâàíû äèôôåðåíöèàëüíûé äðàéâåð è äèôôåðåíöèàëüíûé ïðèåìíèê, êîòîðûå ðàáîòàþò îò îäíîãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ 5 Â. Äèôôåðåíöèàëüíûå âûõîäû äðàéâåðà è äèôôåðåíöèàëüíûå âõîäû ïðèåìíèêà èìåþò âíóòðåííèå ñîåäèíåíèÿ, îáðàçóþùèå ïîðò øèíû RS-485 äëÿ ðåàëèçàöèè ïîëóäóïëåêñíîãî (äâóõïðîâîäíîãî) îáìåíà äàííûìè.

Îòëè÷èòåëüíûå îñîáåííîñòè ïðèåìîïåðåäàò÷èêà SN65HVD888: ! Ëó÷øàÿ â ñâîåì êëàññå çàùèòà îò ýëåêòðîñòàòè÷åñêèõ ðàçðÿäîâ è ïåðåõîäíûõ ïðîöåññîâ ïîçâîëèò ïîâûñèòü íàäåæíîñòü ñèñòåì ! Áîëüøîé âõîäíîé ãèñòåðåçèñ ïðèåìíèêà îáåñïå÷èâàåò âûñîêóþ ïîìåõîóñòîé÷èâîñòü ëèíèè ñâÿçè ! Áûñòðîå âðåìÿ îïðåäåëåíèÿ è êîððåêòèðîâêè ïîëÿðíîñòè ëèíèè ãàðàíòèðóåò íàäåæíîå ôóíêöèîíèðîâàíèå ñèñòåìû ! Ïðèåìîïåðåäàò÷èê ïîääåðæèâàåò 256 óçëîâ íà ëèíèè áåç íåîáõîäèìîñòè ïðèìåíåíèÿ ðåòðàíñëÿòîðîâ ! Íèçêîå ýíåðãîïîòðåáëåíèå ìèêðîñõåìû äåëàåò âîçìîæíûì åå ïðèìåíåíèå â ïðèëîæåíèÿõ ñ áàòàðåéíûì ïèòàíèåì. Ìèêðîñõåìû ñåðèè SN65HVD888 âûïóñêàþòñÿ â 8-âûâîäíîì êîðïóñå SOIC è äîñòóïíû äëÿ çàêàçà. Îöåíî÷íûé ìîäóëü RS485-HFDPLX-EVM ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ äëÿ èçó÷åíèÿ âîçìîæíîñòåé è àíàëèçà ôèçè÷åñêîãî óðîâíÿ ïîäñèñòåì îáìåíà äàííûìè íà áàçå ïðèåìîïåðåäàò÷èêîâ ñåðèé SN65HVD1X, SN65HVD2X, SN65HVD7X, SN65HVD8X è SN65HVD96.

Ecliptek ñêîíñòðóèðîâàëà ìèíèàòþðíûå êâàðöåâûå ãåíåðàòîðû ñ ôàçîâûì äæèòòåðîì 0.4 ïñ Êîìïàíèÿ Ecliptek ïðåäëàãàåò íîâûå ñåðèè êâàðöåâûõ ãåíåðàòîðîâ EQRE32 è EQRE33 ñ ìàêñèìàëüíûì ôàçîâûì äæèòòåðîì âñåãî 0.4 ïñ ñ.ê.ç. íà ÷àñòîòàõ äî 164.000 ÌÃö. Èìåþùèå âûõîäû LVDS ïðèáîðû ñ íàïðÿæåíèåì ïèòàíèÿ 2.5 èëè 3.3  âûïóñêàþòñÿ â 6-âûâîäíûõ êîðïóñàõ SMD ðàçìåðîì 2.5 ´ 3.2 ìì. Ãåíåðàòîðû îòëè÷àþòñÿ òàêæå ïðåêðàñíîé òåìïåðàòóðíîé ñòàáèëüíîñòüþ ±20ppm â êîììåð÷åñêîì, ðàñøèðåííîì êîììåð÷åñêîì è ïðîìûøëåííîì äèàïàçîíàõ

6

òåìïåðàòóð. Îòâå÷àþùèå òðåáîâàíèÿì REACH 144 ïðèáîðû ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ øèðîêîãî ñïåêòðà ïðèìåíåíèé, âêëþ÷àÿ êîíòðîëëåðû èíòåðôåéñîâ, êàíàëû îïòè÷åñêîé ñâÿçè, Gigabit Ethernet, ïîðòàòèâíîå îáîðóäîâàíèå, SATA/SAS è óñòðîéñòâà PCI Express.

Òåõíè÷åñêèå îñîáåííîñòè ! Ñîäåðæàíèå âðåäíûõ âåùåñòâ ñîîòâåòñòâóåò REACH 144 ! Âûñîêîñêîðîñòíîé âûõîä LVDS ñ ìàëûìè âðåìåíàìè íàðàñòàíèÿ è ñïàäà ! Êîìïëåìåíòàðíûé âûõîä ! Âåëèêîëåïíûå õàðàêòåðèñòèêè äæèòòåðà è ôàçîâûõ øóìîâ ! Çàêàçíûå êîíôèãóðàöèè ñ èñïîëüçîâàíèåì âûâîäîâ 1 èëè 2 äëÿ óïðàâëåíèÿ ðåæè-

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


ìîì ïîêîÿ (âûñîêîèìïåäàíñíûì ñîñòîÿíèåì âûõîäà) ! Äîñòóïíû âàðèàíòû ñ ðàñøèðåííûì äèàïàçîíîì ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð ! Îïöèè ñ òî÷íî óñòàíîâëåííûì êîýôôèöèåíòîì çàïîëíåíèÿ èìïóëüñîâ (50% ±5%) ! Ïîâûøåííàÿ ñòàáèëüíîñòü ÷àñòîòû çà ñ÷åò èñïîëüçîâàíèÿ êâàðöåâûõ êðèñòàëëîâ ñ îáúåìíûìè àêóñòè÷åñêèìè âîëíàìè ! Ñòàíäàðòíàÿ äëÿ îòðàñëè ñòåïåíü óñòîé÷èâîñòè ê ïîâûøåííîé âëàæíîñòè (MSL1)

îáåñïå÷èâàåòñÿ 6-ââûâîäíûì êåðàìè÷åñêèì SMD êîðïóñîì ! Óäîâëåòâîðÿþò òðåáîâàíèÿì äèðåêòèâû RoHS, ïðèãîäíû äëÿ ïàéêè îïëàâëåíèåì ïðèïîÿ ïðè òåìïåðàòóðå 260 °C.

Îáëàñòè ïðèìåíåíèÿ ! Âîññòàíîâëåíèå ñèíõðîíèçàöèè ! Ñõåìû ÔÀÏ× è ñèíòåçàòîðîâ ÷àñòîò ! Èñòî÷íèêè îïîðíîé ÷àñòîòû ! Ðàñïðåäåëåíèå ñèíõðîñèãíàëîâ ! Òðàíñëÿòîðû è ìóëüòèïëåêñîðû ñèãíàëîâ ñèíõðîíèçàöèè

Zuken çàïóñêàåò ïåðâîå â îòðàñëè ïðèëîæåíèå, âçàèìîäåéñòâóþùåå ñ ìîáèëüíûìè óñòðîéñòâàìè Ïðèëîæåíèå CADSTAR Touch è óñîâåðøåíñòâîâàííàÿ òðàññèðîâêà «ðàñòàëêèâàþùåãî» òèïà óæå äîñòóïíû Âïåðâûå íà ðûíêå EDA-ñèñòåì, Zuken âûïóñòèëà ïðèëîæåíèå äëÿ ðàçðàáîòêè ïå÷àòíûõ ïëàò, êîòîðîå ïîçâîëÿåò íûíåøíåìó ïîêîëåíèþ èíæåíåðîâ âçàèìîäåéñòâîâàòü ñî ñõåìàìè ðàñïîëîæåíèÿ ïðè ïîìîùè èõ ñîáñòâåííûõ ïëàíøåòîâ èëè ñìàðòôîíîâ. Ïðèëîæåíèå CADSTAR Touch ïîçâîëÿåò ïîëüçîâàòåëÿì óïðàâëÿòü ïðîôåññèîíàëüíûì ÏÎ CADSTAR êîìïàíèè Zuken äëÿ ðàçðàáîòêè ïå÷àòíûõ ïëàò íà ÏÊ áëàãîäàðÿ âîçìîæíîñòè íàñòðîéêè, êàê ïðîñìîòðà, òàê è ôóíêöèé ïðîãðàììû, ñîçäàâàÿ âîçìîæíîñòè äëÿ îáëåã÷åíèÿ è óñêîðåíèÿ ïðîöåññà ðàçðàáîòêè. ßí Áðóòîí (Ian Broughton), ãëàâíûé èíæåíåð ïî ðàçðàáîòêå ýëåêòðîííîãî îáîðóäîâàíèÿ êîìïàíèè C-TEC, ãîâîðèò: «Åñòü íåñêîëüêî ðåàëüíûõ ïðåèìóùåñòâ îò èñïîëüçîâàíèÿ

ýòîãî ïðèëîæåíèÿ – ãëàâíûì îáðàçîì, áîëüøîå êîëè÷åñòâî ìåëî÷åé, ýêîíîìÿùèõ âðåìÿ, è ïðîñòîòà èñïîëüçîâàíèÿ, êîòîðóþ îíî ïðåäëàãàåò. Êàê äàâíèì ïîëüçîâàòåëÿì CADSTAR, íàì î÷åíü ïðèÿòíî âèäåòü ïðîäîëæàþùååñÿ ðàçâèòèå ÏÎ, à òàêæå òî, ÷òî êîìïàíèÿ Zuken áûñòðî âíåäðÿåò ïðèëîæåíèÿ, ïîçâîëÿþùèå èñïîëüçîâàòü óñòðîéñòâà, óæå ñòàâøèå ÷àñòüþ ïîâñåäíåâíîé æèçíè». Áåñïëàòíîå ïðèëîæåíèå äîñòóïíî â íàñòîÿùèé ìîìåíò âìåñòå ñ ïîñëåäíèì ðåëèçîì CADSTAR, êîòîðûé òàêæå âêëþ÷àåò óñîâåðøåíñòâîâàííóþ òåõíîëîãèþ òðàññèðîâêè è «ðàñòàëêèâàíèÿ» Activ-45, êîòîðàÿ çíà÷èòåëüíî óïðîùàåò è óñêîðÿåò ïðîöåññ âíåñåíèÿ èçìåíåíèé â ñóùåñòâóþùèå ðàçðàáîòêè.

CADSTAR Touch äëÿ iPhone

Ìàñøòàá, ïàíîðàìà, âèä

Ðàçðàáîò÷èê ïå÷àòíûõ ïëàò ýêñïåðèìåíòèðóåò ñ íîâûì ïðèëîæåíèåì CADSTAR Touch

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

Ïðèëîæåíèå èñïîëüçóåò Wi-Fi-ïîäêëþ÷åíèå âàøåãî ìîáèëüíîãî óñòðîéñòâà íà iOS èëè Android äëÿ ñâÿçè ñ ÏÊ ïî ëîêàëüíîé ñåòè. Ïîëüçîâàòåëè Android èìåþò ïðåèìóùåñòâî â âèäå ãîëîñîâîãî óïðàâëåíèÿ. Çàÿâëåííûé ôóíêöèîíàë âêëþ÷àåò â ñåáÿ: «ùèïîê» äëÿ

ÍÎÂÎÑÒÈ

7


Òåõíîëîãèÿ òðàññèðîâêè è «ðàñòàëêèâàíèÿ» Activ-45

Òðàññèðîâùèê Activ-45 ðàñòàëêèâàåò ñóùåñòâóþùèå äîðîæêè è ïåðåõîäíûå îòâåðñòèÿ

èçìåíåíèÿ ìàñøòàáà, ïåðåòàñêèâàíèå äëÿ ïàíîðàìíîãî ïðîñìîòðà è äâîéíîå íàæàòèå äëÿ îòîáðàæåíèÿ îáùåãî âèäà. Ðàçðàáîò÷èêè ìîãóò íàñòðàèâàòü ïðèëîæåíèå äëÿ ïîëó÷åíèÿ áûñòðîãî äîñòóïà ê îïðåäåëÿåìûì íàèáîëåå ÷àñòî èñïîëüçóåìûì ìàêðîñàì, âûçûâàþùèì ôóíêöèè CADSTAR è èõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòè, ÷òî ñýêîíîìèò âðåìÿ. CADSTAR Touch äîñòóïåí áåñïëàòíî â App StoreSM (iPhone, iPad èëè iPod touch) èëè â Google Play Store (Android).

Òàêæå âêëþ÷åíà â ïîñëåäíèé ðåëèç CADSTAR 14 íîâàÿ òåõíîëîãèÿ òðàññèðîâêè, óïðîùàþùàÿ è óñêîðÿþùàÿ âíåñåíèå èçìåíåíèé â ïðîåêò íà ïîñëåäíèõ ýòàïàõ. Òðàññèðîâùèê Activ-45 ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé àëãîðèòì èñòèííîé òðàññèðîâêè ïîä óãëîì â 45 ãðàäóñîâ, êîòîðûé ñ ëåãêîñòüþ ðàçâîäèò äàæå ïëîòíûå ó÷àñòêè ïëàòû. Èñïîëüçóÿ ïðåèìóùåñòâî óñîâåðøåíñòâîâàííîé òåõíîëîãèè «ðàñòàëêèâàíèÿ», äîðîæêè áóäóò ñëåäîâàòü çà êóðñîðîì ñ ìèíèìàëüíûì íàðóøåíèåì ñóùåñòâóþùèõ ðèñóíêîâ ñîåäèíåíèé. Òðàññèðîâùèê Activ-45 ñîçäàåò ìåñòî, ðàñòàëêèâàÿ ñóùåñòâóþùèå äîðîæêè è ïåðåõîäíûå îòâåðñòèÿ â ñòîðîíû, ñîáëþäàÿ ïðè ýòîì ïðàâèëà ïðîåêòèðîâàíèÿ. Òàì ãäå ýòî íåîáõîäèìî, îí ïåðåíîñèò ñóùåñòâóþùèå äîðîæêè â äðóãèå ñëîè, ÷òîáû âûñâîáîäèòü åùå áîëüøå ìåñòà, êàê, íàïðèìåð, ïðè ñîçäàíèè ðàçâåòâëåííûõ ñîåäèíåíèé äëÿ êîðïóñîâ BGA.  ëþáîé ìîìåíò äî çàâåðøåíèÿ òðàññèðîâêè âñå äîðîæêè âåðíóòñÿ â èñõîäíîå ïîëîæåíèå ïðè âîçâðàùåíèè êóðñîðà â íà÷àëüíîå òî÷êó.

Texas Instruments ïðåäñòàâèëà ðåøåíèå äèñòàíöèîííîãî óïðàâëåíèÿ íà îñíîâå ZigBee RF4CE è Bluetooth Smart ñî âñòðîåííûìè ôóíêöèÿìè ðàñïîçíàâàíèÿ ãîëîñà Èííîâàöèîííîå ðåøåíèå ïîçâîëèò ñîçäàâàòü äåøåâûå è ìíîãîôóíêöèîíàëüíûå óñòðîéñòâà äèñòàíöèîííîãî óïðàâëåíèÿ ñî âñòðîåííûìè ôóíêöèÿìè ðàñïîçíàâàíèÿ ãîëîñà äëÿ òåëåâèçîðîâ è ìóëüòèìåäèà ñèñòåì Êîìïàíèÿ Texas Instruments (TI) ñîîáùèëà î âûïóñêå ñïåöèàëèçèðîâàííûõ îòëàäî÷íûõ íàáîðîâ äëÿ ðàçðàáîòêè ZigBee RF4CE è Bluetooth Smart óñòðîéñòâ äèñòàíöèîííîãî óïðàâëåíèÿ ñ èíòåãðèðîâàííûìè ôóíêöèÿìè ðàñïîçíàâàíèÿ ãîëîñà, êîòîðûå ïîçâîëÿò

8

äîáàâèòü åùå îäèí ìåòîä óïðàâëåíèÿ äîìàøíèìè óñòðîéñòâàìè è ìóëüòèìåäèà ñèñòåìàìè è ïîâûñèòü ïîëüçîâàòåëüñêèé îïûò âçàèìîäåéñòâèÿ ñ íèìè. Îòëàäî÷íûå íàáîðû è ñîîòâåòñòâóþùåå ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå, äîñòóïíûå äëÿ çàðåãèñòðèðîâàííûõ ðàçðàáîò÷èêîâ, ðàçðàáàòûâàëèñü â ñîòðóäíè÷åñòâå ñ êîìïàíèåé Nuance Communications, êîòîðàÿ ÿâëÿåòñÿ ëèäåðîì â îáëàñòè ãîëîñîâûõ è ÿçûêîâûõ òåõíîëîãèé. Àïïàðàòíàÿ ÷àñòü Texas Instruments ñîâìåñòíî ñ ïðîãðàììíîé òåõíîëîãèåé Nuance Dragon TV ãàðàíòèðóåò âûñîêîå êà÷åñòâî ðàñïîçíàâàíèÿ ãîëîñîâûõ êîìàíä, äàæå ïðè èñïîëüçîâàíèè êàíàëà ñâÿçè ñ îãðàíè÷åííîé ïîëîñîé ïðîïóñêàíèÿ.

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


Ñîâðåìåííûå òåëåâèçîðû è ìóëüòèìåäèà ñèñòåìû ñåãîäíÿ ïðåäëàãàþò ïîëüçîâàòåëþ ìíîæåñòâî äîïîëíèòåëüíûõ ñåðâèñîâ, ãäå ãîëîñîâîå óïðàâëåíèå áûëî áû èäåàëüíûì ìåòîäîì óïðàâëåíèÿ. Âûñîêàÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòü è íèçêîå ýíåðãîïîòðåáëåíèå àïïàðàòíûõ ðåøåíèé êîìïàíèè TI ïîçâîëÿþò ðåàëèçîâàòü ìíîæåñòâî ïðèëîæåíèé è ôóíêöèé, âêëþ÷àÿ ñèñòåìû ãîëîñîâîãî óïðàâëåíèÿ, ãîëîñîâûå ôóíêöèè óïðàâëåíèÿ íàâèãàöèîííûì ïðèëîæåíèåì, à òàêæå ôóíêöèè èäåíòèôèêàöèè ïîëüçîâàòåëÿ ïðè àêòèâàöèè èíäèâèäóàëüíîãî ïîëüçîâàòåëüñêîãî èíòåðôåéñà. Çàÿâëåííàÿ íèçêàÿ ñòîèìîñòü è âûñîêàÿ ãèáêîñòü ðåøåíèé äèñòàíöèîííîãî óïðàâëåíèÿ íà îñíîâå ïðîòîêîëîâ ZigBee RF4CE è Bluetooth Smart ïîçâîëèò ðåàëèçîâàòü âñòðîåííûå ñèñòåìû äèñòàíöèîííîãî óïðàâëåíèÿ, à òàêæå óäàëåííîå ãîëîñîâîå óïðàâëåíèå ïîñðåäñòâîì Èíòåðíåò- èëè îáëà÷íûõ ñåðâèñîâ. Âûïîëíåííûå íà ñèñòåìå-íà-êðèñòàëëå (CC2533 èëè CC2541 äëÿ ZigBee RF4CE èëè Bluetooth LE Smart, ñîîòâåòñòâåííî) ðåøåíèÿ äèñòàíöèîííîãî óïðàâëåíèÿ ñ ïîääåðæêîé

ãîëîñîâûõ ôóíêöèé òðåáóþò òîëüêî âíåøíåãî ÀÖÏ. Äëÿ ñæàòèÿ ãîëîñîâûõ äàííûõ íåò íåîáõîäèìîñòè èñïîëüçîâàòü öèôðîâîé ñèãíàëüíûé ïðîöåññîð, à ýòî îäèí èç ôàêòîðîâ ñíèæåíèÿ ñòîèìîñòè êîíå÷íîãî óñòðîéñòâà. Ñ ïðîãðàììíîé ñòîðîíû â ðåøåíèÿõ èñïîëüçóåòñÿ ñòåêè ïðîòîêîëîâ RemoTI RF4CE è BLEStack, êîòîðûå ñâîáîäíî äîñòóïíû äëÿ ïîëüçîâàòåëåé. Äëÿ ïðîèçâîäèòåëåé è çàèíòåðåñîâàííûõ ðàçðàáîò÷èêîâ êîìïàíèÿ ïðåäëàãàåò àññîðòèìåíò óæå ãîòîâûõ ïðîäóêòîâ, âêëþ÷àÿ îäíîêíîïî÷íûå ïóëüòû ÄÓ, ïóëüòû ÄÓ ñ ðàñøèðåííûì ôóíêöèîíàëîì è ïîääåðæêîé òåõíîëîãèè ïîçèöèîíèðîâàíèÿ, à òåïåðü ïóëüòû ÄÓ ñ ïîääåðæêîé ôóíêöèé ãîëîñîâîãî óïðàâëåíèÿ. Ïðåäñòàâëåííûå ðåøåíèÿ êîìïàíèè TI äåìîíñòðèðîâàëèñü íà êîíôåðåíöèè International Broadcasting Convention 2013 â Àìñòåðäàìå. Çàðåãèñòðèðîâàííûå ðàçðàáîò÷èêè ìîãóò çàêàçàòü êîìïëåêò äëÿ ðàçðàáîòêè ñèñòåì äèñòàíöèîííîãî ãîëîñîâîãî óïðàâëåíèÿ ZigBee RF4CE. Êîìïëåêò äëÿ ðàçðàáîòêè ñèñòåì äèñòàíöèîííîãî ãîëîñîâîãî óïðàâëåíèÿ Bluetooth Smart áóäåò äîñòóïåí ïîçæå.

Ñïëàâ àëþìèíèÿ è ñóðüìû ìîæåò ñòàòü îñíîâîé äëÿ ïàìÿòè áóäóùåãî Jason Socrates Bardi, Àìåðèêàíñêèé èíñòèòóò ôèçèêè Wireless Design & Development Íîâûé ìàòåðèàë, ñîñòîÿùèé èç àëþìèíèÿ è ñóðüìû, ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàí â çàïîìèíàþùèõ óñòðîéñòâàõ ñëåäóþùåãî ïîêîëåíèÿ Íîâûé ýêîëîãè÷åñêè ÷èñòûé ñïëàâ, â êîòîðîì 50 àòîìîâ àëþìèíèÿ ñâÿçàíû ñ 50 àòîìàìè ñóðüìû, ìîæåò ñòàòü ñòðîèòåëüíûì ìàòåðèàëîì äëÿ ñîçäàíèÿ óñòðîéñòâ ïàìÿòè ñëåäóþùåãî ïîêîëåíèÿ íà îñíîâå ôàçîâîãî ïåðåõîäà. Ïàìÿòü íà îñíîâå ôàçîâîãî ïåðåõîäà ðàññìàòðèâàåòñÿ â êà÷åñòâå àëüòåðíàòèâû ôëýø-ïàìÿòè â óñòðîéñòâàõ õðàíåíèÿ èíôîðìàöèè, ïîñêîëüêó ôëýø-ïàìÿòü îãðàíè÷åíà ïëîòíîñòüþ õðàíåíèÿ, è íîâàÿ ïàìÿòü ìîæåò ðàáîòàòü ãîðàçäî áûñòðåå. Ïàìÿòü íà ôàçîâîì ïåðåõîäå îñíîâàíà íà ìàòåðèàëàõ, íåóïîðÿäî÷åííàÿ, àìîðôíàÿ ñòðóêòóðà êîòîðûõ ïîä âîçäåéñòâèåì ýëåêòðè÷åñêîãî èìïóëüñà ïðåâðàùàåòñÿ â êðèñ-

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

òàëëè÷åñêóþ. Ìàòåðèàë îáëàäàåò âûñîêèì ýëåêòðè÷åñêèì ñîïðîòèâëåíèåì â àìîðôíîì ñîñòîÿíèè è íèçêèì ñîïðîòèâëåíèåì â êðèñ-

Ôîòîãðàôèÿ ìàññèâîâ ýëåìåíòîâ ïàìÿòè íà ôàçîâîì ïåðåõîäå.

ÍÎÂÎÑÒÈ

9


òàëëè÷åñêîé ôîðìå, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò ëîãè÷åñêèì ñîñòîÿíèÿì «1» è «0». Ðàçðàáîò÷èêè ôëýø-ïàìÿòè èìåþò âîçìîæíîñòü ñíèæàòü ðàçìåðû åå ÿ÷åéêè ïðèìåðíî äî 20 íì, ïîñëå ÷åãî ó íèõ íà÷èíàþò âîçíèêàòü ñåðüåçíûå ïðîáëåìû, à ÿ÷åéêà ïàìÿòè íà îñíîâå ôàçîâîãî ïåðåõîäà ìîæåò áûòü ìåíüøå 10 íì, ÷òî ïîçâîëÿåò çàïèñàòü áîëüøå èíôîðìàöèè íà ìåíüøåé ïëîùàäè. Ïî ñëîâàì ó÷åíîãî Øàíõàéñêîãî èíñòèòóòà ìèêðîñèñòåì è èíôîðìàöèîííûõ òåõíîëîãèé Êèòàéñêîé àêàäåìèè íàóê Ñèëèí ×æîó (Xilin Zhou), ýòî ñàìàÿ âàæíàÿ îñîáåííîñòü íîâîãî òèïà ïàìÿòè. Êðîìå òîãî, â óñòðîéñòâà ïàìÿòè íà îñíîâå ôàçîâîãî ïåðåõîäà äàííûå ìîãóò áûòü çàïèñàíû î÷åíü áûñòðî, è, êàê óòâåðæäàåò ×æîó, òàêèå óñòðîéñòâà ìîãóò áûòü îòíîñèòåëüíî íåäîðîãèìè. ×æîó îòìåòèë, ÷òî ñàìûé ïîïóëÿðíûé ìàòåðèàë, èñïîëüçóåìûé ñåãîäíÿ äëÿ ñîçäàíèÿ ïàìÿòè íà ôàçîâîì ïåðåõîäå, ñîäåðæèò ãåðìàíèé, ñóðüìó è òåëëóð, íî ñ ñîñòàâîì èç òðåõ ýëåìåíòîâ òðóäíåå ðàáîòàòü. «Ñëîæíî êîíòðîëèðîâàòü ïðîöåññ ïîëó÷åíèÿ òðîéíûõ ñïëàâîâ, íàïðèìåð, òðàäèöèîííî ïðèìåíÿåìîãî ìàòåðèàëà èç ãåðìàíèÿ, ñóðüìû è òåëëóðà(GeSbTe). Òðàâëåíèå è ïîëèðîâêà ìàòåðèàëîâ ñîäåðæàùèõ õàëüêîãåíèäû ìîãóò èçìåíèòü ñîñòàâ ìàòåðèàëà â

ñâÿçè ñ äâèæåíèåì àòîìîâ òåëëóðà», – îáúÿñíèë ×æîó. ×æîó è åãî êîëëåãè îáðàòèëè âíèìàíèå íà ìàòåðèàë, ñîñòîÿùèé âñåãî èç äâóõ ýëåìåíòîâ: àëþìèíèÿ è ñóðüìû. Îíè èçó÷àëè åãî ñâîéñòâà, ñâÿçàííûå ñ èçìåíåíèåì ôàçîâîãî ñîñòîÿíèÿ è âûÿñíèëè, ÷òî îí áîëåå òåðìîñòàáèëåí, ÷åì òðåõýëåìåíòíûé ñîñòàâ. Ó÷åíûå âûÿñíèëè, ÷òî ñïëàâ Al50Sb50 èìååò òðè óðîâíÿ ñîïðîòèâëåíèÿ, è, ñëåäîâàòåëüíî, ìîæåò õðàíèòü òðè, à íå äâà, áèòà äàííûõ â îäíîé ÿ÷åéêå ïàìÿòè. Ýòî ãîâîðèò î òîì, ÷òî íîâûé ìàòåðèàë ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàí äëÿ ñîçäàíèÿ ìíîãîóðîâíåâîé ïàìÿòè. ×æîó çàìåòèë, ÷òî äâóõñòóïåí÷àòîå ïàäåíèå ñîïðîòèâëåíèÿ â ïðîöåññå êðèñòàëëèçàöèè ìàòåðèàëà ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíî äëÿ ìíîãîóðîâíåâîãî õðàíåíèÿ äàííûõ, òàê êàê â ÿ÷åéêàõ ïàìÿòè íà ôàçîâîì ïåðåõîäå âîçìîæíû òðè ðàçëè÷íûõ óðîâíÿ ñîïðîòèâëåíèÿ. Ïîýòîìó ìàòåðèàë èç àëþìèíèÿ è ñóðüìû, áëàãîäàðÿ ñâîåé òåìïåðàòóðíîé ñòàáèëüíîñòè è åìêîñòè, îáåùàåò áûòü ïåðñïåêòèâíûì äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â ïðèáîðàõ ýíåðãîíåçàâèñèìîé ïàìÿòè âûñîêîé ïëîòíîñòè. Òåïåðü ó÷åíûå çàíÿòû èçó÷åíèåì èçíîñîñòîéêîñòè ìíîãîóðîâíåâûõ ÿ÷åéêè ïàìÿòè íà ôàçîâîì ïåðåõîäå ïðè îáðàòèìûõ ýëåêòðè÷åñêèõ ïåðåêëþ÷åíèÿõ.

Allegro MicroSystems ñîîáùèëà î íà÷àëå ïðîèçâîäñòâà ïÿòîãî ïîêîëåíèÿ ðåãóëÿòîðîâ íàïðÿæåíèÿ äëÿ ìàëîøóìÿùèõ áëîêîâ ïðèåìíèêîâ ñïóòíèêîâîãî òåëåâèäåíèÿ ×àñòîòà ïåðåêëþ÷åíèÿ âûøå, òîê ïîòðåáëåíèÿ ìåíüøå Allegro MicroSystems ñîîáùèëà î íà÷àëå ïðîèçâîäñòâà íîâåéøåãî ñåìåéñòâà ðåãóëÿòîðîâ íàïðÿæåíèÿ äëÿ ïèòàíèÿ ìàëîøóìÿùèõ áëîêîâ (LNB) ïðèåìíèêîâ ñïóòíèêîâîãî òåëåâèäåíèÿ. Ìîíîëèòíàÿ ìèêðîñõåìà A8304 ñîäåðæèò ëèíåéíûé è èìïóëüñíûé ñòàáèëèçàòîðû íàïðÿæåíèÿ, ñïåöèàëüíî ðàçðàáîòàííûå äëÿ ïèòàíèÿ ïî êîàêñèàëüíîìó êàáåëþ ñèëîâûõ è ñèãíàëüíûõ öåïåé ïîíèæàþùèõ ïðåîáðàçîâàòåëåé ÷àñòîòû LNB. Äëÿ ðàáîòû A8304 òðåáóåòñÿ ñîâñåì íåìíîãî âíåøíèõ êîìïîíåíòîâ, òàê êàê ñèëîâîé êëþ÷ è öåïè êîìïåíñàöèè èíòåãðèðîâàíû â ìèêðîñõåìó. Ðàáî÷àÿ ÷àñòîòà 704 êÃö è óñòàíàâëèâàåìûé ïîëüçîâàòåëåì ïîðîã îãðàíè-

10

÷åíèÿ âûõîäíîãî òîêà äàþò ðàçðàáîò÷èêàì âîçìîæíîñòü ìèíèìèçèðîâàòü ðàçìåðû êîìïîíåíòîâ âíåøíèõ ïàññèâíûõ ôèëüòðîâ. Äëÿ óïðàâëåíèÿ ðåæèìàìè ðàáîòû è äèàãíîñòèêè

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


îøèáîê ìèêðîñõåìû ñëóæèò ñîâìåñòèìûé ñ I2C èíòåðôåéñ. Äëÿ ïåðåêëþ÷åíèÿ ìèêðîñõåìû â ñïÿùèé ðåæèì ïðåäóñìîòðåí ñïåöèàëüíûé âûâîä, ïîçâîëÿþùèé áåç èñïîëüçîâàíèÿ èíòåðôåéñà I2C áûñòðî ïåðåâåñòè ïðèáîð â ðåæèì óëüòðàíèçêîãî ïîòðåáëåíèÿ ýíåðãèè.  óñòðîéñòâå ðåàëèçîâàíû íîâåéøèå òåõíîëî-

ãèè óïðàâëåíèÿ âòåêàþùèì è âûòåêàþùèì âûõîäíûì òîêîì. A8304SESTR-T âûïóñêàåòñÿ â ìèíèàòþðíîì êîðïóñå QFN ðàçìåðîì 3 ´ 3 ìì ñî âñêðûòûì îñíîâàíèåì äëÿ îòâîäà òåïëà (ñóôôèêñ ES). Ïðèáîð íå ñîäåðæàò ñâèíöà, åãî âûâîäíàÿ ðàìêà èìååò 100% ïîêðûòèå ìàòîâûì îëîâîì.

Texas Instruments èçîáðåòàåò íîâûé êëàññ ïðåîáðàçîâàòåëåé äàííûõ Ïðåîáðàçîâàòåëü èíäóêòèâíîñòü-öèôðà ïðèíåñåò ðåâîëþöèþ â òåõíîëîãèþ äàò÷èêîâ ïîëîæåíèÿ è äâèæåíèÿ Texas Instruments ïðåäñòàâèëà ïåðâûé â îòðàñëè ïðåîáðàçîâàòåëü èíäóêòèâíîñòüöèôðà (LDC, inductance-to-digital converter) – ïðèáîð, ïîëîæèâøèé íà÷àëî íîâîé êàòåãîðèè ïðåîáðàçîâàòåëåé äàííûõ. Èñïîëüçóÿ â êà÷åñòâå èíäóêòèâíûõ äàò÷èêîâ êàòóøêè è ñïèðàëè, ìèêðîñõåìà LDC1000, ïî ñðàâíåíèþ ñ ñóùåñòâóþùèìè ðåøåíèÿìè, îáåñïå÷èâàåò áîëüøåå ðàçðåøåíèå, ïîâûøåííóþ íàäåæíîñòü è äîïîëíèòåëüíóþ ãèáêîñòü ïðè áîëåå íèçêîé ñòîèìîñòè ñèñòåìû. Îñíîâàííûå íà áåñêîíòàêòíîé òåõíîëîãèè èíäóêòèâíûå äàò÷èêè ìîãóò èçìåðÿòü ïîëîæåíèå è äâèæåíèå ìåòàëëè÷åñêèõ èëè ïðîâîäÿùèõ îáúåêòîâ, à òàêæå äåòåêòèðîâàòü ñæàòèå, ðàñòÿæåíèå è ñêðó÷èâàíèå ïðóæèí.

Äèàïàçîí óñòðîéñòâ, â êîòîðûõ ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ íîâûå ïðèáîðû, èñêëþ÷èòåëüíî øèðîê – îò ïðîñòûõ êëàâèøåé, êíîïîê è ïåðåêëþ÷àòåëåé, äî âûñîêîòî÷íûõ ïóëüñîìåòðîâ, òóðáèííûõ ðàñõîäîìåðîâ è êîíòðîëëåðîâ âûñîêîîáîðîòíûõ äâèãàòåëåé è øåñòåðåí÷àòûõ ìåõàíèçìîâ. Ó÷èòûâàÿ èõ óíèâåðñàëüíîñòü, LDC ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ â

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

ñàìûõ ðàçíûõ îáëàñòÿõ ðûíêà, âêëþ÷àÿ àâòîìîáèëè, áûòîâóþ òåõíèêó, ïîòðåáèòåëüñêóþ ýëåêòðîíèêó, ìîáèëüíûå óñòðîéñòâà, êîìïüþòåðû, ïðîìûøëåííîå îáîðóäîâàíèå è ìåäèöèíñêèå ïðèáîðû.

Êëþ÷åâûå ïðåèìóùåñòâà òåõíîëîãèè LDC ! Âûñîêîå ðàçðåøåíèå: Îáåñïå÷èâàåò ñóáìèêðîííîå ðàçðåøåíèå ïðè îïðåäåëåíèè ïîëîæåíèÿ íà îñíîâàíèè ðåçîíàíñíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ, èçìåðåííîãî ñ òî÷íîñòüþ 16 áèò, è çíà÷åíèÿ èíäóêòèâíîñòè, èçìåðåííîãî ñ 24-ðàçðÿäíîé òî÷íîñòüþ. ! Ïîâûøåííàÿ íàäåæíîñòü: Áåñêîíòàêòíûå èçìåðåíèÿ íå÷óâñòâèòåëüíû ê òàêèì íåïðîâîäÿùèì çàãðÿçíèòåëÿì, êàê ìàñëî, ãðÿçü è ïûëü, êîòîðûå ìîãóò ñîêðàùàòü ðåñóðñ îáîðóäîâàíèÿ. ! Áóëüøàÿ ãèáêîñòü: Ïîçâîëÿåò ðàçìåùàòü äàò÷èê íà óäàëåíèè îò ýëåêòðîíèêè, âíå ïå÷àòíîé ïëàòû. ! Ìåíüøàÿ ñòîèìîñòü êîíå÷íîé ñèñòåìû: Èñïîëüçóþòñÿ íåäîðîãèå äàò÷èêè è ìåòêè, íå òðåáóþùèå ìàãíèòîâ. ! Íåîãðàíè÷åííàÿ ñôåðà ïðèìåíåíèÿ: Âîñïðèíèìàåò ìåòêè èç ïðåññîâàííîé ôîëüãè èëè ïðîâîäÿùèõ ÷åðíèë, ïðåäëàãàÿ áåñêîíå÷íûå âîçìîæíîñòè äëÿ òâîð÷åñòâà è èííîâàöèé. ! Ýêîíîìèÿ ïîòðåáëÿåìîé ìîùíîñòè: Ïîòðåáëÿåò ìåíüøå 8.5 ìÂò â ñòàíäàðòíîì ðåæèìå ðàáîòû è ìåíüøå 1.25 ìÂò â ñïÿùåì ðåæèìå.

ÍÎÂÎÑÒÈ

11


Ïîääåðæêà è ñðåäñòâà ðàçðàáîòêè Äëÿ îöåíêè âîçìîæíîñòåé íîâûõ ïðèáîðîâ ðàçðàáîòàíà äåìîíñòðàöèîííàÿ ïëàòà L D C 1 0 0 0 E V M ñ ì è ê ð î ê î í ò ð îë ë å ð î ì MSP430F5528, êîòîðàÿ ìîæåò áûòü ïðèîáðåòåíà óæå ñåãîäíÿ ïî öåíå $29.00.

ðàêòèâíîé îáîëî÷êè WEBENCH Inductive Sensing Designer. Îïòèìèçèðîâàííàÿ â îíëàéí êîíñòðóêöèÿ ëåãêî ýêñïîðòèðóåòñÿ âî ìíîæåñòâî ïîïóëÿðíûõ CAD-ïðîãðàìì, ÷òîáû áûñòðî âêëþ÷èòü êàòóøêó â îáùóþ êîíñòðóêöèþ óñòðîéñòâà.

Êîðïóñ, äîñòóïíîñòü è öåíà

Ðàçðàáîò÷èêè ñèñòåì ìîãóò çà ñåêóíäû ïîäîáðàòü êàòóøêó äàò÷èêà è ñêîíôèãóðèðîâàòü LDC ñ ïîìîùüþ ïðåäëàãàåìîé TI èíòå-

Ìèêðîñõåìû LDC1000 âûïóñêàþòñÿ ñåðèéíî â 16-âûâîäíûõ êîðïóñàõ SON ðàçìåðîì 4 ´ 5 ìì, è â ïàðòèÿõ îò 1000 ïðèáîðîâ ïðîäàþòñÿ ïî öåíå $2.95 çà øòóêó. Â ïåðâîé ïîëîâèíå 2014 ã. îæèäàåòñÿ ïîÿâëåíèå âåðñèè ìèêðîñõåì äëÿ èñïîëüçîâàíèè â àâòîìîáèëüíîì îáîðóäîâàíèè.

International Rectifier ñîçäàëà âûñîêîýôôåêòèâíóþ çàìåíó ìàãíèòíûì áàëëàñòàì ëþìèíåñöåíòíûõ ëàìï International Rectifier (IR) ñîçäàëà íàäåæíóþ, âûñîêîýôôåêòèâíóþ è äåøåâóþ óïðàâëÿþùóþ ìèêðîñõåìó äëÿ çàìåíû ìàãíèòíûõ áàëëàñòîâ, èñïîëüçóåìûõ â ëþìèíåñöåíòíûõ ëàìïàõ. Èñïîëüçóÿ çàïàòåíòîâàííûå IR òåõíîëîãèè ñîçäàíèÿ âûñîêîâîëüòíûõ ñõåì è ýëåêòðîííûõ áàëëàñòîâ, ìèêðîñõåìà IRS2538DS èìèòèðóåò ïîâåäåíèå ñèñòåìû óïðàâëåíèÿ ìàãíèòíîãî áàëëàñòà, ïðåäîñòàâëÿÿ ðàçðàáîò÷èêàì èñêëþ÷èòåëüíî ïðîñòóþ â èñïîëüçîâàíèè, äåøåâóþ, íî âûñîêîêà÷åñòâåííóþ îäíîêðèñòàëüíóþ çàìåíó.

êàê â êàñêàäå êîððåêöèè êîýôôèöèåíòà ìîùíîñòè, òàê è âî âõîäíûõ ýëåêòðîëèòè÷åñêèõ êîíäåíñàòîðàõ.  ìèêðîñõåìó èíòåãðèðîâàíû 600-âîëüòîâûé ïîëóìîñòîâîé äðàéâåð, áóòñòðåïíûé MOSFET è ïîëíûé íàáîð ñðåäñòâ çàùèòû. IRS2538DS èìååò ìíîæåñòâî ðåæèìîâ ðàáîòû, îñíîâíûìè èç êîòîðûõ ÿâëÿþòñÿ ïðåäâàðèòåëüíûé íàãðåâ ñ ôèêñèðîâàííûì âðåìåíåì ïîðÿäêà 2 ñ, ïîäæèã è ðàáî÷èé ðåæèì. Êðîìå òîãî, ìèêðîñõåìà ìîæåò êîíòðîëèðîâàòü êîðîòêîå çàìûêàíèå ëàìïû, àäàïòèâíî ïîäñòðàèâàòü ìåðòâîå âðåìÿ (òèïè÷íûé èíòåðâàë îò 0.5 ìêñ äî 1.5 ìêñ), àâòîìàòè÷åñêè ïåðåçàïóñêàòüñÿ ïîñëå çàìåíû ëàìû. Ïðåäóñìîòðåí òàêæå ðåæèì ìèêðîìîùíîãî çàïóñêà (125 ìêÀ). Èìååòñÿ âíóòðåííèé çàùèòíûé ñòàáèëèòðîí 15.6 Â, âêëþ÷åííûé ìåæäó øèíàìè ïèòàíèÿ.

Òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè

 âûïóñêàåìîé â êîìïàêòíîì êîðïóñå SO8 ìèêðîñõåìå IRS2538DS èñïîëüçîâàí íîâåéøèé ìåòîä óïðàâëåíèÿ, ïîçâîëÿþùèé ïîëó÷èòü âûñîêèé êîýôôèöèåíò ìîùíîñòè ïðè óëüòðàíèçêîì óðîâíå ãàðìîíè÷åñêèõ èñêàæåíèé.  ðåçóëüòàòå îòïàäàåò íåîáõîäèìîñòü

12

Ïðèáîð

Êîðïóñ

VOFFSET (òèï.)

VCC (òèï.)

IO+ / IO– (òèï.)

IRS2538D

SO8

600 Â

15 Â

180/260 ìÀ

Äîñòóïíîñòü è öåíà Íà÷àëüíàÿ öåíà IRS2538D óñòàíîâëåíà â ðàçìåð $0.94 çà øòóêó ïðè çàêàçà 10,000 ïðèáîðîâ. Ïàðòèè ïðîìûøëåííîãî îáúåìà ïîñòàâëÿþòñÿ ñî ñêëàäà íåìåäëåííî.

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


Microchip ïðåäñòàâëÿåò ïåðâûé ìèêðîêîíòðîëëåð PIC ñ 16ðàçðÿäíûì ÀÖÏ, ÖÀÏ, USB è äðàéâåðîì ÆÊÈ Áåñïðåöåäåíòíûé íàáîð àíàëîãîâîé ïåðèôåðèè è òåõíîëîãèÿ óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì XLP äëÿ ïîðòàòèâíîãî ìåäèöèíñêîãî è ïðîìûøëåííîãî îáîðóäîâàíèÿ Microchip ïðåäñòàâèëà íîâîå ñåìåéñòâî ìèêðîêîíòðîëëåðîâ – PIC24FJ128GC010, ôàêòè÷åñêè, ïðåäñòàâëÿþùåå ñîáîé àíàëîãîâóþ ñèñòåìó íà êðèñòàëëå, â êîòîðîé èíòåãðèðîâàíû âñå çâåíüÿ öåïî÷êè àíàëîãîâîé îáðàáîòêè ñèãíàëîâ, âêëþ÷àÿ óíèêàëüíûé äëÿ îòðàñëè ìèêðîêîíòðîëëåðîâ 16-ðàçðÿäíûé ÀÖÏ, 12-ðàçðÿäíûé ÀÖÏ ñ áûñòðîäåéñòâèåì 10 Msps, ÖÀÏ è äâà îïåðàöèîííûõ óñèëèòåëÿ. Ðåàëèçîâàííàÿ â ìèêðîêîíòðîëëåðàõ òåõíîëîãèÿ óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì XLP (eXtreme Low Power) óâåëè÷èâàåò âðåìÿ àâòîíîìíîé ðàáîòû ïîðòàòèâíîãî ìåäèöèíñêîãî è ïðîìûøëåííîãî îáîðóäîâàíèÿ.

Áëàãîäàðÿ ñî÷åòàíèþ ðàçíîîáðàçíîé àíàëîãîâîé ïåðèôåðèè è íèçêîé ïîòðåáëÿåìîé ìîùíîñòè ìîæíî óìåíüøèòü øóìû è ïîâûñèòü ïðîïóñêíóþ ñïîñîáíîñòü öåïåé îáðàáîòêè äàííûõ â ïîðòàòèâíîì ìåäèöèíñêîì îáîðóäîâàíèè, â ÷àñòíîñòè, â ãëþêîìåòðàõ è èçìåðèòåëÿõ àðòåðèàëüíîãî äàâëåíèÿ, à òàêæå â ðàçíîîáðàçíûõ ïðîìûøëåííûõ ïðèëîæåíèÿõ. Ñåìåéñòâî PIC24FJ128GC010 ñîäåðæèò èíòåãðèðîâàííûé äðàéâåð ÆÊäèñïëåÿ, ñïîñîáíûé óïðàâëÿòü 472 ñåãìåíòàìè èíôîðìàöèîííî íàñûùåííîãî ïîëüçîâàòåëüñêîãî èíäèêàòîðà, âêëþ÷àÿ ñêðîëëèíã àëôàâèòíî-öèôðîâûõ áàííåðîâ. Ñ ïîìîùüþ âñòðîåííîãî èíòåðôåéñà USB ìîæíî çàãðóæàòü íàêîïëåííóþ êëèíè÷åñêóþ èíôîðìàöèþ äëÿ ìåäèöèíñêîé àïïàðàòóðû, è, êðîìå òîãî, èíòåðôåéñ ìîæåò âûñòóïàòü â êà÷åñòâå ñåðâèñíîãî ïîðòà è ïîðòà ïåðåäà÷è äàííûõ â ïðîìûøëåííîì îáîðóäîâàíèè. Âñòðîåííàÿ ïåðèôåðèÿ ïîääåðæèâàåò åìêîñòíûå ñåíñîðíûå äàò÷èêè ñ òåõíîëîãèåé mTouch. Èíòåãðàöèÿ 16-ðàçðÿäíîãî ÀÖÏ, USB, äðàé-

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

âåðà ÆÊÈ è ïðîöåññîðà ñ ìàëûì ýíåðãîïîòðåáëåíèåì ïîçâîëèò ñîçäàâàòü èñêëþ÷èòåëüíî êîìïàêòíûå óñòðîéñòâà ñ áàòàðåéíûì ïèòàíèåì. Ðåàëèçàöèÿ íà îäíîé ìèêðîñõåìå PIC24FJ128GC010 òîãî, äëÿ ÷åãî ðàíüøå ïîòðåáîâàëîñü áû íåñêîëüêî ìèêðîñõåì, äàåò âîçìîæíîñòü çíà÷èòåëüíî óìåíüøèòü ðàçìåðû ïå÷àòíîé ïëàòû è ñòîèìîñòü êîíå÷íîãî óñòðîéñòâà, à òàêæå ñîêðàòèòü âðåìÿ îò ðàçðàáîòêè äî âûâîäà ïðîäóêòà íà ðûíîê.

Ïîääåðæêà ðàçðàáîòêè Ñåìåéñòâî PIC24FJ128GC010 ïîääåðæèâàåòñÿ ñòàðòîâûì íàáîðîì Starter Kit for PIC24F Intelligent.Integrated.Analog (íîìåð äëÿ çàêàçà DM240015), êîòîðûé â òå÷åíèå îãðàíè÷åííîãî âðåìåíè ïðåäëàãàåòñÿ ïî ñïåöèàëüíîé öåíå $89.99. Îñîáîå âíèìàíèå ñîçäàòåëè íàáîðà óäåëèëè îáåñïå÷åíèþ öåëîñòíîñòè ñèãíàëîâ â èíòåãðèðîâàííîé àíàëîãîâîé ïåðèôåðèè. Íàáîð ñîäåðæèò 95% ýëåìåíòîâ, íåîáõîäèìûõ êîíñòðóêòîðó äëÿ ðàçðàáîòêè ïîðòàòèâíîãî àíàëîãîâîãî ïðîòîòèïà. Âñå, ÷òî òðåáóåòñÿ äîáàâèòü – ýòî äàò÷èêè.

Öåíû è äîñòóïíîñòü Ìèêðîñõåìû PIC24FJ128GC010 âûïóñêàþòñÿ ñåðèéíî. Äëÿ àïðîáèðîâàíèÿ èçäåëèé ïðåäëàãàþòñÿ áåñïëàòíûå îáðàçöû. Ïðè áîëüøèõ îáúåìàõ çàêàçà öåíû íà÷èíàþòñÿ îò $2.59 çà øòóêó. PIC24FJ128GC010 (128 ÊÁ Flash) è PIC24FJ64GC010 (64 ÊÁ Flash) âûïóñêàþòñÿ â 100-âûâîäíûõ êîðïóñàõ TQFP è 121-âûâîäíûõ BGA. PIC24FJ128GC006 (128 KÁ Flash) è PIC24FJ64GC006 (64 KÁ Flash) äîñòóïíû â 64-âûâîäíûõ êîðïóñàõ TQFP è QFN.

ÍÎÂÎÑÒÈ

13


Linear Technology ïðåäñòàâèëà íîâûé 60-âîëüòîâûé óñèëèòåëü ñ íóëåâûì äðåéôîì Linear Technology ïðåäñòàâèëà íîâóþ ìèêðîñõåìó óñèëèòåëÿ ñ íóëåâûì äðåéôîì è ñõåìîé ñàìîêàëèáðîâêè, îòëè÷àþùóþñÿ âûñî÷àéøåé òî÷íîñòüþ è ñòàáèëüíîñòüþ ïàðàìåòðîâ ïî ïîñòîÿííîìó òîêó âî âñåõ äèàïàçîíàõ èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû, âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ è íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ. Áëàãîäàðÿ íàïðÿæåíèþ ñìåùåíèÿ 5 ìêÂ, äðåéôó 0.025 ìêÂ/°C, íàïðÿæåíèþ íèçêî÷àñòîòíûõ øóìîâ 200 í ïèê-ïèê è îòñóòñòâèþ ôëèêêåðøóìà (1/f), ïðè ïèòàíèè íàïðÿæåíèåì 60  (±30 Â) ìèêðîñõåìà LTC2057HV îáåñïå÷èâàåò äèíàìè÷åñêèé äèàïàçîí áîëåå 140 äÁ. Ñòîëü øèðîêèé äèíàìè÷åñêèé äèàïàçîí ïîçâîëÿåò áåç íàñûùåíèÿ óñèëèòåëÿ è ïîòåðè òî÷íîñòè óñèëèâàòü ñëàáûå ñèãíàëû íà ôîíå ñóùåñòâåííî áîëåå ìîùíûõ. Åñëè äëÿ óñòðîéñòâà äîñòàòî÷íî íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ 36 Â, ìîæíî âîñïîëüçîâàòüñÿ íèçêîâîëüòíîé âåðñèåé LTC2057.

Ïàðàìåòðû ìèêðîñõåì LTC2057 è LTC2057HV óêàçàíû äëÿ äèàïàçîíà òåìïåðàòóð –40 °C … 125 °C. Óñèëèòåëè ïðåäîñòàâëÿþò îïòèìàëüíóþ êîìáèíàöèþ íèçêîãî íàïðÿæåíèÿ øóìîâ, íèçêèõ øóìîâûõ òîêîâ è ìàëîãî âõîäíîãî òîêà ñìåùåíèÿ. Ïðè ýòîì óíèêàëüíàÿ àðõèòåêòóðà ïðèáîðîâ ãàðàíòèðóåò òàêæå ìèíèìàëüíûé óðîâåíü øóìîâ 1/f. Ïîáî÷íûå àðòåôàêòû, ïðèñóùèå îáû÷íî óñèëèòåëÿì ñ íóëåâûì äðåéôîì, â ýòèõ ñõåìàõ ïîäàâëåíû, ÷òî â åùå áîëüøåé ñòåïåíè ðàñøèðÿåò äèíàìè÷åñêèé äèàïàçîí, îáëàñòü ñòàáèëüíîé ðàáîòû è ïîëåçíóþ ïîëîñó ñèãíàëà. Äèàïàçîí ñèíôàçíûõ âõîäíûõ íàïðÿæåíèé âêëþ÷àåò íàïðÿæåíèå îòðèöàòåëüíîé øèíû ïèòàíèÿ, à âûõîäíîå íàïðÿæåíèå ìîæåò èçìåíÿòüñÿ îò ïîëîæèòåëüíîé äî îòðèöàòåëüíîé øèíû. LTC2057 ðàññ÷èòàíà íà íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ äî 30 Â, â òî âðåìÿ, êàê LTC2057HV ìîæåò ðàáîòàòü ïðè íàïðÿæåíèè äî 60 Â. Íèæíÿÿ

14

ãðàíèöà íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ äëÿ îáîèõ ïðèáîðîâ ñîñòàâëÿåò 4.75 Â. Îáå ìèêðîñõåìû ïðåäëàãàþòñÿ â âåðñèÿõ äëÿ òåìïåðàòóðíûõ äèàïàçîíîâ –40 °C … 85 °C è –40 °C … 125 °C. LTC2057 âûïóñêàþòñÿ â êîðïóñàõ DFN 3 ? 3 ìì, MSOP-8 è SOIC-8, à òàêæå â êîðïóñå MSOP-10 ñ ðàñïîëîæåíèåì âûâîäîâ, ïîçâîëÿþùåì óäîáíî ñîçäàâàòü íà ïëàòå îõðàííûå êîëüöà âîêðóã âûñîêîèìïåäàíñíîãî âõîäà. Öåíû íà÷èíàþòñÿ îò $1.54 çà ìèêðîñõåìó LTC2057 è $2.19 çà LTC2057HV ïðè çàêàçå îò 1000 øòóê.

Ñâîäêà îñíîâíûõ õàðàêòåðèñòèê LTC2057HV ! Íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ: 4.75 … 60  ! Íàïðÿæåíèå ñìåùåíèÿ: 5 ìê (ìàêñ.) ! Äðåéô íàïðÿæåíèÿ ñìåùåíèÿ â äèàïàçîíå òåìïåðàòóð –40 … 125°C: 0.025 ìêÂ/°C (ìàêñ.) ! Âõîäíîå íàïðÿæåíèå øóìîâ: # 220 í ïèê-ïèê, 0 … 10 Ãö (òèï.) # 13 íÂ/ÖÃö, 1 êÃö (òèï.) ! Äèàïàçîí ñèíôàçíûõ âõîäíûõ íàïðÿæåíèé: –0.1… +1.5  ! Âûõîä Rail-to-Rail ! Êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ïðè ðàçîìêíóòîé öåïè îáðàòíîé ñâÿçè: 150 äÁ (òèï.) ! Ïîäàâëåíèå ïóëüñàöèé ïèòàíèÿ: 160 äÁ (òèï.) ! Êîýôôèöèåíò ïîäàâëåíèÿ ñèíôàçíîãî ñèãíàëà: 150 äÁ (òèï.) ! Ðåæèì îòêëþ÷åíèÿ ! Êîðïóñ MS10 ñ âûâîäàìè îõðàííûõ êîëåö

Ïðèìåíåíèå ! Óñòðîéñòâà âûáîðêè äàííûõ âûñîêîãî ðàçðåøåíèÿ ! Áóôåðèçàöèÿ èñòî÷íèêîâ îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ ! Èñïûòàòåëüíîå è èçìåðèòåëüíîå îáîðóäîâàíèå ! Ýëåêòðîííûå âåñû ! Óñèëèòåëè ñèãíàëîâ òåðìîïàð ! Òåíçîäàò÷èêè ! Äàò÷èêè òîêà íèæíåé øèíû ! Àâòîìîáèëüíûå ñèñòåìû êîíòðîëÿ è óïðàâëåíèÿ

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


Íîâûå òàíäåìíûå äèîäû îò STMicroelectronics áóäóò íåäîðîãîé àëüòåðíàòèâîé êàðáèäêðåìíèåâûì äèîäàì Ðàçðàáîòàâ âòîðîå ïîêîëåíèå òàíäåìíûõ äèîäîâ, STMicroelectronics ïðåäîñòàâèëà êîíñòðóêòîðàì ñðåäñòâî ñîçäàíèÿ áîëåå äåøåâîãî è ýíåðãîýôôåêòèâíîãî îáîðóäîâàíèÿ äëÿ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ, èíâåðòîðîâ ñîëíå÷íûõ ýëåêòðîñòàíöèé è ïóíêòîâ çàðÿäêè ýëåêòðè÷åñêèõ òðàíñïîðòíûõ ñðåäñòâ.

Ïî ñðàâíåíèþ ñ ïðèáîðàìè ïåðâîãî ïîêîëåíèÿ ó íîâûõ äèîäîâ ñíèæåí çàðÿä îáðàòíîãî âîññòàíîâëåíèÿ (QRR), ÷òî, ñ îäíîé ñòîðîíû, ïîçâîëÿåò ñîêðàòèòü ïîòåðè ïåðåêëþ÷åíèÿ, à ñ äðóãîé – äåëàåò åùå áîëåå çíà÷èòåëüíûì èõ ïðåèìóùåñòâî â ýôôåêòèâíîñòè

ïåðåä ñòàíäàðòíûìè óëüòðàáûñòðûìè äèîäàìè. Íèçêèé QRR òàêæå óñêîðÿåò ïðîöåññ äîâîäêè ñõåìû, ÷åì ñîêðàùàåò âðåìÿ âûõîäà êîíå÷íîãî ïðîäóêòà íà ðûíîê. Ïî ñâîèì ïàðàìåòðàì íîâûå òàíäåìíûå äèîäû ïðèáëèæàþòñÿ ê êàðáèäêðåìíèåâûì äèîäàì, êîòîðûå, îäíàêî, êàê ìèíèìóì, íà 30% äîðîæå. Óñòðîéñòâà âòîðîãî ïîêîëåíèÿ ïîïîëíèëè ñåìåéñòâî 600-âîëüòîâûõ òàíäåìíûõ äèîäîâ STMicroelectronics. Ïðèáîðû STTH8T06DI è STTH8ST06DI ðàññ÷èòàíû íà ðàáî÷èé òîê äî 8 À, à STTH12T06DI ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ ïðèëîæåíèé ñ òîêàìè äî 12 À. Ïî óñòîé÷èâîñòè ê ïèêîâûì áðîñêàì òîêà äèîäû ýêâèâàëåíòíû óëüòðàáûñòðûì àíàëîãàì, ðàáîòàþò â øèðîêîì äèàïàçîíå òåìïåðàòóð ïåðåõîäà îò –40 °C äî 175 °C è îòëè÷àþòñÿ âûñîêîé íàäåæíîñòüþ è ìåõàíè÷åñêîé ïðî÷íîñòüþ. Óñòðîéñòâà ïðîèçâîäÿòñÿ ñåðèéíî â êîðïóñàõ TO-220AC ñ èçîëèðîâàííûì òåïëîîòâîäÿùèì âûâîäîì. Öåíû íà÷èíàþòñÿ îò $1.57 çà îäèí äèîä STTH8T06DI ïðè îáúåìå çàêàçà ñâûøå 1000 ïðèáîðîâ.

Âûïóùåí îäíîïëàòíûé êîìïüþòåð ñ ÑíÊ Rockchip, ðàáîòàþùèé ïîä óïðàâëåíèåì Android è Linux Radxa ïðèíèìàåò ïðåäâàðèòåëüíûå çàêàçû íà êîìïàêòíûé, îòêðûòûé îäíîïëàòíûé êîìïüþòåð íà áàçå ñèñòåìû-íà-êðèñòàëëå (ÑíÊ) Rockchip RK3188, ðàáîòàþùèé ïîä óïðàâëåíèåì Android è Linux. Radxa Rock è Radxa Rock Lite ñòîèìîñòüþ $89 è $69, ñîîòâåòñòâåííî, èìåþò äî 2 ÃÁ ÎÇÓ, 8 ÃÁ ôëýøïàìÿòè, ìîäóëè WiFi, Bluetooth è Ethernet, ïîð��û HDMI, Ethernet, USB è S/PDIF, à òàêæå äðóãèå èíòåðôåéñû ñ ñîîòâåòñòâóþùèìè âûâîäàìè íà ïå÷àòíîé ïëàòå.Ñòàðòàï Radxa èç ã. Øýíüæýíü (Êèòàé) ÿâëÿåòñÿ î÷åðåäíûì ïðîåêòîì ñîçäàòåëÿ ïëàòû CubieBoard Òîìà Êüþáè (Tom Cubie). Âåðñèÿ CubieBoard2 îñíîâàíà íà äâóõúÿäåðíîé ÑíÊ Cortex-A7 Allwinner A20, à Radxa Rock, ñîãëàñíî ñõåìå è ñïåöèôèêàöèè, áàçèðóåòñÿ íà âûïóùåííîé êîìïàíèåé Rockchip ÷åòûðåõúÿäåðíîé ÑíÊ, ðàáîòàþùåé íà ÷àñòîòå 1.6 ÃÃö. Äâå âåðñèè

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

ïëàòû îòëè÷àþòñÿ òîëüêî ðàçìåðîì ïàìÿòè: 2 ÃÁ è 1 ÃÁ ÎÇÓ DDR3 è 8 ÃÁ è 4 ÃÁ NAND ôëýø-ïàìÿòè ó Radxa Rock è Radxa Rock Lite, ñîîòâåòñòâåííî. Áëàãîäàðÿ ïîðòó HDMI ìîæíî âûâîäèòü âèäåî ôîðìàòà 1080p ñ ÷àñòîòîé 60 Ãö. Òàêæå íà ïëàòå èìåþòñÿ àóäèî/âèäåî âûõîä, îïòè÷åñêèé àóäèî ïîðò S/PDIF è âõîä äëÿ ÈÊïðèåìíèêà. Ïîìèìî 10/100 Ethernet, ïëàòà î ñ í à ùå í à ì îä óë å ì W i F i ñ òà í ä à ðòà

ÍÎÂÎÑÒÈ

15


802.11b/g/n (ñêîðîñòü ïåðåäà÷è 150 Ìá/ñ) è ìîäóëåì Bluetooth 4.0. Èìåþòñÿ ïîðòû USB 2.0 host è USB OTG, è íà îáåèõ ìîäåëÿõ óñòàíîâëåí ñëîò äëÿ êàðò microSD îáúåìîì äî 128 ÃÁ. Äâà 40-âûâîäíûõ ðàçúåìà ïðåäîñòàâëÿþò ïîëüçîâàòåëÿì äîñòóï ê áîãàòîé ïåðèôåðèè. Ïëàòà ïîñòàâëÿåòñÿ ñ èñòî÷íèêîì ïèòàíèÿ 5  / 2 À. Ïðåäñòàâëåííûå îäíîïëàòíûå êîìïüþòåðû ìîæíî çàïóñêàòü ïîä óïðàâëåíèåì Android èëè PicUntu (ÎÑ íà áàçå Ubuntu).

Õàðàêòåðèñòèêè Radxa Rock è Radxa Rock Lite: ! Ïðîöåññîð Rockchip: RK3188 (÷åòûðå ÿäðà Cortex-A9, ðàáîòàþùèå íà ÷àñòîòå 1.6 ÃÃö) ñ ãðàôè÷åñêèì óñêîðèòåëåì Mali 400 MP4 533 ÌÃö ! ÎÇÓ: 2 ÃÁ (Rock) è 1 ÃÁ (Rock Lite) DDR3 800 ÌÃö ! Ôëýø-ïàìÿòü: 8 ÃÁ (Rock) è 4 ÃÁ (Rock Lite) NAND ôëýø-ïàìÿòè; ñëîò microSD SDXC äëÿ êàðò îáúåìîì äî 128 ÃÁ ! Áåñïðîâîäíàÿ ñâÿçü: WiFi 802.11b/g/n (150 Ìá/ñ) ñ àíòåííîé è Bluetooth 4.0 ! Ïðîâîäíàÿ ñâÿçü: 10/100 Ethernet

16

! Ðàçúåìû ââîäà/âûâîäà: # USB 2.0 host # Micro-USB 2.0 OTG # HDMI 1.4 # àóäèî/âèäåî âûõîä # îòëàäî÷íàÿ êîíñîëü ñ ïîñëåäîâàòåëüíîé ïåðåäà÷åé äàííûõ # ÈÊ-ïðèåìíèê # îïòè÷åñêèé àóäèî ïîðò S/PDIF ! Èíòåðôåéñû, îáåñïå÷èâàåìûå äâóìÿ 40âûâîäíûìè ðàçúåìàìè: LCD I/F, SPI, USB 2.0, ëèíåéíûé âõîä, UART, ëèíèè ââîäà/âûâîäà îáùåãî íàçíà÷åíèÿ, I2C, PWM, ÀÖÏ, GPS ! Ðàçìåðû: 100 ´ 80 ´ 12 ìì ! Ïèòàíèå: ãíåçäî jack äëÿ èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ 5  / 2 À ! Äèàïàçîí ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð: îò 0 äî 80 °C ! ÎÑ: Android, PicUntu Linux Ïðåäâàðèòåëüíûé çàêàç íà ïëàòû ìîæíî ñäåëàòü íà ñàéòå ïðîèçâîäèòåëÿ, çàïëàòèâ $89 çà Radxa Rock è çà $69 Radxa Rock Lite. Äàòà íà÷àëà ïîñòàâîê ïîêà íå îáúÿâëåíà.

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


Âðåìÿ ïåðåìåí: êâàðöåâûå ãåíåðàòîðû óñòóïàþò äîðîãó ÌÝÌÑ Todd Borkowski EDN

 ñòàòüå îïèñûâàåòñÿ ýâîëþöèÿ òåõíîëîãèè ÌÝÌÑ â îáëàñòè óñòðîéñòâ ñèíõðîíèçàöèè. Äî íåäàâíåãî âðåìåíè â íåé äîìèíèðîâàëè êâàðöåâûå ãåíåðàòîðû. Ýëåêòðîñòàòè÷åñêèå è ïüåçîýëåêòðè÷åñêèå ÌÝÌÑ ñåãîäíÿ ñîñòàâëÿþò èì ñåðüåçíóþ êîíêóðåíöèþ è ìîãóò âûòåñíèòü êâàðö âî ìíîãèõ ïðèëîæåíèÿõ, áëàãîäàðÿ óëó÷øåííîìó íà âñåõ ÷àñòîòàõ îáùåìó äîïóñêó, ëó÷øåìó êîýôôèöèåíòó ïîäàâëåíèÿ ïóëüñàöèé íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ, ìåíüøåìó äæèòòåðó è âûñîêîé íàäåæíîñòè. Êëàññè÷åñêèé êâàðöåâûé ãåíåðàòîð, èñïîëüçóþùèé â êà÷åñòâå îñíîâíîãî ýëåìåíòà êâàðöåâûé ðåçîíàòîð, ïðîñëóæèë â ýëåêòðîííîé ïðîìûøëåííîñòè ïî÷òè 100 ëåò. Íî ýòîò ðûíîê ãîòîâ ðóõíóòü, è êâàðöó áðîñàþò âûçîâ àëüòåðíàòèâíûå ïîäõîäû, îñíîâàííûå íà òåõíîëîãèè ðåçîíàòîðîâ íà áàçå ÌÝÌÑ (ìèêðîýëåêòðîìåõàíè÷åñêèõ ñèñòåì).  îòðàñëè ÌÝÌÑ êîìïîíåíòîâ èìåþòñÿ äâå ðàçëè÷íûå òåõíîëîãèè, êîíêóðèðóþùèå çà ïðàâî âûòåñíèòü êâàðö. Îäíà èç íèõ îñíîâàíà íà ýëåêòðîñòàòè÷åñêîì âîçáóæäåíèè, äðóãàÿ – íà ïüåçîýëåêòðè÷åñêîì. Ðàññìîòðåíèå ïëþñîâ è ìèíóñîâ êàæäîé òåõíîëîãèè íà÷íåòñÿ ñ îïèñàíèÿ ïðîáëåìû çàìåíû êâàðöà.

Ïðåïÿòñòâèÿ íà ïóòè ÌÝÌÑ Ñóùåñòâåííîå ïðåèìóùåñòâî ÌÝÌÑòåõíîëîãèè çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî îíà äàåò âîçìîæíîñòü âûïóñêàòü ìèíèàòþðíûå êîìïîíåíòû êðóïíûìè ïàðòèÿìè è çàìåíèòü ñëîæíûé ïðîèçâîäñòâåííûé ïðîöåññ, èñïîëüçóåìûé ïðè èçãîòîâëåíèè êâàðöåâûõ ãåíåðàòîðîâ. Ïîñêîëüêó êîíå÷íûé ïðîäóêò âûïóñêàåòñÿ íà êðåìíèåâîì êðèñòàëëå, ÌÝÌÑêîìïîíåíòû ìîãóò áûòü ðàçìåùåíû â îäíîì êîðïóñå ñ ñîïóòñòâóþùèìè ìèêðîñõåìàìè,

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

äàâàÿ ñóùåñòâåííûé âûèãðûø â òåõíîëîãè÷íîñòè, ðàçìåðàõ, ñîâìåñòèìîñòè, ïðîñòîòå èñïîëüçîâàíèÿ è, êîíå÷íî æå, â ñîâîêóïíîé ñòîèìîñòè ñèñòåìû. Êðîìå òîãî, ÌÝÌÑ áîëåå óñòîé÷èâû ê óäàðàì, âèáðàöèè è ýëåêòðîìàãíèòíûì ïîìåõàì, ÷åì êâàðö. È, íàêîíåö, èõ ìîæíî ñêîíñòðóèðîâàòü ñâîáîäíûìè îò ïðîâàëîâ íà òåìïåðàòóðíîé õàðàêòåðèñòèêå, à äèàïàçîí ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð ðàñøèðèòü çà ïðåäåëû –40 … +85 °C. Îäíàêî êâàðöåâûå óñòðîéñòâà ñèíõðîíèçàöèè èìåþò äîëãóþ è óñïåøíóþ èñòîðèþ. Ýòî çðåëàÿ è õîðîøî îòðàáîòàííàÿ òåõíîëîãèÿ ñ êëþ÷åâûì ïðåèìóùåñòâîì, êîòîðîå åùå äîëæíû çàâîåâàòü ÌÝÌÑ-êîìïîíåíòû: êâàðöåâûé ìàòåðèàë î÷åíü ñòàáèëåí â øèðîêîì äèàïàçîíå òåìïåðàòóð. À ýòî âàæíûé ôàêòîð äëÿ óñòðîéñòâ, êîòîðûå äîëæíû ðàáîòàòü ïðè òèïè÷íûõ òåìïåðàòóðàõ îò –40 äî +85 °C.  ÌÝÌÑ èñïîëüçóåòñÿ êðåìíèé, ðàçìÿã÷àþùèéñÿ ñ ïîâûøåíèåì òåìïåðàòóðû, ÷òî ïðèâîäèò ê èçìåíåíèþ êðèòè÷åñêîãî ïàðàìåòðà – ÷àñòîòû, íåäîïóñòèìîìó âî ìíîãèõ ïðèëîæåíèÿõ. Äîïóñòèìûé óõîä ÷àñòîòû, êîíå÷íî, çàâèñèò îò ïðîäóêòà è ðûíêà. Ïðîìûøëåííûå ïðèáîðû è ìîáèëüíûå óñòðîéñòâà ñâÿçè ïðåäúÿâëÿþò äðóãèå òðåáîâàíèÿ, ÷åì, íàïðèìåð, îáîðóäîâàíèå èíôðàñòðóêòóðû ñâÿçè. Äëÿ öåïè ñèíõðîíèçàöèè ìîáèëüíîãî óñòðîéñòâà ìîæåò òðåáîâàòüñÿ ñòàáèëüíîñòü ±2.5 ppm ïðè òåìïåðàòóðå îò –30 äî +85 °C, â òî âðåìÿ êàê äëÿ ìåíåå òðåáîâàòåëüíûõ ïðèëîæåíèé áóäåò ïðèåìëåì òåìïåðàòóðíûé äðåéô îò ±50 äî ±100 ppm. Ïîìèìî ÷àñòîòíîé ñòàáèëüíîñòè, åùå îäíèì âàæíûì ïàðàìåòðîì äëÿ óñòðîéñòâ ñèíõðîíèçàöèè ÿâëÿåòñÿ äæèòòåð (è òåñíî ñâÿçàííûé ñ íèì ïàðàìåòð «ôàçîâûé øóì»). Äæèòòåð – ýòî, ôàêòè÷åñêè, ñëó÷àéíûå îòêëî-

ÑÒÀÒÜÈ

17


íåíèÿ âûõîäíîãî ñèãíàëà îò íîìèíàëüíîé ÷àñòîòû. Äëÿ ïîëüçîâàòåëåé òàêæå íåìàëîâàæíî, íàñêîëüêî ìîæíî ðàñøèðèòü «ñîáñòâåííóþ» îïîðíóþ ÷àñòîòó ãåíåðàòîðà, ñ òåì, ÷òîáû ñâåñòè ê ìèíèìóìó êîëè÷åñòâî øàãîâ äîïîëíèòåëüíîãî ìàñøòàáèðîâàíèÿ, íåîáõîäèìîãî äëÿ ïîëó÷åíèÿ òðåáóåìîé ðàáî÷åé ÷àñòîòû. ×åì áîëüøå îíè ìàñøòàáèðóþò èñõîäíóþ ÷àñòîòó, òåì áîëüøå âíîñèòñÿ øóìîâ è ñòðàäàåò êà÷åñòâî âûõîäíîãî ñèãíàëà. Äîáàâëåíèå äîïîëíèòåëüíîé öåïè ê ãåíåðàòîðó ïîçâîëÿåò åìó ðàáîòàòü íà ãàðìîíèêàõ (îáåðòîíàõ) îñíîâíîé ÷àñòîòû, íî, â ñðàâíåíèè ñ îáû÷íûì ðåæèìîì, ýòî òàêæå óâåëè÷èâàåò äæèòòåð. Íàêîíåö, â ìèðå, â êîòîðîì òàê ìíîãî ïðîäóêòîâ ñ áàòàðåéíûì ïèòàíèåì, è íà ñ÷åòó êàæäûé ìèëëèâàòò, ïîëüçîâàòåëè ñ÷èòàþò ýíåðãîïîòðåáëåíèå êîìïîíåíòà æèçíåííî âàæíûì ôàêòîðîì. Âî ìíîãèõ êîíñòðóêöèÿõ ñóùåñòâóþò îãðàíè÷åíèÿ íà äîïóñòèìóþ ìîùíîñòü è ñâÿçàííûå ñ ýòèì ïðîáëåìû òåïëîîòâîäà.

ÌÝÌÑ â äâóõ âàðèàíòàõ: ýëåêòðîñòàòèêà ïðîòèâ ïüåçîýëåêòðè÷åñòâà Ñóùåñòâóþò äâà ðàçëè÷íûõ ïîäõîäà ê ïðîåêòèðîâàíèþ óñòðîéñòâ ñèíõðîíèçàöèè íà îñíîâå ÌÝÌÑ: ýëåêòðîñòàòè÷åñêèé è ïüåçîýëåêòðè÷åñêèé.  ïåðâîì ïîäâèæíûå êðåìíèåâûå ÌÝÌÑ-ýëåìåíòû âçàèìîäåéñòâóþò ñ îêðóæàþùèì èõ òî÷íî êîíòðîëèðóåìûì ýëåêòðè÷åñêèì ïîëåì. Òàêîå ýëåêòðîñòàòè÷åñêîå èëè åìêîñòíîå âîçäåéñòâèå ïðèâîäèò â äâèæåíèå ÷àñòè ÿäðà ÌÝÌÑ-ðåçîíàòîðà (Ðèñóíîê 1). Âòîðîé ïîäõîä ïðåäïîëàãàåò èñïîëüçîâàíèå â ÌÝÌÑ-ðåçîíàòîðå ïüåçîýëåêòðè÷åñêèõ àêòþàòîðîâ, ïðåîáðàçóþùèõ ìåõàíè-

Ðèñóíîê 1. Ìåòîä ñîçäàíèÿ ýëåêòðîñòàòè÷åñêèõ ÌÝÌÑ-ðåçîíàòîðîâ îñíîâàí íà èñïîëüçîâàíèè ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ, âçàèìîäåéñòâóþùåãî ñ ïîäâèæíûìè ýëåìåíòàìè.

18

÷åñêîå äâèæåíèå è íàãðóçêó â ýëåêòðè÷åñêèé ñèãíàë, è íàîáîðîò (Ðèñóíîê 2).

Ðèñóíîê 2. Ïüåçîýëåêòðè÷åñêèé ïîäõîä îñíîâàí íà çàâèñèìîñòè ýëåêòðè÷åñêîãî íàïðÿæåíèÿ îò ìåõàíè÷åñêîãî è èìååò ïîòåíöèàë äëÿ ñîçäàíèÿ êà÷åñòâåííûõ ðåçîíàòîðîâ.

Ó÷èòûâàÿ çíà÷èòåëüíûå ïðåèìóùåñòâà ÌÝÌÑ íàä êâàðöåì, êàê ìû ìîæåì îöåíèòü è ñðàâíèòü äâà ðàçíûõ ñëîæíûõ ïîäõîäà ê äîñòèæåíèþ âûñîêîé ñòàáèëüíîñòè, íèçêîãî øóìà è ìàëîãî ïîòðåáëåíèÿ òîêà, êîòîðûå ïîçâîëÿò âûòåñíèòü êâàðöåâûå ãåíåðàòîðû? Äëÿ ðåøåíèÿ ïåðâîé ïðîáëåìû, ñòîÿùåé íà ïóòè âûòåñíåíèÿ êâàðöà, òî åñòü âûñîêîé òåìïåðàòóðíîé ñòàáèëüíîñòè ÷àñòîòû, ðàçðàáîò÷èêè ýëåêòðîñòàòè÷åñêèõ ÌÝÌÑ îáû÷íî äîïîëíÿþò ñõåìó ãåíåðàòîðà öèôðîâûì ñèíòåçàòîðîì, êîìïåíñèðóþùåì áîëåå 3000 ppm äðåéôà â äèàïàçîíå îò –40 äî +85 °C. È õîòÿ äðåéô ýòèì ñïîñîáîì óñòðàíÿåòñÿ ýôôåêòèâíî, îí, ê ñîæàëåíèþ, ïðèâîäèò è ê íåãàòèâíûì ïîñëåäñòâèÿì, âíîñÿ ñóùåñòâåííûé äîïîëíèòåëüíûé äæèòòåð è ôàçîâûé øóì, à òàêæå óâåëè÷èâàÿ ïîòðåáëåíèå òîêà, ÷òî çà÷àñòóþ íåïðèåìëåìî äëÿ âûñîêîêà÷åñòâåííûõ ïðèëîæåíèé. Íàïðîòèâ, ïðîèçâîäèòåëè ïüåçîýëåêòðè÷åñêèõ ÌÝÌÑ, òàêèå êàê Sand 9, óñòðàíÿþò äðåéô, èñïîëüçóÿ êîìáèíàöèþ ìåòîäèê, êîòîðàÿ äàåò ìåíüøèé äæèòòåð è ôàçîâûé øóì ïî ñðàâíåíèþ ñ êîìïåíñàöèåé ïîñðåäñòâîì ñèíòåçàòîðà. Âî-ïåðâûõ, ïüåçîýëåêòðè÷åñêèé ÌÝÌÑ-ðåçîíàòîð, ïðåäñòàâëÿþùèé ñîáîé ìîíîëèòíûé ýëåìåíò, ñ îáåèõ ñòîðîí ëàìèíèðóþò ñëîåì äèîêñèäà êðåìíèÿ (SiO2), ÷òî äåëàåò ýëåìåíò ïðî÷íåå è íà ïîðÿäîê óìåíüøàåò äðåéô. Âî-âòîðûõ, ñîïóòñòâóþùàÿ öåïü ãåíåðàòîðà ñîäåðæèò àíàëîãîâûé êîìïåíñèðóþùèé êîíòóð, êîòîðûé ðàáîòàåò áûñòðåå, ÷åì öèôðîâîé ñèíòåçàòîð, à òàêæå äîáàâëÿåò íàìíîãî ìåíüøå ôàçîâîãî øóìà è äæèòòåðà. Õîðîøî ñïðîåêòèðîâàííûé ÌÝÌÑ-ãåíåðàòîð, íàïðèìåð, âûïóñêàåìûé

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


dF/f (ppm)

4 2 0 2 –4 –50

–40

–30

–20

–10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

T (°C)

Ðèñóíîê 3. Íîðìèðîâàííûé ÷àñòîòíûé äðåéô êîìïåíñèðîâàííîãî óñòðîéñòâà êîìïàíèè Sand 9 ñîïîñòàâèì ñ äðåéôîì êâàðöåâîãî ãåíåðàòîðà âî âñåì äèàïàçîíå ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð.

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

äèò ê íåýôôåêòèâíîìó ïðåîáðàçîâàíèþ ýíåðãèè. Ýíåðãèÿ, ïåðåäàâàåìàÿ ýëåêòðîñòàòè÷åñêèì ñïîñîáîì, ïðèìåðíî â ñòî ðàç ìåíüøå, ÷åì ïðè ïüåçîýëåêòðè÷åñêîì ñïîñîáå.  ðåçóëüòàòå ïîëó÷àåòñÿ ïëîõîå îòíîøåíèå ñèãíàë/øóì è çíà÷èòåëüíûé äæèòòåð è ôàçîâûé øóì íà âûõîäå. ×òîáû êîìïåíñèðîâàòü ìåíüøåå îòíîøåíèå ñèãíàë/øóì è óëó÷øèòü õàðàêòåðèñòèêè, ýëåêòðîñòàòè÷åñêîå óñòðîéñòâî äîëæíî èìåòü áîëüøèé ðàçìåð èëè ïîâûøåííîå ýíåðãîïîòðåáëåíèå, èëè è òî, è äðóãîå, ïîýòîìó çàêîí÷åííîå ýëåêòðîñòàòè÷åñêîå óñòðîéñòâî –35 Àìïëèòóäà âåêòîðà îøèáêè TX [äÁ]

êîìïàíèåé Sand 9, ìîæåò èìåòü íà÷àëüíóþ òî÷íîñòü, äîñòèãàþùóþ ±5 ppm, è ïðåâîñõîäèòü êâàðöåâûå èçäåëèÿ ïî ñòàáèëüíîñòè â òåìïåðàòóðíîì äèàïàçîíå îò –40 äî +85 °C (Ðèñóíîê 3). Äðóãèì âàæíûì ïàðàìåòðîì ÿâëÿåòñÿ íà÷àëüíîå ñìåùåíèå ÷àñòîòû îòíîñèòåëüíî èäåàëüíîãî «èñòèííîãî» çíà÷åíèÿ – íåèçáåæíûé ôàêòîð ïðîèçâîäñòâåííîãî ðàçáðîñà. Ðåøåíèå, îñíîâàííîå íà èñïîëüçîâàíèè ñèíòåçàòîðà äëÿ êîìïåíñàöèè äðåéôà â ýëåêòðîñòàòè÷åñêèõ ÌÝÌÑ, òàêæå ìîæåò áûòü àäàïòèðîâàíî ïðîèçâîäèòåëåì óñòðîéñòâ äëÿ êàëèáðîâêè íà÷àëüíîãî ñìåùåíèÿ. Îäíàêî ýòî ïðèâåäåò ê äàëüíåéøåìó óâåëè÷åíèþ äæèòòåðà è ôàçîâîãî øóìà, à òàêæå ê ðîñòó ïîòðåáëÿåìîãî òîêà.  ïðîòèâîïîëîæíîñòü ýòîìó, ïîäõîä íà îñíîâå ïüåçîýëåêòðè÷åñòâà ïîçâîëÿåò âûáèðàòü ëþáîé èç òðåõ âàðèàíòîâ êîððåêöèè íà÷àëüíîãî ñäâèãà ÷àñòîòû. Ìîæíî âñòðîèòü ñèíòåçàòîð, èëè îòêàëèáðîâàòü ÌÝÌÑ, – îáà âàðèàíòà ïðèìåíèìû, â çàâèñèìîñòè îò òðåáîâàíèé ïðèëîæåíèÿ. Òðåòèé âàðèàíò çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òîáû îñòàâèòü íà÷àëüíîå ñìåùåíèå ÷àñòîòû òàêèì, êàêîå îíî åñòü. Ýòî ðàáîòàåò, ïîòîìó ÷òî ñóùåñòâóþò òðåáóþùèå òî÷íîé ñèíõðîíèçàöèè ïðèëîæåíèÿ, â öåïè îáðàáîòêè ñèãíàëà êîòîðûõ óæå èìåþòñÿ âíåøíèå èëè èíòåãðèðîâàííûå â äðóãóþ ìèêðîñõåìó ñèíòåçàòîðû. Ïîñêîëüêó íàèâûñøèå ïàðàìåòðû èñòî÷íèêà ÷àñòîòû ÿâëÿþòñÿ îñíîâíûì ïðèîðèòåòîì äëÿ ìíîãèõ ðàçðàáîòîê êëàññà high-end, ýòè ñèíòåçàòîðû òàêæå ìîãóò êîððåêòèðîâàòü íà÷àëüíîå ñìåùåíèå ÷àñòîòû. Äëÿ ýëåêòðîñòàòè÷åñêîé àðõèòåêòóðû õàðàêòåðíà ñëàáàÿ ñâÿçü ìåæäó ìåõàíè÷åñêèì è ýëåêòðè÷åñêèì ðåæèìàìè, ÷òî ïðèâî-

–36 –37 –38 –39 –40 –41 –42 –43 –44 –45 0

10

20 30 Çàòóõàíèå [äÁ]

40

50

Êâàðö Sand 9

Ðèñóíîê 4. Çàâèñèìîñòè âåëè÷èíû âåêòîðà îøèáêè îò çàòóõàíèÿ äëÿ ïåðåäàò÷èêîâ LTE ñ ÌÝÌÑ ãåíåðàòîðîì êîìïàíèè Sand 9 è ñ êâàðöåì äåìîíñòðèðóþò ñîïîñòàâèìûå õàðàêòåðèñòèêè, íåñìîòðÿ íà ðàçëè÷èÿ â ðàçìåðàõ è ñòîèìîñòè.

ÑÒÀÒÜÈ

19


ïîòðåáëÿåò çíà÷èòåëüíî áîëüøå òîêà, ÷åì ñîïîñòàâèìîå ïüåçîýëåêòðè÷åñêîå. Áîëüøîé òîê äåëàåò ýëåêòðîñòàòè÷åñêîå óñòðîéñòâî ìàëîïðèãîäíûì äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â ïðèåìîïåðåäàò÷èêàõ ñîòîâûõ ñåòåé. Ê òîìó æå, íåñìîòðÿ íà çíà÷èòåëüíîå ïîòðåáëåíèå òîêà, îíî, âñå ðàâíî, íå â ñîñòîÿíèè îáåñïå÷èòü óðîâíè äæèòòåðà è ôàçîâîãî øóìà, ïðèåìëåìûå äëÿ ïðèëîæåíèé, òðåáóþùèõ òî÷íîé ñèíõðîíèçàöèè, íàïðèìåð, äëÿ êîììóíèêàöèîííîãî îáîðóäîâàíèÿ (Ðèñóíîê 4). Äèàïàçîí ñîáñòâåííûõ ÷àñòîò ÿâëÿåòñÿ åùå îäíîé îáëàñòüþ, ãäå õàðàêòåðèñòèêè ýëåêòðîñòàòè÷åñêèõ è ïüåçîýëåêòðè÷åñêèõ óñòðîéñòâ ñèëüíî ðàçëè÷àþòñÿ. Äîñòóïíûå íà ñåãîäíÿøíåì ðûíêå òèïè÷íûå êîíñòðóê-

Sand 9, ìîãóò ðàáîòàòü íà ÷àñòîòàõ 125 ÌÃö è âûøå. Èñïîëüçîâàíèå íåîñíîâíûõ ãàðìîíèê ìîæåò ðàñøèðèòü äèàïàçîí ÷àñòîò äëÿ ýëåêòðîñòàòè÷åñêèõ óñòðîéñòâ, íî çà ýòî ïðèäåòñÿ çàïëàòèòü óâåëè÷åíèåì äæèòòåðà, ôàçîâîãî øóìà è îòíîøåíèÿ ñèãíàë/øóì.  íåêîòîðûõ ýëåêòðîñòàòè÷åñêèõ êîíñòðóêöèÿõ äèàïàçîí ñîáñòâåííûõ ÷àñòîò óâåëè÷èâàþò ïóòåì óìåíüøåíèÿ ðàçìåðîâ îñíîâíîãî ýëåìåíòà. Îäíàêî ñîêðàùåíèå ïëîùàäè ïîâåðõíîñòè ñîîòâåòñòâóþùèì îáðàçîì îñëàáëÿåò ýëåêòðîìåõàíè÷åñêóþ ñâÿçü, ÷òî ñíèæàåò ýíåðãîýôôåêòèâíîñòü è óâåëè÷èâàåò äæèòòåð/ôàçîâûé øóì. Çàìåòèì, ÷òî ïüåçîýëåêòðè÷åñêèé ðåçîíàòîð, íàïðèìåð, êîìïàíèè Sand 9, ðàáîòàÿ â ïàðå ñ îáû÷íûì ãåíåðàòîðîì 1.8 Â, ìîæåò èìåòü ôàçîâûé øóì –127 äÁí/Ãö (Ðèñóíîê 5).

Çàêëþ÷åíèå

Ðèñóíîê 5. Ðåçîíàòîð Sand 9 ïðè ñîâìåñòíîé ðàáîòå ñ îáû÷íûì ãåíåðàòîðîì 1.8  ìîæåò óäîâëåòâîðÿòü òðåáîâàíèÿì ïðèåìîïåðåäàò÷èêîâ ñîòîâûõ ñåòåé, îáîðóäîâàíèÿ GPS/GNSS è óñòðîéñòâ áåñïðîâîäíîé ñâÿçè.

öèè, îñíîâàííûå íà ýëåêòðîñòàòè÷åñêîé òåõíîëîãèè, äîñòèãàþò ìàêñèìàëüíîé ÷àñòîòû ïîðÿäêà 48-50 ÌÃö â ðåæèìå îñíîâíîé ãàðìîíèêè, â òî âðåìÿ êàê ïüåçîýëåêòðè÷åñêèå ïðèáîðû, íàïðèìåð, âûïóñêàåìûå êîìïàíèåé

20

ÌÝÌÑ-ãåíåðàòîðû ÿâëÿþòñÿ êà÷åñòâåííîé è èííîâàöèîííîé àëüòåðíàòèâîé óñòðîéñòâàì íà îñíîâå êâàðöà, òðàäèöèîííî èñïîëüçîâàâøèìñÿ â êà÷åñòâå èñòî÷íèêîâ ñèíõðîíèçàöèè. Õîòÿ îáà ïîäõîäà ê ðåàëèçàöèè ýòèõ êîíñòðóêöèé íà ÌÝÌÑ ìîãóò êîíêóðèðîâàòü ñ êâàðöåì, îíè ñóùåñòâåííî ðàçëè÷àþòñÿ ïî ñâîèì âîçìîæíîñòÿì è ðûíî÷íîìó ïîòåíöèàëó. Êðóïíûå äîñòèæåíèÿ â îáëàñòè ÌÝÌÑòåõíîëîãèé â ñî÷åòàíèè ñ ïðåèìóùåñòâàìè ïüåçîýëåêòðè÷åñêîãî ïîäõîäà óêðåïëÿþò ïîçèöèè íîâûõ óñòðîéñòâ â áèòâå ñ êâàðöåì. Ãåíåðàòîðû íà îñíîâå ÌÝÌÑ ìîãóò îáåñïå÷èòü âûñîêóþ ñòàáèëüíîñòü, íèçêèé óðîâåíü øóìîâ, ìàëîå ýíåðãîïîòðåáëåíèå è áîëåå øèðîêèé èñõîäíûé äèàïàçîí ÷àñòîò. Ýòè ïàðàìåòðû ÿâëÿþòñÿ êðèòè÷åñêèìè äëÿ ìíîãèõ ïðèëîæåíèé, òðåáóþùèõ òî÷íîé ñèíõðîíèçàöèè. Êðîìå òîãî, íîâûå ãåíåðàòîðû ëèøåíû ìíîãèõ íåäîñòàòêîâ êâàðöåâûõ óñòðîéñòâ. ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


3D ïðèíòåðû: ôàáðèêà íà ñòîëå ×àñòü 2 Îêîí÷àíèå. Íà÷àëî â íîìåðå 08-2013 Ìèõàèë Ðóññêèõ, tau68@rambler.ru

Äàåòñÿ êðàòêîå îïèñàíèå 3D ïðèíòåðîâ öåíîâîãî äèàïàçîíà íèæå $1000, ïðèâîäÿòñÿ ñîâåòû ïî íàñòðîéêå è èñïîëüçîâàíèþ ïðèíòåðîâ, ðàññìàòðèâàþòñÿ íàèáîëåå ïîïóëÿðíûå áåñïëàòíûå ïðîãðàììû äëÿ ñîçäàíèÿ òðåõìåðíûõ ìîäåëåé äëÿ ïå÷àòè.

åãî ñ ñîáîé êóäà óãîäíî, õîòÿ UP! mini âåñèò íà 1 êã áîëüøå, ÷åì UP!. Ïîääåðæèâàåòñÿ ïå÷àòü êàê ABS, òàê è PLA.  êà÷åñòâå íåäîñòàòêà ìîæíî îòìåòèòü ìàëóþ îáëàñòü ïå÷àòè.

Ïðèíòåðû, ïðåäñòàâëåííûå íà ðûíêå (ñòîèìîñòüþ íèæå $1000) Çäåñü áóäóò îïèñàíû 3D ïðèíòåðû, öåíó íà êîòîðûå ïðîèçâîäèòåëè óñòàíîâèëè íèæå $1000, ÷òî ïîçâîëÿåò îòíåñòè ýòè óñòðîéñòâà ê áþäæåòíîìó êëàññó. Ñëåäóåò çàìåòèòü, ÷òî íèçêàÿ öåíà íå îáÿçàòåëüíî îçíà÷àåò ïëîõîå êà÷åñòâî ïå÷àòè. Íåêîòîðûå áþäæåòíûå ìîäåëè ïî òî÷íîñòè è ñêîðîñòè ïå÷àòè âïîëíå ìîãóò îáîéòè ïðèíòåðû âûñîêîé öåíîâîé êàòåãîðèè. Îäíàêî, èç-çà óìåíüøåíèÿ îáúåìà ïðèíòåðà, âûçâàííîãî íåîáõîäèìîñòüþ ñîêðàùåíèÿ êîëè÷åñòâà ìàòåðèàëîâ, òðåáóåìûõ äëÿ åãî èçãîòîâëåíèÿ, ðàçìåðû ðàáî÷åé îáëàñòè â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ íåâåëèêè. Áþäæåòíûå ïðèíòåðû ìîæíî ïîðåêîìåíäîâàòü ýíòóçèàñòàì, æåëàþùèì áûñòðåå îñâîèòü ðåìåñëî ïå÷àòè òðåõìåðíûõ îáúåêòîâ, ïîòðàòèâ íà ýòî íåáîëüøóþ ñóììó.

UP! mini Êèòàéñêàÿ êîìïàíèÿ PP3DP [1], ïîìèìî ïðèíòåðà UP!, âûïóñòèëà êîìïàêòíûé áþäæåòíûé ïðèíòåð UP! mini (Ðèñóíîê 1).  îòëè÷èå îò ñâîåãî ñòàðøåãî ñîáðàòà, UP! mini â îòíîøåíèè êà÷åñòâà ïå÷àòè ïîëó÷èë ìåíüøå íàðåêàíèé ñî ñòîðîíû ïîëüçîâàòåëåé. Ýòîò ïðèíòåð áëàãîäàðÿ ïðî÷íîìó ìåòàëëè÷åñêîìó êîðïóñó âûãëÿäèò êàê ñòèëüíîå îôèñíîå ðåøåíèå, à íåáîëüøîé âåñ ïîçâîëÿåò áðàòü

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

Ðèñóíîê 1. UP! mini.

! Ðàçìåð ðàáî÷åé îáëàñòè: 120´120´120 ìì ! Òîëùèíà ñëîÿ: îïöèîíàëüíî 0.2 / 0.25 / 0.3 / 0.35 ìì ! Ñêîðîñòü ïå÷àòè: îò 10 äî 100 ñì3/÷ ! Ãàáàðèòû: 24.5´26´35 ñì ! Âåñ: 6 êã ! Ñòîèìîñòü: $899

Solidoodle 3 Ýòî ïîñëåäíÿÿ íà ñåãîäíÿøíèé äåíü âåðñèÿ (Ðèñóíîê 2) ïðèíòåðà ñåìåéñòâà Solidoodle àìåðèêàíñêîé êîìïàíèè Solidoodle LLC [2]. Îò ñâîèõ ïðåäøåñòâåííèêîâ Solidoodle 3 îòëè÷àåòñÿ áóëüøèì ðàçìåðîì

ÑÒÀÒÜÈ

21


îáëàñòè ïå÷àòè. Ïî òî÷íîñòè ïå÷àòè è òîëùèíå ñëîÿ ïðèíòåð ñðàâíèì ñ MakerBot Replicator 2, íî ñòîèò íàìíîãî äåøåâëå, ïîýòîìó òå, êîìó íå ïî êàðìàíó Replicator, âïîëíå ìîãóò äîâîëüñòâîâàòüñÿ ýòèì ïðèíòåðîì.

Drumm). Íà÷àâ â 2011 ãîäó êîìïàíèþ íà êèêñòàðòåðå, îí çàäàëñÿ öåëüþ ïîñòðîèòü êîìïàêòíûé è íåäîðîãîé 3D ïðèíòåð äëÿ äîìàøíåãî èñïîëüçîâàíèÿ. Îáà ïðèíòåðà èìåþò ïðèåìëåìóþ òî÷íîñòü ïå÷àòè è íåáîëüøîé âåñ. Îäíàêî Printrbot Jr íå ïðåäïîëàãàåò ïå÷àòü ABS, òàê êàê â äàííîé êîíñòðóêöèè ïîäîãðåâàåìàÿ ïëàòôîðìà íå èñïîëüçóåòñÿ, à Printrbot LC ìîæåò ïå÷àòàòü è PLA, è ABS, è, ñëåäîâàòåëüíî, ñòîèìîñòü åãî âûøå. Printrbot Jr: ! Ðàçìåð ðàáî÷åé îáëàñòè: 114´140´100 ìì ! Òîëùèíà ñëîÿ: 0.1 ìì ! Ïîãðåøíîñòü ïî îñÿì X è Y: 0.1 ìì ! Ãàáàðèòû: 25.4´25.4´15.4 ñì ! Âåñ: 2.9 êã ! Ñòîèìîñòü: $499 â ñîáðàííîì âèäå, $399 çà íàáîð

Ðèñóíîê 2. Solidoodle 3.

! Ðàçìåð ðàáî÷åé îáëàñòè: 203´203´203 ìì ! Òîëùèíà ñëîÿ: îò 0.1 äî 0.3 ìì ! Ïîãðåøíîñòü ïî îñÿì X è Y: 0.011 ìì ! Ãàáàðèòû: 34´36´36 ñì ! Âåñ: 8 êã ! Ñòîèìîñòü: $799

Printrbot Jr è Printrbot LC Ïðèíòåðû Printrbot Jr (Ðèñóíîê 3) è Printrbot LC âûïóñêàþòñÿ êîìïàíèåé Printrbot Inc. [3], îñíîâàííîé Áðóêîì Äðàìîì (Brook

Ðèñóíîê 3. Printbot Jr.

22

Printrbot LC: ! Ðàçìåð ðàáî÷åé îáëàñòè: 150´150´150 ìì ! Òîëùèíà ñëîÿ: 0.1 ìì ! Ïîãðåøíîñòü ïî îñÿì X è Y: 0.1 ìì ! Ãàáàðèòû: 36´31´31 ñì ! Âåñ: 8.2 êã ! Ñòîèìîñòü: $799 â ñîáðàííîì âèäå, $649 çà íàáîð

Portabee Ñàìî íàçâàíèå ýòîãî ïðèíòåðà ñèíãàïóðñêîé êîìïàíèè Portabee 3D Printer [4] ãîâîðèò î åãî ïîðòàòèâíîñòè è ëåãêîñòè (Ðèñóíîê 4). Óíèêàëüíîé îñîáåííîñòüþ äàííîãî óñòðî-

Ðèñóíîê 4. Portabee.

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


éñòâà ñ îòêðûòîé êîíñòðóêöèåé ÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü î÷åíü áûñòðî (çà íåñêîëüêî ìèíóò) ðàçîáðàòü åãî è ïîëîæèòü â ñóìêó (ïîäîéäåò äàæå ÷åõîë äëÿ íîóòáóêà).  ñîáðàííîì âèäå åãî ðàçìåðû ñîñòàâëÿþò 360 ´ 300 ´ 96 ìì. Íåñìîòðÿ íà ýòî, ïðèíòåð îáëàäàåò âïîëíå ïðèåìëåìûì êà÷åñòâîì ïå÷àòè è èñïîëüçóåò ABS è PLA. Êðîìå òîãî, Portabee ÿâëÿåòñÿ open-sourse ïðîåêòîì è àêòèâíî ïîääåðæèâàåòñÿ ñâîèì ñîîáùåñòâîì. ! Ðàçìåð ðàáî÷åé îáëàñòè: 120´120´120 ìì ! Òîëùèíà ñëîÿ: 0.2…0.3 ìì ! Ñêîðîñòü ïå÷àòè: 43 ìì/ñ ! Ïîãðåøíîñòü ïî îñÿì X è Y: 0.1 ìì ! Âåñ: 2.8 êã ! Ñòîèìîñòü: $499 çà íàáîð

MakiBox MakiBox (Ðèñóíîê 5) – ýòî ïðîåêò äèçàéíåðà Äæîíàòàíà Áóôîðäà (Jonathan Buford) [5], ðåøèâøåãî, êàê è Áðóê Äðàì, ñîçäàòü êà÷åñòâåííûé, êîìïàêòíûé, ñòèëüíûé, à ãëàâíîå, î÷åíü äåøåâûé ïðèíòåð. Óñòðîéñòâî èìååò çàêðûòûé êîðïóñ, áëàãîäàðÿ ÷åìó âíóòðè ïîääåðæèâàåòñÿ îïòèìàëüíî âûñîêàÿ äëÿ ïå÷àòè òåìïåðàòóðà. Äâèãàòåëè è ýëåêòð��ííàÿ íà÷èíêà îòäàëåíû îò ðàáî÷åé êàìåðû è èìåþò àêòèâíîå îõëàæäåíèå. Êðîìå òîãî, Áóôîðä ñäåëàë åùå îäíî íåîáû÷íîå íîâîââåäåíèå. Îí îòêàçàëñÿ îò ðåìíåé è øêèâîâ, òðàäèöèîííî èñïîëüçóþùèåñÿ äëÿ ïðèâåäåíèÿ â äâèæåíèå ïå÷àòàþùåé ãîëîâêè â áîëüøèíñòâå ïðèíòåðîâ, çàìåíèâ èõ ÷åðâÿ÷íîé ïåðåäà÷åé, ïðèìåíÿåìîé, â îñíîâíîì, äëÿ

Ðèñóíîê 5. MakiBox A6 HT Acrylic.

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

ïåðåìåùåíèÿ ïëàòôîðìû âäîëü îñè Z. Ýòî ïîçâîëèëî óäåøåâèòü êîíñòðóêöèþ. Ïðèíòåð MakiBox ïðåäëàãàåòñÿ â òðåõ âàðèàíòàõ: A6 LT, A6 HT Acrylic è A6 HT Stainless. Ñàìûé äåøåâûé MakiBox A6 LT íå ðàñïîëàãàåò ïîäîãðåâàåìîé ïëàòôîðìîé, ïîýòîìó ìîæåò ïå÷àòàòü òîëüêî PLA. Ìîäåëü A6 HT Acrylic èìååò ïîäîãðåâàåìóþ ïëàòôîðìó, ïîýòîìó ñòîèò íà $100 äîðîæå. Âàðèàíò A6 HT Stainless â îòëè÷èå îò A6 HT Acrylic âûïîëíåí â ïðî÷íîì ñòàëüíîì êîðïóñå. ! Ðàçìåð ðàáî÷åé îáëàñòè: 150´110´90 ìì ! Òîëùèíà ñëîÿ: îò 0.04 äî 0.3 ìì ! Ñêîðîñòü ïå÷àòè: 100 ìì/ñ ! Ïîãðåøíîñòü ïî îñÿì X è Y: 0.004 ìì ! Ãàáàðèòû: 29´23.5´23.5 ñì ! Ñòîèìîñòü (A6 LT / A6 HT Acrylic / A6 HT Stainless): $200 / $300 / $350

Ïîëåçíûå ñîâåòû ïî èñïîëüçîâàíèþ 3D ïðèíòåðà Ïîñêîëüêó ïå÷àòü òðåõìåðíûõ îáúåêòîâ ïðåäñòàâëÿåòñÿ äîâîëüíî íîâûì è íåèçâåäàííûì íàïðàâëåíèåì, îñîáåííî â íàøåé ñòðàíå, íà÷èíàþùèì áóäåò ïîëåçíà èíôîðìàöèÿ, êîòîðàÿ ïîìîæåò ïðàâèëüíî íàñòðîèòü ïðèíòåð è îðãàíèçîâàòü êà÷åñòâåííóþ ïå÷àòü.

Êàëèáðîâêà Ïîñëå äîñòàâêè, ðàñïàêîâêè è óñòàíîâêè ïðèíòåðà íà ðàáî÷åì ìåñòå â ïåðâóþ î÷åðåäü, åñëè èìååòñÿ âîçìîæíîñòü, íåîáõîäèìî óäîñòîâåðèòüñÿ, ÷òî âñå äâèãàòåëè, ýëåêòðîíèêà, ïå÷àòàþùàÿ ãîëîâêà íå ïîâðåæäåíû, íàõîäÿòñÿ íà ñâîåì ìåñòå è ïðî÷íî çàêðåïëåíû. Òàêæå ñëåäóåò ïðîâåðèòü öåëîñòíîñòü ëåíò, ïåðåäàþùèõ äâèæåíèå âàëîâ äâèãàòåëåé ðàáî÷åìó îðãàíó, è ïðîâîäîâ íà íàëè÷èå ðàçðûâîâ èëè îòïàåê. Êðîìå òîãî, ðåêîìåíäóåòñÿ ïðîâåðèòü âñå áîëòû è, ïî âîçìîæíîñòè, ïîäòÿíóòü èõ.  îñíîâíîì ýòî êàñàåòñÿ RepRap-ïîäîáíûõ óñòðîéñòâ, ñáîðêà êîòîðûõ ìîãëà âûïîëíÿòüñÿ ëèáî íèçêîêâàëèôèöèðîâàííûì ïåðñîíàëîì, ëèáî â ñïåøêå. Ïåðåä íà÷àëîì ïå÷àòè íóæíî îòêàëèáðîâàòü óñòðîéñòâî, ïîñêîëüêó, äàæå åñëè ïðîèçâîäèòåëü ñäåëàë ýòî è ïðîòåñòèðîâàë èçäåëèå ïåðåä îòïðàâêîé, åñòü âåðîÿòíîñòü, ÷òî â ïðîöåññå òðàíñïîðòèðîâêè êàëèáðîâêà áûëà íàðóøåíà. Äàííàÿ ïðîöåäóðà äîâîëüíî ïðîñòà è ñâîäèòñÿ ê òîìó, ÷òî â íà÷àëå ïå÷àòè

ÑÒÀÒÜÈ

23


ïëàòôîðìà äîëæíà ðàñïîëàãàòüñÿ ìàêñèìàëüíî áëèçêî ê ïå÷àòàþùåé ãîëîâêå, íî íå âïëîòíóþ. Äåëî â òîì, ÷òî â ñàìîì íà÷àëå ðàáîòû ïðèíòåð äîëæåí óáåäèòüñÿ, ÷òî âñå ðàáî÷èå îðãàíû íàõîäÿòñÿ â íóëåâîì ïîëîæåíèè, îòíîñèòåëüíî êîòîðîãî è áóäåò âåñòèñü äàëüíåéøèé ðàñ÷åò êîîðäèíàò. Äëÿ ýòîãî îí ïåðåìåùàåò ïëàòôîðìó è ïå÷àòàþùóþ ãîëîâêó ê êîíöåâûì âûêëþ÷àòåëÿì, ïðè êîíòàêòå ñ êîòîðûìè óïðàâëÿþùåé ýëåêòðîíèêå ïîäàåòñÿ ñèãíàë î äîñòèæåíèè íóëåâîãî ïîëîæåíèÿ. Åñëè â òàêîì ïîëîæåíèè ïëàòôîðìà íàõîäèòñÿ äîñòàòî÷íî äàëåêî îò ñîïëà, ïëàñòèê ìîæåò ëèòüñÿ âíèç ñî ñìåùåíèåì. Åñëè æå ïëàòôîðìà ñëèøêîì ïðèáëèæåíà ê ñîïëó, òî ñàìî ñîïëî â ïðîöåññå ïå÷àòè áóäåò ñòàëêèâàòüñÿ ñ óæå íàïå÷àòàííûì è çàòâåðäåâøèì ñëîåì. È òî è äðóãîå ïðèâîäèò ê íåóäîâëåòâîðèòåëüíîìó êà÷åñòâó ìîäåëè. Òàêèì îáðàçîì, íóæíî îáåñïå÷èòü íåîáõîäèìîå ðàññòîÿíèå ìåæäó ïëàòôîðìîé è ñîïëîì, ðàâíîå èëè íåìíîãî áîëüøåå òîëùèíû ñëîÿ. Äëÿ ýòîãî íàäî ïîäâèíóòü ïëàòôîðìó íà âûñîòó, êîãäà ñðàáîòàåò êîíöåâîé âûêëþ÷àòåëü (Ðèñóíîê 6). Çàòåì ñëåäóåò

Ðèñóíîê 6. Êîíöåâîé âûêëþ÷àòåëü.

âûðîâíÿòü ïëàòôîðìó ñòðîãî ãîðèçîíòàëüíî è óáåäèòüñÿ, ÷òî îáåñïå÷èâàåòñÿ òðåáóåìîå ðàññòîÿíèå. Íàïðèìåð, ïðè òîëùèíå ñëîÿ 0.1 ìì â ïðîìåæóòîê ìîæíî ïðîïóñòèòü ëèñò áóìàãè (îáû÷íî åãî òîëùèíà 0.1 ìì). Åñëè îí ñâîáîäíî ïðîõîäèò, íî è íå «ãóëÿåò» ââåðõâíèç, òî ðàññòîÿíèå ìîæíî ñ÷èòàòü óäîâëåòâîðèòåëüíûì.

Óñîâåðøåíñòâîâàíèå ïëàòôîðìû Ïîñêîëüêó ïå÷àòü ìîäåëåé âåäåòñÿ ðàçîãðåòûì äî âûñîêèõ òåìïåðàòóð ìàòåðèàëîì, çàêîíîìåðíûì ÿâëåíèåì áóäåò ïðèëèïàíèå ýòîé ìîäåëè ê ïîâåðõíîñòè ïëàòôîðìû. Åå æåëàòåëüíî îòñëàèâàòü ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëüíîé ëîïàòêè ñ çàîñòðåííûìè êðàÿìè. Ïðè ïîñòîÿííîì èñïîëüçîâàíèè ïðèíòåðà âíåøíèé âèä ïëàòôîðìû ìîæåò èñïîðòèòüñÿ èç-çà ïîÿâëåíèÿ ìåëêèõ öàðàïèí, âìÿòèí, êóñî÷êîâ ïëàñòèêà, ÷òî ñäåëàåò åå íåïðèãîäíîé äëÿ êà÷åñòâåííîé ïå÷àòè. ×òîáû èçáåæàòü ýòîãî, ïëàòôîðìó îáû÷íî ïîêðûâàþò äîïîëíèòåëüíûì ìàòåðèàëîì.

24

 ñëó÷àå ïå÷àòè ABS-ïëàñòèêîì ïîâåðõíîñòü îáêëåèâàþò èçîëÿöèîííîé ëåíòîé, âûïîëíåííîé èç êàïòîíà, òåðìîñòîéêîãî ìàòåðèàëà, ñîõðàíÿþùåãî ñòàáèëüíîñòü â âûñîêîì äèàïàçîíå òåìïåðàòóð (îò –273 äî +400 °C). Ïðè èñïîëüçîâàíèè ABS òåìïåðàòóðó ïëàâëåíèÿ, êàê ïðàâèëî, óñòàíàâëèâàþò 220-240 °C, à òåìïåðàòóðó íàãðåâà ïëàòôîðìû 100-120 °C äëÿ òîãî, ÷òîáû êðàÿ ìîäåëè íå îòêëåèâàëèñü è íå äåôîðìèðîâàëèñü. Ïå÷àòàÿ PLA, ìîæíî ïîâåðõ ïëàòôîðìû óñòàíîâèòü êóñîê ñòåêëà, êîòîðûé ñîâïàäàë áû ñ íåé ïî ðàçìåðàì. Ñòåêëî êðåïÿò ñ ïîìîùüþ êàíöåëÿðñêèõ ñêðåïîê èëè ïðèùåïîê. Òåìïåðàòóðà ïëàâëåíèÿ PLA ìåíüøå, ÷åì ABS, ïîýòîìó â äàííîì ñëó÷àå ïå÷àòàþùèé ýëåìåíò ðàçîãðåâàþò äî 180-220 °C, à äëÿ áîëåå êà÷åñòâåííîé ïå÷àòè òàêæå ïîäîãðåâàþò è ïëàòôîðìó äî 65-75 °C.

Ñìåùåíèå ñëîåâ  ïðîöåññå ïå÷àòè ïðè íåóäîâëåòâîðèòåëüíûõ òåìïåðàòóðíûõ óñëîâèÿõ êà÷åñòâî ìîäåëè ìîæåò óõóäøàòüñÿ, îñîáåííî ïðè ïå÷àòè ABS. Äàæå åñëè ïåðâûå ñëîè íàïå÷àòàëèñü îòëè÷íî, ñëåäóþùèå â äàëüíåéøåì ìîãóò ñìåùàòüñÿ, òàêæå âîçìîæíî îáðàçîâàíèå âèäèìûõ ùåëåé. Ýòî ïðîèñõîäèò èç-çà íåäîñòàòî÷íîãî îñòûâàíèÿ ïðåäûäóùåãî ñëîÿ â ìîìåíò íàëîæåíèÿ íà íåãî ñëåäóþùåãî. Áåçóñëîâíî, ïðåäûäóùèé ñëîé ìîæåò èìåòü ïîâûøåííóþ òåìïåðàòóðó îòíîñèòåëüíî êîìíàòíîé, è ýòî ïîìîãàåò åìó «ñõâàòèòüñÿ» ñî ñëåäóþùèì, íî ÷ðåçìåðíûé ïåðåãðåâ ñïîñîáñòâóåò åãî «óïëûâàíèþ». Ñóùåñòâóþò äâà ñïîñîáà èçáåæàòü òàêèõ ïîñëåäñòâèé. Ñàìûé ïðîñòîé – óìåíüøèòü ñêîðîñòü äâèæåíèÿ ïå÷àòàþùåé ãîëîâêè. Òîãäà ïðåäûäóùèé ñëîé óñïååò îñòûòü ðàíüøå, ÷åì íà íåãî áóäåò íàëîæåí ñëåäóþùèé. Âòîðîé ñïîñîá ïðåäïîëàãàåò îðãàíèçàöèþ àêòèâíîãî îõëàæäåíèÿ ìîäåëè ïðè ïå÷àòè, ïðè êîòîðîì íà îáúåêò áóäåò ïîäàâàòüñÿ íåîáõîäèìîå êîëè÷åñòâî âîçäóõà. Åñòåñòâåííî, ïðîáëåìó ëó÷øå ðåøèòü ïåðâûì ñïîñîáîì, ïîñêîëüêó îí íå òðåáóåò ñåðüåçíûõ çàòðàò, õîòÿ âðåìÿ ñîçäàíèÿ ìîäåëè óâåëè÷èòñÿ. Ê òîìó æå, åñëè âåíòèëÿòîð áóäåò äóòü íåïîñðåäñòâåííî íà ïå÷àòàþùèé ýëåìåíò, ýòî ìîæåò ïðèâåñòè ê åãî íåäîïóñòèìîìó îõëàæäåíèþ, ÷òî áóäåò ïðåïÿòñòâîâàòü íîðìàëüíîìó âûäàâëèâàíèþ ïëàñòèêà. Îáäóâ ïëàòôîðìû òàê æå íåæåëàòåëåí, ïîñêîëüêó ìîäåëü ê

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


íåé ìîæåò íå ïðèëèïíóòü è «ãóëÿòü» âî âðåìÿ ïå÷àòè. Òàêèì îáðàçîì, ïðè îðãàíèçàöèè àêòèâíîãî îõëàæäåíèÿ íóæíî ïðåäóñìîòðåòü ðàçëè÷íûå íþàíñû.

Ñãëàæèâàíèå íàïå÷àòàííîé ìîäåëè Ïîñêîëüêó ïðèíòåð ïå÷àòàåò îáúåêò, íàêëàäûâàÿ ïëàñòèê ïîñëîéíî, â ñèëó íåâûñîêîãî ðàçðåøåíèÿ ïðèíòåðà ïåðåõîäû ìåæäó ñëîÿìè ìîæíî çàìåòèòü íåâîîðóæåííûì ãëàçîì èëè îïðåäåëèòü íà îùóïü. Äëÿ òîãî ÷òîáû ñãëàäèòü ìîäåëü è ïðèâåñòè åå ê, òàê ñêàçàòü, òîâàðíîìó âèäó, ïðèìåíÿþò àöåòîí. Ñóòü ìåòîäà ñîñòîèò â òîì, ÷òî ïàðû àöåòîíà ïîñòåïåííî âûðàâíèâàþò ïîâåðõíîñòü îáúåêòà, è ïåðåõîä ìåæäó ñëîÿìè èñ÷åçàåò. Äëÿ ýòîãî íåîáõîäèìà ïëèòà èëè ïëàòôîðìà ñ ïîäîãðåâîì, áàíêà è àöåòîí. Íàëèòûé íà äíî áàíêè àöåòîí ðàçîãðåâàþò äî òåìïåðàòóðû 90-110 °C, çàòåì â ýòó áàíêó ïîìåùàþò ìîäåëü íà âðåìÿ, êîòîðîå çàâèñèò îò ðàçìåðà ìîäåëè (îáû÷íî 5-20 ìèíóò). Íå ñëåäóåò íàäîëãî îñòàâëÿòü îáúåêò â áàíêå, ÷òîáû èçáåæàòü ÷ðåçìåðíîãî îïëàâëåíèÿ. Ïðèìåðû ðàáîò, ñãëàæåííûõ ñ ïîìîùüþ àöåòîíà, ìîæíî ïîñìîòðåòü ïî ññûëêàì [6, 7, 8].

3D ðåäàêòîðû Êàê è ïðè èñïîëüçîâàíèè îáû÷íîãî ïðèíòåðà, ãäå òåêñòû ñîçäàþòñÿ ðàçëè÷íûìè ðåäàêòîðàìè âðîäå Microsoft Word, OpenOffice, WordPad, òàê è äëÿ ñîçäàíèÿ òðåõìåðíûõ ìîäåëåé èñïîëüçóþò ñïåöèàëüíûå 3D ðåäàêòîðû. Òðåáîâàíèÿ, ïðåäúÿâëÿåìûå ê òàêèì ðåäàêòîðàì ðàçðàáîò÷èêàìè ìîäåëåé, ðàçëè÷íû è çàâèñÿò îò óðîâíÿ èõ ìàñòåðñòâà, ñëîæíîñòè ïðîåêòà, äîñòóïíîñòè ïðîãðàììû è êà÷åñòâà ïîääåðæêè, íî îñíîâíûì òðåáîâàíèåì ÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü ñîõðàíåíèÿ ðåçóëüòàòà â ôîðìàòå, êîòîðûé ïîääåðæèâàåò ñëàéñåð ïðèíòåðà. Äëÿ áîëüøèíñòâà ñëàéñåðîâ òàêèì ôîðìàòîì ÿâëÿåòñÿ stl. Íà ñåãîäíÿøíèé äåíü ñóùåñòâóåò îãðîìíîå êîëè÷åñòâî 3D ðåäàêòîðîâ. Ñàìûìè ïîïóëÿðíûìè ñ÷èòàþòñÿ 3D Studio Max è Maya. Îíè ïðåäîñòàâëÿþò øèðîêèå âîçìîæíîñòè äëÿ ìîäåëèðîâàíèÿ, íî äëÿ ñîçäàíèÿ ìîäåëè äëÿ ïå÷àòè îíè âåñüìà èçáûòî÷íû è ñëîæíû.  ïåðâóþ î÷åðåäü, ýòè ðåäàêòîðû ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ ðàçðàáîò÷èêîâ êîìïüþòåðíûõ èãð, àíèìàòîðîâ è ñïåöèàëèñòîâ ïî ñïåöýôôåêòàì. Äëÿ ïðîôåññèîíàëüíûõ èíæåíåðîâ îòëè÷íûì ðåøåíèåì áóäåò ÑÀÏÐ Autocad âåðñèè 2010 è âûøå, â êîòîðîé ðåàëèçîâàíû

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

âñå íåîáõîäèìûå ôóíêöèè äëÿ ðàáîòû ñ òðåõìåðíûìè îáúåêòàìè. Íî ñòîèò çàìåòèòü, ÷òî ýòî äîâîëüíî ñëîæíàÿ â îñâîåíèè ïðîãðàììà. Êðîìå òîãî, çíà÷èòåëüíûì ìèíóñîì ýòèõ ðåäàêòîðîâ ñ òî÷êè çðåíèÿ ðÿäîâîãî ïîëüçîâàòåëÿ ÿâëÿåòñÿ èõ ñòîèìîñòü – áîëåå $3000 íà îäíî ðàáî÷åå ìåñòî. Ïîýòîìó íèæå áóäóò ïðåäñòàâëåíû áåñïëàòíûå ïðîãðàììû, ïîäõîäÿùèå äëÿ ñîçäàíèÿ ìîäåëåé äëÿ 3D ïå÷àòè. Ñëåäóåò óïîìÿíóòü, ÷òî â íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ ïðîùå è áûñòðåå íàéòè íåîáõîäèìóþ ìîäåëü â ñåòè, íàïðèìåð íà ðåïîçèòîðèè áåñïëàòíûõ ìîäåëåé [9], ÷åì ðèñîâàòü åå ñàìîìó.

SketchUp Ýòî, ïîæàëóé, ñàìàÿ ïîïóëÿðíàÿ ïðîãðàììà [10] ñðåäè ýíòóçèàñòîâ. Îíà ÷ðåçâû÷àéíî ïðîñòà â îñâîåíèè, èìååò èíòóèòèâíî ïîíÿòíûé èíòåðôåéñ (Ðèñóíîê 7) è ïîçâîëÿåò î÷åíü áûñòðî ñîçäàâàòü íåñëîæíûå îáúåêòû. Ñóùåñòâóþò äâå âåðñèè ðåäàêòîðà – áåñïëàòíàÿ áàçîâàÿ (SketchUp Make) è ïðîôåññèîíàëüíàÿ (SketchUp Pro) ñòîèìîñòüþ $590. Äëÿ íóæä ìîäåëèðîâà��èÿ òðåõìåðíûõ îáúåêòîâ äëÿ ïå÷àòè ôóíêöèîíàëà áàçîâîé âåðñèè âïîëíå äîñòàòî÷íî. Åäèíñòâåííûì åå ìèíóñîì ÿâëÿåòñÿ íåâîçìîæíîñòü ñîõðàíåíèÿ â ôîðìàòå stl, íî ýòî óñòðàíÿåòñÿ óñòàíîâêîé ñïåöèàëüíîãî ïëàãèíà [11] â êàòàëîã SketchUp\Plugins, ïîñëå ÷åãî âî âêëàäêå Tools ïîÿâëÿåòñÿ îïöèÿ Export to STL.

Ðèñóíîê 7. SketchUp Make.

3DTin 3DTin – î÷åíü ïðîñòàÿ ïðîãðàììà [12]. Óíèêàëüíîé åå îñîáåííîñòüþ ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî îíà çàïóñêàåòñÿ èç áðàóçåðà (Ðèñóíîê 8), òî åñòü óñòàíîâêà íà æåñòêèé äèñê íå òðåáóåòñÿ.

ÑÒÀÒÜÈ

25


ïîñòåïåííî ðàñòåò ñïèñîê ïîääåðæèâàåìûõ äëÿ ýêñïîðòà ôîðìàòîâ, ñðåäè êîòîðûõ óæå åñòü stl, obj, dxf, 3ds, x3d.

Autodesk 123D

Ðèñóíîê 8. 3DTin.

Ïðè ýòîì áðàóçåð äîëæåí ïîääåðæèâàòü òåõíîëîãèþ WebGL. Â áèáëèîòåêå ðåäàêòîðà èìååòñÿ ìíîæåñòâî áåñïëàòíûõ ìîäåëåé, è ñàì îí àêòèâíî ïîääåðæèâàåòñÿ ñîîáùåñòâîì. Ýêñïîðòèðîâàòü ìîäåëü ìîæíî â ôîðìàòû stl, dae, obj è png. Âîçìîæíîñòü ñîõðàíåíèÿ/ýêñïîðòà ìîäåëåé äîñòóïíà òîëüêî ïîñëå ðåãèñòðàöèè.

Êîìïàíèÿ Autodesk íå ìîãëà îáîéòè ñòîðîíîé áóì 3D ïå÷àòè è âûïóñòèëà ñîáñòâåííûé áåñïëàòíûé ïðîäóêò Autodesk 123D [14]. Ïî ñâîèì âîçìîæíîñòÿì è ïðîñòîòå ýòà ïðîãðàììà ñõîæà ñ SketchUp, è, êàê 3DTin, îíà ìîæåò çàïóñêàòüñÿ íåïîñðåäñòâåííî èç áðàóçåðà (Ðèñóíîê 10), ñàì áðàóçåð äîëæåí ïîääåðæèâàòü WebGL. Âîçìîæíîñòü ýêñïîðòà â ôîðìàò stl òàêæå ïðèñóòñòâóåò. Èíòåðåñíîé îñîáåííîñòüþ ðåäàêòîðà ÿâëÿåòñÿ ôóíêöèÿ ñîçäàíèÿ òðåõìåðíîé ìîäåëè ïî ôîòîãðàôèÿì îáúåêòà, ñäåëàííûì ñ ðàçíûõ ðàêóðñîâ. Îäíàêî òàêàÿ ïðîöåäóðà äîâîëüíî ñëîæíà è íå äàåò òî÷íîãî ðåçóëüòàòà.

Blender Blender [13] ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé áåñïëàòíûé, íî â òî æå âðåìÿ î÷åíü ìîùíûé ïàêåò äëÿ ñîçäàíèÿ òðåõìåðíîé ãðàôèêè. Åãî èíòåðôåéñ (Ðèñóíîê 9) äîñòàòî÷íî ñëîæåí äëÿ ïîíèìàíèÿ, è äëÿ ìîäåëèðîâàíèÿ ïðîñòûõ îáúåêòîâ ôóíêöèîíàë ýòîãî ðåäàêòîðà ìîæåò áûòü èçáûòî÷íûì. Íî äëÿ ñîçäàíèÿ áîëåå ñëîæíûõ ìîäåëåé (ôèãóðîê ëþäåé è æèâîòíûõ, ìåõàíèçìîâ, çäàíèé) îí ïðåêðàñíî ïîäîéäåò. Êðîìå òîãî, èìååòñÿ áîëüøîå êîëè÷åñòâî èíñòðóêöèé è ñòàòåé, ïðèçâàííûõ ïîìî÷ü â îñâîåíèè ýòîé ïðîãðàììû. Òàêæå

Ðèñóíîê 10. Autodesk 123D.

Çàêëþ÷åíèå Ïîÿâëåíèå 3D ïðèíòåðîâ, äîñòóïíûõ ïðàêòè÷åñêè êàæäîìó, ìîæåò ñóùåñòâåííî ïîâëèÿòü íà ñôåðó ïðîèçâîäñòâà è ñáûòà òîâàðîâ èëè, êàê ìèíèìóì, âíåñòè â íåå ñâîè êîððåêòèâû. Íàïðèìåð, âìåñòî òîãî, ÷òîáû èñêàòü â ìàãàçèíàõ íóæíóþ ïëàñòìàññîâóþ äåòàëü îò àâòîìîáèëÿ, ïîëüçîâàòåëü 3D ïðèíòåðà ñìîæåò åå ïðîñòî íàïå÷àòàòü. Áóðíîå ðàçâèòèå îòðàñëè ïå÷àòè òðåõìåðíûõ îáúåêòîâ è ïîääåðæêà åå ñî ñòîðîíû ìíîãî÷èñëåííîãî èíæåíåðíîãî ñîîáùåñòâà âñåãî ìèðà óêàçûâàåò íà òî, ÷òî ýòà òåõíîëîãèÿ òîëüêî íà÷èíàåò ðàñêðûâàòü ñâîé ïîòåíöèàë ïåðåä ÷åëîâå÷åñòâîì è, âîçìîæíî, â áóäóùåì ñìîæåò ñòàòü ÷àñòüþ íàøèõ ïðîèçâîäñòâåííûõ, ýêîíîìè÷åñêèõ è êóëüòóðíûõ îòíîøåíèé. ÐË

Ðèñóíîê 9. Blender.

26

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


Ñïèñîê èñòî÷íèêîâ 1. http://www.pp3dp.com 2. http://store.solidoodle.com 3. http://printrbot.com 4. http://portabee3dprinter.com 5. http://makibox.com 6. http://www.youtube.com/watch?v=z7083xw9I7o

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

ÑÒÀÒÜÈ

7.http://www.youtube.com/watch?v= bcXLJRIKGuQ 8.http://www.youtube.com/watch?v= Xj53P2YzYGM 9. http://www.thingiverse.com 10. http://www.sketchup.com 11. http://sourceforge.net/projects/stl4su 12. http://www.3dtin.com 13. http://www.blender.org 14. http://www.123dapp.com

27


Ïîñòðîéòå ñâîé

ñîáñòâåííûé äðîí John Donovan Low-Power Design

Â

 äåòñòâå ìíå î÷åíü íðàâèëèñü ìîäåëè ñàìîëåòîâ. ß ïðåäñòàâëÿë ñåáå, êàê òùàòåëüíî ñîáèðàë áû èõ èç áàëüñîâûõ íàáîðîâ, îáòÿãèâàë òîíêîé áóìàãîé è ïðèñîåäèíÿë øóìíûé äâèãàòåëü âíóòðåííåãî ñãîðàíèÿ îáúåìîì 0.049 ë. Çàòåì ÿ øåë áû â îêðåñòíîñòè øêîëüíîãî äâîðà è íàáëþäàë ãîëîâîêðóæèòåëüíûé ïîëåò àïïàðàòà, íàðåçàþùåãî áåñêîíå÷íûå êðóãè íà êîíöå êîðäû. À ñåãîäíÿ ìåíüøå ÷åì çà $100 âû ìîæåòå êóïèòü ïåíîïëàñòîâûé ñàìîëåò ñ ïèòàíèåì îò áàòàðåé è áåñïðîâîäíûì äèñòàíöèîííûì óïðàâëåíèåì.

Íåäàâíî ÿ ïðèîáðåë ñåáå òàêîé àïïàðàò è îòïðàâèëñÿ ñ íèì íà çàäíèé äâîð øêîëû, ãäå ìîé ñûí è ÿ ïðåêðàñíî ïðîâåëè âðåìÿ. Ãðîõî÷óùèé äâèãàòåëü âíóòðåííåãî ñãîðàíèÿ òåïåðü çàìåíåí áåñùåòî÷íûì ýëåêòðîìîòîðîì ïîñòîÿííîãî òîêà ñ ìèêðîêîíòðîëëåðíûì óïðàâëåíèåì è ïèòàíèåì îò NiMH áàòàðåè 7.2 Â/1000 ìÀ÷. ß ëåãêî ìîãó äîáàâèòü ìàëåíüêóþ êàìåðó è ïåðåäàò÷èê, è ìîÿ äåøåâàÿ ìîäåëü ñàìîëåòà âäðóã ïðåâðàòèòñÿ â áåñïèëîòíûé ëåòàòåëüíûé àïïàðàò (ÁÏËÀ), èçâåñòíûé òàêæå êàê äðîí. Îêàçûâàåòñÿ, â ýòè âåùè âêëàäûâàåòñÿ ìíîãî èíæåíåðíîé ìûñëè. Âåá-ñàéò DIYDrones ïîçèöèîíèðóåò ñåáÿ, êàê «âåäó-

28

ùåå ñîîáùåñòâî ëþáèòåëåé ïåðñîíàëüíûõ ÁÏËÀ». Ýòî èñêëþ÷èòåëüíî àêòèâíûé ñàéò, ïðåäñòàâëÿþùèé ñîáîé íå÷òî ñðåäíåå ìåæäó SourceForge è Home Depot. Âû ìîæåòå êóïèòü òàì ïðàêòè÷åñêè ëþáîå æåëåçî, èëè æå áåñïëàòíî çàãðóçèòü ñõåìû, ÷åðòåæè è ïðîãðàììû – âñå, ÷òî êîãäà-ëèáî ñìîæåò ïîíàäîáèòüñÿ âàì, ÷òîáû çàïóñòèòü íà çàäíåì äâîðå ñîáñòâåííîãî äðîíà. Ñàìûì êðîøå÷íûì èç âñåõ ÿâëÿåòñÿ CrazyFlie Nano Quadcopter, êîòîðûé ëåãêî óìåùàåòñÿ â ëàäîíè âàøåé ðóêè, íî æóææèò êàê ñóìàñøåäøàÿ êîëèáðè, íàïðàâëÿåìûé âàøèì ÏÊ èëè ñìàðòôîíîì Android. CrazyFlie óïðàâëÿåòñÿ 32-ðàçðÿäíûì ìèêðîêîíòðîëëåðîì êîìïàíèè STMicroelectronics è ñîäåðæèò 3-îñåâîé MEMS ãèðîñêîï, 3-îñåâîé àêñåëåðîìåòð, àëüòèìåòð, äàò÷èêè äëÿ êóðñîâûõ èçìåðåíèé è ïðèåìîïåðåäàò÷èê ñ âûõîäíîé ìîùíîñòüþ 0 äÁ (1 ìÂò), ðàáîòàþùèé íà ÷àñòîòå 2.4 ÃÃö. Ïðè ñîáñòâåííîì âåñå 19 ã îí ñïîñîáåí ïîäíÿòü ïîëåçíóþ íàãðóçêó íå áîëåå 10 ã, òàê ÷òî íîñèòü êàìåðó äëÿ íåãî

CrazyFlie Nano

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


çàòðóäíèòåëüíî, õîòÿ è âîçìîæíî. Çàòî ìîæíî óñòàíîâèòü ìàññèâ ñâåòîäèîäîâ è ãîíÿòüñÿ â òåìíîòå çà êîøêîé. Äëÿ æåëàþùèõ çàíÿòüñÿ òâîð÷åñòâîì äîñòóïíî ñâîáîäíî ðàñïðîñòðàíÿåìîå ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå, òàê æå, êàê è ñâîáîäíûå ðàçúåìû ðàñøèðåíèÿ. Ñòîèò ýòîò êâàäðîêîïòåð $179 âìåñòå ñ ðàäèî.

ArduCopter 3.0

Åñëè æå âàì íóæíà ñåðüåçíàÿ âåùü, òî îáðàòèòå âíèìàíèå íà ArduCopter 3.0, ïîñòðîåííûé íà âñåìè óâàæàåìîé ïëàòôîðìå Arduino, ïðî êîòîðûé ãîâîðÿò «áîëüøå, ÷åì ñðåäíèé êâàäðîêîïòåð». Ýòî ìíîãîðîòîðíûé ÁÏËÀ ñ îòêðûòîé äîêóìåíòàöèåé. Âîò, ÷òî îí óìååò: ! Àâòîìàòè÷åñêèé âçëåò è ïîñàäêà ! Àâòîìàòè÷åñêîå óïðàâëåíèå óðîâíåì è âûñîòîé ! ArduPilot, ñïîñîáíûé àâòîìàòè÷åñêè ïðîâåñòè êâàäðîêîïòåð ìåæäó 35 ïóòåâûìè òî÷êàìè è âåðíóòüñÿ ê ìåñòó ñòàðòà (êîí÷åíî æå, òðåáóåòñÿ ìîäóëü GPS) ! Ïîëíîöåííàÿ ROS (Îïåðàöèîííàÿ ñèñòåìà äëÿ ðîáîòîâ), ñïîñîáíàÿ óïðàâëÿòü «ðîåíèåì» ìíîæåñòâ ÁÏËÀ. (Íàäî íàäåÿòüñÿ, ÷òî ýòà îïöèÿ îòêëþ÷àåòñÿ) ! Ïðèëîæåíèå MissionPlanner ïîçâîëÿåò âàì êëèêàìè íà êàðòå ðàññòàâëÿòü ïóòåâûå òî÷êè, ÷åðåç êîòîðûå ïðîëåòèò ArduCopter

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

! Ïîëíîñòüþ ïðîãðàììèðóåìîå óïðàâëåíèå êàìåðîé ïîçâîëÿåò ñäåëàòü ïðåäóñòàíîâêè äëÿ êàæäîé ïóòåâîé òî÷êè Ïîñêîëüêó ArduCopter ïðîäàåòñÿ â âèäå íàáîðà, îí ìîæåò èìåòü ìíîæåñòâî êîíôèãóðàöèé è ïðåäëàãàòüñÿ ñ íåñ÷åòíûì êîëè÷åñòâîì îïöèé. Åñëè æå âàì òðåáóåòñÿ ArduCopter â ñáîðå è ïîëíîñòüþ ãîòîâûé ê ïîëåòó, åãî áàçîâàÿ öåíà ñîñòàâèò $600 è áóäåò áûñòðî ïîâûøàòüñÿ ïî ìåðå ðàñøèðåíèÿ ñïèñêà âàøèõ æåëàíèé. À åñëè âàì áîëüøå ïî âêóñó íåïîäâèæíûå êðûëüÿ, è âàì íå ïîòðåáóåòñÿ, ÷òîáû êàìåðà ìîãëà âèñåòü íàä îäíîé òî÷êîé, ïîêóïàéòå ArduPlane, ïîáåäèâøèé â êîíêóðñå ÁÏËÀ 2012 Outback Challenge. Áàçîâàÿ öåíà – $550, çà êîòîðóþ, îäíàêî, âû ïîëó÷èòå íåêîòîðîå êîëè÷åñòâî äîïîëíèòåëüíûõ ñëàäîñòåé. È, íàêîíåö, åñëè ó âàñ óæå åñòü ðàäèîóïðàâëÿåìûé ñàìîëåò, âû ìîæåòå çà $179 êóïèòü GPS àâòîïèëîò APM 2.5, à òàêæå, âîçìîæíî, äîïîëíèòåëüíûé íàáîð òåëåìåòðè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ çà $75, è ïðåâðàòèòü âàøó èãðóøêó â ïîëíîñòüþ àâòîíîìíûé ÁÏËÀ. Äà, íå çàáóäüòå åùå ïðî 5.8 ÃÃö ïåðåäàò÷èê è ïðèåìíèê âèäåî ($190).

ArduPlane

Âîò òàê, ñîâåðøåííî íåîæèäàííî, ìîé ïëàñòèêîâûé ñàìîëåò çà $95 ïîäîðîæàë ñ ìîìåíòà ïåðâîé ïîêóïêè â ïÿòü ðàç. ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

29


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


Îñíîâíûå óñîâåðøåíñòâîâàíèÿ è íîâîââåäåíèÿ â íîâîé âåðñèè ñðåäû ðàçðàáîòêè ïå÷àòíûõ ïëàò

CADSTAR 14.0 ÊÊîìïàíèÿ Zuken ïðåäñòàâèëà âåðñèþ 14.0 èíòåãðèðîâàííîé ñðåäû ïðîåêòèðîâàíèÿ ïå÷àòíûõ ïëàò CADSTAR.  ìèðå ÑÀÏÐ íà ïëàòôîðìå ïåðñîíàëüíûõ êîìïüþòåðîâ CADSTAR ÿâëÿåòñÿ îäíèì èç ëó÷øèõ ðåøåíèé ïî ñîîòíîøåíèþ öåíà/ïðîèçâîäèòåëüíîñòü.  öåëîì ñèñòåìà ñîäåðæèò ïîëíûé íàáîð íåîáõîäèìûõ èíñòðóìåíòîâ è âêëþ÷àåò â ñåáÿ ñðåäñòâà ñõåìíîãî ââîäà, ðàçìåùåíèÿ, ðó÷íîé, èíòåðàêòèâíîé è àâòîìàòè÷åñêîé òðàññèðîâêè, àíàëèçà öåëîñòíîñòè ñèãíàëîâ è ýëåêòðîìàãíèòíîé ñîâìåñòèìîñòè, òðåõìåðíîãî àíàëèçà ïëàò â èõ ìåõàíè÷åñêîì îêðóæåíèè è ïîäãîòîâêè êîíñòðóêòîðñêîòåõíîëîãè÷åñêîé äîêóìåíòàöèè.  ñòàòüå ìû ðàññìîòðèì îñíîâíûå óñîâåðøåíñòâîâàíèÿ, ôóíêöèè è âîçìîæíîñòè

Ðèñóíîê 1. Âèä îêíà ñ îò÷åòîì ïðîâåðêè ïðîåêòíûõ íîðì.

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

îáíîâëåííîé âåðñèè ñðåäû ïðîåêòèðîâàíèÿ ïå÷àòíûõ ïëàò.

Ìåõàíèçì áëîêèðîâêè îøèáîê ïðè ïðîâåðêå ïðîåêòíûõ íîðì (Design Rule Check, DRC) Ëþáàÿ ïðîåêòíàÿ îøèáêà (Design Rule Error) â îò÷åòå Design Rule Check (Ðèñóíîê 1) ìîæåò áûòü ïîìå÷åíà ïîëüçîâàòåëåì äëÿ èãíîðèðîâàíèÿ. Òàêèì îáðàçîì ïîëüçîâàòåëü ïðèíèìàåò ê ñâåäåíèþ íåêðèòè÷íûå îøèáêè, âûÿâëåííûå ìåõàíèçìîì ïðîâåðêè, è ñîñðåäîòà÷èâàåòñÿ íà äðóãèõ îøèáêàõ â ïðîåêòå. Îêíî îò÷åòà ïðîâåðêè ïðîåêòíûõ íîðì òåïåðü èìååò êíîïêè-ôëàæêè (Check Box) äëÿ êàæäîé îáíàðóæåííîé îøèáêè. Ýòè êíîïêè ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ îòáîðà ïîëüçîâàòåëåì íåêðèòè÷íûõ îøèáîê. Âñå ïîìå÷åííûå îøèáêè áóäóò ïåðåìåùåíû â êîíåö ñïèñêà ïîñëå ñëåäóþùåãî âûïîëíåíèÿ ïðîâåðêè (Ðèñóíîê 2).

Ðèñóíîê 2. Ïðîåêòíûå îøèáêè, ïîìå÷åííûå è ïðèíÿòûå ïîëüçîâàòåëåì, ðàñïîëàãàþòñÿ â êîíöå ñïèñêà.

ÑÒÀÒÜÈ

31


Identifiers), êîòîðûå äîïóñêàþò ñèìâîëüíûå (öèôðîáóêâåííûå) è íåïîñëåäîâàòåëüíûå ÷èñ��îâûå îáîçíà÷åíèÿ. Èìåíà âûâîäîâ ìîæíî òàêæå íà÷èíàòü ñ öèôðû èëè îáîçíà÷àòü òîëüêî öèôðàìè.

Àâòîòðàññèðîâêà ñîåäèíåíèé â ðåäàêòîðå ñõåì ïðè ïåðåìåùåíèè ýëåìåíòîâ (Autoroute on Move) Ïðè ïåðåìåùåíèè ýëåìåíòîâ ïðîåêòà â ðåäàêòîðå ñõåì âñå ñîåäèíåíèÿ ýëåìåíòîâ äèíàìè÷åñêè òðàññèðóþòñÿ (ïåðåðèñîâûâàÐèñóíîê 3. Äèàëîãîâîå îêíî íàñòðîéêè ïðàâèë ïðîâåðêè ïðîåêòíûõ íîðì.

Äèàëîãîâîå îêíî äëÿ íàñòðîéêè ïðîâåðêè ïðîåêòíûõ íîðì â ñðåäå CADSTAR 14.0 èìååò òåïåðü êíîïêó äëÿ óäàëåíèÿ òîëüêî ïîìå÷åííûõ ïîëüçîâàòåëåì îøèáîê DRC (Ðèñóíîê 3). Äîïîëíèòåëüíî ââåäåíà îïöèÿ äëÿ íàñòðîéêè öâåòîâîé ãàììû ïîìå÷åííûõ ïîëüçîâàòåëåì îøèáîê â îò÷åòå (Accepted Errors), ÷òî äåëàåò èõ ëåãêî îòëè÷èìûìè îò äðóãèõ íåîòìå÷åííûõ îøèáîê (Ðèñóíîê 4).

Ðèñóíîê 5. Àâòîòðàññèðîâêà ñîåäèíåíèé ïðè ïåðåìåùåíèè ýëåìåíòîâ â ðåäàêòîðå ñõåìû.

þòñÿ) ñ öåëüþ èñêëþ÷åíèÿ ïåðåñå÷åíèé ñ äðóãèìè ýëåìåíòàìè, ñîåäèíåíèÿìè è ñèìâîëàìè (Ðèñóíîê 5).

Ðèñóíîê 4. Îêíî íàñòðîéêè öâåòîâîé ñõåìû ñèñòåìû CADSTAR 14.0

Èäåíòèôèêàòîðû âûâîäîâ è ñèìâîëüíîå îáîçíà÷åíèå âûâîäîâ ýëåìåíòîâ Íîìåðà âûâîäîâ (Pin Numbers) ýëåìåíòîâ çàìåíåíû èäåíòèôèêàòîðàìè âûâîäîâ (Pin

32

Ðèñóíîê 6.Âêëþ÷åíèå ðåæèìà àâòîòðàññèðîâêè ñîåäèíåíèé ýëåìåíòîâ ïðè èõ ïåðåìåùåíèè.

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


Ðàíüøå

Òåïåðü, âûêë.

Òåïåðü, âêë.

Ðèñóíîê 7. Âàðèàíò ïðîðèñîâêè ñîåäèíåíèé äî è ïîñëå âêëþ÷åíèÿ àâòîòðàññèðîâêè (Autoroute on Move).

Àâòîòðàññèðîâêà ñîåäèíåíèé àêòèâèðóåòñÿ ïîëüçîâàòåëåì âêëþ÷åíèåì ôóíêöèè «Autoroute on Move» â äèàëîãîâîì îêíå íàñòðîåê «Options» ñèñòåìû CADSTAR 14.0 íà âêëàäêå Interaction, èëè æå â êîíòåêñòíîì ìåíþ ïðè ïåðåìåùåíèè ýëåìåíòîâ (Ðèñóíîê 6). Òðàññèðîâêà (ìàðøðóòèçàöèÿ) ñîåäèíåíèé ýëåìåíòîâ íà ñõåìå âñåãäà áóäåò îðòîãîíàëüíîé. Íà Ðèñóíêå 7 èçîáðàæåíû âàðèàíòû ïðîêëàäêè ñîåäèíåíèé ýëåìåíòîâ ïðè îòñóòñòâèè ôóíêöèè àâòîòðàññèðîâêè â ïðåäûäóùèõ âåðñèÿõ ÑÀÏÐ (Ðàíüøå), à òàêæå â íîâîé âåðñèè ïðè îòêëþ÷åííîé (Òåïåðü, âûêë.) è âêëþ÷åííîé (Òåïåðü, âêë.) ôóíêöèè àâòîòðàññèðîâêè.

Ðàñøèðåííûå âîçìîæíîñòè ìàñòåðà BGA Wizard Âîçìîæíîñòè ìàñòåðà ñîçäàíèÿ êîðïóñîâ BGA (Ðèñóíîê 8) è ìàñòåðà ñîçäàíèÿ ìàòðèöû âûâîäîâ (ñåòêà âûâîäîâ ñî ñìåùåíèåì) áûëè ðàñøèðåíû çà ñ÷åò äîïîëíèòåëüíûõ ïàðàìåòðîâ äåòàëèçàöèè: ! êîëè÷åñòâî âûâîäîâ, óäàëÿåìûõ ñ êàæäîãî óãëà (òîëüêî ìàñòåð ñîçäàíèÿ BGA); ! ðàçìåð ïîñàäî÷íîãî îêíà; ! ðàçìåð äîïîëíèòåëüíîé ãðóïïû âûâîäîâ â öåíòðå ïîñàäî÷íîé îáëàñòè;

Ðèñóíîê 8. Âèä äèàëîãîâîãî îêíà ìàñòåðà ñîçäàíèÿ ïîñàäî÷íîãî ìåñòà BGA.

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

! âûâîäû, äîáàâëÿåìûå â öåíòð è óãëû ïîñàäî÷íîé îáëàñòè. Òàêæå âî âñåõ ìàñòåðàõ, îòíîñÿùèõñÿ ê ïðîåêòèðîâàíèþ ïå÷àòíîé ïëàòû, äîáàâëåí íîâûé ðåæèì ïðåäâàðèòåëüíîãî ïðîñìîòðà, êîòîðûé ïîçâîëÿåò âèäåòü ãðàôè÷åñêîå èçîáðàæåíèå ñîçäàâàåìîãî êîìïîíåíòà. Îäíîâðåìåííî ñ âíåäðåíèåì öèôðîáóêâåííîãî îáîçíà÷åíèÿ âûâîäîâ âî âñåõ ìàñòåðàõ ïðîåêòèðîâàíèÿ ïå÷àòíîé ïëàòû äëÿ îïðåäåëåíèÿ èìåí âûâîäîâ äîáàâëåíà íîâàÿ âêëàäêà, ñîäåðæàùàÿ ñëåäóþùèå ïàðàìåòðû: ! òèï îáîçíà÷åíèÿ – íàïðèìåð, öèôðîáóêâåííîå èëè òîëüêî äëÿ BGA/ñåòêè ñî ñìåùåíèåì; ! ñòàðòîâîå çíà÷åíèå; ! èñêëþ÷åíèå ñèìâîëîâ èç èìåíè âûâîäîâ – îïðåäåëÿåò ñïèñîê ñèìâîëîâ, êîòîðûå íå äîëæíû èñïîëüçîâàòüñÿ â îáîçíà÷åíèè íîìåðîâ è èìåí âûâîäîâ; ! ìèíèìàëüíàÿ äëèíà – êîëè÷åñòâî öèôð â îáîçíà÷åíèè íîìåðà âûâîäà; íàïðèìåð, åñëè ïîëüçîâàòåëåì óñòàíîâëåíà ìèíèìàëüíàÿ äëèíà 3, òî îáîçíà÷åíèå âûâîäà «À1» ïðèìåò âèä «À001».

Ðàñøèðåíèå òàáëèöû Drill Table Òàáëèöà ñâåðëîâêè è âûáîðà èíñòðóìåíòîâ äëÿ ñâåðëåíèÿ èìååò äîïîëíèòåëüíûé ñòîëáåö, â êîòîðîì áóäåò îòîáðàæàòüñÿ ëþáàÿ ïîëüçîâàòåëüñêàÿ èíôîðìàöèÿ èëè êîììåíòàðèè ïî äàííîìó òèïó îòâåðñòèÿ. Íàçâàíèå ñòîëáöà, êîììåíòàðèè è âèäèìîñòü ýòîãî è äðóãèõ ñòîëáöîâ â òàáëèöå ñâåðëîâêè îïðåäåëÿþòñÿ ïîëüçîâàòåëåì (Ðèñóíîê 9). Ôóíêöèÿ àâòîìàòè÷åñêîãî ñîïîñòàâëåíèÿ èíñòðóìåíòîâ äëÿ ñâåðëåíèÿ ïîçâîëÿåò íàèáîëåå ÷àñòî èñïîëüçóåìûå èíñòðóìåíòû îòìåòèòü â òàáëèöå ñïåöèàëüíûì ñèìâîëîì «@», êîòîðûé íå áóäåò îòîáðàæàòüñÿ íà

ÑÒÀÒÜÈ

33


Óñòàíîâêà äèàïàçîíà èìåí êîìïîíåíòîâ íà ëèñòàõ ïðîåêòà (Name Range By Sheet)

Ðèñóíîê 9. Òàáëèöà ñâåðëîâêè è âûáîðà èíñòðóìåíòîâ äëÿ ñâåðëåíèÿ îòâåðñòèé ñ äîïîëíèòåëüíûì ñòîëáöîì äëÿ êîììåíòàðèåâ ïîëüçîâàòåëÿ.

êàðòå ñâåðëîâêè (Ðèñóíîê 10).  íîâîé âåðñèè ÑÀÏÐ ýòà ôóíêöèÿ èìååò åùå îäíó îïöèþ – «Suppress Per Layer Pair», ïðè âêëþ÷åíèè êîòîðîé â òàáëèöå ñâåðëîâêè àâòîìàòè÷åñêè îòìå÷àåòñÿ íàèáîëåå ÷àñòî èñïîëüçóåìûé èíñòðóìåíò äëÿ ñâåðëåíèÿ îòíîñèòåëüíî ïàðû ñëîåâ, à íå òîëüêî â öåëîì äëÿ ïðîåêòà.

Óñòàíîâêà äèàïàçîíà èìåí êîìïîíåòîâ íà ëèñòàõ ïðîåêòà – íîâàÿ ôóíêöèÿ â ðåäàêòîðå ïðîåêòîâ ÑÀÏÐ CADSTAR 14.0, êîòîðàÿ ïîìîãàåò ïîëüçîâàòåëþ óñòàíîâèòü äèàïàçîí èìåí êîìïîíåíòîâ â âèäå ÷èñëîâîãî ñóôôèêñà äëÿ êàæäîãî îòäåëüíîãî ëèñòà îäíîãî ïðîåêòà. Ôóíêöèÿ âêëþ÷àåòñÿ â ìåíþ «Íàñòðîéêè» è ïðèìåíèìà ê ñèìâîëàì/êîìïîíåíòàì è êîíòðîëüíûì òî÷êàì. Ïîñëå âêëþ÷åíèÿ ôóíêöèè ïîëüçîâàòåëü ñàìîñòîÿòåëüíî çàäàåò äèàïàçîí äëÿ êàæäîãî ëèñòà ïðîåêòà, à ïðîãðàììà çàòåì ïûòàåòñÿ ïðèñâîèòü äîáàâëÿåìûì íà ëèñò ñèìâîëàì êîððåêòíîå èìÿ ñ ÷èñëîâûì ñóôôèêñîì â ñîîòâåòñòâèè ñ óñòàíîâëåííûì äèàïàçîíîì (Ðèñóíîê 11). Åñëè äàííàÿ ôóíêöèÿ âêëþ÷åíà è ïîëüçîâàòåëü äîáàâëÿåò íîâûé ëèñò â ïðîåêò, òî íåîáõîäèìî ïðîïèñàòü äëÿ íåãî äèàïàçîí èìåí.

Ðèñóíîê 11. Óñòàíîâêà äèàïàçîíîâ èìåí äëÿ îòäåëüíûõ ëèñòîâ ïðîåêòà.

Äîïîëíèòåëüíî ïîëüçîâàòåëü ìîæåò âîñïîëüçîâàòüñÿ ôóíêöèåé àâòîìàòè÷åñêîãî ïåðåèìåíîâàíèÿ ñèìâîëîâ, èìåþùèõ èìåíà íåñîîòâåòñòâóþùèå óñòàíîâëåííîìó äèàïàçîíó äëÿ ëèñòà, íà êîòîðîì îíè íàõîäÿòñÿ.

Îïöèÿ ïåðåèìåíîâàíèÿ êîíòàêòíûõ ïëîùàäîê Ðèñóíîê 10. Âêëþ÷åíèå ôóíêöèè àâòîìàòè÷åñêîãî ñîïîñòàâëåíèÿ èíñòðóìåíòîâ â òàáëèöå ñâåðëîâêè.

34

Ââåäåíèå â ñèñòåìå ïðîåêòèðîâàíèÿ öèôðîáóêâåííûõ îáîçíà÷åíèé ïðèâåëî ê óñîâåðøåíñòâîâàíèþ â ðåäàêòîðå êîìïîíåíòîâ îïöèè ïåðåèìåíîâàíèÿ êîíòàêòíûõ ïëîùà-

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


äîê (Ðèñóíîê 12). Òåïåðü ñòàëè äîñòóïíû ñëåäóþùèå âîçìîæíûå âàðèàíòû ïåðåèìåíîâàíèÿ: ! ÷èñëîâîå; ! öèôðîáóêâåííîå; ! àëôàâèòíîå (ïî ãîðèçîíòàëè) – ÷èñëîâîå (ïî âåðòèêàëè); ! àëôàâèòíîå (ïî âåðòèêàëè) – ÷èñëîâîå (ïî ãîðèçîíòàëè); ! ÷èñëîâîå (ïî ãîðèçîíòàëè) – àëôàâèòíîå (ïî âåðòèêàëè); ! ÷èñëîâîå (ïî âåðòèêàëè) – àëôàâèòíîå (ïî ãîðèçîíòàëè). Ðèñóíîê 13. Äèàëîãîâîå îêíî íàñòðîéêè öâåòîâîé ãàììû ïåðåõîäíûõ îòâåðñòèé ñ âêëþ÷åííûì ðåæèìîì «Colour by Layer Pair».

Îïöèÿ ôèêñèðîâàíèÿ âàðèàíòîâ êîìïîíåíòà

Ðèñóíîê 12. Äèàëîãîâîå îêíî îïöèè ïåðåèìåíîâàíèÿ êîíòàêòíûõ ïëîùàäîê.

Òàêæå äîáàâëåíà âîçìîæíîñòü âûáîðà ñòàðòîâîé ïîçèöèè ïðè ïåðåèìåíîâàíèè êîíòàêòíûõ ïëîùàäîê.

Âîçìîæíîñòü âûáîðà öâåòîâîé ãàììû ïåðåõîäíûõ îòâåðñòèé äëÿ ïàðû ñëîåâ ïå÷àòíîé ïëàòû Äîïîëíèòåëüíàÿ îïöèÿ, êîòîðàÿ âêëþ÷àåòñÿ ïîëüçîâàòåëåì, ïîìîæåò áûñòðî îïðåäåëèòü, êàêèå ïåðåõîäíûå îòâåðñòèÿ ñîîòâåòñòâóþò êîíêðåòíîé ïàðå ñëîåâ ïå÷àòíîé ïëàòû.  ïðåäûäóùèõ âåðñèÿõ ñðåäû ïðîåêòèðîâàíèÿ öâåò ìàãèñòðàëüíûõ è îáû÷íûõ ïåðåõîäíûõ îòâåðñòèé îïðåäåëÿëñÿ öâåòîì òåêóùåãî ñëîÿ ïå÷àòíîé ïëàòû. Öâåòîâàÿ ãàììà íàçíà÷àëàñü â äèàëîãîâîì îêíå «Colours» â ñåêöèÿõ «Trunk – Vias» è «Vias». Òåïåðü â äàííîì îêíå èìååòñÿ äîïîëíèòåëüíàÿ îïöèÿ «Colour by Layer Pair», ïðè âêëþ÷åíèè êîòîðîé â îêíå «Layers/Ñëîè» áóäóò îòîáðàæàòüñÿ íàçâàíèÿ ïàðû ñëîåâ òåêóùåãî ïðîåêòà è ïîëüçîâàòåëü ñàìîñòîÿòåëüíî ñìîæåò óñòàíîâèòü öâåò äëÿ êàæäîé ïàðû (Ðèñóíîê 13).

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

 ñâîéñòâàõ êîìïîíåíòîâ è ñèìâîëîâ, èìåþùèõ íåñêîëüêî âàðèàíòîâ â ïðîåêòå (íàïðèìåð, â ñëó÷àå íåñêîëüêèõ âàðèàíòîâ ïðîåêòà), òåïåðü äîñòóïíà íîâàÿ îïöèÿ, ñ ïîìîùüþ êîòîðîé ìîæíî èçìåíèòü ñòàòóñ ñîîòâåòñòâóþùèõ âàðèàíòîâ êîìïîíåíòà íà ôèêñèðîâàííûé è íåôèêñèðîâàííûé. Íàïðèìåð, åñëè ñòàòóñ òàêîãî êîìïîíåíòà ìåíÿåòñÿ íà «ôèêñèðîâàííûé», òî âñå âàðèàíòû êîìïîíåíòà ïðèíèìàþò ýòîò æå ñòàòóñ. Ïðè îòêðûòèè ïðîåêòà, ðàçðàáîòàííîãî â ïðåäûäóùåé âåðñèè ÑÀÏÐ èëè ïðè èìïîðòèðîâàíèè àðõèâíîãî ôàéëà, ñîäåðæàùåãî âàðèàíòíûå êîìïîíåíòû/ñèìâîëû ñ íåñîãëàñîâàííûìè ñòàòóñàìè, ýòèì êîìïîíåíòàì/ñèìâîëàì áóäåò ïðèñâîåí ñòàòóñ «ôèêñèðîâàííûé» èëè «íåôèêñèðîâàííûé», â ñîîòâåòñòâèè ñî ñòàòóñîì Master-âàðèàíòà.

Âîçìîæíîñòü íàñòðîéêè îêíà ïðåäâàðèòåëüíîãî ïðîñìîòðà ýëåìåíòà â Ðåäàêòîðå ýëåìåíòîâ Îòîáðàæåíèå êîìïîíåíòà â îêíàõ ïðåäâàðèòåëüíîãî ïðîñìîòðà ìîæåò áûòü ãîðèçîíòàëüíûì èëè âåðòèêàëüíûì, ïðè÷åì óñòàíîâëåííàÿ ïîëüçîâàòåëåì ïîçèöèÿ è êîíôèãóðàöèÿ îêîí ñîõðàíÿþòñÿ. Èçìåíåíèå òåêóùåãî îòîáðàæåíèÿ êîìïîíåíòà â îêíå ïðåäâàðèòåëüíîãî ïðîñìîòðà âûïîëíÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ ïóíêòà êîíòåêñòíîãî ìåíþ (Ðèñóíîê 14). Ïðè âûáîðå ïóíêòà «Display Views Horizontally» êîìïîíåíò â îêíå áóäåò îòîáðàæàòüñÿ â ãîðèçîíòàëüíîì ïîëîæåíèè, òî åñòü

ÑÒÀÒÜÈ

35


âûáðàííîãî îáúåêòà (Ðèñóíîê 15). Â îêíå ïðåäâàðèòåëüíîãî ïðîñìîòðà èìååòñÿ âûïàäàþùèé ñïèñîê âîçìîæíûõ àëüòåðíàòèâ.

Èíôîðìèðîâàíèå ïîëüçîâàòåëÿ îá îøèáêàõ ïðîåêòíûõ íîðì ïðè ñîçäàíèè âûõîäíîãî ôàéëà äëÿ ïðîèçâîäñòâà

Ðèñóíîê 14. Îêíà ïðåäâàðèòåëüíîãî ïðîñìîòðà êîìïîíåíòà â ðåäàêòîðå áèáëèîòåêè.

êîìïîíåíò è ñèìâîëû ðàñïîëàãàþòñÿ âäîëü íèæíåãî êðàÿ îêíà.

Óñîâåðøåíñòâîâàíèå îïöèè ýêñïîðòà «íåóñòàíîâëåííûõ» êîìïîíåíòîâ Îïöèÿ ýêñïîðòà èëè âûâîäà íà ïå÷àòü «íåóñòàíîâëåííûõ» ïîäòèïîâ èëè ñåêöèé êîìïîíåíòîâ äëÿ ïðîåêòà ïå÷àòíîé ïëàòû è ñõåìû ïîçâîëÿåò âêëþ÷èòü îòîáðàæåíèå äàííûõ êîìïîíåíòîâ â îïðåäåëåííîé öâåòîâîé ãàììå äëÿ ðàçëè÷íûõ âàðèàíòîâ âûâîäà äëÿ ïðîèçâîäñòâà.

Àëüòåðíàòèâû êîìïîíåíòîâ â ôóíêöèè ïîèñêà â áèáëèîòåêàõ Â ôóíêöèè ïîèñêà ïî áèáëèîòåêå ñ öåëüþ äîáàâëåíèÿ â ïðîåêò êîìïîíåíòîâ èëè ñåêöèé êîìïîíåíòîâ ïîëüçîâàòåëþ äîñòóïåí ñïèñîê îïðåäåëåííûõ àëüòåðíàòèâ äëÿ

Ðèñóíîê 15. Ïîèñê êîìïîíåíòîâ â áèáëèîòåêå ñî ñïèñêîì âîçìîæíûõ àëüòåðíàòèâ äëÿ âûáðàííîãî îáúåêòà.

36

Ñ öåëüþ ñíèæåíèÿ ðèñêà ïðè ýêñïîðòèðîâàíèè èëè ñîçäàíèè âûõîäíîãî ôàéëà äëÿ ïðîèçâîäñòâà èç ïðîåêòîâ, êîòîðûå ñîäåðæàò îøèáêè ïðîåêòíûõ íîðì (â òîì ÷èñëå ïðèíÿòûõ ïîëüçîâàòåëåì), ðåàëèçîâàí ìåõàíèçì èíôîðìèðîâàíèÿ ïîëüçîâàòåëÿ î íàëè÷èè îøèáîê. Ïðè íàëè÷èè êàêèõ-ëèáî îøèáîê ïðîåêòíûõ íîðì íà ìîìåíò ñîçäàíèÿ ïîëüçîâàòåëåì âûõîäíîãî ôàéëà äëÿ ïðîèçâîäñòâà ïå÷àòíîé ïëàòû íà ýêðàíå ìîíèòîðà ïîÿâèòñÿ ïðåäóïðåæäàþùåå ñîîáùåíèå.

Ñîõðàíåíèå èìåí öåïåé ïðè óäàëåíèè êîìïîíåíòà Íåïðåäíàìåðåííàÿ óòåðÿ èìåíè óçëà öåïè ñ ñèãíàëàìè íåñêîëüêèõ êîìïîíåíòîâ òåïåðü èñêëþ÷åíà. Ïðè óäàëåíèè ïîñëåäíåãî êîìïîíåíòà-âëàäåëüöà èìåíè ñèãíàëà/óçëà â ñõåìå, ïðèíàäëåæàâøåå åìó èìÿ ïðèñâàèâàåòñÿ îñòàâøèìñÿ óçëàì èëè ñèãíàëàì. Òàêèì îáðàçîì, ïðè âûïîëíåíèè îïåðàöèè óäàëåíèÿ êîìïîíåíòà ñîõðàíÿåòñÿ âèäèìîå íà ñõåìå èìÿ ïîäñåòè óçëîâ è ñèãíàëîâ, íî â

Ðèñóíîê 16. Ðàáîòà ìåõàíèçìà ñîõðàíåíèÿ èìåí óçëîâ è ñèãíàëîâ ïðè óäàëåíèè êîìïîíåíòà.

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


ïðåäåëàõ îäíîé ïîäñåòè. Ïðè ýòîì äëÿ óäàëåííîãî èìåíè ñèãíàëà âûáèðàåòñÿ ñàìûé áëèçêèé ïî ïðèîðèòåòó óçåë, èñõîäÿ èç ñëåäóþùåãî ñïèñêà: ! ãëîáàëüíûå ñèãíàëû / áëî÷íûå ñîåäèíèòåëè; ! îïîðíûå ñèãíàëû; ! øèííûå âõîäû; ! ðàçúåìû / òåñòîâûå òî÷êè / ñèìâîëû / ñòàðòîâûå òî÷êè; ! ãèáêèå ñîåäèíèòåëè / ïåðåìû÷êè. Íà Ðèñóíêå 16 äåìîíñòðèðóåòñÿ ðåçóëüòàò óäàëåíèÿ èç ñõåìû êîìïîíåíòà U4-A.

Íàçíà÷åíèå èìåí ñèãíàëîâ  ñðåäå CADSTAR ñóùåñòâóþò òðè ñïîñîáà íàçíà÷åíèÿ èìåí ñîåäèíåíèÿì: ! íà îñíîâàíèè ñâîéñòâ îáúåêòà, ! ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëüíîãî èíñòðóìåíòà äëÿ íàçíà÷åíèÿ èìåí, ! íåïîñðåäñòâåííûé ââîä èìåíè ïðè äîáàâëåíèè ñèãíàëà. Ýòè ñïîñîáû çàäàíèÿ èìåí áûëè ìîäèôèöèðîâàíû: òåïåðü ïðè ñîçäàíèè èìåíè ñîåäèíåíèÿ ó÷èòûâàåòñÿ äåðåâî ïðèîðèòåòîâ óçëîâ, è, â ñëó÷àå ðàâåíñòâà ïðèîðèòåòà íà÷àëüíîãî è êîíå÷íîãî óçëà, ñîåäèíåíèþ ïðèñâàèâàåòñÿ èìÿ êîíå÷íîãî óçëà. Ïðèîðèòåòû â ïîðÿäêå óáûâàíèÿ ñëåäóþùèå: 1. ãëîáàëüíûé ñèãíàë; 2. áëî÷íûé ñîåäèíèòåëü; 3. îïîðíûé ñèãíàë; 4. øèííûé âõîä; 5. ðàçúåì; 6. òåñòîâàÿ òî÷êà; 7. ñèìâîë; 8. ãèáêèé ñîåäèíèòåëü; 9. ïåðåìû÷êà. Óñîâåðøåíñòâîâàíèÿ êîñíóëèñü íå òîëüêî âñòðîåííûõ â ñèñòåìó CADSTAR 14.0 ôóíêöèé è èíñòðóìåíòîâ, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ ðàçðàáîòêè ïå÷àòíûõ ïëàò. Ðÿä êëþ÷åâûõ èçìåíåíèé ñäåëàí â ìîùíûõ âíåøíèõ ïðèëîæåíèÿõ, êîòîðûå òåñíî èíòåãðèðîâàíû â ïàêåò CADSTAR: P.R.Editor XR (àâòîòðàññèðîâùèê), P.R.Editor XR HS (òðàññèðîâêà âûñîêîñêîðîñòíûõ ïå÷àòíûõ ïëàò) è SI Verify (ñèñòåìà àíàëèçà ýëåêòðîìàãíèòíîé ñîâìåñòèìîñòè ïå÷àòíûõ ïëàò).

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

Öâåò ïåðåõîäíûõ îòâåðñòèé îïðåäåëÿåòñÿ ïàðîé ñëîåâ ïëàòû Êàê è â ðåäàêòîðå ïðîåêòîâ ñèñòåìû CADSTAR, ïðèëîæåíèå P.R.Editor, ïîìèìî ñòàíäàðòíîé îïöèè óñòàíîâêè öâåòà ïåðåõîäíûõ îòâåðñòèé, â çàâèñèìîñòè îò öâåòà òåêóùåãî ñëîÿ ïîääåðæèâàåò óñòàíîâêó öâåòà ïåðåõîäíûõ îòâåðñòèé (ìàãèñòðàëüíûõ èëè îáû÷íûõ) äëÿ êàæäîé ïàðû èñïîëüçóåìûõ ñëîåâ, íåçàâèñèìî îò òîãî, êàêîé ñëîé íà äàííûé ìîìåíò îòîáðàæàåòñÿ. Âûáîð öâåòîâîé ñõåìû îñóùåñòâëÿåòñÿ íà ñîîòâåòñòâóþùåé çàêëàäêå äèàëîãîâîãî îêíà íàñòðîéêè ïðèëîæåíèÿ P.R.Editor.

Êîíòðîëüíàÿ òî÷êà â êà÷åñòâå óçëà ñîåäèíåíèé  ïðèëîæåíèè P.R.Editor, à òàêæå âî âñòðîåííîì òðàññèðîâùèêå CADSTAR, äîñòóïíà äîïîëíèòåëüíàÿ îïöèÿ ïðè âûáîðå (âûäåëåíèè) ïå÷àòíûõ ïðîâîäíèêîâ â ðåæèìå óçåëóçåë (Node-to-Node). Åñëè ïîëüçîâàòåëü âêëþ÷àåò äàííóþ îïöèþ (ïî óìîë÷àíèþ îíà âûêëþ÷åíà), è íà äîðîæêå ìåæäó äâóìÿ óçëàìè èìååòñÿ òåñòîâàÿ òî÷êà, òî ïðè âûïîëíåíèè îïåðàöèè âûáîðà äîðîæêè âûäåëÿåòñÿ ëèøü ó÷àñòîê äî òåñòîâîé òî÷êè, íå âêëþ÷àÿ åå. Òàêèì îáðàçîì èñêëþ÷àåòñÿ óäàëåíèå òåñòîâîé òî÷êè ïðè óäàëåíèè ñâÿçàííîãî ñ íåé ïå÷àòíîãî ïðîâîäíèêà.

Ðàñøèðåíèå ìàñòåðà èìïîðòà SPICE Ìàñòåð èìïîðòà SPICE ôàéëîâ ïîääåðæèâàåò àâòîìàòè÷åñêîå ãåíåðèðîâàíèå óñòðîéñòâà â áèáëèîòåê å ìîäåëèðîâàíèÿ (Simulation Library) è áîëåå ñëîæíûå ôàéëû SPICE äëÿ èìïîðòà. Îáðàáîò÷èê èìïîðòèðóåìûõ SPICE ôàéëîâ ïîääåðæèâàåò ñëîæíûå ñòðóêòóðíûå ìîäåëè, â êîòîðûõ ñåêöèè îäíèõ êîìïîíåíòîâ ñâÿçàíû ñ ñåêöèÿìè äðóãèõ êîìïîíåíòîâ. Òàêèå ñòðóêòóðû ÷àñòî èñïîëüçóþòñÿ äëÿ îáúåäèíåíèÿ èëè êàñêàäèðîâàíèÿ ñòàíäàðòíûõ ýëåìåíòîâ. Òàêæå ïîääåðæèâàåòñÿ èìïîðò è ìîäåëèðîâàíèå òðàíñôîðìàòîðîâ ñ íåñêîëüêèìè âòîðè÷íûìè îáìîòêàìè. Ìîäåðíèçàöèÿ çàòðîíóëà è ñèñòåìó àíàëèçà è ìîäåëèðîâàíèÿ ýëåêòðîìàãíèòíîé

ÑÒÀÒÜÈ

37


ñîâìåñòèìîñòè ïå÷àòíûõ ïëàò SI Verify / SI Simulator. Îñíîâíûå èçìåíåíèÿ: ! äîïîëíèòåëüíàÿ àâòîìàòèçàöèÿ ïðè ñîçäàíèè èìåí ñöåíàðèåâ àíàëèçà äèôôåðåíöèàëüíûõ ïàð, ! çíà÷åíèÿ ðàñ÷åòà ìîäîâîãî õàðàêòåðèñòè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ äîáàâëåíû â òàáëèöó îò÷åòîâ.

38

Ñ öåëüþ ïîâûøåíèÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòè è ñòàáèëüíîñòè ìîäåëèðîâàíèÿ êëþ÷åâûå èçìåíåíèÿ ñäåëàíû â ÿäðå SI Simulator, íàïðèìåð, ðåàëèçîâàí ìåõàíèçì ïðåäâàðèòåëüíîãî DC àíàëèçà, êîòîðûé ÷àñòî èñïîëüçóåòñÿ äëÿ áîëüøèõ ñõåì è ñõåì, èñïîëüçóþùèõ ìîäåëè ñ S-ïàðàìåòðàìè. ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


Ñàìîâîññòàíàâëèâàþùèåñÿ öåïè: íàñòîÿùàÿ èììóííàÿ ñèñòåìà äëÿ èíòåãðàëüíûõ ñõåì Kasey Panetta ECN

Î

Îäíà èç ïðîáëåì, ñâÿçàííàÿ ñ èíòåãðàëüíûìè ñõåìàìè, çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî ðàçðàáîò÷èêè, ñòðåìÿñü ñäåëàòü ìèêðîñõåìû áûñòðåå, âñå ñèëüíåå ñîêðàùàþò ðàçìåðû òðàíçèñòîðîâ, êîòîðûå óæå íå ìîãóò ðàáîòàòü ñ áîëüøèìè íàïðÿæåíèÿìè, è, êðîìå òîãî, óâåëè÷èâàåòñÿ ðàçáðîñ èõ ïàðàìåòðîâ. Ïëþñ, åäèíñòâåííîå ïîâðåæäåíèå äåëàåò ìèêðîñõåìó áåñïîëåçíîé è ïðèâîäèò ê âíåçàïíîé îñòàíîâêå ïðîåêòà èëè ïðîäóêòà.

Ïîýòîìó íà ïðîòÿæåíèè ïîñëåäíèõ ïÿòè ëåò êîìàíäà èññëåäîâàòåëåé Êàëèôîðíèéñêîãî òåõíîëîãè÷åñêîãî èíñòèòóòà âåëà ðàáîòû ïî ñîçäàíèþ ñàìîâîññòàíàâëèâàþùèõñÿ ìèêðîñõåì. Ðàíåå â ýòîì ãîäó ó÷åíûå èç ëàáîðàòîðèè áûñòðîäåéñòâóþùèõ èíòåãðàëüíûõ ñõåì êàôåäðû èíæåíåðíûõ è ïðèêëàäíûõ íàóê Êàëèôîðíèéñêîãî òåõíîëîãè÷åñêîãî èíñòèòóòà ïðîäåìîíñòðèðîâàëè âîçìîæíîñòè ñàìîâîññòàíîâëåíèÿ ìèêðîñõåì. Èññëåäîâàòåëè èñïîëüçîâàëè ëàçåð äëÿ ðàçðóøåíèÿ ÷àñòåé ìèêðîñõåìû, à çàòåì ïîçâîëÿëè åé îöåíèòü ïîâðåæäåíèÿ è ïåðåêîíôèãóðèðîâàòü ñåáÿ äëÿ ðàáîòû áåç ïîâðåæäåííûõ ÷àñòåé.

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

«Ýòî ñèñòåìà, ïîõîæàÿ íà áèîëîãè÷åñêèé îðãàíèçì, ñ äàò÷èêàìè, êîòîðàÿ ìîæåò îáíàðóæèâàòü íåèñïðàâíîñòè è ïåðåíàñòðàèâàòü öåëûå ÷àñòè ñõåìû», – ãîâîðèò Àëè Õàäæèìèðè (Ali Hajimiri), äîêòîð ôèëîñîôèè, ïðîôåññîð ýëåêòðîòåõíèêè â Êàëèôîðíèéñêîì òåõíîëîãè÷åñêîì èíñòèòóòå. – «Ìû íóæäàëèñü â ñèñòåìå, ñïîñîáíîé âûÿâëÿòü è èñïðàâëÿòü íåïîëàäêè â õîäå ðàáîòû». Ñîãëàñíî ñòàòüå â æóðíàëå IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, äëÿ ïðîâåðêè ñèñòåìû â ñëó÷àå ÷àñòè÷íîãî è ïîëíîãî âûõîäà èç ñòðîÿ òðàíçèñòîðîâ ó÷åíûå âûæèãàëè ÷àñòè óñèëèòåëÿ, ïîçâîëÿÿ ñõåìå âîññòàíàâëèâàòüñÿ íà êàæäîì óðîâíå. Îíè îáíàðóæèëè, ÷òî õîòÿ õàðàêòåðèñòèêè ñõåìû äåãðàäèðîâàëè, ñïîñîáíîñòü ê ñàìîâîññòàíîâëåíèþ âîçðàñòàëà. Ïî ñëîâàì âåäóùåãî ðàçðàáîò÷èêà, àñïèðàíòà â îáëàñòè ýëåêòðîòåõíèêè Ñòèâåíà Áàóýðñà (Steven Bowers), ýòà ñèñòåìà äåéñòâóåò ïîäîáíî èììóííîé ñèñòåìå. Õîòÿ ïåðâîíà÷àëüíàÿ öåëü ïðîåêòà çàêëþ÷àëàñü â èñïîëüçîâàíèè öèôðîâîé îáðàáîòêè äëÿ îáåñïå÷åíèÿ íàäåæíîñòè îñîáî ñëîæíûõ àíàëîãîâûõ ñõåì, ðåæèìû ðàáîòû ìíîãèõ óçëîâ êîòîðûõ áëèçêè ê êðèòè÷åñêèì, îäíèì èç ñïîñîáîâ ðåøåíèÿ ýòîé ïðîáëåìû îêàçàëîñü ñàìîâîññòàíîâëåíèå. Êàê ãîâîðèò Áàóýðñ: «Ìû ñîçäàëè èììóííóþ ñèñòåìó ñî âñòðîåííûìè äàò÷èêàìè äëÿ îïðåäåëåíèÿ ðàáîòîñïîñîáíîñòè. Äàííûå ñ ýòèõ äàò÷èêîâ ïåðåäàþòñÿ â öèôðîâîå ÿäðî, êîòîðîå ôóíêöèîíèðóåò êàê èììóííàÿ ñèñòåìà è ìîæåò êîíòðîëèðîâàòü äîñòàòî÷íîå êîëè÷åñòâî âàæíûõ òî÷åê ìèêðîñõåìû, ÷òîáû ñêîððåêòèðîâàòü îæèäàåìûå, è äàæå íå îæèäàå-

ÑÒÀÒÜÈ

39


ìûå îòêëîíåíèÿ, êîòîðûå óõóäøàþò åå ïàðàìåòðû. Âñå âñòðîåíî â ìèêðîñõåìó, ýòî îçíà÷àåò, ÷òî îíà ñàìà ìîæåò âîññòàíîâèòü ñåáÿ. Ïðè ýòîì íå òðåáóåòñÿ íèêàêîãî äîðîãîñòîÿùåãî ëàáîðàòîðíîãî èçìåðèòåëüíîãî îáîðóäîâàíèÿ». Ïîõîæå, îäíàêî, ÷òî ýòî òîëüêî íà÷àëüíûé ýòàï íà ïóòè ïðèìåíåíèÿ ñàìîâîññòàíàâëèâàþùèõñÿ ìèêðîñõåì. Ñîãëàñíî Áàóýðñó, ïîìèìî âîññòàíîâëåíèÿ ôèçè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ òðàíçèñòîðîâ, ìèêðîñõåìû òàêæå ìîãóò ðåøàòü ïðîáëåìû, ñâÿçàííûå ñ ôàêòîðàìè îêðóæàþùåé ñðåäû, òàêèìè êàê èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû èëè íåñîîòâåòñòâèå íàãðóçêè. «Åñëè óñèëèòåëü ñîåäèíåí ñ àíòåííîé, è ñðåäà âëèÿåò íà áëèæíåå ïîëå ýòîé àíòåííû, èìïåäàíñ íàãðóçêè áóäåò ìåíÿòüñÿ, à ìîùíîñòü, îáåñïå÷èâàåìàÿ óñèëèòåëåì, áóäåò ïàäàòü. Ýòî ìîæíî íàáëþäàòü íà ïðèìåðå ñîòîâûõ òåëåôîíîâ, êîòîðûå òåðÿþò ñèãíàë, êîãäà èõ äåðæàò îïðåäåëåííûì îáðàçîì», – ñêàçàë Áàóýðñ. – «Íàøà ñèñòåìà ìîæåò îïðåäåëèòü òàêîå óõóäøåíèå ïàðàìåòðîâ è èçìåíèòü èìïåäàíñ, êîòîðûé ñòàíåò ñîîòâåòñòâîâàòü íîâîé íàãðóçêå, áëàãîäàðÿ ÷åìó â àíòåííå áóäåò ïîääåðæèâàòüñÿ ïîñòîÿííàÿ ìîùíîñòü. Íàêîíåö, ìû õîòåëè ïðîâåðèòü ñèñòåìó â ñàìîì íàèõóäøåì ñëó÷àå ïîâðåæäåíèÿ òðàíçèñòîðà. Ïîñêîëüêó êîíñòðóêöèÿ ñõåìû áûëà òàêîâà, ÷òî âûõîäíûå òðàíçèñòîðû ðàáîòàëè â ðåæèìå áëèçêîì ê ïðîáîþ, åñòåñòâåííî îæèäàòü, ÷òî ïåðâûìè âûéòè èç ñòðîÿ ìîãëè áû èìåííî îíè. Äëÿ èìèòàöèè òàêîãî

40

îòêàçà ìû èñïîëüçîâàëè îïòè÷åñêèé ëàçåðíûé ðåçàê, ñ ïîìîùüþ êîòîðîãî áûë ðàçðóøåí îäèí èç âûõîäíûõ òðàíçèñòîðîâ, è ñèñòåìà ïðàêòè÷åñêè ïîëíîñòüþ ñìîãëà àâòîìàòè÷åñêè âîññòàíîâèòü ðàáîòîñïîñîáíîñòü, óòåðÿííóþ â ðåçóëüòàòå âûæèãàíèÿ». Ïðèëîæåíèÿ (êàê íûíåøíèå, òàê è áóäóùèå) ìîãóò îêàçàòü ñåðüåçíîå âëèÿíèå íà ýëåêòðîíèêó.  íàñòîÿùåå âðåìÿ ñàìîâîññòàíîâëåíèå ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíî â ëþáîé àíàëîãîâîé ñõåìå, ãäå, ñîãëàñíî Áàóýðñó, ðàçëè÷èÿ ìåæäó òðàíçèñòîðàìè «ïðèâîäÿò ê çíà÷èòåëüíîé äåãðàäàöèè õàðàêòåðèñòèê». Ðàçðàáîòêà íàéäåò ïðèìåíåíèå â ïðèåìîïåðåäàò÷èêàõ ñîòîâûõ òåëåôîíîâ, òðàíñèâåðàõ WiFi èëè wirelessHD è ïîðòàòèâíûõ ñèñòåìàõ ïåðåäà÷è èçîáðàæåíèé ñ ïîìîùüþ ìèëëèìåòðîâûõ âîëí. ×òî êàñàåòñÿ áóäóùåãî, òî Áàóýðñ áîëüøå îçàáî÷åí ìàñøòàáèðóåìîñòüþ òåõíîëîãèè, ïîñêîëüêó óçëû ñòàíîâÿòñÿ âñå ìåíüøå, è âàðèàöèè ïàðàìåòðîâ ïðîöåññà òîëüêî óâåëè÷èâàþòñÿ. «Ïðè ðàçìåðå óçëà ýòîãî ïðîåêòà 45 íì ðàçáðîñ ïàðàìåòðîâ áûë äîñòàòî÷åí äëÿ òîãî, ÷òîáû ãàðàíòèðîâàòü ôóíêöèîíèðîâàíèå ñèñòåìû âîññòàíîâëåíèÿ. Ýòî äàëî íàì ïðåèìóùåñòâî íàä ñèñòåìîé áåç ñàìîâîññòàíîâëåíèÿ, íî âûèãðûø â óëó÷øåíèè ðàáîòîñïîñîáíîñòè â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ áûë îãðàíè÷åí ïðèìåðíî 50%», – ñêàçàë Áàóýðñ. – «ß ñ÷èòàþ, ÷òî ìû ïîêà òîëüêî íà âåðõóøêå àéñáåðãà ïîòåíöèàëà ïðèìåíåíèÿ ñàìîâîññòàíàâëèâàþùèõñÿ ñèñòåì». ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


«Ëàáîðàòîðèÿ â êîðîáêå» äàåò ñòóäåíòàì ïðàêòè÷åñêèé îïûò Jay Weitzen, Erin Webster Electronic Design

C

Ñòóäåíòû-ïåðâîêóðñíèêè Óíèâåðñèòåòà øòàòà Ìàññà÷óñåòñ, Ëîóýëë, îáó÷àþùèåñÿ ïî èíæåíåðíûì ñïåöèàëüíîñòÿì, ïîëó÷àò ïðàêòè÷åñêèé îïûò ïðîåêòèðîâàíèÿ áëàãîäàðÿ íîâîé ïðîãðàììå, â êîòîðîé èñïîëüçóåòñÿ êîìïëåêò «lab in a box» (ëàáîðàòîðèÿ â êîðîáêå), âêëþ÷àþùèé â ñåáÿ êîìïîíåíòû, ìèêðîêîíòðîëëåð è ïëàòó, à òàêæå íàáîð Analog Discovery Kit è ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå Ñåãîäíÿ íàáëþäàåòñÿ ñòðåìèòåëüíûé ðîñò êîëè÷åñòâà ñòóäåíòîâ, âûáèðàþùèõ äëÿ ñåáÿ êóðñû ïî íàó÷íûì, òåõíîëîãè÷åñêèì, èíæåíåðíûì è ìàòåìàòè÷åñêèì ñïåöèàëüíîñòÿì. Íî ñóðîâàÿ ðåàëüíîñòü, êàê âûÿñíÿþò ìíîãèå îðãàíèçàöèè è ó÷ðåæäåíèÿ, ìîæåò ñòàòü ïðåãðàäîé íà èõ ïóòè ê äîñòèæåíèþ öåëè.  Óíèâåðñèòåòå øòàòà Ìàññà÷óñåòñ (ãîðîä Ëîóýëë) èññëåäîâàíèå ñðåäè àáèòóðèåíòîâ, çàïèñàâøèõñÿ íà ïðîãðàììó «Ýëåêòðîíèêà è âû÷èñëèòåëüíàÿ òåõíèêà» (Electronics and Computer Engineering – ECE), ïîêàçàëî, ÷òî ìåíåå ÷åòâåðòè èç íèõ èìåëè êàêîé-ëèáî ïðàêòè÷åñêèé îïûò ðàáîòû íàä èíæåíåðíûìè ïðîåêòàìè, âêëþ÷àÿ ïîñòðîåíèå ïðîñòåéøèõ ïðèíöèïèàëüíûõ ñõåì, ðàáîòó ñ âîëüòìåòðîì è ïàÿëüíèêîì. Òàêàÿ êàðòèíà íàáëþäàëàñü ñðåäè ëþáûõ ãðóïï – è ñðåäè ïåðâîêóðñíèö, è ñðåäè æèòåëåé ãîðîäñêèõ ðàéîíîâ. Íî äåëî íå îãðàíè÷èâàåòñÿ òîëüêî ýòèìè ãðóïïàìè. Äàæå íå ñòîëü áîëüøèå âóçû â áîëåå áîãàòûõ ðàéîíàõ èñïûòûâàþò íåäîñòàòîê â ëàáîðàòîðèÿõ äëÿ ïðàêòè÷åñêèõ çàíÿòèé èç-çà íåõâàòêè ìåñòà è âûñîêîé ñòîèìîñòè. Ñèòóàöèÿ íà óðîâíå êîëëåäæåé íå íàìíîãî ëó÷øå, ïîñêîëüêó õîðîøî îáîðóäîâàííûå ýëåêòðîíèêîé ëàáîðàòîðèè äîðîãè, òðåáóþò áîëüøèõ ïëîùàäåé è, êàê ïðàâèëî, ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ òîëüêî âî âðåìÿ ó÷åáíûõ çàíÿòèé è ñåññèé, à íå âî âíåó÷åáíîå âðåìÿ èëè âî âðåìÿ îêîí â ðàñïèñàíèè è ïðàçäíèêîâ.

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

Òåîðèÿ ïðîòèâ ïðàêòèêè  ñâÿçè ñ îòñóòñòâèåì äîñòóïà ê ëàáîðàòîðèÿì çàíÿòèÿ ïî îñíîâàì èíæåíåðíîãî äåëà áûëè òîëüêî ÷èñòî òåîðåòè÷åñêèìè. Îíè íå ìîãëè çàèíòåðåñîâàòü ñòóäåíòîâ, êàçàëèñü ñêó÷íûìè, äàëåêèìè îò ðåàëüíîé æèçíè è îòòàëêèâàþùèìè îò ñàìîãî èíæåíåðíîãî èñêóññòâà. Îíè íå ìîãëè óäåðæàòü ñòóäåíòîâ, îáó÷àþùèõñÿ ïî ïðîãðàììå ECE, ïîñêîëüêó èõ ýíòóçèàçì óãàñàë, è, áîëåå òîãî, çíàíèÿ, ïîëó÷åííûå íà ó÷åáíûõ êóðñàõ, òåðÿëèñü. Òîãäà ñèòóàöèþ ðåøåíî áûëî èçìåíèòü, äàâ ñòóäåíòàì ïðàêòè÷åñêèå íàâûêè ðàáîòû íàä ïðîåêòîì â ïåðâûé ãîä èõ îáó÷åíèÿ, ñäåëàâ ïðè ýòîì ó÷åáó óâëåêàòåëüíîé, öåííîé, ãèáêîé è íå òðåáóþùåé áîëüøèõ çàòðàò. Íî òðàäèöèîííûå ñðåäñòâà íà îñíîâå ëàáîðàòîðíîãî ñòîëà ñ èçìåðèòåëüíûì îáîðóäîâàíèåì è ìàêåòíûìè ïëàòàìè äëÿ ýòîãî íå ãîäèëèñü. Âìåñòî ýòîãî áûë âûáðàí äðóãîé ïîäõîä, ïîëó÷èâøèé íàçâàíèå «ëàáîðàòîðèÿ â êîðîá-

Ðèñóíîê 1. Ýðèí Âýáñòåð (Erin Webster) ïîìîãàåò ïåðâîêóðñíèöå â ðàáîòå íàä ïåðâûì ïðîåêòîì ñ èñïîëüçîâàíèåì «ëàáîðàòîðèè â êîðîáêå», îñíîâàííîé íà êîìïëåêòå Analog Discovery Design Kit è âñïîìîãàòåëüíûõ êîìïîíåíòàõ.

ÑÒÀÒÜÈ

41


êå», – ïîëíîöåííûé êîìïëåêò ýëåêòðîííûõ ñðåäñòâ, íî ïîðòàòèâíûé, óäîáíûé â èñïîëüçîâàíèè è äåøåâûé (Ðèñóíîê 1). Ñ òàêîé ëàáîðàòîðèåé êàæäûé ñòóäåíò ïîëó÷àåò ñâîå ñîáñòâåííîå ðàáî÷åå ìåñòî, ïîëíîñòüþ îñíàùåííîå äëÿ âûïîëíåíèÿ èíäèâèäóàëüíûõ ïðîåêòîâ. Ýòî íå «âèðòóàëüíàÿ» ëàáîðàòîðèÿ ñ ñèìóëÿöèåé ðàáîòû ñõåì íà ÏÊ è ïðåäïîëàãàåìûìè ðåçóëüòàòàìè. Ýòî ðåàëüíîå ëàáîðàòîðíîå îáîðóäîâàíèå, ñ ïîìîùüþ êîòîðîãî ñòóäåíòû ñîçäàþò áàçîâûå ñõåìû, èñïûòûâàþò èõ, ïîäàâàÿ ðàçëè÷íûå ñèãíàëû, ïîëó÷àþò àíàëîãîâûå è öèôðîâûå äàííûå, íàáëþäàþò âûõîäíûå ñèãíàëû è àíàëèçèðóþò ðåçóëüòàòû.  äîïîëíåíèå ê îáðàáîòêå äàííûõ ïî ñîîòâåòñòâóþùèì àëãîðèòìàì, îíè ìîãóò îòîáðàæàòü èíôîðìàöèþ íà äâóõêàíàëüíîì îñöèëëîãðàôå. Ýòî î÷åíü õîðîøàÿ ïðàêòèêà äëÿ ñòóäåíòîâ, êîòîðûå ïðåæäå íå èìåëè äàæå ïîíÿòèÿ î òîì, ÷òî òàêîå îñöèëëîãðàô.

×òî ìîæåò ýòà ëàáîðàòîðèÿ Îäíî äåëî ñêàçàòü, ÷òî ëàáîðàòîðèÿ â êîðîáêå – õîðîøàÿ èäåÿ, íî äðóãîå – ñîçäàòü òàêóþ. Òðåáîâàëàñü ïîëíîôóíêöèîíàëüíàÿ ëàáîðàòîðèÿ, êîòîðóþ ìîæíî áûëî áû èñïîëüçîâàòü âåçäå, è äëÿ êîòîðîé áûë áû íóæåí òîëüêî êîìïüþòåð ñ ðàçúåìîì USB. Ê ñ÷àñòüþ, íà ðûíêå íàøëîñü äîñòóïíîå ðåøåíèå (Ðèñóíîê 2). Ëàáîðàòîðèÿ ñîñòîèò èç: ! Íàáîðà äåòàëåé: ðåçèñòîðîâ, êîíäåíñàòîðîâ, ñâåòîäèîäîâ è äðóãèõ áàçîâûõ êîìïîíåíòîâ ! Ìèêðîêîíòðîëëåðà Parallax «Board of Education» ñ ïëàòîé äëÿ ïðîòîòèïèðîâàíèÿ ! Íàáîðà Analog Discovery Kit, ïðåäñòàâëÿþùåãî ñîáîé ïîëíóþ ñèñòåìó àíàëèçà, âêëþ÷àÿ äâóõêàíàëüíûé îñöèëëîãðàô, âîëüòìåòð, ãåíåðàòîð ôóíêöèé, öèôðîâîé ëîãè÷åñêèé àíàëèçàòîð è èñòî÷íèê ïèòàíèÿ ! Ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ äëÿ ñâÿçè âñåõ êîìïîíåíòîâ â åäèíîå öåëîå Ñòóäåíòû íà÷èíàþò îáó÷åíèå ñ òàêèõ ïðîñòûõ âåùåé, êàê çàæèãàíèå ñâåòîäèîäà è èñïîëüçîâàíèå âîëüòìåòðà äëÿ èçìåðåíèÿ ïàäàþùåãî íà íåì íàïðÿæåíèÿ. Íà ñëåäóþùåì ýòàïå îíè ïèøóò ïðîñòóþ ïðîãðàììó äëÿ óïðàâëåíèÿ ïåðåêëþ÷åíèåì îäíîãî ñâåòîäèîäà, çàòåì äâóõ, è íàáëþäàþò íà îñöèëëîãðà-

42

Ðèñóíîê 2. Êîìïëåêò Analog Discovery Design Kit ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ðåàëüíûé èíòåðôåéñ ââîäà/âûâîäà àíàëîãîâûõ è öèôðîâûõ ñèãíàëîâ.  ñî÷åòàíèè ñ íèì êîìïüþòåð, èìåþùèé ðàçúåì USB, ïðåâðàùàåòñÿ â îñöèëëîãðàô, àíàëèçàòîð ñïåêòðà, âîëüòìåòð è ãåíåðàòîð ñèãíàëîâ ñèíóñîèäàëüíîé ôîðìû.

ôå ñîîòâåòñòâóþùèå ñèãíàëû. Äëÿ áîëüøèíñòâà ñòóäåíòîâ òàêîé ïîäõîä ê ïðîãðàììèðîâàíèþ ÿâëÿåòñÿ íîâûì è, íåñìîòðÿ íà èõ åæåäíåâíîå âðåìÿïðåïðîâîæäåíèå â Èíòåðíåòå, äàåò öåííûé æèâîé îïûò.  õîäå çàíÿòèé ñòóäåíòû íàáèðàþòñÿ îïûòà, ñ÷èòûâàÿ ñîñòîÿíèÿ ïåðåêëþ÷àòåëåé, óïðàâëÿÿ íåáîëüøèìè äâèãàòåëÿìè, èññëåäóÿ ïîñòîÿííûå âðåìåíè RC-öåïåé, íàáëþäàÿ ñïåêòðû àóäèî ñèãíàëîâ, ñîçäàâàÿ êîäû äëÿ ãåíåðàöèè òîíàëüíûõ ñèãíàëîâ, ñîáèðàÿ ñõåìû íà òðàíçèñòîðàõ è îïåðàöèîííûõ óñèëèòåëÿõ.  ïðîãðàììå åñòü è òâîð÷åñêàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ, ãäå ïåðåä ñòóäåíòàìè ñòàâèòñÿ çàäà÷à, íå èìåþùàÿ ãîòîâûõ ðåöåïòîâ ðåøåíèÿ. ×òîáû ñâåñòè ê ìèíèìóìó ñëîæíûå ïðîáëåìû, ñâÿçàííûå ñ âûñîêèìè ÷àñòîòàìè, áîëüøèíñòâî ïðîåêòîâ îñíîâàíî íà íèçêî÷àñòîòíûõ ñèãíàëàõ çâóêîâîãî äèàïàçîíà, îäíàêî äëÿ ñîäåðæàòåëüíûõ ïðîåêòîâ ýòîãî áîëåå ÷åì äîñòàòî÷íî. Ñòóäåíòû èíòåíñèâíî èñïîëüçóþò îñöèëëîãðàô, ãåíåðàòîð ôóíêöèé è, êîíå÷íî, èñòî÷íèê ïèòàíèÿ.

Çàêëþ÷åíèå Êîãäà ñòóäåíòû ïåðåõîäÿò êî âòîðîìó ãîäó îáó÷åíèÿ, çà èõ ïëå÷àìè óæå èìååòñÿ îïûò èñïîëüçîâàíèÿ èçìåðèòåëüíîãî îáîðóäîâàíèÿ. Îíè çàâåðøèëè ñâîè ðåàëüíûå ïðàêòè÷åñêèå ïðîåêòû, íàïèñàëè ïðèêëàäíûå ïðîãðàììû, ðàáîòàëè ñ àíàëîãîâûìè è öèôðî-

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


Ðèñóíîê 3. Âòîðîêóðñíèê è ïåðâîêóðñíèê ðàáîòàþò âìåñòå íàä ðåøåíèåì çàäà÷è, èñïîëüçóÿ êîìïëåêò Analog Discovery Design Kit.

âûìè ñèãíàëàìè è ðàçëè÷íûìè ñïîñîáàìè àíàëèçèðîâàëè ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû (Ðèñóíîê 3). Ñòîèìîñòü ïîäîáíîãî îáó÷åíèÿ îäíîãî ñòóäåíòà ñîïîñòàâèìà ñî ñòîèìîñòüþ ó÷åáíèêà, íî òàêîé ïîäõîä ãîðàçäî ýôôåêòèâíåå. Áûëè îáíàðóæåíû è äðóãèå ïðåèìóùåñòâà «ëàáîðàòîðèè â êîðîáêå».  äðóãèõ èíæåíåðíûõ ëàáîðàòîðèÿõ ãðóïïà èç íåñêîëüêèõ ÷åëîâåê, áóäü òî ñòóäåíòû ïðåäûäóùèõ ïîêîëåíèé, èëè ñåãîäíÿøíèå, ðàáîòàëà çà îäíèì ñòåíäîì. Çà÷àñòóþ ïðè ýòîì òîëüêî îäèí ñòóäåíò âûïîëíÿë áóëüøóþ ÷àñòü ðàáîòû, â òî âðåìÿ êàê îñòàëüíûå ïðîñòî íàáëþäàëè, à òî

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

è âîîáùå íè÷åãî íå äåëàëè. Íàïðîòèâ, íîâûé ïîäõîä äàåò êàæäîìó ñòóäåíòó ãàðàíòèþ âîçìîæíîñòè ðàáîòàòü íàä ïðîåêòîì ñàìîñòîÿòåëüíî, õîòÿ, áåçóñëîâíî, îíè ìîãóò îáìåíèâàòüñÿ èäåÿìè è ïîìîãàòü äðóã äðóãó â ðåøåíèè ïðîáëåì. Ïîðòàòèâíîñòü è óäîáñòâî êîìïëåêòîâ òàêæå îçíà÷àåò, ÷òî ñòóäåíòû ìîãóò èñïîëüçîâàòü èõ ïî ñâîåìó óñìîòðåíèþ â îáùåæèòèè, áèáëèîòåêå èëè äîìà â ëþáîå âðåìÿ äíÿ è íî÷è è âî âðåìÿ êàíèêóë. Åñëè ñòóäåíò «çàñòðÿë» íà êàêîì-òî ýòàïå, èëè åìó íóæíî ïðîäåëàòü êàêèå-òî ýòàïû ýêñïåðèìåíòà çàíîâî, îí íå ñòàíåò îáúåêòîì îáùåñòâåííîãî ïîðèöàíèÿ. Ýòî â êîðíå ìåíÿåò õàðàêòåð âçàèìîîòíîøåíèé ñ ïðåïîäàâàòåëåì, ïîñêîëüêó òåïåðü ñòóäåíòû ìîãóò ïðîñòî ïðèíåñòè ñâîþ ðàáîòó è ïîêàçàòü åìó ðåçóëüòàòû, à òàêæå ïîëó÷èòü íåîáõîäèìóþ ïîìîùü. Ýòî ëó÷øå, ÷åì ñèäåòü íà ëàáîðàòîðíûõ çàíÿòèÿõ, äîæèäàÿñü, êîãäà äî íèõ äîéäåò î÷åðåäü. Íîâûé òèï ëàáîðàòîðèè â áîëüøåé ñòåïåíè ñîâìåñòèì ñ ñîâðåìåííûìè îãðàíè÷åíèÿìè ïî ñòîèìîñòè è çàíèìàåìîìó ïðîñòðàíñòâó. Îí òàêæå áîëüøå ñîîòâåòñòâóåò òðåáîâàíèÿì ñòóäåíòîâ 21 âåêà, áëàãîäàðÿ òîìó, ÷òî ìîæåò ïðèìåíÿòüñÿ êîãäà è ãäå óãîäíî, îí ìíîãîôóíêöèîíàëåí, ïðåäëàãàåò èíäèâèäóàëüíûé ïîäõîä, ïðîñò â óñòàíîâêå è íàñòðîéêå è î÷åíü óäîáåí. ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

43


 ÷åì ðàçëè÷èå ìåæäó

Bluetooth Low Energy è ANT? Lou Frenzel Electronic Design

ÍÍà ñåãîäíÿøíèé äåíü ñóùåñòâóåò ìíîæåñòâî òåõíîëîãèé îðãàíèçàöèè áåñïðîâîäíûõ ñåòåé ïåðåäà÷è äàííûõ, ñðåäè êîòîðûõ íàèáîëåå èçâåñòíû Wi-Fi 802.11, Bluetooth, ZigBee, Z-Wave, WirelessHART / DUST, ISA 100à, ðàçëè÷íûå âåðñèè ïðîòîêîëîâ 802.15.4, à òàêæå íåêîòîðûå çàïàòåíòîâàííûå âåðñèè ïðîòîêîëîâ ISM-äèàïàçîíà. Íî, èç-çà ñëîæíîñòè è âûñîêîãî ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ ìíîãèå ïðîòîêîëû ìàëîïðèãîäíû äëÿ ðàçðàáîòêè íåêîòîðûõ ñåòåâûõ ïðèëîæåíèé àâòîìàòèçàöèè è ìîíèòîðèíãà ïàðàìåòðîâ.  ïðèëîæåíèÿõ ñ áàòàðåéíûì ïèòàíèåì, ñ ó÷åòîì òîãî, ÷òî ðåøàþùèìè ôàêòîðàìè çäåñü ÿâëÿþòñÿ âðåìÿ àâòîíîìíîé ðàáîòû è íèçêèå ýêñïëóòàöèîííûå ðàñõîäû, äèàïàçîí äîñòóïíûõ áåñïðîâîäíûõ òåõíîëîãèé åùå áîëüøå ñóæàåòñÿ. Òåì íå ìåíåå, ïîÿâèëèñü äâà ñòàíäàðòà áåñïðîâîäíîãî îáìåíà äàííûìè áëèæíåãî ðàäèóñà äåéñòâèÿ, êîòîðûå îòâå÷àþò óêàçàííûì òðåáîâàíèÿì: Bluetooth Low Energy è ANT.

Master

(à) Òî÷êà-òî÷êà Ê LAN èëè Internet Slave Slave

44

Master

(á) Çâåçäà

Slave

Slave Ê LAN èëè Internet Slave

Slave

Ê LAN èëè Internet

Slave

(â) Äåðåâî

Òîïîëîãèÿ áåñïðîâîäíûõ ñåòåé

Óçëîâûå êîíòðîëëåðû (Master)

Slave

Ñóùåñòâóåò ìíîæåñòâî ñïîñîáîâ ðåàëèçàöèè áåñïðîâîäíûõ ñåòåé, óäîâëåòâîðÿþùèõ òåì èëè èíûì òðåáîâàíèÿì ïðèëîæåíèÿ (Ðèñóíîê 1). Áåñïðîâîäíîé óçåë â ñåòè (êàæäûé êðóæîê íà ðèñóíêå) ìîæåò áûòü ïåðåäàò÷èêîì, ïðèåìíèêîì èëè ïðèåìîïåðåäàò÷èêîì. Íåêîòîðûå óçëû ÿâëÿþòñÿ òîëüêî âåäîìûìè (Slave), îíè òîëüêî óïðàâëÿþòñÿ èëè êîíòðîëèðóþòñÿ. Äðóãèå ñòàíîâÿòñÿ âåäóùèìè (Master) èëè àãðåãàòîðàìè äàííûõ, è èñïîëüçóþòñÿ äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ ê âíåøíèì êîììóíèêàöèÿì. Íåêîòîðûå óçëû ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ â êà÷åñòâå ïîâòîðèòåëåé ïðè ïåðåäà÷å äàííûõ îò îäíîãî óçëà ê äðóãîìó. Òîïîëîãèÿ «òî÷êà-òî÷êà» (point-to-point) ÿâëÿåòñÿ ïðîñòåéøåé ôîðìîé ñåòè (Ðèñóíîê 1à). Ýòî ìîæåò áûòü ïðîñòîå ñîåäèíåíèå ïåðåäàò÷èêà è ïðèåìíèêà èëè äâóõ ïðèåìî-

Slave

Slave Ê LAN èëè Internet A

B

G

Master (ã) Mesh

C D

F E

I H

Êàæäûé óçåë ÿâëÿåòñÿ ïîâòîðèòåëåì

Ðèñóíîê 1. Íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûå òîïîëîãèè áåñïðîâîäíûõ ñåòåé: «òî÷êàòî÷êà» (à), «çâåçäà» (á), «êëàñòåðíîå äåðåâî» (â) è «êàæäûé ñ êàæäûì» èëè «mesh» (ã). Êàæäûé óçåë ÿâëÿåòñÿ ïðèåìîïåðåäàò÷èêîì, è â êàæäîé ñåòè èìååòñÿ âåäóùèé êîíòðîëëåð.

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


ïåðåäàò÷èêîâ. Ïåðåäàþùèì óçëîì ìîæåò áûòü êàêîé-ëèáî äàò÷èê, à ïðèåìíèêîì, íàïðèìåð, èñïîëíèòåëüíîå óñòðîéñòâî. Ñëåäóþùàÿ ðàñïðîñòðàíåííàÿ òîïîëîãèÿ ñåòè – «çâåçäà» (Star) (Ðèñóíîê 1á). Íåñêîëüêî óçëîâ ïîäêëþ÷àþòñÿ ê öåíòðàëüíîìó êîíòðîëëåðó. Ñëåäîâàòåëüíî, òàêîå ñîåäèíåíèå ìîæíî îïðåäåëèòü êàê «ìíîãîòî÷êà-òî÷êà». Óçëû íå «îáùàþòñÿ» íåïîñðåäñòâåííî äðóã ñ äðóãîì, îáìåí äàííûìè èäåò òîëüêî ñ öåíòðàëüíûì êîíòðîëëåðîì. Òîïîëîãèÿ «çâåçäà» ìîæåò èìåòü åùå îäíó êîíôèãóðàöèþ, ïðè êîòîðîé öåíòðàëüíûé êîíòðîëëåð òðàíñëèðóåò äàííûå âñåì äðóãèì óçëàì.  ýòîì ñëó÷àå ñîåäèíåíèå îïðåäåëÿåòñÿ êàê «òî÷êàìíîãîòî÷êà».  ñåòè ñ òîïîëîãèåé «êëàñòåðíîå äåðåâî» (Tree) ìîæåò áûòü ìíîæåñòâî âåòâåé (Ðèñóíîê 1â). Èç ðèñóíêà âèäíî, ÷òî â ýòîì ñëó÷àå îáìåí äàííûìè îñóùåñòâëÿåòñÿ ìåæäó äâóìÿ ñåòÿìè ñ òîïîëîãèåé «çâåçäà» ÷åðåç öåíòðàëüíûå êîíòðîëëåðû. Ñëåäóþùàÿ ðàñïðîñòðàíåííàÿ òîïîëîãèÿ, õàðàêòåðíàÿ äëÿ áåñïðîâîäíûõ ñåòåé äàò÷èêîâ, «êàæäûé ñ êàæäûì» (Mesh) ìîæåò èìåòü ìíîæåñòâî êîíôèãóðàöèé (Ðèñóíîê 1ã). Êëþ÷åâàÿ îñîáåííîñòü òàêîé ñåòè çàêëþ÷àåòñÿ â âîçìîæíîñòè óçëîâ îáìåíèâàòüñÿ äàííûìè íåïîñðåäñòâåííî äðóã ñ äðóãîì. Êðîìå òîãî, â ñåòè ñ Mesh-òîïîëîãèåé áîëüøèíñòâî óçëîâ èëè êàæäûé óçåë ìîãóò áûòü ðåòðàíñëÿòîðàìè, ÷òî ïîçâîëÿåò ïåðåäàâàòü äàííûå îò îäíîãî óçëà ê äðóãîìó, äàæå åñëè îíè íå èìåþò íåïîñðåäñòâåííîãî ñîåäèíåíèÿ. Íàïðèìåð, ðàññòîÿíèå èëè îãðàíè÷åííàÿ ìîùíîñòü íå ïîçâîëÿþò óçëó F ïîäêëþ÷èòüñÿ íåïîñðåäñòâåííî ê óçëó A, íî îí ìîæåò ïåðåäàòü äàííûå ÷åðåç äðóãèå óçëû (ñêàæåì, ÷åðåç B èëè E è C). Îñîáåííîñòè ýòîé òîïîëîãèè äàþò âîçìîæíîñòü ñîçäàâàòü áåñïðîâîäíûå ñåòè ñ áîëüøèì êîëè÷åñòâîì óçëîâ è î÷åíü áîëüøîé çîíîé ïîêðûòèÿ. Äàæå ïî ñòðóêòóðíîé ñõåìå Mesh-ñåòè âèäíî, ÷òî òàêàÿ òîïîëîãèÿ ãàðàíòèðóåò âûñîêóþ íàäåæíîñòü. Åñëè îäèí óçåë âûøåë èç ñòðîÿ (íàïðèìåð, èç-çà ðàçðÿäà èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ), èëè ïî êàêîé-òî ïðè÷èíå çàáëîêèðîâàí, òî äëÿ ïåðåäà÷è äàííûõ â ýòîé ñåòè âñåãäà òî ìîæíî íàéòè àëüòåðíàòèâíûå ïóòè. Êàê ïðàâèëî, òàêèå ñåòè áîëåå ñëîæíû, íî äîïîëíèòåëüíûå çàòðàòû íà èõ ðåàëèçàöèþ îïðàâäàíû íàäåæíîñòüþ è ïëîùàäüþ ïîêðûòèÿ.

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

Âñå ðàññìîòðåííûå òîïîëîãèè áåñïðîâîäíûõ ñåòåé èìåþò â ñâîåì ñîñòàâå öåíòðàëüíûé êîíòðîëëåð (öåíòðàëüíûé óçåë).  êà÷åñòâå öåíòðàëüíîãî óçëà ìîæåò âûñòóïàòü ïåðñîíàëüíûé êîìïüþòåð, ìîáèëüíûé òåëåôîí èëè ñïåöèàëüíîå óñòðîéñòâî – ìàðøðóòèçàòîð, êîòîðîå ïîäêëþ÷àåòñÿ ê ëîêàëüíîé ñåòè (LAN) èëè Èíòåðíåò.

Ïðèëîæåíèÿ Áîëüøèíñòâî áåñïðîâîäíûõ ñåòåâûõ òåõíîëîãèé ñ óëüòðàíèçêèì ýíåðãîïîòðåáëåíèåì íàõîäèò ïðèìåíåíèå â áûòîâûõ è ìåäèöèíñêèõ ïðèáîðàõ, â óñòðîéñòâàõ äëÿ ôèòíåñà è ñïîðòà. ×àùå âñåãî ýòî ìîáèëüíûå êîìïàêòíûå óñòðîéñòâà ñ îäíèì ýëåìåíòîì ïèòàíèÿ, êîòîðûå ìîãóò ôóíêöèîíèðîâàòü íåñêîëüêî ëåò.  âîçìîæíûå ñôåðû èõ ïðèìåíåíèÿ âõîäÿò: ! Ïîòðåáèòåëüñêàÿ òåõíèêà: # Ýëåêòðîííûå óñòðîéñòâà ñëåæåíèÿ çà ëþäüìè èëè îáúåêòàìè # Äåòåêòîðû ïðèáëèæåíèÿ â ñèñòåìàõ èäåíòèôèêàöèè, àâòîðèçàöèè è áåñïðîâîäíûõ çàìêîâ # RFID-ïîäîáíûå óñòðîéñòâà # Ïðèáîðû ó÷åòà ñ ôóíêöèåé óäàëåííîãî ñ÷èòûâàíèÿ ïîêàçàíèé # Èãðóøêè # Àâòîìîáèëüíûå ïðèëîæåíèÿ # Äîìàøíèå ñåòè Home Area Networks # ×åëîâåêî-ìàøèííûå èíòåðôåéñû è ïåðèôåðèÿ. ! Ìåäèöèíñêèå ïðèáîðû è ñèñòåìû: # Ïðèáîðû óäàëåííîãî ìîíèòîðèíãà çäîðîâüÿ # Èçìåðèòåëè ïóëüñà, òåìïåðàòóðû è äð. # Ñåòè Body Area Network. ! Óñòðîéñòâà äëÿ ñïîðòà è ôèòíåñà: # Ñïîðòèâíûå ÷àñû è óñòðîéñòâà ìîíèòîðèíãà # Âåëîñèïåäíûå êîìïüþòåðû # Ðåìåøêè è ïîÿñà ñ êàðäèîïåðåäàò÷èêîì.

Òåõíîëîãèÿ Bluetooth Low Energy Bluetooth Low Energy (BLE) èëè Bluetooth 4.0 – ÿâëÿåòñÿ òåõíîëîãèåé áåñïðîâîäíîé ñâÿçè äëÿ áëèæíèõ êîììóíèêàöèé, ðàçðàáîòàííîé ãðóïïîé Bluetooth Special Interest Group (SIG) â 1998 ãîäó.  îòëè÷èå îò ïðåäûäóùèõ ñòàíäàðòîâ – Bluetooth 2.0, Bluetooth

ÑÒÀÒÜÈ

45


2.1 + EDR, Bluetooth 3.0, – ñòàíäàðò BLE èçíà÷àëüíî îðèåíòèðîâàí íà ïðèìåíåíèå â ñèñòåìàõ ñáîðà äàííûõ è ìîíèòîðèíãà ñ àâòîíîìíûì ïèòàíèåì. Òåõíîëîãèÿ BLE, èçâåñòíàÿ òàêæå, êàê Bluetooth Smart – ìàðêåòèíãîâîå íàçâàíèå äëÿ óñòðîéñòâ ñ íèçêèì ýíåðãîïîòðåáëåíèåì. Bluetooth, âåðîÿòíî, ìîæíî ñ÷èòàòü íàèáîëåå øèðîêî ðàñïðîñòðàíåííîé òåõíîëîãèåé áåñïðîâîäíîé ïåðåäà÷è äàííûõ íà áëèæíèå ðàññòîÿíèÿ â ñâÿçè ñ èñïîëüçîâàíèåì â ìèëëèàðäàõ ìîáèëüíûõ òåëåôîíîâ (â ãàðíèòóðàõ è àêñåññóàðàõ) è ìèëëèîíàõ íîóòáóêîâ. Áëàãîäàðÿ ïîÿâëåíèþ âåðñèè Smart òåõíîëîãèþ îæèäàåò åùå áîëåå øèðîêîå ðàñïðîñòðàíåíèå ïî âñåìó ìèðó. Ðàçðàáîòêà Bluetooth Smart îñíîâûâàëàñü íà êîìïëåêñå ðàçëè÷íûõ òåõíè÷åñêèõ è ðàäèî ìåòîäîâ ñ öåëüþ äîñòèæåíèÿ ìèíèìàëüíîãî ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ. Ïðîòîêîë îáìåíà äàííûìè áûë èçìåíåí äëÿ ðåàëèçàöèè î÷åíü êîðîòêèõ ðàáî÷èõ öèêëîâ ïåðåäà÷è èëè êîðîòêèõ ñèãíàëîâ ïåðåäà÷è ìåæäó äëèòåëüíûìè ïàóçàìè. Ñî÷åòàíèå ÷ðåçâû÷àéíî íèçêîãî ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ â ðåæèìå «ñíà» è êîðîòêèõ ðàáî÷èå öèêëîâ ïåðåäà÷è ïîçâîëÿåò óñòðîéñòâó Bluetooth Low Energy ôóíêöèîíèðîâàòü îò îäíîé ïëîñêîé ÷àñîâîé áàòàðåéêè â òå÷åíèå ìíîãèõ ëåò. BLE, êàê è ñòàíäàðòíàÿ Bluetooth, ðàáîòàåò â íåëèöåíçèðóåìîì ISM äèàïàçîíå 2.4 – 2.483 ÃÃö. Îäíàêî ýòà òåõíîëîãèÿ èñïîëüçóåò äðóãîé ìåòîä ïñåâäîñëó÷àéíîé ñêà÷êîîáðàçíîé ïåðåñòðîéêè ðàáî÷åé ÷àñòîòû (Frequency Hopping Spread Spectrum).  ñòàíäàðòíîì ïðîòîêîëå Bluetooth ðàáî÷àÿ ÷àñòîòà ñêà÷êîîáðàçíî ìåíÿåòñÿ 1600 ðàç â ñåêóíäó â ïðåäå-

Êëàññè÷åñêàÿ òåõíîëîãèÿ Bluetooth OBS410 / OBS411 / OBS414 / OBS421 / OBS433

ëàõ 79 êàíàëîâ øèðèíîé 1 ÌÃö.  Bluetooth LE èñïîëüçóþòñÿ 40 êàíàëîâ øèðèíîé 2 ÌÃö, ÷òî ïîâûøàåò íàäåæíîñòü ïåðåäà÷è äàííûõ íà áîëüøèå ðàññòîÿíèÿ. Ñêîðîñòü ïåðåäà÷è äàííûõ Bluetooth ìîæåò áûòü 1, 2 èëè 3 Ìáèò/ñ, à ìàêñèìàëüíàÿ ñêîðîñòü BLE ñîñòàâëÿåò 1 Ìáèò/ñ ñ ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòüþ ñåòè 260 Êáèò/ñ. BLE òàêæå èñïîëüçóåò GFSK-ìîäóëÿöèþ (Gaussian Frequency Shift Keying – Ãàóññîâñêàÿ ÷àñòîòíàÿ ìàíèïóëÿöèÿ). Âûõîäíàÿ ìîùíîñòü ïåðåäàò÷èêîâ BLE ñîñòàâëÿåò 0 äÁ (1 ìÂò), ïðè ýòîì òèïè÷íàÿ ìàêñèìàëüíàÿ äàëüíîñòü ñâÿçè ðàâíà 50 ì. Çàäåðæêà èçìåðÿåòñÿ âñåãî ëèøü 6 ìèëëèñåêóíäàìè. Ñî÷åòàíèå àäàïòèâíîãî ìåòîäà ñêà÷êîîáðàçíîé ïåðåñòðîéêè ÷àñòîòû (ñíèæàþùåé âëèÿíèå ïîìåõ) c 24-ðàçðÿäíûìè öèêëè÷åñêèìè èçáûòî÷íûìè êîäàìè è 32ðàçðÿäíûì ïîëåì êîíòðîëÿ öåëîñòíîñòè êàäðîâ (MIC) óëó÷øàåò íàäåæíîñòü ñâÿçè. Èñïîëüçóåòñÿ àëãîðèòì øèôðîâàíèÿ AES128, à íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûå òîïîëîãèè ñåòè – «òî÷êà-òî÷êà» è «çâåçäà». Îäíàêî íåîáõîäèìî ïðèíÿòü âî âíèìàíèå îäèí êëþ÷åâîé ìîìåíò: BLE íåñîâìåñòèì ñî ñòàíäàðòíûì Bluetooth, óñòðîéñòâà BLE íå ìîãóò âçàèìîäåéñòâîâàòü ñ êëàññè÷åñêèìè Bluetooth-óñòðîéñòâàìè. Òåì íå ìåíåå, åñëè ïîòðåáóåòñÿ ðåøèòü ýòó ïðîáëåìó, ìîæíî âîñïîëüçîâàòüñÿ äâóõðåæèìíûìè óñòðîéñòâàìè, ïîääåðæèâàþùèìè îáà ñòåêà ïðîòîêîëà. Äâóõðåæèìíîå óñòðîéñòâî ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé èíòåãðàëüíóþ ìèêðîñõåìó, â êîòîðóþ âêëþ÷åíû ðàäèî÷àñòîòíûå áëîêè êàê äëÿ ñòàíäàðòíîãî Bluetooth, òàê è äëÿ Bluetooth

Äâóõðåæèìíûé ìîäóëü Bluetooth OBS421

Òåõíîëîãèÿ BLE OLS425 / OLS426

Ðèñóíîê 2. Àññîðòèìåíò ãîòîâûõ ê èñïîëüçîâàíèþ ìîäóëåé Bluetooth, ðàçðàáîòàííûõ êîìïàíèåé connectBlue, âêëþ÷àåò â ñåáÿ êëàññè÷åñêèé ìîäóëü Bluetooth, ìîäóëü Bluetooth Smart Ready, ïîääåðæèâàþùèé ñòàíäàðòíûé Bluetooth è BLE, è ìîäóëü Bluetooth Smart ñ ïîääåðæêîé òîëüêî ïðîòîêîëà BLE.

44

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


Low Energy. Êàæäûé èç íèõ ðàáîòàåò îòäåëüíî, íî íå îäíîâðåìåííî, õîòÿ îäíó àíòåííó îíè ìîãóò èñïîëüçîâàòü ñîâìåñòíî. Íåêîòîðûå ïðîèçâîäèòåëè, òàêèå êàê Broadcom, CSR, ÅÌ Microelectronics, Nordic Semiconductor è Texas Instruments ïðåäëàãàþò ñïåöèàëèçèðîâàííûå äâóõðåæèìíûå ìèêðîñõåìû Bluetooth. Çàâåðøåííûå ðåøåíèÿ â âèäå Bluetooth-ìîäóëåé ïðåäëàãàåò êîìïàíèÿ connectBlue (Ðèñóíîê 2).

Òåõíîëîãèÿ ANT ANT ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé åùå îäíó áåñïðîâîäíóþ òåõíîëîãèþ áëèæíåãî äåéñòâèÿ ñ óëüòðàíèçêèì ïîòðåáëåíèåì, ðàçðàáîòàííóþ äëÿ ñîçäàíèÿ ñåíñîðíûõ ñåòåé è ïîäîáíûõ ïðèëîæåíèé. Òàêæå êàê è äëÿ Bluetooth, èñïîëüçóåòñÿ ISM äèàïàçîí 2.4 ÃÃö. Ñîáñòâåííûé ïðîòîêîë ðàçðàáîòàí è ïðîäàåòñÿ êàíàäñêîé êîìïàíèåé Dynastream Innovations – äî÷åðíåé êîìïàíèåé Garmin. Äî ïîñëåäíåãî âðåìåíè òåõíîëîãèÿ èñïîëüçîâàëàñü, â îñíîâíîì, â ñôåðå ñïîðòèâíûõ ïðèëîæåíèé è äëÿ ñîçäàíèÿ ïåðñîíàëüíûõ ñåòåé ìîíèòîðèíãà çäîðîâüÿ ÷åëîâåêà. Îäíàêî îíà ïðèìåíèìà è äëÿ âñåõ ïðèëîæåíèé îïèñàííûõ âûøå. Ó òåõíîëîãèè ANT ìíîãî îáùåãî ñ Bluetooth LE. Ñòåê ïðîòîêîëà ANT òàêæå èñïîëüçóåò òåõíèêó êîðîòêîé ïåðåäà÷è äàííûõ è ðåæèì «ãëóáîêîãî ñíà» äëÿ ñíèæåíèÿ ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ. Êàæäûé áåñïðîâîäíîé óçåë ñåòè ANT ìîæåò áûòü âåäîìûì èëè âåäóùèì, ìîæåò ïåðåäàâàòü èëè ïðèíèìàòü äàííûå, à òàêæå âûïîëíÿòü ôóíêöèè ðåòðàíñëÿòîðà.

Ðèñóíîê 3. Nordic Semiconductor âûïóñêàåò ìèêðîñõåìû äëÿ áåñïðîâîäíûõ ðåøåíèé äèàïàçîíà 2.4 ÃÃö.  ýòó ãðóïïó âõîäÿò áàçîâàÿ ìèêðîñõåìà ïðèåìîïåðåäàò÷èêà 2.4 ÃÃö (ñëåâà), ìèêðîñõåìà ñî âñòðîåííûì ïðîòîêîëîì ANT (â öåíòðå) è ìèêðîñõåìà ñî âñòðîåííûì ïðîòîêîëîì BLE (ñïðàâà).

Ïðîòîêîë ANT èñïîëüçóåò òîëüêî îäèí êàíàë øèðèíîé 1 ÌÃö äëÿ íåñêîëüêèõ óçëîâ, ïîýòîìó îí îñíîâàí íà òåõíèêå ìóëüòèïëåêñèðîâàíèÿ ñ âðåìåííûì ðàçäåëåíèåì. Êàæäûé óçåë ïåðåäàåò äàííûå òîëüêî â ñâîåì ñîáñòâåííîì èíòåðâàëå âðåìåíè. Áàçîâàÿ äëèòåëüíîñòü ñîîáùåíèÿ ñîñòàâëÿåò150 ìêñ, â òî âðåìÿ êàê ñêîðîñòü ïåðåäà÷è 8-áèòíûõ ñîîáùåíèé (âðåìÿ ìåæäó ïåðåäà÷àìè) âàðüèðóåòñÿ è ñîîòâåòñòâóåò äèàïàçîíó ÷àñòîò 0.5 Ãö – 200 Ãö. Äëÿ îáíàðóæåíèÿ îøèáîê èñïîëüçóþòñÿ 16-áèòíûå öèêëè÷åñêèå èçáûòî÷íûå êîäû (CRC16). Äëÿ êàæäîãî êàíàëà ìîæåò áûòü îïðåäåëåíî äî 65536 âðåìåííûõ èíòåðâàëîâ. Åñëè â êàíàëå âûÿâëÿþòñÿ ïîìåõè, óçëîâûå ïðèåìîïåðåäàò÷èêè ìîãóò ïåðåêëþ÷àòü êàíàë. Îïÿòü æå, èñïîëüçóåòñÿ ìîäóëÿöèÿ GFSK.

Òàáëèöà 1. Ñðàâíåíèå îáùèõ ïàðàìåòðîâ òåõíîëîãèé áåñïðîâîäíîé ïåðåäà÷è äàííûõ ANT è Bluetooth LE Òåõíîëîãèÿ ×àñòîòíûé äèàïàçîí

ANT/ANT+

Ìîäóëÿöèÿ Øèðèíà êàíàëà Ïðîòîêîë Ñêîðîñòü ïåðåäà÷è äàííûõ Ðàäèóñ äåéñòâèÿ

2.4 2.483 ÃÃö òî÷êà-òî÷êà, çâåçäà, êëàñòåðíîå äåðåâî, mesh GFSK 1 ÌÃö ïðîñòîé 1 Ìáèò/ñ 50 ìåòðîâ

Áåçîïàñíîñòü

64-áèòíûé êëþ÷

Ïîääåðæèâàåìûå ñåòåâûå òîïîëîãèè

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

ÑÒÀÒÜÈ

Bluetooth Low Energy 2.4 2.483 ÃÃö òî÷êà-òî÷êà, çâåçäà GFSK 2 ÌÃö áîëåå ñëîæíûé 1 Ìáèò/ñ 50 ìåòðîâ 128-áèòíûé àëãîðèòì øèôðîâàíèÿ AES

47


Îòíîñèòåëüíî íåäàâíî ê ANT äîáàâèëàñü ANT+. Ýòî ÷èñòî ïðîãðàììíîå ðàñøèðåíèå èñõîäíîé òåõíîëîãèè, ðåàëèçóþùåå ôóíêöèþ âçàèìîäåéñòâèÿ â óïðàâëÿåìîé ñåòè, êîòîðàÿ óïðîùàåò ñáîð, àâòîìàòè÷åñêóþ ïåðåäà÷ó è îòñëåæèâàíèå äàííûõ îò äàò÷èêîâ äëÿ ìîíèòîðèíãà âñåõ èñïîëüçóþùèõñÿ â ñåòè, óçëîâ è óñòðîéñòâ. Åùå îäíîé îòëè÷èòåëüíîé ÷åðòîé ANT ÿâëÿåòñÿ ñèñòåìà ðàçðàá îò ê è ñ åò è áå ñ ï ð î â îä í û õ ä àò ÷ è ê î â SensRcore. Ñïåöèàëèçèðîâàííûå ìèêðîñõåìû ïðèåìîïåðåäàò÷èêîâ âûïóñêàþòñÿ êîìïàíèÿìè Nordic Semiconductor è Texas Instruments (Ðèñóíîê 3).

48

Ñðàâíåíèå äâóõ òåõíîëîãèé áåñïðîâîäíîé ïåðåäà÷è äàííûõ Ìåæäó Bluetooth LE è ANT ìíîãî îáùåãî, íî ðàçëè÷èÿ î÷åíü ñóùåñòâåííû (Òàáëèöà 1). Îáå òåõíîëîãèè õîðîøî ïîäõîäÿò äëÿ ìàëîìîùíûõ áåñïðîâîäíûõ ïðèëîæåíèé. ANT èìååò î÷åíü ïðîñòîé ïðîòîêîë ñ ìèíèìàëüíûìè ïîòåðÿìè òðàôèêà íà ñëóæåáíûå ñèãíàëû è ïîääåðæèâàåò âñå òèïû òîïîëîãèé ñåòè, òîãäà êàê âåðõîì âîçìîæíîñòåé BLE ÿâëÿåòñÿ «çâåçäà». Ñ äðóãîé ñòîðîíû, íà ñåãîäíÿøíåì ðûíêå ïðåäëîæåíèå ÷èïîâ, ïîääåðæèâàþùèõ BLE, íàìíîãî áîëüøå, ÷åì ANT. ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


Ïðåîáðàçîâàòåëü íàïðÿæåíèå-ïåðèîä óëó÷øàåò ñêîðîñòü, ñòîèìîñòü è ëèíåéíîñòü äèñêðåòèçàöèè Jordan Dimitrov EDN

Ð

Ðàçðàáîò÷èêè íåðåäêî èñïîëüçóþò ïðåîáðàçîâàòåëè íàïðÿæåíèå-÷àñòîòà (ÏÍ×) äëÿ àíàëîãî-öèôðîâîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ â ñèñòåìàõ ñáîðà äàííûõ, òðåáóþùèõ ñòðîãî ìîíîòîííîé õàðàêòåðèñòèêè, âûñîêîãî ðàçðåøåíèÿ, ïîíèæåííûõ øóìîâ è óìåðåííîãî áûñòðîäåéñòâèÿ. ÏÍ× âûðàáàòûâàþò ïîñëåäîâàòåëüíîñòü èìïóëüñîâ ñ ÷àñòîòîé, ïðîïîðöèîíàëüíîé âõîäíîìó íàïðÿæåíèþ. Çàòåì ñ ïîìîùüþ ìèêðîêîíòðîëëåðà èëè ëîãè÷åñêîé ñõåìû ôîðìèðóþòñÿ èíòåðâàëû âðåìåíè îïðåäåëåííîé äëèòåëüíîñòè, è ïîäñ÷åòîì êîëè÷åñòâà èìïóëüñîâ íà ýòîì èíòåðâàëå ïîëó÷àþò öèôðîâîå çíà÷åíèå íàïðÿæåíèÿ. Îñíîâíîé íåäîñòàòîê òàêîãî ñïîñîáà çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî äëÿ óâåëè÷åíèÿ ñêîðîñòè ïðåîáðàçîâàíèÿ ðàçðàáîò÷èêàì ïðèõîäèòñÿ ïîâûøàòü ðàáî÷óþ ÷àñòîòó ÏÍ×, ÷òî ïðèâîäèò ê óõóäøåíèþ ëèíåéíîñòè.  ïðåäëàãàåìîé ñõåìå âõîäíîå íàïðÿæåíèå ïðåîáðàçóåòñÿ âî âðåìåííîé èíòåðâàë, à VCC +5  R2 100 k

VIN 0…5Â

R1 15 k

S1 - S2 = 74HC4066 (ñì. òåêñò)

VREF 0.2 Â

S1

R3 23.4 k R4 1k

RINT 100 k

ìèêðîêîíòðîëëåð èñïîëüçóåò ýòîò èíòåðâàë äëÿ ïîäñ÷åòà êîëè÷åñòâà èìïóëüñîâ ñîáñòâåííîãî âíóòðåííåãî ãåíåðàòîðà. Ðåçóëüòàòû ïîëó÷àþòñÿ âïå÷àòëÿþùèìè: ! Õîðîøàÿ ëèíåéíîñòü, òàê ïðåîáðàçîâàòåëü ðàáîòàåò íà íèçêîé ÷àñòîòå ! Áîëåå áûñòðîå àíàëîãî-öèôðîâîå ïðåîáðàçîâàíèå çà ñ÷åò âûñîêîé òàêòîâîé ÷àñòîòû ìèêðîêîíòðîëëåðà ! Ïîòåíöèàëüíî áîëåå ïðîñòàÿ ïðîãðàììà èëè ëîãèêà, îò êîòîðûõ òðåáóåòñÿ ëèøü ïîäñ÷åò èìïóëüñîâ âíóòðè ïåðèîäà, ñôîðìèðîâàííîãî ñõåìîé ! Íèçêàÿ öåíà Ñàìîå ãëàâíîå, ÷òî óâåëè÷åíèå ÷àñòîòû ñ÷åòà íå óõóäøàåò ëèíåéíîñòè ïðåîáðàçîâàíèÿ, êàê ýòî íåèçáåæíî ïðîèñõîäèò ïðè èñïîëüçîâàíèè ÏÍ×. Ñõåìà ïîêàçàíà íà Ðèñóíêå 1. Îíà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé âèäîèçìåíåííûé ÏÍ× [1], â

ROS 32.4 k 10 k

3

7 + IC1 – 4 2

6

CINT 1n

16 3

COS 1n

15 1RC 1R

2 1B 1 1A

IC2

14 1C 1Q 1Q

13 4

T 78 … 578 ìêñ (12.8 … 1.73 êÃö)

8

S2 IC1 = CA3140A

IC2 = 1/2x74HC221

Ðèñóíîê 1.  ñõåìå èñïîëüçîâàíà ìîäèôèöèðîâàííàÿ àðõèòåêòóðà ÏÍ×, ãäå âõîäíîå íàïðÿæåíèå ïîäàåòñÿ íà âûâîä îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ, è íàîáîðîò.

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

ÑÕÅÌÛ

49


êîòîðîì âõîäíîå íàïðÿæåíèå VIN è îïîðíîå íàïðÿæåíèå VREF ïîìåíÿëèñü ðîëÿìè. Öåïî÷êà R1-R2 ñäâèãàåò âõîäíîå íàïðÿæåíèå òàêèì îáðàçîì, ÷òî îíî âñåãäà îñòàåòñÿ áîëåå ïîëîæèòåëüíûì, ÷åì îïîðíîå íàïðÿæåíèå, è íèêîãäà íå âûõîäèò èç ðàáî÷åé îáëàñòè ïðåîáðàçîâàòåëÿ.  ñõåìå èñïîëüçîâàíû âñå ÷åòûðå êëþ÷à ìèêðîñõåìû 74HC4066: äâà, âêëþ÷åííûõ ïàðàëëåëüíî äëÿ ñíèæåíèÿ âëèÿíèÿ íåëèíåéíîñòè ñîïðîòèâëåíèÿ êàíàëà, îáðàçóþò ïåðåêëþ÷àòåëü S1. Îäèí êëþ÷ èñïîëüçóåòñÿ â êà÷åñòâå S2, è ïîñëåäíèé, âêëþ÷åííûé ïàðàëëåëüíî èíòåãðèðóþùåé åìêîñòè CINT, ÿâëÿåòñÿ ýëåìåíòîì óçëà çàïóñêà ïðåîáðàçîâàíèÿ è óïðàâëÿåòñÿ ëèáî ëîãè÷åñêîé ñõåìîé âî âðåìÿ èíèöèàëèçàöèè, ëèáî òàê, êàê îïèñàíî â [1]. Ïðè ïîäà÷å ïèòàíèÿ íà ñõåìó óçåë çàïóñêà ïðåîáðàçîâàíèÿ çàêîðà÷èâàåò CINT íà âðåìÿ, ïîêà ìóëüòèâèáðàòîð IC2 óäåðæèâàåòñÿ âíóòðåííèìè öåïÿìè â ñîñòîÿíèè ñáðîñà. Êëþ÷ S1 îòêðûâàåòñÿ, à S2 çàêðûâàåòñÿ. Ïðè ýòîì ëåâàÿ ïî ñõåìå ñòîðîíà ðåçèñòîðà RINT ñîåäèíÿåòñÿ ñ çåìëåé, à ïðàâàÿ îêàçûâàåòñÿ ïîä ïîòåíöèàëîì 0.2 Â. Ïî èñòå÷åíèè âðåìåíè çàïóñêà êëþ÷, øóíòèðóþùèé CINT, ðàçìûêàåòñÿ, è êîíäåíñàòîð íà÷èíàåò çàðÿæàòüñÿ. Èíòåãðàòîð ôîðìèðóåò ëèíåéíî íàðàñòàþùåå íàïðÿæåíèå. Êîãäà ýòî ïèëîîáðàçíîå íàïðÿæåíèå äîñòèãíåò óðîâíÿ ïîðÿäêà 2.5 Â, çàïóñêàåòñÿ ìóëüòèâèáðàòîð. Âñëåäñòâèå ýòîãî êëþ÷ S1 çàêðûâàåòñÿ, à S2 îòêðûâàåòñÿ. Íà ïðàâîì âûâîäå RINT ïîÿâëÿåòñÿ ïîëîæè-

òåëüíûé ïîòåíöèàë, çàâèñÿùèé îò âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ, íî âñåãäà ïðåâûøàþùèé 0.2 Â. Òîê ÷åðåç RINT èçìåíÿåò íàïðàâëåíèå, è CINT íà÷èíàåò ðàçðÿæàòüñÿ. Ïîñëå îêîí÷àíèÿ êàæäîãî èìïóëüñà ìóëüòèâèáðàòîðà öèêë ïîâòîðÿåòñÿ ñíîâà. Ïðè èçìåíåíèè âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ îò 0 äî 5  ïåðèîä âûõîäíûõ èìïóëüñîâ ìåíÿåòñÿ îò 78 ìêñ äî 578 ìêñ. Åìêîñòü èíòåãðèðóþùåãî êîíäåíñàòîðà CINT è óðîâåíü âõîäíîãî ïîðîãà ìóëüòèâèáðàòîðà, èìåþùåãî òðèããåð Øìèòòà, íà âçàèìîñâÿçü ýòîãî ïåðèîäà ñ âõîäíûì íàïðÿæåíèåì âëèÿíèÿ íå îêàçûâàþò. Çàïîëíèâ ýòîò ïåðèîä èìïóëüñàìè ñ ÷àñòîòîé 10 ÌÃö, ïîëó÷àåì ÷èñëà îò 780 äî 5780 – îäèí îòñ÷åò íà ìèëëèâîëüò. Îøèáêà íåëèíåéíîñòè ðàâíà îäíîìó îòñ÷åòó, èëè ±0.02%, ÷òî íåóäèâèòåëüíî, êîãäà ìàêñèìàëüíàÿ ÷àñòîòà ðàâíà âñåãî ëèøü 12.8 êÃö. Ìàêñèìàëüíîå âðåìÿ àíàëîãî-öèôðîâîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ ñîñòàâëÿåò 578 ìêñ. Ýòî â 8.65 ðàç áûñòðåå, ÷åì âðåìÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ ÏÍ×, ðàáîòàþùåãî íà ÷àñòîòå 1 ÌÃö, êîòîðîìó äëÿ ïîäñ÷åòà 5000 èìïóëüñîâ äëèòåëüíîñòüþ 1 ìêñ ïîòðåáîâàëîñü áû 5000 ìêñ. Êîðîòêàÿ è ïðîñòàÿ èíòåðôåéñíàÿ ïðîãðàììà î÷åíü ïîõîæà íà ïðîãðàììó, ïðåäñòàâëåííóþ â [2]. Èç-çà ñäâèãà âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ êàëèáðîâêà òðåáóåò íåñêîëüêèõ ïîñëåäîâàòåëüíûõ èòåðàöèé: ñ ïîìîùüþ ïîäñòðîå÷íîãî ðåçèñòîðà ìóëüòèâèáðàòîðà íàäî âûñòàâèòü ÷óâñòâèòåëüíîñòü íà óðîâíå 100 ìêñ/Â. Íîìèíàëüíàÿ äëèòåëüíîñòü èìïóëüñà ìóëüòèâèáðàòîðà ðàâíà 26 ìêñ. Ñìåùåíèå â 780 îòñ÷åòîâ êîìïåíñèðóåòñÿ â ïðîãðàììå êîíòðîëëåðà.

Òàáëèöà 1. Ñðàâíèòåëüíûå ðåçóëüòàòû àíàëîãî-öèôðîâûõ ïðåîáðàçîâàíèé, âûïîëíåííûõ ñ èñïîëüçîâàíèåì ïðåäëîæåííîé ñõåìû è ÏÍ× íà ÷àñòîòå 1 ÌÃö ïðè 5000 îòñ÷åòîâ. Ïàðàìåòð Ìàêñèìàëüíàÿ ÷àñòîòà Ëèíåéíîñòü Âðåìÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ Ïðîãðàììíûé èíòåðôåéñ Èñòî÷íèê ïèòàíèÿ Öåíà

ÏÍ×

1000 12.8 0.1 ±0.02 5000 78 … 578 Îïðåäåëåíèå èíòåðâàëà ñ÷åòà è Ïîäñ÷åò èìïóëüñîâ ïîäñ÷åò èìïóëüñîâ Äâóõïîëÿðíûé 18 … 24

Êàê âèäíî èç Òàáëèöû 1, õàðàêòåðèñòèêè ïðåîáðàçîâàòåëÿ íàïðÿæåíèå-ïåðèîä (ÏÍÏ) çíà÷èòåëüíî ëó÷øå, ÷åì ÏÍ× [3, 4]. Óäèâè-

50

ÏÍÏ

Îäíîïîëÿðíûé 3…4

Åä. êÃö % ìñ

USD

òåëüíî, ÷òî íè îäèí ïðîèçâîäèòåëü íå âûïóñòèë ýòîò ïðåîáðàçîâàòåëü â èíòåãðàëüíîì èñïîëíåíèè. ÐË

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


Design Ideas, Apr 19, 2012, pp.47-48.

Ññûëêè 1. Dimitrov J., Inexpensive VFC features good linearity and dynamic range. EDN, Design Ideas, Dec 1, 2011, pp.47-48.

Ïåðåâîä: «Ëèíåàðèçàöèÿ îïòè÷åñêèõ äàò÷èêîâ ðàññòîÿíèÿ ñ ïîìîùüþ ïðåîáðàçîâàòåëÿ íàïðÿæåíèå-÷àñòîòà», ÐàäèîËîöìàí, 2012, èþíü, ñòð. 74.

Ïåðåâîä: «Íåäîðîãîé ÏÍ× ñ õîðîøåé ëèíåéíîñòüþ è øèðîêèì äèíàìè÷åñêèì äèàïàçîíîì», ÐàäèîËîöìàí, 2011, äåêàáðü, ñòð. 56.

3. AD650 voltage-to-frequency and frequency-tovoltage converter.

2. Dimitrov J., Linearize optical distance sensors with a voltage-to-frequency converter. EDN,

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

ÑÕÅÌÛ

4. VFC320 voltage-to-frequency and frequency-tovoltage converter.

51


Èñòî÷íèê áåëîãî øóìà ñî ñïåêòðàëüíîé ïëîòíîñòüþ, ðàâíîìåðíîé â äèàïàçîíå

1 Ãö … 100 êÃö Steve Hageman EDN

Á

Áåëûé øóì áûâàåò î÷åíü ïîëåçåí ïðè òåñòèðîâàíèè ìíîãèõ òèïîâ ýëåêòðîííûõ ñõåì.  ñî÷åòàíèè ñ ÁÏÔ-àíàëèçàòîðîì èñòî÷íèê øóìà ñ ïëîñêèì ñïåêòðîì ïîçâîëÿåò áûñòðî ïîëó÷èòü àìïëèòóäíî-÷àñòîòíóþ õàðàêòåðèñòèêó óñòðîéñòâà. Åñëè øóì èìååò ïëîñêèé ñïåêòð è èçâåñòíûé óðîâåíü, íåñëîæíî îïðåäåëèòü êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ñõåìû, ÷òî ìîæíî ñäåëàòü äàæå âèçóàëüíî. Ýòîò äàâíî èçâåñòíûé ìåòîä ïðàêòè÷åñêè èñïîëüçîâàëñÿ óæå, ïî êðàéíåé ìåðå, â 1978 ãîäó â íèçêî÷àñòîòíîì àíàëèçàòîðå ñïåêòðà HP3582A [1]. «Ñîâðåìåííûì» ñïîñîáû ãåíåðàöèè áåëîãî øóìà îñíîâàíû íà ïðèìåíåíèè öèôðîâûõ ñäâèãîâûõ ðåãèñòðîâ ñ îáðàòíîé ñâÿçüþ, ðåàëèçîâàííûõ íà ñõåìàõ ñ ïðîãðàììèðóåìîé ëîãèêîé. À íåêîòîðûå àâòîðû äëÿ ãåíåðàöèè áåëîãî ãàóññîâñêîãî øóìà äàæå èñïîëüçîâàëè ìàññèâû ðàáîòàþùèõ ïàðàëëåëüíûõ ìèêðîêîíòðîëëåðîâ. Íèæå îïèñàíî ÷èñòî àíàëîãîâîå ðåøåíèå, îñíîâàííîå íà ëåãêîäîñòóïíûõ äåøåâûõ êîìïîíåíòàõ, êîòîðûå, ïðè æåëàíèè áûñòðî ñîáðàòü ïðîòîòèï íà ìàêåòíîé ïëàòå, äàæå ìîæíî ïðèîáðåñòè â êîðïóñàõ ñî øòûðåâûìè âûâîäàìè. Îáùåèçâåñòíî, ÷òî õîðîøèì èñòî÷íèêîì øèðîêîïîëîñíîãî øóìà ÿâëÿåòñÿ ñòàáèëèòðîí. Ïîýòîìó ãëàâíîé çàäà÷åé ñòàíîâÿòñÿ ïîèñêè ñòàáèëèòðîíà, õàðàêòåðèñòèêà êîòîðîãî áûëà áû ïëîñêîé â ïðåäåëàõ èíòåðåñóþùåãî âàñ äèàïàçîíà.  øèðîêîïîëîñíîì (5 ÌÃö) ãåíåðàòîðå øóìà, ïîñòðîåííîì â ñâîå âðåìÿ Äæèìîì Âèëüÿìñîì (Jim Williams), èñïîëüçîâàëñÿ ñòàáèëèòðîí ñ íàïðÿ-

52

æåíèåì ñòàáèëèçàöèè 6.8 Â. Ðàñïðîñòðàíåíû, òàêæå, è èñòî÷íèêè øóìà íà îáðàòíîñìåùåííîì ïåðåõîäå áàçà-ýìèòòåð NPN òðàíçèñòîðà. Öåëüþ ðàçðàáîòêè áûëî ñîçäàíèå äîñòàòî÷íî ìîùíîãî èñòî÷íèêà øóìà äëÿ Ôóðüåàíàëèçà, èìåþùåãî ïëîñêóþ õàðàêòåðèñòèêó â ïîëîñå ÷àñòîò îò 1 Ãö äî 100 êÃö. Ñòàáèëèòðîí 6.8 Â, è â ñàìîì äåëå, ãåíåðèðîâàë èíòåíñèâíûé øóì, îäíàêî ÿ îáíàðóæèë â íåì áîëüøóþ ñîñòàâëÿþùóþ 1/f â îáëàñòè íèæíèõ ÷àñòîò, è, êðîìå òîãî, åãî ñïåêòðàëüíóþ õàðàêòåðèñòèêó ñëîæíî áûëî íàçâàòü ïëîñêîé. Ïîýòîìó â ñâîåé êîíñòðóêöèè â êà÷åñòâå èñòî÷íèêà øóìà ÿ èñïîëüçîâàë ïðîâåðåííûé âðåìåíåì 12-âîëüòîâûé ñòàáèëèòðîí. Ìîè èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî ýòè äèîäû èìåþò ìîùíûé è ðàâíîìåðíûé ñïåêòð øóìà è õîðîøî ðàáîòàþò ïðè ñèëüíî ðàçðÿæåííûõ áàòàðåÿõ 9 Â, êîòîðûå áûëè èñïîëüçîâàíû â ñõåìå [2]. Ñîáñòâåííûé øóì âûáðàííîãî ñòàáèëèòðîíà ïðè ïèòàíèè åãî íàïðÿæåíèåì 18  ÷åðåç ðåçèñòîð 1 ÌÎì ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 20 ì ñ.ê.ç. Ïèêîâîå çíà÷åíèå ïðèìåðíî â ïÿòü ðàç áîëüøå è íàõîäèòñÿ â ïðåäåëàõ 100 ìÂ. ×òîáû íå áåñïîêîèòüñÿ îá îøèáêå ñìåùåíèÿ ïî ïîñòîÿííîìó íàïðÿæåíèþ, ÿ âûáðàë ïî÷òåííûé ñäâîåííûé îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü LF412 íà ïîëåâûõ òðàíçèñòîðàõ, ñ ïîìîùüþ êîòîðîãî äâàæäû óñèëèë øóì äèîäà íà 10. Ïîëó÷èâøàÿñÿ ñõåìà èçîáðàæåíà íà Ðèñóíêå 1. Íà ñòàáèëèòðîí ÷åðåç ðåçèñòîð 1 ÌÎì ïîäàíî îáðàòíîå íàïðÿæåíèå 18  îò

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


SW1 ñäâîåííûé âûêëþ÷àòåëü

VCC

R4 10k

+9 âîëüò C1 1u

+

R2 1.1k

R1 1M

BT1 = 9 Â

6

ÂÛÕÎÄ ´10

U1B R8 1k

7 5

+

C3 1u

RF1 1 4 3 2

LF412CD

+ D1 1N759A

BT2 = 9 Â VEE

BNC

R7 10k

R1 1M

–9 âîëüò VCC C2 1u

R6 1.1k

2

4

ÂÛÕÎÄ ´100

U1A 1

C4 1u

Çàìå÷íèÿ: 1) Âñå ðåçèñòîðû ìåòàëëîïëåíî÷íûå ñ äîïóñêîì 1% 2) Âñå êîíäåíñàòîðû êåðàìè÷åñêèå 1 ìêÔ, 25 Â, X7R 3) Êîíäåíñàòîðû C1 è C2 ðàçìåñòèòü âáëèçè âûâîäîâ 4 è 8 ìèêðîñõåìû U1

3

R9 1k

LF412CD

+ 8

R5 1M

VEE

RF2 1 4 3 2

BNC

Ðèñóíîê 1. Âûõîäíîå íàïðÿæåíèå ýòîãî íèçêî÷àñòîòíîãî ãåíåðàòîðà øóìà ðàâíî 1 èëè 10  ïèêïèê â äèàïàçîíå ÷àñòîò îò 1 Ãö äî 100 êÃö.

äâóõ âêëþ÷åííûõ ïîñëåäîâàòåëüíî áàòàðåé 9 Â. Ìèêðîñõåìà LF412 ïèòàåòñÿ íàïðÿæåíèåì ±9 Â, ñðåäíÿÿ òî÷êà êîòîðîãî âçÿòà îò òî÷êè ñîåäèíåíèÿ áàòàðåé. Íåáîëüøîé âõîäíîé òîê è ìàëîå íàïðÿæåíèå ñìåùåíèÿ ïîçâîëÿþò îáîéòèñü áåç âûõîäíûõ ðàçâÿçûâàþùèõ êîíäåíñàòîðîâ, ïîñêîëüêó ïîñòîÿííàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ íàïðÿæåíèÿ íà âûõîäàõ îòëè÷àåòñÿ îò óðîâíÿ «çåìëè» íà åäèíèöû ìèëëèâîëüò. Õîòÿ LF412 íå ÿâëÿåòñÿ ìàëîøó-

ìÿùèì óñèëèòåëåì, åãî øóìû âñå æå ñóùåñòâåííî íèæå øóìîâ ñòàáèëèòðîíà, è çäåñü ìîæãóò íå ó÷èòûâàòüñÿ. Øóì ñòàáèëèòðîíà ïîñëåäîâàòåëüíî óñèëèâàåòñÿ ñ ïîìîùüþ U1A è U1B äî ïèêîâûõ óðîâíåé ïðèìåðíî 1  è 10 Â. Åñëè ýòîãî ñëèøêîì ìíîãî äëÿ òåñòèðóåìîé ñõåìû, ñ ïîìîùüþ ðåçèñòîðîâ R8 è R9 âûõîäíûå íàïðÿæåíèÿ ìîæíî ïîäåëèòü äî ëþáîãî íåîáõîäèìîãî çíà÷åíèÿ.

1.00E-002

Øóì (Â/ÖÃö)

1.00E-003

Âûõîä ´100 Âûõîä ´10 LM317

1.00E-004

1.00E-005

1.00E-006

1.00E-007 1

10

100

1000

10000

100000

×àñòîòà (Ãö)

Ðèñóíîê 2. Ñïåêòðàëüíàÿ ïëîòíîñòü ìîùíîñòè â äèàïàçîíå ÷àñòîò îò 1 Ãö äî 100 êÃö ïðàêòè÷åñêè ïîñòîÿííà. Äëÿ ñðàâíåíèÿ ïîêàçàíà øóìîâàÿ õàðàêòåðèñòèêà ñòàáèëèçàòîðà LM317, ñ÷èòàþùåãîñÿ î÷åíü ñèëüíî øóìÿùèì ïðèáîðîì.

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

ÑÕÅÌÛ

53


Íà Ðèñóíêå 2 ïîêàçàíà ðåçóëüòèðóþùàÿ øóìîâàÿ õàðàêòåðèñòèêà ñõåìû, ïëîñêàÿ, êàê ìîæíî âèäåòü, â ïîëîñå ÷àñòîò îò 1 Ãö äî 100 êÃö. Íåáîëüøîé ñïàä ÷àñòîòíîé õàðàêòåðèñòèêè íà âûõîäå õ100 â ðàéîíå 100 êÃö ñîñòàâëÿåò ìåíåå 0.5 äÁ, è ïðè íåîáõîäèìîñòè ìîæåò áûòü ñêîìïåíñèðîâàí ñîîòâåòñòâóþùåé ÷àñòîòíî-çàâèñèìîé êîððåêöèåé óñèëåíèÿ U1B. Îäíàêî äëÿ ìíîãèõ öåëåé ýòî áóäåò ñîâåðøåííî èçëèøíèì. Äëÿ ñðàâíåíèÿ íà Ðèñóíêå 2 ïîêàçàíà øóìîâàÿ õàðàêòåðèñòèêà ëèíåéíîãî ñòàáèëèçàòîðà LM317, âêëþ÷åííîãî ñ êîíäåíñàòîðàìè ìèíèìàëüíî âîçìîæíîé åìêîñòè. Ýòî èëëþñòðèðóåò ìíîãî÷èñëåííûå óòâåðæäåíèÿ, ÷òî «LM317 – î÷åíü øóìíûé ðåãóëÿòîð». Íåñëîæíî çàìåòèòü, ÷òî äî ñòàáèëèòðîíà 12  åìó î÷åíü äàëåêî. Áëàãîäàðÿ èñïîëüçîâàíèþ ñòàáèëüíûõ ìàëîìîùíûõ óñèëèòåëåé íà ïîëåâûõ òðàíçèñòîðàõ è êåðàìè÷åñêèõ êîíäåíñàòîðîâ â öåïÿõ ðàçâÿçêè, êîìïîíåíòà øóìà 1/f, èíäóöèðóåìàÿ òåìïåðàòóðíûìè ãðàäèåíòàìè îò áëóæäàþùèõ âîçäóøíûõ ïîòîêîâ, ñâåäåíà ê

54

ìèíèìóìó. Òåì íå ìåíåå, êîíñòðóêöèþ ñëåäóåò çàêëþ÷èòü â êàêîé-òî êîðïóñ è äåðæàòü åå ïîäàëüøå îò öèðêóëèðóþùèõ ïîòîêîâ âîçäóõà. Ñõåìà ïîòðåáëÿåò âñåãî 4 ìÀ è íàäåæíî ðàáîòàåò äàæå ñ ðàçðÿæåííûìè äî 7  áàòàðåÿìè. Òàêàÿ ãëóáèíà ðàçðÿäà ïðè óêàçàííîì òîêå ïîçâîëÿåò óòâåðæäàòü, ÷òî óñòðîéñòâî ïðîðàáîòàåò íà ïðîñòûõ ùåëî÷íûõ áàòàðåÿõ áîëåå 100 ÷àñîâ. Ïî ìåðå ðàçðÿäà áàòàðåé øóì ñõåìû èçìåíÿåòñÿ ïðèìåðíî íà 15%. Åñëè ýòî íåæåëàòåëüíî, ìîæíî, óñëîæíèâ öåïü ïèòàíèÿ ñòàáèëèòðîíà, ñäåëàòü åå ìåíåå çàâèñÿùåé îò âíåøíèõ ôàêòîðîâ. ÐË

Ññûëêè

ÑÕÅÌÛ

1. Pendergrass, N., Farnbach, J., «A High Resolution, Low Frequency Spectrum Analyzer», Hewlett-Packard Journal, September 1978. 2. I tested 5 each 1N759A and 1N4742A diodes with essentially the same results, based on the samples I had either would work in this application.

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


Ýëåêòðîííûé êîììóòàòîð çàæèãàíèÿ äëÿ ñêóòåðà Àíäðåé Áàðûøåâ, ã. Âûáîðã

Ï

Ïðè ðàçðàáîòêå äàííîé ñõåìû ñòàâèëàñü çàäà÷à ñäåëàòü êîìïàêòíóþ óíèâåðñàëüíóþ ïëàòó êîììóòàòîðà, êîòîðàÿ ïîçâîëÿëà áû áûñòðî è áåç ïåðåïàéêè äåòàëåé ïîâòîðèòü ðàçíûå âàðèàíòû ñóùåñòâóþùèõ ïðîìûøëåííûõ îáðàçöîâ, èç òåõ, êîòîðûå ìîæíî êóïèòü â ìàãàçèíå. Âûãëÿäÿò îíè âñå ïðèìåðíî òàê, êàê ïîêàçàíî íà Ðèñóíêå 1. Îñíîâíîé íåäîñòàòîê ýòèõ êîììóòàòîðîâ – íèçêàÿ íàäåæíîñòü. Ïðè ýòîì ðåìîíòèðîâàòü èõ íå ïðåäñòàâëÿåòñÿ âîçìîæíûì, ïîñêîëüêó ñàìà ýëåêòðîííàÿ ïëàòà â êîðïóñå çàëèòà êîìïàóíäîì.

Ðèñóíîê 1. Âíåøíèé âèä è «íà÷èíêà» êîììóòàòîðîâ.

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

 Èíòåðíåòå ìîæíî íàéòè ìíîæåñòâî âàðèàíòîâ ýëåêòðîííûõ ñõåì òàêèõ êîììóòàòîðîâ, è ðàçëè÷èÿ èõ, â ïðèíöèïå, íåçíà÷èòåëüíû. Êàæäûé ïðîèçâîäèòåëü äåëàåò ñõåìó ïîä ñâîé òèï äâèãàòåëÿ. Íà Ðèñóíêå 2 ïðèâåäåíî íåñêîëüêî ïðèìåðîâ òàêèõ ñõåì. Âñå ýòè ñõåìû ìîæíî â èçîáèëèè íàéòè â Èíòåðíåòå, êàê ïðàâèëî, áåç ïîäðîáíûõ îïèñàíèé è êîíêðåòíûõ ïðèìåðîâ ïðèìåíåíèÿ. Êàê âèäíî, ñõåìû ðàçëè÷àþòñÿ, â îñíîâíîì, íàëè÷èåì èëè îòñóòñòâèåì RC-ýëåìåíòîâ â öåïè óïðàâëÿþùåãî ýëåêòðîäà òèðèñòîðà è êîëè÷åñòâîì äèîäîâ, ÷òî ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü ðàçëè÷íûå ïàðàìåòðû óïðàâëÿþùèõ èìïóëüñîâ è, òàêèì îáðàçîì, ìåíÿòü óãîë îïåðåæåíèÿ çàæèãàíèÿ â çàâèñèìîñòè îò îáîðîòîâ äâèãàòåëÿ.  äàííîé ñòàòüå ïðèâåäåí ïðèìåð óíèâåðñàëüíîé ïëàòû òàêîãî ýëåêòðîííîãî êîììóòàòîðà, ïîçâîëÿþùåé ñ ïîìîùüþ ïîäñòðîå÷íûõ ýëåìåíòîâ ïîäîáðàòü ïîäõîäÿùèé âàðèàíò áåç ïåðåïàéêè ñõåìû. Ïîñëå íàñòðîéêè ñõåìû ñ êîíêðåòíûì òèïîì äâèãàòåëÿ â ðàçëè÷íûõ ðåæèìàõ åãî ðàáîòû âñå ïîäñòðîå÷íûå ýëåìåíòû íóæíî áóäåò çàìåíèòü íà ïîñòîÿííûå, ïîäîáðàâ ñîîòâåòñòâóþùèå íîìèíàëû.

ÑÕÅÌÛ

55


Îáìîòêà çàæèãàíèÿ

C2

Îáìîòêà çàæèãàíèÿ

0.5…1.0 µF ´ 400 V

Êàòóøêà

C1

0.5…1.0 µF ´ 400 V

Êàòóøêà

1N4007

Äàò÷èê

Ìàññà

D2

C3 10 µF ´ 50 V

Ãëóøåíèå

1N4007

SCR1

+

1N4007

Äàò÷èê

R1

Îáìîòêà çàæèãàíèÿ

C2

Îáìîòêà çàæèãàíèÿ

0.5…1.0 µF ´ 400 V

C1 0.5…1.0´400 V

Êàòóøêà

D1

D2

1N4007

C3 10 µF ´ 50 V

Ãëóøåíèå Äàò÷èê

1N4007

Ãëóøåíèå

SCR1

+

Ìàññà

R2 2k2 R3 1k

1k

Êàòóøêà

SCR2

+

Ìàññà

R1

10…470R R2 1k…10k 1N4007 R3 47R…2.4k

C1 15…22n

C2 22 µF ´ 25 V

Ãëóøåíèå

Äàò÷èê

C2

SCR2

Ìàññà

0.22´630 V R1 10…470R

R2 1k…10k R3 47R…2.4k C1 15…22n

R3 1k

V3

SCR1

D3 1N4007

Çàæèãàíèå 5000-6000 ´0.12 ìì Ì

R2 3.3k

R1 330

R3 5.6k

V1

C2

ÊÄ105Á

2 ìêÔ 160 Â

ÊÄ105Á C1

D1 1N4007

C2 0.015

Ç

+

D2 1N4007

C3 10 µF ´ 50 V

C1 1.0´400 V

1 ìêÔ 250 Â

Ê ñâå÷å

1 VD5 ÊÑ650À

V2 Ä

Ê

VS1 ÊÓ202Í

2

Ì

ÊÄ105Á

Äàò÷èê 1500-1800 ´0.12 ìì Ä*

R2 1Ê

Ðèñóíîê 2. Âàðèàíòû ñõåì ýëåêòðîííûõ êîììóòàòîðîâ.

 ñõåìå (Ðèñóíîê 3) èñïîëüçîâàíû äèîäû 1N4007 (1000 Â, 1 À) èëè ëþáûå ñ àíàëîãè÷íûìè ïàðàìåòðàìè, îòå÷åñòâåííûé òèðèñòîð òèïà ÊÓ202Í (ìîæíî ïîñòàâèòü èìïîðòíûå,

íàïðèìåð 1N4202, BT151-400…800, TYN1012, 2P4M; îíè ìåíüøèõ ðàçìåðîâ, è èõ âûâîäû ïðèïàèâàþòñÿ ê ñîîòâåòñòâóþùèì ïðîâîäíèêàì ïå÷àòíîé ïëàòû). (400 … 600 V)

C1 0.5 … 1.0 µF Îáìîòêà çàæèãàíèÿ Êàòóøêà

1N4007 1N4007

J3

C2 10 µF ´ 50 V

Ãëóøåíèå Äàò÷èê

C

J1 1N4007

1N4007 P1 470

1N4007

+

SCR2

P2 10k

C P3 3k3

15 … 22 n Ìàññà

J4

15 … 22 n

J2

Ðèñóíîê 3. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà ýëåêòðîííîãî êîììóòàòîðà.

56

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


Ðèñóíîê 4. Âíåøíèé âèä ïðîòîòèïà ýëåêòðîííîãî êîììóòàòîðà.

Äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ âíåøíèõ ýëåìåíòîâ (êîíäåíñàòîðîâ è äîïîëíèòåëüíîãî äèîäà 1N4007) óäîáíî èñïîëüçîâàòü ëþáûå ìàëîãàáàðèòíûå ðàçú¸ìû. Íà ñõåìå îíè îáîçíà÷åíû J1 … J4. Äîïóñòèìîå íàïðÿæåíèå êîíäåíñàòîðîâ Ñ, êàê è Ñ1, äîëæíî áûòü íå ìåíåå 400 Â.

Ñëåäóåò èìåòü â âèäó, ÷òî ïå÷àòíàÿ ïëàòà, ïîêàçàííàÿ äëÿ ïðèìåðà íà Ðèñóíêå 4, ðèñîâàëàñü áåç ó÷åòà öîêîëåâêè ðåàëüíîãî ðàçúåìà, êîòîðîãî íà òîò ìîìåíò ïðîñòî íå áûëî ïîä ðóêîé, ïîýòîìó ðàçúåì áûë óñòàíîâëåí ïîçæå ñ îáðàòíîé ñòîðîíû ïëàòû (ñî ñòîðîíû ïå÷àòíûõ ïðîâîäíèêîâ). Íèæå ïðèâåäåí «íîðìàëüíûé» âàðèàíò ïëàòû (Ðèñóíîê 5), ñ ó÷åòîì öîêîëåâêè, ïîýòîìó ñòàíäàðòíûé ðàçúåì íà íåé ñëåäóåò óñòàíàâëèâàòü ñî ñòîðîíû äåòàëåé. Ðàñïîëîæåíèå äåòàëåé íà ïå÷àòíîé ïëàòå ïîêàçàíî íà Ðèñóíêå 6. Íåîáõîäèìî åùå ðàç íàïîìíèòü, ÷òî ñõåìà ðàçðàáàòûâàëàñü êàê îòëàäî÷íàÿ, ïîýòîìó äëÿ åå èñïîëüçîâàíèÿ â ðåàëüíûõ óëè÷íûõ óñëîâèÿõ ïîñëå âñåõ íàñòðîåê è ðåãóëèðîâîê ñëåäóåò çàìåíèòü ïîäñòðîå÷íûå ýëåìåíòû íà ïîñòîÿííûå ñ òàêèìè æå èëè íàèáîëåå áëèçêèìè íîìèíàëàìè è ïîìåñòèòü ïëàòó â ïîäõîäÿùèé ãåðìåòè÷íûé êîðïóñ, ëèáî çàëèòü ýïîêñèäíîé ñìîëîé èëè êàêèì-íèáóäü äðóãèì èçîëèðóþùèì êîìïàóíäîì. ÐË

C1

J3

J4 J1

+ C2 P1

P2

P3

J2

Ðèñóíîê 5. Ïå÷àòíàÿ ïëàòà êîììóòàòîðà (ðàçìåðû 40 ´ 60 ìì).

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

Ðèñóíîê 6. Ðàñïîëîæåíèå äåòàëåé íà ïå÷àòíîé ïëàòå êîììóòàòîðà.

ÑÕÅÌÛ

57


Ïðîñòàÿ ñõåìà ðèñóåò êàðòèíêè íà ýêðàíå îñöèëëîãðàôà Russ Williams EDN

Í

Íåñìîòðÿ íà ðàçíîîáðàçíûå ýêðàííûå çàñòàâêè, ïîääåðæèâàåìûå âñåé ìîùüþ ñîâðåìåííîé êîìïüþòåðíîé ãðàôèêè, íàñ ïî-

÷åíû ñ ïîìîùüþ îñöèëëîãðàôà, ãåíåðàòîðà ïðÿìîóãîëüíûõ êîëåáàíèé ïåðåìåííîé ÷àñòîòû è RLC ðåçîíàíñíîé ñõåìû (Ðèñóíîê 2). Ýòè êàðòèíêè ìîæíî èñïîëüçîâàòü äëÿ ðàçâëå÷åíèÿ ìîëîäûõ è äàëåêèõ îò òåõíèêè ïîñåòèòåëåé âàøåé ëàáîðàòîðèè. ×àùå âñåãî èçîáðàæåíèÿ íà ýêðàíå èìåþò õàðàêòåð ñïèðàëåé. Êàê âû äóìàåòå, íà ÷òî îíè ïîõîæè?

Îñöèëëîãðàô

Ðèñóíîê 1. Èçîáðàæåíèå, ïîëó÷àåìîå ñ ïîìîùüþ RLC öåïè.

ïðåæíåìó ïðîäîëæàþò âïå÷àòëÿòü àíàëîãîâûå êàðòèíêè (Ðèñóíîê 1), èçâåñòíûå êàê êâàäðàòóðíîå èñêóññòâî, êîòîðûå ìîãóò áûòü ïîëóÃåíåðàòîð ïðÿìîóãîëüíûõ èìïóëüñîâ

Îñöèëëîãðàô 33 mH

V

H

150 pF

1K

Ðèñóíîê 2. RLC öåïü äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ èçîáðàæåíèÿ äâîéíîé ñïèðàëè.

58

Ãåíåðàòîð ïðÿìîóãîëüíûõ èìïóëüñîâ

Âûõîä ïîëîñîâîãî ôèëüòðà

V

H

Ôèëüòð ñ èçìåíÿåìûìè Âûõîä ÔÍ× ïàðàìåòðàìè

Ðèñóíîê 3. Ôèëüòð ñ èçìåíÿåìûìè ïàðàìåòðàìè äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ èçîáðàæåíèÿ äâîéíîé ñïèðàëè.

×àñòîòà ïðÿìîóãîëüíûõ èìïóëüñîâ ïðèìåðíî â 10 ðàç íèæå ðåçîíàíñíîé ÷àñòîòû RLC öåïè. Ñ ðîñòîì ÷àñòîòû ãåíåðàòîðà äâîéíàÿ ñïèðàëü íà÷èíàåò ðàñêðó÷èâàòüñÿ, ïîêà íå ïðåâðàùàåòñÿ â îäèíî÷íûé êðóã. Ñèãíàëû ïîäàþòñÿ íà âõîäû êàíàëîâ âåðòèêàëüíîãî è ãîðèçîíòàëüíîãî îòêëîíåíèÿ îñöèëëîãðàôà, ðàçâåðòêà íå èñïîëüçóåòñÿ. Ïîñêîëüêó ìû ðàáîòàåì ñî çâóêîâûìè ÷àñòîòàìè, ïðåêðàñíî ïîäîéäåò ñàìûé äåøåâûé îñöèëëîãðàô. Áîëåå óíèâåðñàëüíóþ ñõåìó ìîæíî ñîçäàòü, çàìåíèâ RLC öåïü ôèëüòðîì ñ èçìåíÿåìûìè ïàðàìåòðàìè. Êàê ïîêàçàíî íà Ðèñóíêå 3, ïëàñòèíû âåðòèêàëüíîãî îòêëîíåíèÿ îñöèëëîãðàôà ïîäêëþ÷åíû ê ïîëîñîâîìó âûõîäó ôèëüòðà, à ïëàñòèíû ãîðèçîíòàëüíîãî – ê íèçêî÷àñòîòíîìó âûõîäó. Ñõåìà ôèëüòðà ñ èçìåíÿåìûìè ïàðàìåòðàìè èçîáðàæåíà íà Ðèñóíêå 4, à íà Ðèñóíêå 5 – ôîðìèðóåìîå ýòîé ñõåìîé èçîáðàæåíèå.

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


10K Â× 10K 0.22µF

Í×

Ïîëîñîâîé 4.7nF 4.7nF

10K 10K 10K

3.3K 10K 10K

10K 10K Âñå ÎÓ òèïà LF353

150K

10K

Ðèñóíîê 4. Ñõåìà ôèëüòðà ñ èçìåíÿåìûìè ïàðàìåòðàìè.

Êàê âèäíî èç Ðèñóíêà 6, ìåíÿÿ ôîðìó âõîäíîãî ñèãíàëà, ìîæíî ïîëó÷àòü ðàçíîîáðàçíûå ðåçóëüòèðóþùèå èçîáðàæåíèÿ. Íàïðèìåð, êîðîòêèå èìïóëüñû, â îòëè÷èå îò ïðÿìîóãîëüíûõ, ôîðìèðóþò íà ýêðàíå åäèíñòâåííóþ ñïèðàëü, à òðåóãîëüíûå èìïóëüñû ïðèâîäÿò ê ïîÿâëåíèþ ïåòåëü. Èñïîëüçîâàíèå Â× âûõîäà ôèëüòðà âìåñòî Í× èëè ïîëîñîâîãî âûõîäà äàåò âîçìîæíîñòü ñôîðìèðîâàòü ìíîãî ðàçëè÷íûõ êàðòèíîê. ÐË

Ðèñóíîê 6. Îñòàëüíûå ñèãíàëû ìîæíî ïîëó÷èòü ñ ïîìîùüþ ôèëüòðà ñ èçìåíÿåìûìè ïàðàìåòðàìè.

Ññûëêè Ðèñóíîê 5. Èçîáðàæåíèå, ïîëó÷àåìîå ñ ïîìîùüþ ôèëüòðà.

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

1. Lancaster, Don. The Active-Filter Cookbook, pp. 219-222

ÑÕÅÌÛ

59


Äâóõêâàäðàíòíûé óìíîæàþùèé ÖÀÏ íà îñíîâå ÊÌÎÏ áóôåðà Ajoy Raman EDN

È

Èñïîëüçóÿ áîëüøîé äèàïàçîí ðàáî÷èõ íàïðÿæåíèé ÊÌÎÏ áóôåðà øèíû 74HC244, ìîæíî ñäåëàòü ïðîñòîé 8-ðàçðÿäíûé äâóõêâàäðàíòíûé óìíîæàþùèé öèôðî-àíàëîãîâûé ïðåîáðàçîâàòåëü (ÖÀÏ). Íà Ðèñóíêå 1 8-ðàçðÿäíîå öèôðîâîå ñëîâî ÷åðåç ðåçèñòîðû R1-R8 ïîñòóïàåò íà âîñåìü âõîäîâ ÊÌÎÏ áóôåðà U1. Ê âûõîäàì áóôåðà ïîäêëþ÷åíû âåñîâûå ðåçèñòîðû R9R23 ñ ñîîòíîøåíèåì ñîïðîòèâëåíèé 1:2:4:8…128. Îïîðíîå íàïðÿæåíèå ÖÀÏ Vref ïîäàåòñÿ íà âûâîä ïèòàíèÿ U1 VCC. Òàêèì îáðàçîì, âûõîäíîå íàïðÿæåíèå U1 áóäåò ïðîïîðöèîíàëüíî Vref. Ðåçèñòîðû R1-R8

íåîáõîäèìû äëÿ òîãî, ÷òîáû èñêëþ÷èòü âëèÿíèå íà âûõîäíûå íàïðÿæåíèÿ áóôåðà âõîäíûõ óïðàâëÿþùèõ ëîãè÷åñêèõ ñèãíàëîâ. Âûâîä 3 ìèêðîñõåìû U2 ÿâëÿåòñÿ, ôàêòè÷åñêè, âûõîäîì ïî íàïðÿæåíèþ 8-ðàçðÿäíîãî óíèïîëÿðíîãî ÖÀÏ ñ Vref = VCC. Íåîáÿçàòåëüíûé êîíäåíñàòîð C1 îáðàçóåò ôèëüòð, óäàëÿþùèé âûñîêî÷àñòîòíûå êîìïîíåíòû èç ýòîãî íàïðÿæåíèÿ, êîòîðîå çàòåì áóôåðèçóåòñÿ, óìíîæàåòñÿ íà äâà è ñäâèãàåòñÿ íà Vref, ïîñëå ÷åãî íà âûâîäå 6 îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ LF357 íàïðÿæåíèå ÖÀÏ ñòàíîâèòñÿ áèïîëÿðíûì.

Vref

R2 10K D6 R3 10K D5 R4 10K D4

4 8 6

R5 10K

11

R6 10K

13

D3 D2 R7 10K D1 R8 10K D0

2

15 17

VCC 1A1

1Y1

1A2

1Y2

1A4

1Y3

1A3

1Y4

2A1

2Y1

2A2

2Y2

2A3

2Y3

2A4

2Y4

18

R9 1K

R17 100

16

R10 2.2K

14

R11 2.2K

R18 2.2K

2

12

R12 8.2K

R19 560

3

9

R13 15K

R20 2.7K

7

R14 33K

R21 2.2K

C1

5

R15 68K

R22 2.2K

0.1µF

3

R16 120K

R23 22K

R24 10K

–12 Â 4 5

ÖÈÔÐÎÂÎÅ ÑËÎÂÎ

ñò. ðàçð. R1 10K D7

R25 10K

20

– + 7 1

U1 74HC244

6 U2 LF357

ÂÛÕÎÄ ÖÀÏ

+12 Â

ìë. ðàçð. 1 19

1OE 2OE GND 10

Ðèñóíîê 1.

60

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013


6 4 Âûõîä ÖÀÏ (Â)

Íà Ðèñóíêå 2 ïîêàçàíû îáðàçöû ñèíóñîèäàëüíûõ ñèãíàëîâ, ñèíòåçèðîâàííûõ 16 îòñ÷åòàìè íà ïåðèîä äëÿ ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèé Vref. Èçìåðåííîå âðåìÿ óñòàíîâëåíèÿ ÖÀÏ ñîñòàâèëî 200 íñ ïðè C1 = 200 ïÔ. ÐË

Ìë. áèò Vref = 2 Â Vref = 5 Â Vref = 7 Â

2 0 –2 –4 –6 0

50

100

150

200 250 Âðåìÿ (ìêñ)

300

350

400

Ðèñóíîê 2.

ÐàäèîËîöìàí – ñåíòÿáðü 2013

ÑÕÅÌÛ

61


Æóðíàë äëÿ òåõ, êòî èíòåðåñóåòñÿ ýëåêòðîíèêîé

Ñêîðî íîâûå òåìàòè÷åñêèå íîìåðà: àâòîìàòèçàöèÿ àâòîýëåêòðîíèêà àêêóìóëÿòîðû è çàðÿäíûå óñòðîéñòâà

Åñëè Âàì íåáåçðàçëè÷íû ýòè òåìû èëè Âû ÿâëÿåòåñü íîñèòåëåì ïåðåäîâûõ çíàíèé â äðóãèõ îáëàñòÿõ ýëåêòðîíèêè è ãîòîâû èõ ïîïóëÿðèçèðîâàòü ïðèãëàøàåì ê ñîòðóäíè÷åñòâó!


Радиолоцман 2013 №09 (28)