Page 1

Æóðíàë äëÿ òåõ, êòî èíòåðåñóåòñÿ ýëåêòðîíèêîé

ÐÀÄÈÎËÎÖÌÀÍ Îêòÿáðü 2013 (29)

29

33

Áåñïëàòíàÿ ñèñòåìà 3D-ïðîåêòèðîâàíèÿ ïîçâîëÿåò èíæåíåðàì ìîäåëèðîâàòü ñâîè ñîáñòâåííûå êîðïóñà Èñòèííî áåëûå ñâåòîäèîäû íå çà ãîðàìè?

Îñíîâû èçìåðåíèé çàðÿäà àêêóìóëÿòîðà

Ñèñòåìû ñáîðà ýíåðãèè

40

19

âûõîäÿò íà øèðîêóþ äîðîãó Ýíåðãîñáåðåãàþùèå ñåòåâûå êîíâåðòåðû

43


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

http://jurnal-portal.ru


Íîâîñòè

ÐÀÄÈÎËÎÖÌÀÍ Îêòÿáðü 2013 (29)

Ãëàâíûé ðåäàêòîð: À. Íèêîëàåâ

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

Îáëîæêà:

4

Atmel íà÷àëà ïðîèçâîäñòâî ñåìåéñòâà ñàìûõ ýêîíîìè÷íûõ â îòðàñëè ìèêðîñõåì èíòåëëåêòóàëüíûõ ðàäèîïðèåìíèêîâ

5

Microchip è element14 ïðåäñòàâèëè 32-ðàçðÿäíóþ ïëàòó ðàñøèðåíèÿ chipKIT äëÿ Raspberry Pi

6

Intersil ïðèñòóïèëà ê ïðîèçâîäñòâó óíèâåðñàëüíîãî ñèíõðîííîãî ïîíèæàþùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ ñ äèàïàçîíîì âõîäíûõ íàïðÿæåíèé îò 3 Â äî 36 Â

7

Toshiba ïðåäñòàâèëà ïåðâóþ â îòðàñëè ìèêðîñõåìó ïðåîáðàçîâàòåëÿ HDMI â MIPI DSI

8 9 10

NXP ðàçðàáîòàëà âûïðÿìèòåëüíûå äèîäû Øîòòêè â êîðïóñå 0201

10

Infineon íà÷àëà ïðîèçâîäñòâî ÷èïñåòîâ äëÿ ðåòðàíñëÿòîðîâ ìèëëèìåòðîâîãî äèàïàçîíà âîëí

11

Linear Technology íà÷àëà ïðîèçâîäñòâî ñèíõðîííûõ ïîíèæàþùèõ ïðåîáðàçîâàòåëåé ñ òîêîì ïîòðåáëåíèÿ 2.5 ìêÀ è âõîäíûì íàïðÿæåíèåì äî 42 Â

12

Íîâàÿ ïëàòà ñ ïðîöåññîðîì Sitara AM335x ARM Cortex-A8 ñòàíåò ñàìîé ìîùíîé â ýêîñèñòåìå Arduino

14

Íåäàâíî îáíàðóæåííûé ìåõàíèçì ïîçâîëÿåò ïðèâîäèòü â äâèæåíèå ìèêðîäâèãàòåëè

15 16

3D êîíòðîëëåð iMotion âîçìîæíî çàìåíèò ìûøü

17

Íîâûå ñèëîâûå òðàíçèñòîðû International Rectifier ïîâûøàþò ïëîòíîñòü ìîùíîñòè â óñòðîéñòâàõ àâòîýëåêòðîíèêè

À. Êðàâ÷óê

Äèðåêòîð: Ñ. Ìóðàò÷àåâ

CML ïðåäëàãàåò íîâûé öèôðîâîé ðàäèîïðîöåññîð ñòàíäàðòà TDMA Toshiba íà÷àëà ïðîäàæè îáðàçöîâ ìèêðîñõåì Bluetooth äëÿ ïðîñòûõ ïðèëîæåíèé

Coilcraft àíîíñèðîâàëà ñàìóþ ìèíèàòþðíóþ â îòðàñëè ñåðèþ òðàíñôîðìàòîðîâ ñ ìåæâèòêîâîé èçîëÿöèåé 1500 Â

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

Ñèñòåìû ñáîðà ýíåðãèè âûõîäÿò íà øèðîêóþ äîðîãó

23

Ñíèæåíèå ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ àêòèâíûõ ñèñòåì RFID

27

Ñäåëàéòå ýòî ëó÷øå

rlocman@rlocman.ru

29

Áåñïëàòíàÿ ñèñòåìà 3D-ïðîåêòèðîâàíèÿ ïîçâîëÿåò èíæåíåðàì ìîäåëèðîâàòü ñâîè ñîáñòâåííûå êîðïóñà

+7 (495) 721-72-14

31 33

Ýëåêòðîâåëîñèïåä áàëàíñèðóåò ìîìåíòû âðàùåíèÿ ïåäàëåé è äâèãàòåëÿ

35

Ïåðñïåêòèâû óêðàèíñêîãî ðûíêà âåòðîýíåðãåòèêè

38

Ìîæåòå ëè Âû óñëûøàòü ðàçëè÷èå?

40

Îñíîâû èçìåðåíèé çàðÿäà àêêóìóëÿòîðà

Å

19

www.rlocman.ru

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

Èñòèííî áåëûå ñâåòîäèîäû íå çà ãîðàìè?

Ñõåìû 43

Ýíåðãîñáåðåãàþùèå ñåòåâûå êîíâåðòåðû

52 58

Âàðèàíò ïðîñòîé àíòåííû äëÿ 3G-ìîäåìà

Îôîðìëåíèå áåñïëàòíîé ïîäïèñêè:

www.rlocman.ru/magazine

59

Ïðîñòûå ñõåìû ØÈÌ ãåíåðàòîðîâ íà îäíîé ìèêðîñõåìå

Ìîùíûé ñòàáèëèòðîí íà îñíîâå ðåãóëÿòîðà LM317


Atmel íà÷àëà ïðîèçâîäñòâî ñåìåéñòâà ñàìûõ ýêîíîìè÷íûõ â îòðàñëè ìèêðîñõåì èíòåëëåêòóàëüíûõ ðàäèîïðèåìíèêîâ Èäåàëüíûå ìèêðîñõåìû äëÿ àâòîìîáèëüíûõ ñèñòåì óäàëåííîãî äîñòóïà è èíòåëëåêòóàëüíûõ ðàäèî÷àñòîòíûõ ñèñòåì Atmel ñîîáùèëà î íà÷àëå ïðîèçâîäñòâà íîâîãî ñåìåéñòâà ìàëîìîùíûõ âûñîêîýôôåêòèâíûõ ðàäèîïðèåìíèêîâ, ðàçðàáîòàííûõ ñïåöèàëüíî äëÿ ðûíêà àâòîìîáèëüíûõ ïðèëîæåíèé è èíòåëëåêòóàëüíûõ ðàäèîñèñòåì.

Ïðè ñàìîé íèçêîé â îòðàñëè ïîòðåáëÿåìîé ìîùíîñòè, âûñîêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè è îòëè÷íîì ïîäàâëåíèè âíåïîëîñíûõ ïîìåõ òðè íîâûõ óñòðîéñòâà ATA5781, ATA5782 è ATA5783 ìîãóò ñòàòü èäåàëüíûì ðåøåíèåì äëÿ ðàçëè÷íûõ àâòîìîáèëüíûõ ïðèëîæåíèé, âêëþ÷àÿ ñèñòåìû óäàëåííîãî áåñêëþ÷åâîãî äîñòóïà (RKE), ïàññèâíîãî äîñòóïà è ïàññèâíîãî ïóñêà (PEPS), äèñòàíöèîííîãî çàïóñêà äâèãàòåëÿ (RS) è êîíòðîëÿ äàâëåíèÿ â øèíàõ (TPMS). Íîâîå ñåìåéñòâî ðàäèî÷àñòîòíûõ ìèêðîñõåì íàéäåò òàêæå óñïåøíîå ïðèìåíåíèå â øèðîêîì äèàïàçîíå ñïåöèàëüíûõ âûñîêî÷àñòîòíûõ ïðèëîæåíèé, òàêèõ, êàê óñòðîéñòâà äèñòàíöèîííîå îòêðûâàíèå ãàðàæíûõ äâåðåé èëè ñðåäñòâà òåëåìåòðèè. Ìèêðîñõåìû ñåìåéñòâà ATA5781, ATA5782 è ATA5783 â ðåæèìå ïðèåìà èìåþò òèïîâîå ïîòðåáëåíèå òîêà âñåãî 9.8 ìÀ, â òî âðåìÿ êàê òèïè÷íîå ïîòðåáëåíèå êîíêóðèðóþùèõ óñòðîéñòâ ñîñòàâëÿåò 12 ìÀ. Ýòèì óìåíüøàåòñÿ ðàçðÿä àêêóìóëÿòîðà â õàðàêòåðíîé ñèòóàöèè, êîãäà àâòîìîáèëü ñòîèò íà ïàðêîâêå ñ âêëþ÷åííûì ïðèåìíèêîì. Ïðèáîðû äåìîíñòðèðóþò îòëè÷íóþ ÷óâñòâèòåëüíîñòü (òèïîâîå çíà÷åíèå –122.5 äÁì), îñîáåííî âûñîêóþ, êîãäà øèðèíà ïðîìåæóòî÷íîé ïîëîñû ïðîãðàììíî óñòàíîâëåíà íà ìèíèìàëüíîì óðîâíå 25 êÃö. Ýòî ïîçâîëÿåò óâåëè÷èòü äàëüíîñòü óâåðåííîé ðàäèîñâÿçè.

4

Âûñîêèì óðîâíåì ïîäàâëåíèÿ ïàðàçèòíûõ êîìïîíåíòîâ ñèãíàëà îáåñïå÷èâàåòñÿ ñëàáàÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòü ê ïîìåõàì, â èçîáèëèè ïðèñóòñòâóþùèì â ãîðîäñêèõ óñëîâèÿõ. Ïîýòîìó ñåìåéñòâî ATA578x çíà÷èòåëüíî ñíèæàåò êîëè÷åñòâî ñïðîâîöèðîâàííûõ âûñîêî÷àñòîòíûìè ïîìåõàìè ëîæíûõ ïðîáóæäåíèé, ïðèâîäÿùèõ ê áîëüøèì ïîòåðÿì ýíåðãèè.  íîâûõ óñòðîéñòâàõ ïðåäóñìîòðåíû äâà ïóòè äëÿ îäíîâðåìåííîãî ïðèåìà FSK è ASK ñèãíàëîâ. Ïðåâîñõîäíàÿ ãèáêîñòü ñåìåéñòâà îáåñïå÷èâàåòñÿ êîìáèíàöèåé ðàäèî÷àñòîòíîé ôóíêöèîíàëüíîñòè, óñîâåðøåíñòâîâàííîé ìàøèíû ñîñòîÿíèé è ìèêðîêîíòðîëëåðíîãî ÿäðà Atmel AVR.  ðåæèìå îæèäàíèÿ ñ ïîìîùüþ èíòåðôåéñà SPI ïîëüçîâàòåëè ìîãóò «íà ëåòó» êîíôèãóðèðîâàòü äî ïÿòè ðåæèìîâ ðàáîòû, âêëþ÷àÿ RKE, RS, PEPS è TPMS. Ýòî ïîçâîëÿåò ïðîãðàììèðîâàòü ìèêðîñõåìû íà êîíå÷íîì ýòàïå ñáîðêè èçäåëèÿ, ñîêðàùàÿ âðåìÿ è ñòîèìîñòü ïðîèçâîäñòâà. Ðåàëèçîâàâ ïðè íåîáõîäèìîñòè îïðîñíóþ ñõåìó, ïîòðåáèòåëè èìåþò âîçìîæíîñòü îïòèìèçèðîâàòü ïîòðåáëÿåìóþ ìîùíîñòü. Äëÿ óäîâëåòâîðåíèÿ ñïåöèôè÷åñêèõ òðåáîâàíèé çàêàç÷èêîâ ðàçðàáîò÷èêè ìîãóò äîïîëíÿòü ñóùåñòâóþùåå ÏÎ ïðîøèâêàìè ïîëüçîâàòåëÿ, çàøèòûìè â Flash-ïàìÿòü (ATA5782) èëè ÏÇÓ (ATA5783).

 íîâîå ñåìåéñòâî ïðèåìíèêîâ âõîäÿò ñëåäóþùèå ïðèáîðû: ! ATA5781: Ãîòîâàÿ ê èñïîëüçîâàíèþ ìèêðîñõåìà ðàäèî÷àñòîòíîãî ïðèåìíèêà ñ èíòåãðèðîâàííîé ïðîãðàììîé ! ATA5782: ñîäåðæèò òîëüêî ÏÎ, çàøèòîå â ÏÇÓ. Äëÿ èíäèâèäóàëüíûõ ïðèëîæåíèé òðåáóåòñÿ äîïîëíèòåëüíàÿ Flash-ïàìÿòü ! ATA5783: Îïòèìèçèðîâàííàÿ ïî öåíå âåðñèÿ ATA5782, â êîòîðîé ïîëüçîâàòåëüñêîå ÏÎ ðàçìåùàåòñÿ â ìàñî÷íîì ÏÇÓ

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


 ïîðòôåëå Atmel åñòü ñîâìåñòèìûå ïî ðàñïîëîæåíèþ âûâîäîâ è ôóíêöèÿì ïðèåìíûå è ïðèåìîïåðåäàþùèå óñòðîéñòâà (ATA5831/32/33), ïîçâîëÿþùèå ðàçðàáîò÷èêàì ìàêñèìàëüíî èñïîëüçîâàòü ñóùåñòâóþùèé òåõíè÷åñêè çàäåë ïðè ñîçäàíèè îäíîñòîðîííèõ èëè äóïëåêñíûõ ñèñòåì. Ýòî ïîçâîëÿåò ìèíèìèçèðîâàòü òðóäîçàòðàòû êîíñòðóêòîðîâ. ×òîáû åùå áîëüøå óïðîñòèòü ðàçðàáîòêó è ïðîèçâîäñòâî è óñêîðèòü âûõîä ïðîäóêöèè íà ðûíîê, ðàçðàáîò÷èêè êîíå÷íûõ ïðèëîæåíèé ìîãóò èñïîëüçîâàòü îäèíàêîâûå ïå÷àòíûå ïëàòû êàê äëÿ îäíî-,

òàê è äëÿ äâóíàïðàâëåííûõ àâòîìîáèëüíûõ ñèñòåì äîñòóïà.

Äîñòóïíîñòü Ñåðèéíîå ïðîèçâîäñòâî ìèêðîñõåì ATA5781, ATA5782 è ATA5783 â êîðïóñàõ QFN32 ðàçìåðîì 5 ´ 5 ìì óæå íà÷àëîñü. Öåíû íà ïðèáîðû íà÷èíàþòñÿ îò $1.90 ïðè îáúåìå çàêàçà îò 50,000 øòóê. Ïðåäëàãàåòñÿ òàêæå íàáîð äëÿ ñîçäàíèÿ ñèñòåìû äîñòóïà ê àâòîìîáèëþ (ATAK51003-V1), êîòîðûé ïîìîæåò ñîêðàòèòü âðåìÿ ðàçðàáîòêè ïðîäóêòà è âûâîäà åãî íà ðûíîê.

Microchip è element14 ïðåäñòàâèëè 32-ðàçðÿäíóþ ïëàòó ðàñøèðåíèÿ chipKIT äëÿ Raspberry Pi Ïëàòà chipKIT Pi ïîçâîëÿåò ñîãëàñîâàòü óðîâíè íàïðÿæåíèé Raspberry Pi è Arduino è èñïîëüçîâàòü 32-ðàçðÿäíûé ìèêðîêîíòðîëëåð â óäîáíîì äëÿ ïðîòîòèïèðîâàíèÿ êîðïóñå Êîìïàíèÿ Microchip Technology îáúÿâèëà î ðàñøèðåíèè ñîâìåñòèìîé ñ ïëàòôîðìîé Arduino, â òîì ÷èñëå è ñ íîâîé Raspberry Pi, ýêîñèñòåìû chipKIT, âêëþ÷èâ â íåå ðàçðàáîòàííóþ ñîâìåñòíî ñ element14 ïëàòó ðàñøèðåíèÿ chipKIT Pi. Ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå ñîçäàâàëîñü äîáðîâîëüöàìè èç ñîîáùåñòâ chipKIT è Arduino â ñîòðóäíè÷åñòâå ñ èíæåíåðàìè Microchip â ðàìêàõ ðàñøèðåíèÿ áåñïëàòíîé ñðåäû ðàçðàáîòêè chipKIT MultiPlatform IDE (MPIDE), ÷òîáû äàòü ïîëüçîâàòåëÿì âîçìîæíîñòü ïèñàòü è êîìïèëèðîâàòü Arduino-ïîäîáíûå ïðèëîæåíèÿ íà áàçå chipKIT â îïåðàöèîííîé ñèñòåìå Raspberry Pi. chipKIT MPIDE èìååò îòêðûòûé èñõîäíûé êîä è ñîâìåñòèìà ñ ÿçûêîì ïðîãðàììèðîâàíèÿ è ñðåäîé ðàçðàáîòêè äëÿ Arduino. Îáà ñðåäñòâà îñíîâàíû íà 32-ðàçðÿäíûõ ìèêðîêîíòðîëëåðàõ PIC32 êîìïàíèè Microchip â óäîáíûõ äëÿ ïðîòîòèïèðîâàíèÿ êîðïóñàõ SPDIP, íåáîëüøîå êîëè÷åñòâî âûâîäîâ êîòî-

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

ðûõ ðàíåå áûëî äîñòóïíî ñîîáùåñòâó Arduino ëèøü â 8-ðàçðÿäíûõ ìèêðîêîíòðîëëåðàõ. Áëàãîäàðÿ ýòîìó ïîëüçîâàòåëè, âêëþ÷àÿ ðàäèîëþáèòåëåé, èññëåäîâàòåëåé è ïðîôåññèîíàëîâ, ïîëó÷àò âûãîäó îò âûñîêîé ïðîèçâîäèòåëüíîñòè, áîëüøîãî îáúåìà ïàìÿòè è âñòðîåííîé ïåðèôåðèè PIC32 ïðè èñïîëüçîâàíèè ïðîñòåéøåãî îáîðóäîâàíèÿ äëÿ ìàêåòèðîâàíèÿ, èìåþùåãîñÿ ïî÷òè â êàæäîé äîìàøíåé ìàñòåðñêîé. Raspberry Pi ðàññìàòðèâàåòñÿ êàê îäèí èç ñàìûõ ïðîñòûõ â ïðîãðàììèðîâàíèè è ñàìûõ äîñòóïíûõ êîìïüþòåðîâ. Ìåíåå ÷åì çà ãîä èõ áûëî âûïóùåíî ñâûøå îäíîãî ìèëëèîíà. chipKIT Pi êîìïàíèè element14 ñòàëà ïåðâîé ïëàòîé ðàñøèðåíèÿ, êîòîðàÿ ïîçâîëèò ðàçðàáàòûâàòü ñîâìåñòèìûå ñ Arduino ïðèëîæåíèÿ äëÿ Raspberry Pi ñ íàïðÿæåíèåì ïèòàíèÿ 3.3 Â, èñïîëüçóÿ 32-ðàçðÿäíûé âûñîêîïðîèçâîäèòåëüíûé ìèêðîêîíòðîëëåð â óäîáíîì äëÿ ïðîòîòèïèðîâàíèÿ êîðïóñå. Ïîñêîëüêó íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ ïðîöåññîðà Raspberry Pi ñîñòàâëÿåò 3.3 Â, íà öèôðîâûõ ëèíèÿõ ââîäà/âûâîäà è ëèíèÿõ ïåðèôåðèéíûõ ìîäóëåé (I2C, UART, SPI) òàêæå äîëæíî áûòü 3.3 Â. Ýòî çíà÷èò, ÷òî äëÿ ïëàò Arduino, êîòîðûå îñíîâàíû íà 8-áèòíîì ìèêðîêîíòðîëëåðå ñ íàïðÿæåíèåì ïèòàíèÿ 5 Â, òðåáóþòñÿ äîïîëíèòåëüíûå êîìïîíåíòû äëÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ óðîâíåé. chipKIT Pi ìîæíî ïîäêëþ÷èòü íàïðÿìóþ ê ð àçú å ì ó ð à ñ ø è ð å í è ÿ â âîä à / â û âîä à Raspberry Pi áåç êàêèõ-ëèáî äîïîëíèòåëüíûõ

ÍÎÂÎÑÒÈ

5


ýëåìåíòîâ, ÷òî ñíèæàåò ñòîèìîñòü è ñëîæíîñòü ðàçðàáîòêè. Âûñîêàÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòü, áîëüøîé îáúåì ïàìÿòè è ðàçíîîáðàçíàÿ ïåðèôåðèÿ ìèêðîêîíòðîëëåðîâ PIC32 ïîçâîëÿò ïîëüçîâàòåëÿì ñîçäàâàòü ïðèëîæåíèÿ ñ áîãàòûìè ôóíêöèîíàëüíûìè âîçìîæíîñòÿìè, íàïðèìåð, ñåíñîðíûå èíòåðôåéñû, óñòðîéñòâà îáðàáîòêè çâóêà è ñèñòåìû óïðåæäàþùåãî ðåãóëèðîâàíèÿ. Êðîìå òîãî, ìîæíî âîñïîëüçîâàòüñÿ ïðåèìóùåñòâàìè âîçìîæíîñòè ïåðåíàçíà÷åíèÿ âûâîäîâ, ÷òî áóäåò óäîáíî

ïðè èõ êîíôèãóðèðîâàíèè ïîä íóæäû êîíêðåòíîãî ïðèëîæåíèÿ. Áëàãîäàðÿ ïëàòå chipKIT Pi è ñîâìåñòèìîé ñ Raspberry Pi ñðåäå MPIDE, ïîëüçîâàòåëÿì áóäóò äîñòóïíû ìíîãî÷èñëåííûå ïîñîáèÿ ïî Arduino, ñïðàâî÷íûå ìàòåðèàëû, ó÷åáíûå ïðîãðàììû è ìíîãîå äðóãîå, ÷òî ïîçâîëèò ñîçäàâàòü ñàìûå ðàçíîîáðàçíûå êîíñòðóêöèè.

Öåíà è äîñòóïíîñòü Ïëàòà ðàñøèðåíèÿ chipKIT Pi óæå ïîñòóïèëà â ïðîäàæó è ñòîèò $28.

Intersil ïðèñòóïèëà ê ïðîèçâîäñòâó óíèâåðñàëüíîãî ñèíõðîííîãî ïîíèæàþùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ ñ äèàïàçîíîì âõîäíûõ íàïðÿæåíèé îò 3  äî 36  ISL85415 ïîçâîëÿåò ñ ìèíèìàëüíûì êîëè÷åñòâîì êîìïîíåíòîâ ñîçäàâàòü íàäåæíûå êîíñòðóêöèè äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â ïðîìûøëåííûõ, êîììóíèêàöèîííûõ è ïîòðåáèòåëüñêèõ ñèñòåìàõ Intersil ñîîáùèëà î âûïóñêå óíèâåðñàëüíîãî ñèíõðîííîãî ïîíèæàþùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ ISL85415 ñ ðàñøèðåííûì äèàïàçîíîì âõîäíûõ íàïðÿæåíèé è âûõîäíûì òîêîì 500 ìÀ, ñîäåðæàùåãî èíòåãðèðîâàííûå ÌÎÏ òðàíçèñòîðû ñèíõðîííîãî âûïðÿìèòåëÿ è öåïè âíóòðåííåé êîìïåíñàöèè.

íàãðóçêàõ, ïîçâîëÿåò ðåàëèçîâûâàòü êà÷åñòâåííûå è ïðîñòûå ðåøåíèÿ.  ìèêðîñõåìó ISL85415 èíòåãðèðîâàíû N-êàíàëüíûå ÌÎÏ òðàíçèñòîðû âåðõíåãî è íèæíåãî ïëå÷à, áëàãîäàðÿ êîòîðûì ñòàíîâÿòñÿ íåíóæíûìè âíåøíèå òðàíçèñòîðû è äèîäû. Âûñîêèé óðîâåíü èíòåãðàöèè ñîêðàùàåò êîëè÷åñòâî êîìïîíåíòîâ, íåîáõîäèìûõ äëÿ ñîçäàíèÿ ïîíèæàþùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ ñòàíäàðòíîé êîíôèãóðàöèè, óïðîùàåò ïðîöåññ ðàçðàáîòêè è ýêîíîìèò âðåìÿ êîíñòðóêòîðà. Ðàçðàáîò÷èêàì ïðåäîñòàâëåíà âîçìîæíîñòü ïðè íåîáõîäèìîñòè èñïîëüçîâàòü âíåøíèå öåïè êîìïåíñàöèè.

Îñíîâíûå îñîáåííîñòè Äëÿ íîâûõ ïîêîëåíèé êîììóíèêàöèîííûõ, ïðîìûøëåííûõ è ïîòðåáèòåëüñêèõ ñèñòåì òðåáóþòñÿ èìïóëüñíûå ðåãóëÿòîðû, ñïîñîáíûå ðàáîòàòü â øèðîêîì äèàïàçîíå âõîäíûõ íàïðÿæåíèé. ISL85415 â ïîëíîé ìåðå óäîâëåòâîðÿåò ýòèì òðåáîâàíèÿì, ïðåîáðàçóÿ íàïðÿæåíèÿ îò 3  äî 36 Â. Äèàïàçîí âûõîäíûõ íàïðÿæåíèé òàêæå ðàñøèðåí îò 0.6  äî 95% îò âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ, ÷òî â ñî÷åòàíèè ñ íàëè÷èåì ðåæèìà ×ÈÌ (÷àñòîòíîèìïóëüñíîé ìîäóëÿöèè), øèðîêîãî èñïîëüçóåìîãî â ïîðòàòèâíîì îáîðóäîâàíèè äëÿ ïîâûøåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè ïðè îáëåã÷åííûõ

6

! Ñïåöèàëüíûé ðåæèì ïîâûøàåò ÊÏÄ ïðè ðàáîòå ñ îáëåã÷åííîé íàãðóçêîé ! Ôèêñèðîâàííàÿ ðàáî÷àÿ ÷àñòîòà 500 êÃö èëè ÷àñòîòà, ðåãóëèðóåìàÿ â äèàïàçîíå îò

FS 12

1 SS 2 3 CBOOT 100nF CVIN 10µF

VOUT COUT 10µF

L1 22µH

SYNC

COMP 11

BOOT

FB GND

4 VIN

VCC

5 PHASE 6

PGND

R2

CFB

10 9

R3 CVCC 1µF

PG EN

Òèïîâàÿ ñõåìà âêëþ÷åíèÿ ISL85415

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


Äåìîíñòðàöèîííàÿ ïëàòà ISL85415DEMO1Z

Äîñòóïíîñòü è öåíû

Îöåíî÷íûé íàáîð ISL85415EVAL1Z

300 êÃö äî 2 ÌÃö, îáåñïå÷èâàþò âîçìîæíîñòü ãèáêîãî âûáîðà ñèëîâîé èíäóêòèâíîñòè ! Òîê ïîêîÿ 80 ìêÀ – èäåàëüíûé ïàðàìåòð äëÿ ïðèëîæåíèé ñ áàòàðåéíûì ïèòàíèåì ! Ïðîñòîòà ïðîåêòèðîâàíèÿ ïðè èñïîëüçîâàíèè ñðåäû iSim è îíëàéí ñðåäñòâ êîíñòðóèðîâàíèÿ è ðàçâîäêè ïå÷àòíûõ ïëàò.

ISL85415 âûïóñêàþòñÿ ñåðèéíî â êîðïóñàõ DFN ðàçìåðîì 4 ´ 3 ìì. Ìèêðîñõåìû ïðîäàþòñÿ ïî öåíàì, íà÷èíàþùèìñÿ îò $1.45 çà øòóêó â ïàðòèÿõ îò 1000 ïðèáîðîâ. Ïðåäëàãàþòñÿ òàêæå ïîëíîôóíêöèîíàëüíûé îöåíî÷íûé íàáîð ISL85415EVAL1Z è íåäîðîãàÿ äåìîíñòðàöèîííàÿ ïëàòà ISL85415DEMO1Z öåíîþ $72.00 è $20.00, ñîîòâåòñòâåííî. Íà ñàéòå êîìïàíèè ìîæíî âîñïîëüçîâàòüñÿ ñðåäñòâîì ìîäåëèðîâàíèÿ iSim.

Toshiba ïðåäñòàâèëà ïåðâóþ â îòðàñëè ìèêðîñõåìó ïðåîáðàçîâàòåëÿ HDMI â MIPI DSI Toshiba íà÷àëà ïðîèçâîäñòâî ïåðâûõ â îòðàñëè ìîñòîâ, ïðåîáðàçóþùèõ ñèãíàëû èíòåðôåéñà HDMI (High Definition Multimedia Interface) â âèäåî ïîòîê MIPI DSI (Display Serial Interface). Ìèêðîñõåìû TC358779XBG ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ ïîòðåáèòåëüñêèõ è ïðîìûøëåííûõ ïðèìåíåíèé è ïîçâîëÿþò èñïîëüçîâàòü ñîâìåñòèìûå ñ MIPI ìàëîãàáàðèòíûå ÆÊ-äèñïëåè â êà÷åñòâå èãðîâûõ àêñåññóàðîâ, íîñèìûõ êîìïüþòåðîâ è íàëîáíûõ óñòðîéñòâ. Íà÷àëî ñåðèéíîãî ïðîèçâîäñòâà ìèêðîñõåì çàïëàíèðîâàíî íà äåêàáðü 2013 ãîäà.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

 èçäåëèå âñòðîåíû ñðåäñòâà ïðåäâàðèòåëüíîé îáðàáîòêè âèäåî – äåèíòåðëåéñèíãà, ìàñøòàáèðîâàíèÿ è ïðåîáðàçîâàíèÿ ôîðìàòîâ, à òàêæå ñðåäñòâà ïîääåðæêè ìíîæåñòâà àóäèî èíòåðôåéñîâ, âêëþ÷àÿ I2S, TDM, S/PDIF è MIPI SLIMbus.

Îñíîâíûå îñîáåííîñòè ! Ïåðâîå â îòðàñëè óñòðîéñòâî, ïðåîáðàçóþùåå âèäåî ñèãíàë HDMI â âèäåî ïîòîê MIPI DSI ! Èíòåãðèðîâàííûå ñðåäñòâà äåèíòåðëåéñèíãà âèäåî, ìàñøòàáèðîâàíèÿ è ïðåîáðàçîâàíèÿ ôîðìàòîâ, ñíèæàþùèå òðåáîâàíèÿ ê ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòè ïàìÿòè è õàðàêòåðèñòèêàì õîñò-ïðîöåññîðîâ ! Ïîääåðæêà HDMI 1.4 RX: # Âïëîòü äî âèäåî ôîðìàòà 1080P@60fps (RGB, YCbCr444: 24-bpp, YCbCr422 24bpp) # HDCP 1.3 # 3D

ÍÎÂÎÑÒÈ

7


! Äîñòóïåí ëþáîé èç ÷åòûðåõ àóäèî èíòåð2

ôåéñîâ: I S, TDM, SPDIF èëè SLIMbus ! Èíòåðôåéñ MIPI DSI ñ ìàêñèìàëüíîé êàíàëüíîé ñêîðîñòüþ 1 Ãáèò/ñ íà ïîëîñó ! Ìàêñèìàëüíàÿ ÷àñòîòà ñèíõðîíèçàöèè èíòåðôåéñà HDMI – 165 ÌÃö

Ïðèìåíåíèå ! Øèðîêèé äèàïàçîí ïîòðåáèòåëüñêîãî è ïðîìûøëåííîãî îáîðóäîâàíèÿ, âêëþ÷àÿ ìîáèëüíûå óñòðîéñòâà, öèôðîâûå êàìåðû è àêñåññóàðû äëÿ èãð, à òàêæå íàëîáíûå óñòðîéñòâà è íîñèìûå êîìïüþòåðû.

Îñíîâíûå òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ! Âõîäíîé èíòåðôåéñ: HDMI 1.4, ìàêñèìàëüíàÿ ñêîðîñòü ñèíõðîíèçàöèè 165 ÌÃö ! Âûõîäíîé âèäåî èíòåðôåéñ: MIPI DSI 4 ïîëîñû (äî 1 Ãáèò/ñ íà ïîëîñó) ! Âûõîäíûå àóäèî èíòåðôåéñû: I2S, TDM, SPDIF èëè SLIMbus ! Ïèòàíèå: ! MIPI, ÿäðî, ÔÀÏ× – 1.2  HDMI – 3.3  ! ëèíèè ââîäà/âûâîäà – 1.8 … 3.3  ! Êîðïóñ: FPGA80 (7 ´ 7 ìì, øàã êîíòàêòîâ 0.65 ìì) ! Íà÷àëî ñåðèéíîãî ïðîèçâîäñòâà: äåêàáðü 2013 ã.

NXP ðàçðàáîòàëà âûïðÿìèòåëüíûå äèîäû Øîòòêè â êîðïóñå 0201 NXP íà÷àëà ïðîäàæè äâóõ âûïðÿìèòåëüíûõ äèîäîâ Øîòòêè â óëüòðàìèíèàòþðíûõ êîðïóñàõ DSN0602 ðàçìåðîì 0.6 ´ 0.3 ´ 0.3 ìì. Ýòè ïðèáîðû ñ äîïóñòèìûì ïðÿìûì òîêîì äî 200 ìÀ è îáðàòíûì íàïðÿæåíèåì äî 20  îïòèìèçèðóþòñÿ ïî îäíîìó èç äâóõ îñíîâíûõ ïàðàìåòðîâ, â ñîîòâåòñòâèè ñ ÷åì âûïóñêàþòñÿ ïîä îáîçíà÷åíèåì PMEG2002ESF (ñ íèçêèì îáðàòíûì òîêîì) èëè PMEG2002AESF (ñ ìàëûì ïðÿìûì ïàäåíèåì íàïðÿæåíèÿ).

Îñíîâíûå îñîáåííîñòè ! Ñâåðõìèíèàòþðíûé êîðïóñ ñ ðàçìåðàìè 0.6 ´ 0.3 ´ 0.3 ìì ! Îòëè÷íûå òåìïåðàòóðíûå õàðàêòåðèñòèêè: ñóììàðíàÿ ðàññåèâàåìàÿ ìîùíîñòü 525 ìÂò ïðè ïëîùàäè îõëàæäàþùåé ïîâåðõíîñòè 1 ñì2 ! Áîëüøîé ïèêîâûé òîê: 4.5 À äëÿ íåïîâòîðÿþùèõñÿ èìïóëüñíûõ òîêîâ è 2 À äëÿ ïîâòîðÿþùèõñÿ ! Òåìïåðàòóðà ïåðåõîäà äî 125 °C ! Äîïóñòèìîå îáðàòíîå íàïðÿæåíèå VR £ 20  ! Äîïóñòèìûé ñðåäíèé ïðÿìîé òîê IF £ 0.2 À ! Âûïóñêàþòñÿ â äâóõ ìîäèôèêàöèÿõ: îïòèìèçèðîâàííûå ïî ïðÿìîìó ïàäåíèþ íàïðÿæåíèÿ è îáðàòíîìó òîêó

Îñíîâíûå îáëàñòè ïðèìåíåíèÿ Äèîäû áóäóò èäåàëüíûì âûáîðîì äëÿ òîíêèõ ìîáèëüíûõ óñòðîéñòâ, òàêèõ êàê ñìàðòôîíû è ïëàíøåòíûå êîìïüþòåðû, êëþ÷åâûìè õàðàêòåðèñòèêàìè êîòîðûõ ÿâëÿþòñÿ ðàçìåðû, âåñ è ýíåðãîýôôåêòèâíîñòü.  2014 ãîäó ñåðèÿ äèîäîâ áóäåò ðàñøèðåíà 200-ìÀ ïðèáîðàìè ñ îáðàòíûì íàïðÿæåíèåì 30  è 40  è ïðèáîðàìè ñ äîïóñòèìûì òîêîì 500 ìÀ è îáðàòíûìè íàïðÿæåíèÿìè 20, 30 è 40 Â.

8

! Âûïðÿìëåíèå íèçêèõ íàïðÿæåíèé ! Âûñîêîýôôåêòèâíûå DC/DC ïðåîáðàçîâàòåëè ! Èìïóëüñíûå èñòî÷íèêè ïèòàíèÿ ! Ïðèëîæåíèÿ ñ íèçêèì ïîòðåáëåíèåì ìîùíîñòè ! Ñâåðõáûñòðîäåéñòâóþùèå ïåðåêëþ÷àòåëè ! Óïðàâëåíèå ñâåòîäèîäíîé ïîäñâåòêîé ìîáèëüíûõ óñòðîéñòâ

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


CML ïðåäëàãàåò íîâûé öèôðîâîé ðàäèîïðîöåññîð ñòàíäàðòà TDMA CML Microcircuits âûïóñòèëà íîâûé ìàëîïîòðåáëÿþùèé ðàäèîïðîöåññîð, ñïåöèàëüíî ðàçðàáîòàííûé äëÿ öèôðîâûõ ðàäèîñèñòåì TDMA ñ äâóìÿ âðåìåííûìè ñëîòàìè, âêëþ÷àÿ ñèñòåìû öèôðîâîé ìîáèëüíîé ðàäèîñâÿçè (DMR).

Ïðè êîíñòðóèðîâàíèè íîâîé ìèêðîñõåìû CMX7161 èñïîëüçîâàëàñü ðàçðàáîòàííàÿ CML òåõíîëîãèÿ FirmASIC, ïîçâîëèâøàÿ ðåàëèçîâàòü âûñîêîêà÷åñòâåííûé ïîëóäóïëåêñíûé öèôðîâîé ðàäèîìîäåì, ñîîòâåòñòâóþùèé ñòàíäàðòó ETSI TS 102 361. Óñòðîéñòâî ñ 4FSK ìîäóëÿòîðîì è ÔÏÊ (ôèëüòð òèïà «ïðèïîäíÿòûé êîñèíóñ») â ðàäèîêàíàëå øèðèíîé 12.5 êÃö àâòîìàòè÷åñêè îáðàáàòûâàåò âðåìåííûå ñëîòû è ñèãíàëû ñèíõðîíèçàöèè. Èíòåãðèðîâàííûé àíàëîãîâûé èíòåðôåéñ äåëàåò íåíóæíûìè âíåøíèå àóäèî êîäåêè, è â ñî÷åòàíèè ñî ìíîãèìè äîïîëíèòåëüíûìè èíòåëëåêòóàëüíûìè ôóíêöèÿìè ìàêñèìàëüíî ðàçãðóæàåò õîñò-ìèêðîêîíòðîëëåð. CMX7161 ìîæåò íåïîñðåäñòâåííî ïîäêëþ÷àòüñÿ ê ïðèåìíèêó ïðÿìîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ CMX994, îáðàçóÿ ñ íèì âûñîêîèíòåãðèðîâàííóþ ñèñòåìó DMR. Óíèêàëüíàÿ êîìáèíàöèÿ ÷èïîâ CMX7161/CMX994 ñïåöèàëü-

Tx

CMX994 ïðèåìíèê ïðÿìîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ

Rx

ÂÕÎÄ I

Ìèêðîñõåìû CMX7161 ðàññ÷èòàíû íà ðàáîòó ïðè íàïðÿæåíèè ïèòàíèÿ îò 3.0 äî 3.6 Â è óæå âûïóñêàþòñÿ â 64-âûâîäíûõ êîðïóñàõ VQFN è LQFP.

CMX7161 TDMA öèôðîâîé ðàäèîïðîöåññîð

Ïàìÿòü

Äèñïëåé

ÂÕÎÄ Q Êîäåê

ÓÌ

íî ñîçäàíà äëÿ ñòèìóëèðîâàíèÿ ðàçðàáîòîê íîâûõ óñòðîéñòâ DMR íà îñíîâå ñàìûõ ïåðåäîâûõ ïðîäóêòîâ. Äëÿ óñêîðåíèÿ âûõîäà êîíå÷íîé ïðîäóêöèè íà ðûíîê DMR êîìïàíèÿ ïðåäëàãàåò äåìîíñòðàöèîííûé íàáîð DE9943, â êîòîðîì, ôàêòè÷åñêè, ðåàëèçîâàíà ïðîãðàììíîîïðåäåëÿåìàÿ äâóõñëîòîâàÿ TDMA ðàäèîñèñòåìà. Íà ïëàòå, ïîìèìî CMX7161, óñòàíîâëåí ïðèåìíèê ïðÿìîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ CMX994, ïðîôåññèîíàëüíûé ðàäèî âîêîäåð CMX7262, õîñò êîíòðîëëåð, êëàâèàòóðà è äèñïëåé. Óñòðîéñòâî ìîæåò ðàáîòàòü â ïîëíîñòüþ àâòîíîìíîé êîíôèãóðàöèè.

DMR ìîäåì

C-BUS

Õîñò ìèêðîêîíòðîëëåð Êëàâèàòóðà

ÃÓÍ 2-òî÷å÷íàÿ ìîäóëÿöèÿ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

2´ÀÖÏ

Öèôð. ëèíèè

3´ÖÀÏ

Ñèíõðîíèçàöèÿ

ÍÎÂÎÑÒÈ

Âîêîäåð

Êîäåê

9


Toshiba íà÷àëà ïðîäàæè îáðàçöîâ ìèêðîñõåì Bluetooth äëÿ ïðîñòûõ ïðèëîæåíèé Ðàñøèðåíèå ñôåðû èñïîëüçîâàíèÿ Bluetooth Toshiba íà÷àëà ïðîäàæè îáðàçöîâ ìèêðîñõåì Bluetooth äëÿ òàêèõ ïðîñòûõ ïðèëîæåíèé, êàê äàò÷èêè òåìïåðàòóðû, äàò÷èêè âèáðàöèè è èãðóøêè.

òåëüíîãî ïîðòà Bluetooth (SPP), øèðîêî èñïîëüçóåìîãî â ñìàðòôîíàõ è äðóãèõ ìîáèëüíûõ óñòðîéñòâàõ.

Ïðèìåíåíèå Áåñïðîâîäíîé îáìåí äàííûìè â ïðèëîæåíèÿõ îáùåãî íàçíà÷åíèÿ, â ÷àñòíîñòè, â ñèñòåìàõ äèñòàíöèîííîãî óïðàâëåíèÿ, â äàò÷èêàõ, èãðóøêàõ, óñòðîéñòâàõ ìåäèöèíñêîãî êîíòðîëÿ è àêñåññóàðàõ äëÿ ñìàðòôîíîâ.

Îñíîâíûå òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ! Ðàáî÷åå íàïðÿæåíèå: 1.8  èëè 3.3   íîâóþ ìèêðîñõåìó TC35661SBG-700 èíòåãðèðîâàíà ïåðåçàïèñûâàåìàÿ ïàìÿòü, ïðåäíàçíà÷åííàÿ äëÿ çàïèñè ñîáñòâåííûõ ïðîãðàìì ïîëüçîâàòåëåé â EEPROM. Ýòî ïîçâîëÿåò âûïîëíÿòü íàñòðîéêó ðåæèìîâ áåç èñïîëüçîâàíèÿ âíåøíåãî ìèêðîêîíòðîëëåðà. Ñõåìà îòêðûâàåò âîçìîæíîñòè âíåäðåíèÿ êîììóíèêàöèîííûõ ñðåäñòâ Bluetooth â òàêèå ïðîñòåéøèå óñòðîéñòâà, ìàëûå ðàçìåðû ïå÷àòíîé ïëàòû èëè öåíîâûå îãðàíè÷åíèÿ êîòîðûõ ðàíåå íå ïîçâîëÿëè îñíàñòèòü èõ áåñïðîâîäíîé ñâÿçüþ. Äëÿ óïðîùåíèÿ ðàçðàáîòêè îáîðóäîâàíèÿ â ìèêðîñõåìó âñòðîåí ïðîôèëü ïîñëåäîâà-

! Êîðïóñ: TFBGA64, 5 ´ 5 ìì ñ ðàññòîÿíèåì ìåæäó êîíòàêòàìè 0.5 ìì ! Âåðñèÿ Bluetooth: 3.0 ! Îáúåì äîñòóïíîé ïîëüçîâàòåëþ ïàìÿòè: 13 ÊÁ ! Âñòðîåííûé ïðîôèëü: ïîñëåäîâàòåëüíûé ïîðò ! Èíòåðôåéñû: UART, I2C, GPIO ! Ïðî÷èå îñîáåííîñòè: ñðåäñòâà âûïîëíåíèÿ ïðîãðàìì ïîëüçîâàòåëÿ, âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ âûâîäîâ îáùåãî íàçíà÷åíèÿ (GPIO), ðåæèìû ñíà è ïðîáóæäåíèÿ ïî âíåøíåìó ñèãíàëó.

Infineon íà÷àëà ïðîèçâîäñòâî ÷èïñåòîâ äëÿ ðåòðàíñëÿòîðîâ ìèëëèìåòðîâîãî äèàïàçîíà âîëí Infineon Technologies íà÷àëà ïðîèçâîäñòâî ÷èïñåòîâ ñåðèé BGTx0, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ áåñïðîâîäíûõ ðåòðàíñëÿòîðîâ ìèëëèìåòðîâîãî äèàïàçîíà âîëí. Ñåìåéñòâî ïðèåìîïåðåäàò÷èêîâ îáåñïå÷èâàåò ïîëíóþ îáðàáîòêó âûñîêî÷àñòîòíûõ ñèãíàëîâ äëÿ áåñïðîâîäíûõ êîììóíèêàöèîííûõ ñèñòåì íà ÷àñòîòàõ 57-64 ÃÃö, 71-76 ÃÃö èëè 81-86 ÃÃö.  ïàðå ñ ìîäóëåì ðàäèîñâÿçè íîâûå ÷èïñåòû ïîçâîëÿò ñîçäàâàòü áîëåå êîìïàêòíûå, íàäåæíûå è äåøåâûå ðåøåíèÿ äëÿ êðèòè÷åñêè îòâåòñòâåííûõ ðàäèîðåëåéíûõ ëèíèé èíôðàñòðóêòóðû áàçîâûõ ñòàíöèé ìîáèëüíîé ñâÿçè, ïîääåðæèâàþùèõ ñåòè LTE/4G.

10

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


Âåäóùèé ïîòðåáèòåëü âûñîêî÷àñòîòíîé ïðîäóêöèè Infineon êîìïàíèÿ Sub10 Systems â íàñòîÿùåå âðåìÿ èñïûòûâàåò ïðèåìîïåðåäàò÷èêè E-äèàïàçîíà BGT70 è BGT80 â ñîñòàâå äóïëåêñíûõ ñèñòåì ñ ÷àñòîòíûì ðàçäåëåíèåì (FDD). Ãëàâíûé èíæåíåð Sub10 Systems Ìàðê Ñòèâåíñ (Mark Stevens), ñêàçàë: «Ìû ðàäû âîçìîæíîñòè ñîòðóäíè÷åñòâà ñ Infineon â èíòåãðàöèè ÷èïñåòîâ BGT70 è BGT80 â ðàçðàáàòûâàåìûé íàìè íîâûé ïðèåìîïåðåäàò÷èê. Ìû óâåðåíû êàê â îòëè÷íûõ õàðàêòåðèñòèêàõ íîâûõ ïðèáîðîâ, òàê è â èõ âûñîêîé íàäåæíîñòè. Èìåííî ïîýòîìó ìû è âûáðàëè ýòè ìèêðîñõåìû – ëó÷øèå íà ñåãîäíÿøíåì ðûíêå». Íà ñèñòåìíîì óðîâíå ïðèáîðû ìîãóò îáåñïå÷èâàòü ïðîïóñêíóþ ñïîñîáíîñòü áîëåå 1 Ãáèò/ñ ïðè äàëüíîñòè ñâÿçè ïîðÿäêà 2.5 êì. Ñåìåéñòâî BGTx0 óïðîùàåò ðàçðàáîòêó ñèñòåì è ëîãèñòèêó ïðîèçâîäñòâà, çàìåíÿÿ åäèíñòâåííûì óñòðîéñòâîì áîëåå äåñÿòêà äèñêðåòíûõ êîìïîíåíòîâ. Êðîìå òîãî, íèçêîå ïîòðåáëåíèå ìîùíîñòè è âûñîêàÿ èíòåãðàöèÿ ôóíêöèé íà îäíîì êðèñòàëëå ïîçâîëÿò ñíèçèòü ýêñïëóàòàöèîííûå ðàñõîäû â

èíôðàñòðóêòóðå áåñïðîâîäíûõ ñèñòåì ìèëëèìåòðîâîãî äèàïàçîíà ñ âûñîêîé ñêîðîñòüþ ïåðåäà÷è äàííûõ. Êàæäûé ìîáèëüíûé êîììóíèêàöèîííûé ñòàíäàðò èñïîëüçóåò äëÿ ïåðåäà÷è äàííûõ ñîáñòâåííûé äèàïàçîí ÷àñòîò. Òåêóùèå ñòàíäàðòû îïåðèðóþò ÷àñòîòàìè íèæå 43 ÃÃö, èçâåñòíûìè êàê ÑÂ×. Ââèäó òîãî, ÷òî áóäóùèå ñòàíäàðòû, òàêèå êàê LTE/4G, áóäóò òðåáîâàòü áîëüøåé êàíàëüíîé åìêîñòè è áîëüøåé ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòè, îðãàíû ãîñóäàðñòâåííîé âëàñòè îòêðûëè äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ V- è E-äèàïàçîíû ìèëëèìåòðîâûõ âîëí. Îæèäàåòñÿ, ÷òî ñåòåâûå îïåðàòîðû â áëèæàéøèå ãîäû èíâåñòèðóþò îãðîìíûå ñðåäñòâà â èíôðàñòðóêòóðó ìàëûõ ñîò, ÷òîáû îáåñïå÷èòü ïîëüçîâàòåëåé ìîáèëüíûõ òåëåôîíîâ âûñîêîñêîðîñòíûì Èíòåðíåòîì ñ ïîëíîé çîíîé ïîêðûòèÿ.

Äîñòóïíîñòü Èíæåíåðíûå îáðàçöû BGTx0 ìîæíî ïîëó÷èòü óæå ñåãîäíÿ. Ìàññîâîå ïðîèçâîäñòâî ïëàíèðóåòñÿ ðàçâåðíóòü âåñíîé 2014 ã.

Linear Technology íà÷àëà ïðîèçâîäñòâî ñèíõðîííûõ ïîíèæàþùèõ ïðåîáðàçîâàòåëåé ñ òîêîì ïîòðåáëåíèÿ 2.5 ìêÀ è âõîäíûì íàïðÿæåíèåì äî 42  Linear Technology ñîîáùèëà î íà÷àëå ïðîèçâîäñòâà èìïóëüñíûõ ñèíõðîííûõ ïîíèæàþùèõ ïðåîáðàçîâàòåëåé íàïðÿæåíèÿ LT8614 ñ âûõîäíûì òîêîì äî 4 À è ìàêñèìàëüíîì âõîäíîì íàïðÿæåíèè 42 Â. Áëàãîäàðÿ èñïîëüçîâàíèþ óíèêàëüíîé àðõèòåêòóðû Silent Switcher óðîâåíü ýëåêòðîìàãíèòíûõ èçëó÷åíèé óäàëîñü óìåíüøèòü áîëåå ÷åì íà 20 äÁ, ÷òî ñóùåñòâåííî íèæå ãðàíè÷íûõ çíà÷åíèé, ïðåäïèñûâàåìûõ ñòàíäàðòîì CISPR 25 Class 5. Äàæå ïðè ÷àñòîòàõ êîììóòàöèè ñâûøå 2 ÌÃö ñèíõðîííîå âûïðÿìëåíèå îáåñïå÷èâàåò ÊÏÄ, äîñòèãàþùèé 96%, à ðåæèì ãåíåðàöèè ïà÷åê (ðåæèì êðàòêîâðåìåííîãî çàïóñêà ãåíåðàòîðà) ïîçâîëÿåò ïðè îòñóòñòâèè íàãðóçêè óäåðæèâàòü òîê ïîòðåáëåíèÿ íà óðîâíå íèæå 2.5 ìêÀ. Øèðîêèé äèàïàçîí âõîäíûõ íàïðÿæåíèé îò 3.4 äî 42  ïðåêðàñíî ñîãëàñóåòñÿ ñ òðåáîâàíèÿìè àâòîìîáèëüíûõ è ïðîìûøëåííûõ ïðèëîæåíèé.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

Âíóòðåííèå âûñîêîêà÷åñòâåííûå êëþ÷è ìèêðîñõåìû LT8614 ïîçâîëÿþò îòäàâàòü â íàãðóçêó äëèòåëüíûé òîê äî 4 À ïðè âûõîäíûõ íàïðÿæåíèÿõ îò 0.97 Â.  ðåæèìå ãåíåðàöèè ïà÷åê îáåñïå÷èâàåòñÿ ñâåðõíèçêèé òîê ïîòðåáëåíèÿ, íåîáõîäèìûé òàêèì ïðèëîæåíèÿì, êàê ïîñòîÿííî âêëþ÷åííûå àâòîìîáèëüíûå ñèñòåìû, íóæäàþùèåñÿ â ìàêñèìàëüíîì âðåìåíè ðàáîòû àêêóìóëÿòîðà. Óíèêàëüíîé êîíñòðóêöèåé LT8614 ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ ïîääåðæèâàåòñÿ íà ìèíèìàëüíîì óðîâíå (200 ì ïðè òîêå 1À) âî âñåõ ðåæèìàõ è ïðè ëþáûõ óñëîâèÿõ, ÷òî äåëàåò ðåàëüíûì èñïîëüçîâàíèå ìèêðîñõåì â òàêèõ ñöåíàðèÿõ, êàê õîëîäíûé çàïóñê äâèãàòåëÿ. Ìàëîå ìèíèìàëüíîå âðåìÿ âêëþ÷åíèÿ äàåò âîçìîæíîñòü íà ïîñòîÿííîé ÷àñòîòå 2 ÌÃö ïðåîáðàçîâûâàòü âõîäíîå íàïðÿæåíèå 16  â âûõîäíîå íàïðÿæåíèå 1.0 Â, ïðåäîñòàâëÿÿ ðàçðàáîò÷èêó áîëüøîé ïðîñòîð äëÿ îïòèìè-

ÍÎÂÎÑÒÈ

11


$4.25 çà øòóêó. Îòîáðàííûå äëÿ àâòîìîáèëüíûõ ïðèëîæåíèé (äèàïàçîí òåìïåðàòóð –40 … 150 °C) ïðèáîðû LT8614HUDC ïðåäëàãàþòñÿ â òàêèõ æå êîðïóñàõ è íà òàêèõ æå óñëîâèÿõ ïî öåíå $4.93 çà øòóêó. Âñå ìèêðîñõåìû äîñòóïíû äëÿ ïðèîáðåòåíèÿ ñî ñêëàäà ïðîèçâîäèòåëÿ.

Ñâîäêà îñíîâíûõ îñîáåííîñòåé ìèêðîñõåìû LT8614 çàöèè ýíåðãåòè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè è øóìîâûõ õàðàêòåðèñòèê, íå äîïóñêàÿ èñïîëüçîâàíèÿ ïðèáîðîâ â êðèòè÷íûõ ê èçëó÷àåìûì ïîìåõàì äèàïàçîíàõ ÷àñòîò. Ìèêðîñõåìû âûïóñêàþòñÿ â 20-âûâîäíûõ êîðïóñàõ QFN ðàçìåðîì 3 ´ 4 ìì. Íà îäíîì êðèñòàëëå ìèêðîñõåìû LT8614 èíòåãðèðîâàíû âûñîêîýôôåêòèâíûå âåðõíèé è íèæíèé ñèëîâûå êëþ÷è ñ âîëüòîäîáàâî÷íûìè äèîäàìè, ãåíåðàòîð, óïðàâëÿþùèå è ëîãè÷åñêèå ñõåìû. Õàðàêòåðèçóþùèéñÿ ìàëûì óðîâíåì ïóëüñàöèé ðåæèì ãåíåðàöèè ïà÷åê îáåñïå÷èâàåò âûñîêèé ÊÏÄ ïðè ìàëûõ òîêàõ íàãðóçêè. Ñïåöèàëüíûå ñõåìîòåõíè÷åñêèå ðåøåíèÿ è íîâûå ïðîèçâîäñòâåííûå ïðîöåññû îáåñïå÷èëè îòëè÷íóþ ýôôåêòèâíîñòü â øèðîêîì äèàïàçîíå âõîäíûõ íàïðÿæåíèé, à òîïîëîãèÿ ñ óïðàâëåíèåì ïî ïèêîâîìó òîêó – âûñîêóþ ñêîðîñòü ðåàêöèè íà ïåðåõîäíûå ïðîöåññû è íàäåæíóþ óñòîé÷èâîñòü ïðè çàìêíóòîì êîíòóðå óïðàâëåíèÿ. Äîïîëíèòåëüíî íàäî îòìåòèòü íàëè÷èå âíóòðåííèõ öåïåé êîìïåíñàöèè, ôëàãà «Ïèòàíèå â íîðìå» è òåìïåðàòóðíîé çàùèòû. Ïðåäíàçíà÷åííûå äëÿ ðàáîòû â ïðîìûøëåííîì äèàïàçîíå òåìïåðàòóð (–40 … 125 °C) ìèêðîñõåìû LT8614EUDC âûïóñêàþòñÿ â êîðïóñàõ QFN ïëîùàäüþ 3 ´ 4 ìì, è â ïàðòèÿõ èç 1000 ïðèáîðîâ ïðîäàþòñÿ ïî öåíå

! Àðõèòåêòóðà Silent Switcher: # Ñâåðõíèçêèé óðîâåíü ýëåêòðîìàãíèòíûõ èçëó÷åíèé # Áîëüøîé ÊÏÄ íà âûñîêîé ÷àñòîòå ! ÊÏÄ äî 96% ! Øèðîêèé äèàïàçîí âõîäíûõ íàïðÿæåíèé: 3.4  … 42  ! Ñâåðõìàëûé òîê ïîòðåáëåíèÿ â ðåæèìå ãåíåðàöèè ïà÷åê: 2.5 ìêÀ ïðè âõîäíîì íàïðÿæåíèè 12 Â, âûõîäíîì íàïðÿæåíèè 3.3  è ðàçìàõå ïóëüñàöèé ìåíåå 10 ì ïèê-ïèê ! Âûñîêîýôôåêòèâíûé ñèíõðîííûé ðåæèì ! Ìàëîå ìèíèìàëüíîå âðåìÿ âêëþ÷åíèÿ: 30 íñ ! Ìàëîå ïàäåíèå íàïðÿæåíèå âî âñåõ ðåæèìàõ: 200 ì ïðè òîêå 1 À ! Ïðîãðàììèðóåìàÿ èëè çàäàâàåìàÿ èçâíå ÷àñòîòà ñèíõðîíèçàöèè îò 200 êÃö äî 3 ÌÃö ! Ðåæèì óïðàâëåíèÿ ïî ïèêîâîìó òîêó ! Òî÷íûé ïîðîã 1  âõîäà ðàçðåøåíèÿ ! Âíóòðåííÿÿ êîìïåíñàöèÿ ! Ìÿãêèé çàïóñê è ñëåäÿùèé ðåæèì óñòàíîâëåíèÿ âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ! Ìàëîãàáàðèòíûé 20-âûâîäíîé êîðïóñ QFN ðàçìåðîì 3 ´ 4 ìì.

Íîâàÿ ïëàòà ñ ïðîöåññîðîì Sitara AM335x ARM Cortex-A8 ñòàíåò ñàìîé ìîùíîé â ýêîñèñòåìå Arduino Âîçðîñøàÿ â 100 ðàç ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ïëàò Arduino ñêîðî îòêðîåò ðàçðàáîò÷èêàì äâåðè â ìèð ñàìûõ ñîâðåìåííûõ Linux-ïðèëîæåíèé Êîìïàíèÿ Texas Instruments (TI) ñîîáùèëà, ÷òî åå ïðîöåññîð Sitara AM335x ARM Cortex áûë âûáðàí â êà÷åñòâå öåíòðàëüíîãî ýëåìåíòà íîâåéøåé ïëàòû Arduino – Arduino TRE. Ðàáîòàþùèé íà òàêòîâîé ÷àñòîòå 1 ÃÃö

12

ïðîöåññîð Sitara AM335x äàåò áîëåå ÷åì ñòîêðàòíûé âûèãðûø â ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ïî ñðàâíåíèþ ñ Arduino Leonardo èëè Uno. Âïåðâûå ñîîáùåñòâî ïîëüçîâàòåëåé Arduino ñìîæåò èñïîëüçîâàòü âñå âîçìîæíîñòè ÎÑ Linux

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


ìûõ áëîêà ðåàëüíîãî âðåìåíè, êîòîðûå ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ â ìíîãî÷èñëåííûõ ïðèëîæåíèÿõ, âêëþ÷àÿ óïðàâëåíèå äâèãàòåëÿìè è ãåíåðàöèþ ñèãíàëîâ ØÈÌ.

Âûñîêàÿ èíòåãðàöèÿ Arduino TRE ðàñøèðÿåò ñïåêòð ïðèëîæåíèé

è ïîëó÷èòü äîñòóï ê öåëîìó ðÿäó ðàíåå íåäîñòóïíûõ êîììóíèêàöèîííûõ èíòåðôåéñîâ äëÿ ñîçäàíèÿ ïðèíöèïèàëüíî íîâûõ è ìîùíûõ ïðèëîæåíèé, îïèðàÿñü íà íàêîïëåííûé îïûò ðàáîòû ñ ïðîñòûì ÏÎ Arduino. Óïðàâëÿåìàÿ ïðîöåññîðîì Sitara ïëàòà Arduino TRE ñëóæèò ñåòåâûì õàáîì, ñïîñîáíûì ïîäêëþ÷èòüñÿ ê ìèëëèîíàì òðàäèöèîííûõ óçëîâ Arduino, âûâîäÿ ïîòðåáèòåëåé â ïåðâûå ðÿäû ïîëüçîâàòåëåé Èíòåðíåòà âåùåé. «Íà ðûíêå ïëàò ñ îòêðûòîé äîêóìåíòàöèåé íàçâàíèå Arduino óæå ïðèîáðåëî îãðîìíûé âåñ. Âûáðàâ ïðîöåññîð Sitara AM335x äëÿ Arduino TRE, ìû äàäèì ïîëüçîâàòåëÿì âñå ïðåèìóùåñòâà ýêñïîíåíöèàëüíî âûðîñøåé ñêîðîñòè ïðîöåññîðà, ðàáîòàþùåãî ïîä ïîëíîöåííîé Linux», – ñêàçàë ñîó÷ðåäèòåëü Arduino Ìàññèìî Áàíöè (Massimo Banzi). – «Â ðóêàõ ó íàøèõ êëèåíòîâ òåïåðü åñòü ìàñøòàáèðóåìàÿ ëèíåéêà, îò Uno, îñíîâàííîãî íà ìèêðîêîíòðîëëåðå, äî Linux-êîìïüþòåðà TRE».

Ïîëüçîâàòåëÿì Arduino âïåðâûå ïðåäîñòàâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü çàïóñòèòü Linux Èíòåãðèðîâàâ ïðîöåññîð Sitara AM335x â Arduino TRE, TI îòêðûëà äëÿ Arduino âõîä íà ïîïóëÿðíûé ðûíîê Linux-êîìïüþòåðîâ. Âïåðâûå ïîëüçîâàòåëè Arduino ñìîãóò îáîéòèñü áåç ÏÊ è, â òî æå âðåìÿ, ïîëüçîâàòüñÿ âñåìè ïðåèìóùåñòâàìè Linux è ðàçíîîáðàçíûõ êîììóíèêàöèîííûõ âîçìîæíîñòåé, òàêèõ êàê Ethernet, áåñïðîâîäíîå ðàäèî XBee, USB è CAN.  ðåçóëüòàòå ïîëüçîâàòåëÿì ñòàíóò äîñòóïíû áîëåå ñîâåðøåííûå ïðèëîæåíèÿ ñ ÆÊ äèñïëåÿìè âûñîêîãî ðàçðåøåíèÿ, àïïàðàòíûì óñêîðåíèåì ãðàôèêè è ðàñøèðåííûìè âîçìîæíîñòÿìè ïîäêëþ÷åíèÿ. Êðîìå òîãî, ïðîöåññîð AM335x ñîäåðæèò äâà 200ìåãàãåðöîâûõ 32-ðàçðÿäíûõ ïðîãðàììèðóå-

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

Arduino TRE ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé, ôàêòè÷åñêè, äâà Arduino â îäíîì: Linux-êîìïðüþòåð ñ ïðîöåññîðîì Sitara, ïëþñ «êëàññè÷åñêèé» Arduino íà îñíîâå AVR. Èíòåãðàöèÿ AVR äàåò âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàòü ñîâìåñòíî ñ Arduino TRE ìíîãî÷èñëåííûå ïëàòû ðàñøèðåíèÿ, ñîçäàííûå â ýêîñèñòåìå Arduino, è ñîçäàâàòü èííîâàöèîííûå ðåøåíèÿ äëÿ òàêèõ ïðèëîæåíèé, êàê 3D ïðèíòåðû, øëþçû ñèñòåì àâòîìàòèçàöèè è îñâåùåíèÿ çäàíèé, êîíöåíòðàòîðû ñèñòåì ñáîðà äàííûõ è äðóãèå óñòðîéñòâà, òðåáóþùèå óïðàâëåíèÿ ñî ñòîðîíû õîñò-óñòðîéñòâà è âûïîëíåíèÿ îïåðàöèé â ðåàëüíîì âðåìåíè. Ïðîèçâîäèòåëüíîñòü Linux-ïðîöåññîðà ïîçâîëÿåò âûïîëíÿòü âûñîêîïðîèçâîäèòåëüíûå êîìïüþòåðíûå ïðèëîæåíèÿ, ðåñóðñîåìêèå àëãîðèòìû è îáðàáàòûâàòü âûñîêîñêîðîñòíûå ïðîòîêîëû îáìåíà äàííûìè.

Ïðåäâàðèòåëüíûå òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè Ìèêðîêîíòðîëëåð ! Òèï: Atmel ATmega32u4 ! Òàêòîâàÿ ÷àñòîòà: 16 ÌÃö ! Ïàìÿòü: # Flash: 32 ÊÁ (ATmega32u4) # SRAM: 2.5 ÊÁ (ATmega32u4) # EEPROM: 1 ÊÁ (ATmega32u4) ! Öèôðîâûå ëèíèè ââîäà/âûâîäà (ëîãè÷åñêèå óðîâíè 5 Â): 14 ! ØÈÌ (ëîãè÷åñêèå óðîâíè 5 Â): 7 êàíàëîâ ! Àíàëîãîâûå âõîäû: 6 (ïëþñ 6 âõîäîâ, ìóëüòèïëåêñèðîâàííûõ ñ öèôðîâûìè ëèíèÿìè)

Ïðîöåññîð ! Ò è ï : Te x a s I n s t r u m e n t S i t a r a AM3359AZCZ100 (ARM Cortex-A8) ! Òàêòîâàÿ ÷àñòîòà: 1 ÃÃö ! SRAM: DDR3L 512 ÌÁàéò ! Ñåòü: Ethernet 10/100 ! USB: USB 2.0 óñòðîéñòâî – 1 ïîðò, USB 2.0 õîñò – 4 ïîðòà ! Âèäåî: HDMI (1920´1080)

ÍÎÂÎÑÒÈ

13


! Àóäèî: HDMI, ñòåðåî àíàëîãîâûå âõîä è âûõîä ! Öèôðîâûå ëèíèè ââîäà/âûâîäà (ëîãè÷åñêèå óðîâíè 3.3 Â): 12 ! ØÈÌ (ëîãè÷åñêèå óðîâíè 3.3 Â): 4 êàíàëà

Äîñòóïíîñòü Ïîÿâëåíèå Arduino TRE îæèäàåòñÿ âåñíîé 2014 ã. Ïëàòó ìîæíî áóäåò ïðèîáðåñòè íåïîñðåäñòâåííî íà ñàéòå arduino.cc èëè ó äèñòðèáüþòîðîâ Arduino.

! Êàðòà MicroSD

Íåäàâíî îáíàðóæåííûé ìåõàíèçì ïîçâîëÿåò ïðèâîäèòü â äâèæåíèå ìèêðîäâèãàòåëè Ìèíèàòþðíûå êëàñòåðû ÷àñòèö, â çàâèñèìîñòè îò ñâîåé ôîðìû, ìîãóò ïåðåìåùàòüñÿ âïåðåä, âðàùàòüñÿ âîêðóã îñè èëè äâèãàòüñÿ ïî êðóãó

Ó÷åíûå, èçó÷àþùèå ïîâåäåíèå ïëàòèíîâûõ ÷àñòèö, ïîãðóæåííûõ â ïåðåêèñü âîäîðîäà, âîçìîæíî, îáíàðóæèëè íîâûé ñïîñîá ïðèâåäåíèÿ â äâèæåíèå ìèêðîñêîïè÷åñêèõ ìàøèí. Ìèêðîìàøèíû ðàáîòàþò â óñëîâèÿõ, ñèëüíî îòëè÷àþùèõñÿ îò òåõ, â êîòîðûõ ôóíêöèîíèðóþò èõ ìàêðîðàçìåðíûå àíàëîãè. Âûñîêèé êîýôôèöèåíò îòíîøåíèÿ ïëîùàäè ïîâåðõíîñòè ê ìàññå êðîøå÷íûõ äâèãàòåëåé îçíà÷àåò, ÷òî äëÿ ïîääåðæàíèÿ äâèæåíèÿ èì òðåáóåòñÿ ïîñòîÿííàÿ âíåøíÿÿ ñèëà.  ïðîøëîì äëÿ ïðèëîæåíèÿ ñèëû ê äâèãàòåëÿì

èññëåäîâàòåëè ïîëàãàëèñü íà àñèììåòðè÷íûå õèìè÷åñêèå ðåàêöèè íà èõ ïîâåðõíîñòè. Íàïðèìåð, äâèãàòåëè ßíóñà ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ñôåðè÷åñêèå ÷àñòèöû, ñ êàæäîé ñòîðîíû ïîêðûòûå ðàçëè÷íûìè ìàòåðèàëàìè. Îäíà èç ñòîðîí, êàê ïðàâèëî, èçãîòàâëèâàåòñÿ èç êàòàëèçàòîðà, íàïðèìåð, èç ïëàòèíû. Ýòîò êàòàëèçàòîð óñêîðÿåò ðåàêöèþ, ðàçëàãàþùóþ ïåðåêèñü âîäîðîäà íà âîäó è êèñëîðîä. Ïðè ïîãðóæåíèè òàêîãî äâèãàòåëÿ â ïåðåêèñü âîäîðîäà ñî ñòîðîíû ïëàòèíû ïóçûðüêè êèñëîðîäà íà÷èíàþò ôîðìèðîâàòüñÿ áûñòðåå, ÷òî òîëêàåò ñôåðó âïåðåä.

Ìèêðîìîòîð

Ðàçëè÷íûå äâèæåíèÿ

Ìèêðîíàñîñ

Ìèêðîíîñèòåëü Êàòàëèòè÷åñêèå ÷àñòèöû

Ðåàãåíòû Ëåéêîöèòû

Áàêòåðèè

Ýòîò ðèñóíîê äåìîíñòðèðóåò âîçìîæíîå ïðèìåíåíèå õèìè÷åñêèõ ìèêðîäâèãàòåëåé. Èçîáðàæåíèå: Daigo Yamamoto/Doshisha

14

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


Îäíàêî ó÷åíûå Óíèâåðñèòåòà Äîøèøà (Doshisha University), èç ÿïîíñêîãî ãîðîäà Êèîòî, îáíàðóæèëè, ÷òî äëÿ ïðèâåäåíèÿ ìèêðîäâèãàòåëåé â äâèæåíèå äâóõñòîðîííèå ïîêðûòèÿ íå ÿâëÿþòñÿ íåîáõîäèìûìè. Èññëåäîâàòåëè ïîìåñòèëè â ïåðåêèñü âîäîðîäà êðîøå÷íûå ñôåðû, ñäåëàííûå òîëüêî èç ïëàòèíû, è íàáëþäàëè çà äâèæåíèåì ÷àñòèö ÷åðåç ìèêðîñêîï. È õîòÿ îòäåëüíûå ñôåðû ïåðåìåùàëèñü ñëó÷àéíûì îáðàçîì, ó÷åíûå çàìåòèëè, ÷òî ñêîïëåíèÿ ÷àñòèö íà÷èíàëè äâèãàòüñÿ óïîðÿäî÷åííûì îáðàçîì. Ñãóñòêè â ôîðìå êàïëè ïåðåìåùàëèñü âïåðåä, îáðàçîâàíèÿ, íàïîìèíàþùèå âåòðÿíûå ìåëüíèöû íà÷èíàëè âðàùàòüñÿ, à ñòðóêòóðû â ôîðìå áóìåðàíãà äâèãàëèñü ïî êðóãîâîé òðàåêòîðèè. Ïîñëå ñîçäàíèÿ òåîðåòè÷åñêîé ìîäåëè äâèæóùèõ ñèë èññëåäîâàòåëè ïîíÿëè, ÷òî ìîãóò îáúÿñíèòü óïîðÿäî÷åííûå äâèæåíèÿ àñèììåòðè÷íûì ïðèëîæåíèåì ñèë, âîçíèêàþùèì áëàãîäàðÿ ñëîæíûì ôîðìàì.

Ó÷åíûå ñîáèðàþòñÿ îáúåäèíèòü äâèãàòåëè íîâîãî òèïà ñ ñóùåñòâóþùèìè äâèãàòåëÿìè, ÷òîáû ñîçäàòü ëåãêî óïðàâëÿåìûå ìàøèíû, ñïîñîáíûå ê ðàçíûì âèäàì äâèæåíèÿ. Ìèêðî- è íàíîìàøèíû îäíàæäû ñìîãóò äîñòàâëÿòü ëåêàðñòâà ïî âñåìó îðãàíèçìó ÷åëîâåêà èëè ïîìîãàòü óïðàâëÿòü õèìè÷åñêèìè ðåàêöèÿìè, íî êîìàíäà ÿïîíñêèõ èññëåäîâàòåëåé òàêæå âèäèò áîëåå ôóíäàìåíòàëüíûå îñíîâàíèÿ äëÿ èçó÷åíèÿ òàêèõ êðîøå÷íûõ ñèñòåì. «Ìèêðîäâèãàòåëè ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû íå òîëüêî â êà÷åñòâå èñòî÷íèêà äâèæóùèõ ñèë äëÿ ìèêðîìàøèí è ìèêðîôàáðèê, íî îíè òàêæå ïîìîãóò íàì ïîíÿòü çàãàäî÷íûé ôåíîìåí æèçíè», – ñêàçàë Äàéãî ßìàìîòî (Daigo Yamamoto) èññëåäîâàòåëü èç Ëàáîðàòîðèè ìîëåêóëÿðíîé õèìè÷åñêîé èíæåíåðèè óíèâåðñèòåòà Äîøèøà è àâòîð ñòàòüè, îïèñûâàþùåé íîâûå ìèêðîäâèãàòåëè.

3D êîíòðîëëåð iMotion âîçìîæíî çàìåíèò ìûøü Nicole Lee Engadget

Åñëè âû ñ÷èòàåòå, ÷òî Kinect áûë çíà÷èòåëüíûì øàãîì âïåðåä íà ïóòè ñîçäàíèÿ 3D èíòåðôåéñîâ, è áûëè â âîñòîðãå îò âîçìîæíîñòåé ðàñïîçíàâàíèÿ æåñòîâ Leap Motion, òîãäà âàñ íàâåðíÿêà çàèíòåðåñóåò 3D êîíòðîëëåð iMotion. Îí ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íåáîëüøîå óñòðîéñòâî ñ çàêðóãëåííûìè êðàÿìè, êîòîðîå íàäåâàåòñÿ íà ðóêó êàê ïåð÷àòêà è ñîäåðæèò àêñåëåðîìåòðû, ãèðîñêîïû è òðè ñâåòîäèîäíûõ ñåíñîðà, êîòîðûå áóäóò âçàèìîäåéñòâîâàòü ñ ëþáîé ñòàíäàðòíîé âåáêàìåðîé äëÿ îïðåäåëåíèÿ ïîëîæåíèÿ òåëà

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

÷åëîâåêà â ïðîñòðàíñòâå. Ê êîíòðîëëåðó íå íóæíî ïðèîáðåòàòü íèêàêèõ äîïîëíèòåëüíûõ àêñåññóàðîâ. Åñëè íà âàøåì êîìïüþòåðå óñòàíîâëåíî ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå iMotion, òî âû ìîæåòå èñïîëüçîâàòü ýòîò êîíòðîëëåð ïðàêòè÷åñêè ñ ëþáûì ïðèëîæåíèåì. Òåì íå ìåíåå, ïðîèçâîäèòåëè ïëàíèðóþò âûïóñòèòü ïðîãðàììíûé íàáîð ðàçðàáîòêè (SDK), òàê ÷òî ðàçðàáîò÷èêè ñìîãóò èçìåíÿòü ñâîè ïðèëîæåíèÿ èëè èãðû äëÿ ðåàëèçàöèè äîïîëíèòåëüíûõ âîçìîæíîñòåé iMotion, òàêèõ, êàê ïîâûøåíèå òî÷íîñòè è òàêòèëüíàÿ îáðàòíàÿ ñâÿçü. Èçíà÷àëüíî òåõíîëîãèÿ áûëà ðàçðàáîòàíà íåñêîëüêî ëåò íàçàä ñèíãàïóðñêîé êîìïàíèåé Intellect Motion äëÿ ìåäèöèíñêèõ öåëåé, â ÷àñòíîñòè, äëÿ ðåàáèëèòàöèè ñïîðòñìåíîâ. Îäíàêî ãîä íàçàä ýòà êîìïàíèÿ íà÷àëà ïðîäâèãàòü ñâîþ ðàçðàáîòêó â ñôåðó êîìïüþòåðíûõ èãð è âûïóñòèëà ïðîòîòèï êîíòðîëëåðà, êîòîðûé âû ìîæåòå âèäåòü íà ôîòîãðàôèè.

ÍÎÂÎÑÒÈ

15


Òåïåðü Intellect Motion ãîòîâà ïåðåéòè ê ñëåäóþùåìó ýòàïó, äëÿ ÷åãî çàïóñòèëà íà Kickstarter êîìïàíèþ ïî âûâîäó iMotion íà ïîòðåáèòåëüñêèé ðûíîê. Èñïîëüçîâàòü iMotion èíòóèòèâíî ïðîñòî. Êóðñîð ïîâòîðÿåò äâèæåíèå ðóêè â ïðîñòðàíñòâå. Çàêðûâ ïàëüöàìè ëåâûé ñâåòîäèîä, ìîæíî ñèìóëèðîâàòü ëåâûé ùåë÷îê ìûøè. Ìîæíî íàñòðîèòü ýòó îïöèþ òàê, ÷òîáû áûëî äîñòàòî÷íî ëèøü ÷àñòè÷íîãî çàêðûòèÿ. Òàêæå èìåþòñÿ äîïîëíèòåëüíûå êíîïêè, ôóíêöèîíàëüíî àíàëîãè÷íûå ïðàâîé è öåíòðàëüíîé êíîïêàì ìûøè. Îäèí èç ñîó÷ðåäèòåëåé Intellect Motion Àëåêñ Õðîìåíêîâ (Alex Khromenkov) ïðîäåìîíñòðèðîâàë ðàáîòó iMotion íà ïðèìåðå øóòåðà îò ïåðâîãî ëèöà Xonotic. Îí ïîêàçàë, ÷òî ìîæíî ïåðåìåùàòüñÿ â èãðîâîì ïðîñòðàíñòâå, ïðèáëèæàÿ è óäàëÿÿ ðóêó îò êàìåðû. Õðîìåíêîâ îòìåòèë, ÷òî îêîí÷àòåëüíûé âàðèàíò áóäåò èìåòü ðåãóëèðóåìûå òåêñòèëüíûå çàñòåæêè Velcro. Íà îáðàòíîé ñòîðîíå iMotion èìåþòñÿ ÷åòûðå âèáðèðóþùèå ïëîùàäêè, íåîáõîäèìûå äëÿ ðåàëèçàöèè òàêòèëüíîé îáðàòíîé ñâÿçè. Íî, êàê óïîìèíàëîñü ðàíåå, ýòà ôóíêöèÿ áóäåò äîñòóïíà, åñëè ðàçðàáîò÷èêè âêëþ÷àò iMotion SDK â ñâîå ïðèëîæåíèå èëè èãðó. Òîãäà ìîæíî áóäåò

îïðåäåëÿòü, íàïðèìåð, ñ êàêîé ñòîðîíû ñòðåëÿþò ïî èãðîâîìó ïåðñîíàæó áëàãîäàðÿ âèáðàöèè îïðåäåëåííûõ ïðîêëàäîê. Õðîìåíêîâ ñêàçàë, ÷òî áîëåå 100 ðàçðàáîò÷èêîâ óæå ïîäïèñàëèñü íà SDK, ïîýòîìó â áóäóùåì ìîæíî áóäåò óâèäåòü åùå áîëüøå ïðèìåðîâ èñïîëüçîâàíèÿ iMotion.

Äëÿ òîãî, ÷òîáû âûâåñòè iMotion íà ïîòðåáèòåëüñêèé ðûíîê, êîìïàíèÿ ïëàíèðóåò ñîáðàòü íà Kickstarter $100,000. Êîíå÷íàÿ ðîçíè÷íàÿ öåíà ïðîäóêòà áóäåò ïîðÿäêà $79. Ëþáîé, êòî êóïèò êîíòðîëëåð, ïîëó÷èò äîñòóï ê SDK, ÷òî ïîçâîëèò åìó ñîçäàâàòü ñîâìåñòèìûå ñ iMotion ïðèëîæåíèÿ ïîä iOS, Windows èëè Linux.

Coilcraft àíîíñèðîâàëà ñàìóþ ìèíèàòþðíóþ â îòðàñëè ñåðèþ òðàíñôîðìàòîðîâ ñ ìåæâèòêîâîé èçîëÿöèåé 1500  Raj Joshi Electronic Specifier Coilcraft àíîíñèðîâàëà íîâóþ ñåðèþ ìèíèàòþðíûõ òðàíñôîðìàòîðîâ äëÿ îáðàòíîõîäîâûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé, ïîëó÷èâøóþ îáîçíà÷åíèå LPD5030V. Òðàíñôîðìàòîðû ñ îòíîøåíèåì âèòêîâ 1:1 è êîýôôèöèåíòîì ñâÿçè ìèíèìóì 0.97 âûïóñêàþòñÿ â ñàìûõ ìèíèàòþðíûõ êîðïóñàõ ñðåäè ïðèáîðîâ ñ ýëåêòðè÷åñêîé ïðî÷íîñòüþ ìåæâèòêîâîé èçîëÿöèè 1500  DC (1000  ñ.ê.ç.). Ïðè ðàçìåðàõ âñåãî 4.8 ´ 4.8 ´ 2.9 ìì êîìïàêòíûå íèçêîïðîôèëüíûå òðàíñôîðìàòîðû ñåðèè LPD5030V áóäóò íåäîðîãèì è ýôôåêòèâíûì ðåøåíèåì äëÿ èçîëèðîâàííûõ ñõåì âûñîêîé ïëîòíîñòè. Íîâûå òðàíñôîðìàòîðû

16

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


Coilcraft âûïóñêàþòñÿ ñ èíäóêòèâíîñòÿìè îò 4.7 äî 220 ìêÃí è ðàáî÷èìè òîêàìè äî 1.9 À. LPD5030V ìîãóò òàêæå ïðèìåíÿòüñÿ â êà÷åñòâå ñâÿçàííûõ ýêðàíèðîâàííûõ ñèëîâûõ èíäóêòèâíîñòåé â ïðåîáðàçîâàòåëÿõ ñ òîïîëîãèåé SEPIC, èëè â êà÷åñòâå äðîññåëåé îáùåãî íàçíà÷åíèÿ.

Áëàãîäàðÿ óíèêàëüíîé êîíñòðóêöèè LPD5030V áûëè âíåñåíû â ïåðå÷åíü èçäåëèé, ðàçðåøåííûõ äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â öåïÿõ áåçîïàñíîãî ñâåðõíèçêîãî íàïðÿæåíèÿ (SELV) â îáîðóäîâàíèè, ïîäêëþ÷àåìîì ê òåëåêîììóíèêàöèîííûì ñåòÿì (TNV-1).  ñîîòâåòñòâèè ñ ýòèì, ìàêñèìàëüíîå ôóíêöèîíàëüíîå íàïðÿæåíèå èçîëÿöèè òðàíñôîðìàòîðîâ ñîñòàâëÿåò 60  DC, äîïóñòèìûå ïèêîâûå íàïðÿæåíèÿ âõîä-âûõîä – 42.4 Â, à ðàáî÷èå íàïðÿæåíèÿ – äî 210 Â. Íîâûå òðàíñôîðìàòîðû íå ñîäåðæàò ãàëîãåíîâ è

ñîîòâåòñòâóþò òðåáîâàíèÿì äèðåêòèâû RoHS.

Îñíîâíûå îñîáåííîñòè ! Òðàíñôîðìàòîð îáðàòíîõîäîâîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ ñ êîýôôèöèåíòîì òðàíñôîðìàöèè 1:1 è ìåæâèòêîâîé èçîëÿöèåé 1500 Â DC (1000  ñ.ê.ç.) ! Ôóíêöèîíàëüíàÿ áåçîïàñíîñòü, îòâå÷àþùàÿ òðåáîâàíèÿì UL ! Ãàáàðèòû 4.8 ´ 4.8 ´ 2.9 ìì ! Ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ â êà÷åñòâå ñâÿçàííûõ ýêðàíèðîâàííûõ ñèëîâûõ èíäóêòèâíîñòåé â ïðåîáðàçîâàòåëÿõ ñ òîïîëîãèåé SEPIC, èëè â êà÷åñòâå äðîññåëåé îáùåãî íàçíà÷åíèÿ ! Îòëè÷íûé êîýôôèöèåíò ñâÿçè: 0.97 èëè áîëüøå ! Ñîîòâåòñòâóþò òðåáîâàíèÿì äèðåêòèâû RoHS, íå ñîäåðæàò ãàëîãåíîâ ! Âûäåðæèâàþò ñòàíäàðòíóþ ïðîöåäóðó ïàéêè ïðè òåìïåðàòóðå 260 °C.

Öåíû è äîñòóïíîñòü Â ïàðòèÿõ èç 1500 òðàíñôîðìàòîðîâ LPD5030V ïðîäàþòñÿ ïî öåíå $1.17 çà øòóêó. Èçäåëèÿ îòãðóæàþòñÿ ñî ñêëàäà íåìåäëåííî. Äëÿ ñîçäàíèÿ ïðîòîòèïîâ íà âåá-ñàéòå Coilcraft ìîæíî çàïðîñèòü îáðàçöû òðàíñôîðìàòîðîâ, êîòîðûå áóäóò îòãðóæåíû â òîò æå äåíü.

Íîâûå ñèëîâûå òðàíçèñòîðû International Rectifier ïîâûøàþò ïëîòíîñòü ìîùíîñòè â óñòðîéñòâàõ àâòîýëåêòðîíèêè International Rectifier (IR) îáúÿâèëà î ïîÿâëåíèè â ñåìåéñòâå DirectFET2 ñèëîâûõ MOSFET AUIRF8736M2, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ îñîáî òÿæåëûõ óñëîâèé ýêñïëóàòàöèè â óñòðîéñòâàõ àâòîìîáèëüíîé ýëåêòðîíèêè, âêëþ÷àÿ ýëåêòðîóñèëèòåëè ðóëÿ, òîðìîçíûå ñèñòåìû è íàñîñû, òðåáóþùèå îñîáî âûñîêîé ïëîòíîñòè ìîùíîñòè ïðè êîìïàêòíûõ ðàçìåðàõ. Îñíîâàííûå íà îòðàáîòàííîé IR êðåìíèåâîé òåõíîëîãèè COOLiRFET, 40-âîëüòîâûå òðàíçèñòîðû AUIRF8736M2 èìåþò ñîïðîòèâëåíèå îòêðûòîãî êàíàëà RDS(ON) íà 40% ìåíüøåå, ÷åì ó ïðèáîðîâ ïðåäûäóùåãî ïîêîëå-

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

íèÿ, ÷òî ïîçâîëèò çíà÷èòåëüíî ñîêðàòèòü ïîòåðè ïðîâîäèìîñòè. Ìîùíûé êîðïóñ Medium Can DirectFET2 ñ äâóõñòîðîííèì îõëàæäåíèåì îòëè÷àåòñÿ âåëèêîëåïíûìè òåìïåðàòóðíûìè õàðàêòåðèñòèêàìè è íèçêîé ïàðàçèòíîé èíäóêòèâíîñòüþ. Óñòðîéñòâî ñîîòâåòñòâóåò òðåáîâàíèÿì àâòîìîáèëüíûõ ñòàíäàðòîâ AEC-Q101, íå ñîäåðæèò âðåäíûõ äëÿ îêðóæàþùåé ñðåäû âåùåñòâ è âõîäèò â êàòåãîðèþ ïðèáîðîâ, âûïóñêàåìûõ IR â ðàìêàõ îáúÿâëåííîé èíèöèàòèâû «Íîëü äåôåêòîâ äëÿ ïðèáîðîâ àâòîýëåêòðîíèêè».

ÍÎÂÎÑÒÈ

17


Òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè Ïðèáîð AUIRF8736M2

Êîðïóñ DF2 M Can

VDS(ON) 40 Â

Äîñòóïíîñòü è öåíà Öåíà îäíîãî òðàíçèñòîðà AUIRF8736M2 íà÷èíàåòñÿ ñ $0.82 ïðè ïîêóïêå îò 10,000 ïðè-

18

RDS(ON) (òèï.)

RDS(ON) (ìàêñ.)

ID

QG (òèï.)

1.3 ìÎì

1.9 ìÎì

137 À

136 íÊ

áîðîâ. Ïðîäóêöèÿ îòãðóæàåòñÿ ñî ñêëàäà íåìåäëåííî.

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


Ñèñòåìû ñáîðà ýíåðãèè âûõîäÿò íà øèðîêóþ äîðîãó Nancy Friedrich Microwaves & RF

ÝÝôôåêòèâíîñòü è äðóãèå ðàáî÷èå õàðàêòåðèñòèêè áåñïðîâîäíûõ äàò÷èêîâ ïîñòîÿííî ïîâûøàþòñÿ, à âîïðîñû îáåñïå÷åíèÿ àâòîíîìíûõ óñòðîéñòâ ýíåðãèåé âûõîäÿò çà ðàìêè óçêîé íèøè è ïðîíèêàþò â ïîâñåäíåâíûå ïðèëîæåíèÿ. Ýíåðãèÿ – ñîëíå÷íàÿ, òåïëîâàÿ, ïüåçîýëåêòðè÷åñêàÿ èëè ýëåêòðîìàãíèòíàÿ – îêðóæàåò íàñ ñî âñåõ ñòîðîí. «Ñîáèðàÿ» õîòÿ áû íåáîëüøóþ åå ÷àñòü, èíæèíèðèíãîâûå êîìïàíèè ìîãóò ðàñøèðèòü âíåäðåíèå ñåíñîðíûõ òåõíîëîãèé, íàïðàâëåííûõ íà îáåñïå÷åíèå âñåîáùåãî áëàãà. Ïîäîáíûå ñåíñîðíûå ïðèëîæåíèÿ âêëþ÷àþò ðàçëè÷íûå íîñèìûå ìåäèöèíñêèå ñðåäñòâà äèàãíîñòèêè è íàáëþäåíèÿ, àâèàöèîííûå è àâòîìîáèëüíûå ôóíêöèîíàëüíûå ìîíèòîðû, à òàêæå òåõíè÷åñêèå ñðåäñòâà óäàëåííîãî ó÷åòà ïîòðåáëåííîãî ãàçà, òåïëîâîé è ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè. Âîçìîæíîñòü èçâëå÷åíèÿ ýíåðãèè èç ðàçíîîáðàçíûõ èñòî÷íèêîâ ïîçâîëèò óëó÷øèòü ìåäèöèíñêîå îáñëóæèâàíèå â ðàéîíàõ ñ ïëîõî ðàçâèòîé èíôðàñòðóêòóðîé, íàïðèìåð, â ñåëüñêîé ìåñòíîñòè. Ãëîáàëüíîå ðàçâèòèå äàííîãî íàïðàâëåíèÿ ýëåêòðîíèêè ïîääåðæèâàåòñÿ âñå áóëüøèì ÷èñëîì òåõíè÷åñêèõ ñðåäñòâ – îò ñïåöèàëèçèðîâàííûõ èíòåãðàëüíûõ ìèêðîñõåì, äî àêòèâíûõ è ïàññèâíûõ äèñêðåòíûõ êîìïîíåíòîâ. Ïðèìåðû ìîæíî íàéòè ñðåäè êîìïîíåíòîâ ãîòîâûõ îòëàäî÷íûõ ìîäóëåé «Energy Harvesting Solution To Go» êîìïàíèé Energy Micro, Linear Technology è Würth Elektronik. Äâà áàçîâûõ êîìïîíåíòà ýòèõ êîìïëåêòîâ – ïëàòà ñáîðà ýíåðãèè è ñòàðòîâûé íàáîð Giant

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

Gecko. Îáà ýëåìåíòà ñîäåðæàò ïàññèâíûå êîìïîíåíòû îò Würth Elektronik. Íàïðèìåð, òðàíñôîðìàòîðû WE-EHPI, ñïåöèàëüíî ðàçðàáîòàííûå äëÿ óñòðîéñòâ ñáîðà ýíåðãèè èç îêðóæàþùåé ñðåäû, îòëè÷àþòñÿ âûñîêîé ýôôåêòèâíîñòüþ áëàãîäàðÿ íèçêîìó àêòèâíîìó ñîïðîòèâëåíèþ îáìîòîê è ñåðäå÷íèêó, ðàçðàáîòàííîìó ñïåöèàëüíî äëÿ æåñòêèõ óñëîâèé ýêñïëóàòàöèè. Ýôôåêòèâíîå ïîäàâëåíèå ýëåêòðîìàãíèòíûõ ïîìåõ ðåàëèçóåòñÿ ñ ïîìîùüþ SMD ôåððèòîâûõ ôèëüòðîâ ó êàæäîãî âûâîäà òðàíñôîðìàòîðà.

Ðèñóíîê 1. Ìíîãîöåëåâàÿ ïëàòà ñáîðà ýíåðãèè êîìïàíèè Linear Technology.

Ìíîãîöåëåâàÿ ïëàòà ñáîðà ýíåðãèè (Ðèñóíîê 1) âûïóñêàåòñÿ ñ ÷åòûðüìÿ ïðåîáðàçîâàòåëÿìè íàïðÿæåíèÿ îò Linear Technology, êàæäûé èç êîòîðûõ îïòèìèçèðîâàí äëÿ ðàçëè÷íûõ èñòî÷íèêîâ ýíåðãèè. Íàïðèìåð, ìèêðîñõåìà LTC3588 ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ èñòî÷íèêîâ ïåðåìåííîãî òîêà ñ íàïðÿæåíèåì äî 20 Â, òàêèõ êàê ïüåçîýëåêòðè÷åñêèå è èíäóêòèâíûå

ÑÒÀÒÜÈ

19


Ðèñóíîê 2. Ñòàðòîâûé íàáîð EFM32 Giant Gecko Starter Kit.

ýëåêòðîãåíåðàòîðû.  ñîñòàâ ñòàðòîâîãî íàáîðà Giant Gecko Starter Kit (Ðèñóíîê 2) âõîäèò ìèêðîêîíòðîëëåð (ÌÊ) EFM32GG990F1024, â àêòèâíîì ðåæèìå ïîòðåáëÿþùèé âñåãî 200 ìêA/MÃö. ßäðî ARM Cortex M3 ýòîãî ÌÊ ðàáîòàåò íà ÷àñòîòå äî 48 ÌÃö. ÌÊ èìååò 1024 ÊÁ Flash ïàìÿòè, 128 ÊÁ RAM, èíòåðôåéñ USB, êîíòðîëëåð ÆÊÈ, à òàêæå ñåíñîðíûé èíòåðôåéñ LESENCE. Åñëè ïîñìîòðåòü íà ðàçëè÷íûõ ïîäõîäû, ðåàëèçîâàííûå â ñðåäñòâàõ èçâëå÷åíèÿ ýíåðãèè, ñòàíåò ïîíÿòíî, ÷òî äàííûé êîìïëåêò ñîäåðæèò âñå íåîáõîäèìîå äëÿ íà÷àëà ïîëíîöåííîé ðàáîòû.  ñëó÷àå áåñïðîâîäíûõ ïðèëîæåíèé ìàëîãî ðàäèóñà äåéñòâèÿ, íàïðèìåð, â óçëàõ äàò÷èêîâ, ïîëó÷àþùèõ ýíåðãèþ îò âíåøíèõ èñòî÷íèêîâ, èñïîëüçóþòñÿ äåøåâûå ìèêðîñõåìû, âûïîëíÿþùèå ôóíêöèè èçìåðåíèÿ, îáðàáîòêè ñèãíàëîâ, ñáîðà äàííûõ è êîììóíèêàöèé. Êàæäûé óçåë òàêèõ ñèñòåì ñíàáæåí ìàëîìîùíûì áåñïðîâîäíûì èíòåðôåéñîì. Áîëüøèíñòâî àâòîíîìíûõ äàò÷èêîâ èìååò ñòðóêòóðó, ïîäîáíóþ èçîáðàæåííîé íà Ðèñóíêå 3. Ôóíêöèè îñíîâíûõ áëîêîâ çàêëþ÷àþòñÿ â ñëåäóþùåì: ! äàò÷èê èçìåðÿåò è ñîáèðàåò ëþáîå êîëè÷åñòâî ïàðàìåòðîâ îêðóæàþùåé ñðåäû, íåîáõîäèìûõ â êîíêðåòíîì ïðèëîæåíèè;

! ïðåîáðàçîâàòåëü êîíâåðòèðóåò êàêîéëèáî âèä ýíåðãèè â ýëåêòðè÷åñêóþ; ! ìîäóëü óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì ñòàáèëèçèðóåò, ïåðåíàïðàâëÿåò è çàïàñàåò ïîëó÷åííóþ ýíåðãèþ; ! ÌÊ îáðàáàòûâàåò ïîëó÷åííûå îò ïåðâè÷íûõ äàò÷èêîâ ñèãíàëû è ïîääåðæèâàåò ñâÿçü ñ äðóãèìè óçëàìè ñèñòåìû ÷åðåç ðàäèîêàíàë; ! ïðèåìíèê ñèãíàëà ïðîáóæäåíèÿ ïðèíèìàåò âíåøíèé çàïðîñ íà âûâîä äàò÷èêà èç ñïÿùåãî ðåæèìà. Îäíàêî êëþ÷åâîé îñîáåííîñòüþ ïîäîáíûõ ñèñòåì ÿâëÿåòñÿ íå ïðîñòî òî, êàê ðàçëè÷íûå ÷àñòè ñîåäèíåíû ìåæäó ñîáîé. Óñòðîéñòâà èçâëå÷åíèÿ ýíåðãèè ïðåäúÿâëÿþò î÷åíü ñåðüåçíûå òðåáîâàíèÿ ê êàæäîìó îòäåëüíîìó êîìïîíåíòó, â ÷àñòíîñòè, ïî ïîòðåáëÿåìîé ìîùíîñòè è ýôôåêòèâíîñòè. Òàê, äëÿ òîãî, ÷òîáû ïðîäëèòü ñðîê ñëóæáû èñòî÷íèêà ýíåðãèè, ÌÊ è ðàäèîìîäóëü äîëæíû ðàáîòàòü â ðåæèìàõ ñ ìèíèìàëüíûì ïîòðåáëåíèåì âñåãäà, êîãäà ýòî âîçìîæíî. Çà ïîñëåäíèå ãîäû ïðîèçâîäèòåëè ÌÊ è ðàäèî÷àñòîòíûõ ìèêðîñõåì èíâåñòèðîâàëè áîëüøèå ñðåäñòâà â ðàçðàáîòêó è ïðîèçâîäñòâî ìàëîïîòðåáëÿþùèõ ïðèáîðîâ, êîòîðûå ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ â áåñïðîâîäíûõ ñåíñîðíûõ óçëàõ ìàëîãî ðàäèóñà äåéñòâèÿ ñ ïèòàíèåì îò èçâëåêàåìîé ýíåðãèè.  êà÷åñòâå ïðèìåðà ìîæíî ïðèâåñòè Â× ìîäóëè è ÌÊ, ñïîñîáíûå ðàáîòàòü ïðè íàïðÿæåíèè ïèòàíèÿ 1.8 Â, ÷òî äàåò âîçìîæíîñòü äîñòè÷ü â áåñïðîâîäíîì óñòðîéñòâå óëüòðàíèçêîãî ïîòðåáëåíèÿ ìîùíîñòè. Íåîáõîäèìî òàêæå, ÷òîáû ìèêðîêîíòðîëëåð áûë ñïîñîáåí áûñòðî ïåðåõîäèòü èç ñïÿùåãî ðåæèìà â àêòèâíûé ðåæèì. Ýòî óìåíüøàåò ïîòðåáëåíèå òîêà ìåæäó ïåðåäà÷åé è ïðèåìîì èíôîðìàöèè, à çíà÷èò, ýêîíîìèò çàïàñû ýëåêòðîýíåðãèè. Êëþ÷îì ê áîëåå ýêî-

Íàêîïèòåëü ýíåðãèè

Ïðèåìíê ñèãíàëà ïðîáóæäåíèÿ

Óïðàâëåíèå ïèòàíèåì Ñóá-ãèãàãåðöîâîå óëüòðà ìàëîìîùíîå ðàäèî

8- èëè 16ðàçðÿäíûé ÌÊ Äàò÷èê ïðèëîæåíèÿ

20

Ðèñóíîê 3. Áàçîâàÿ ñòðóêòóðà àâòîíîìíîãî áåñïðîâîäíîãî äàò÷èêà. Âûõîä ïåðâè÷íîãî äàò÷èêà, êàê ïðàâèëî, ñîåäèíåí ñ ÌÊ, êîòîðûé îáðàáàòûâàåò ïîëó÷åííóþ èíôîðìàöèþ (ò.å., äàííûå î òåìïåðàòóðå, äàâëåíèè, óñêîðåíèè è ò.ä.).

Ïðåîáðàçîâàòåëü ýíåðãèè (òåðìî, ñîëíå÷íîé, ñâåòîâîé, Â×, ïüåçî è äð.)

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


Òàáëèöà 1. Ñðàâíèòåëüíûå õàðàêòåðèñòèêè ðàçëè÷íûõ èñòî÷íèêîâ ýíåðãèè (ïî äàííûì Texas Instruments) Èñòî÷íèê ýíåðãèè Ñâåò Òåìïåðàòóðà Âèáðàöèÿ Ðàäèîâîëíû

Õàðàêòåðèñòèêè Íà óëèöå  ïîìåùåíèè ×åëîâåê Îáîðóäîâàíèå ×åëîâåê (~Ãö) Ìàøèíà (~êÃö) GSM 900 ÌÃö WiFi

10…24% ~0.1% ~3% 25…50% ~50%

íîìè÷íîé àðõèòåêòóðå Â× óñòðîéñòâ ÿâëÿåòñÿ òðåáîâàíèå ñíèæåíèÿ ìîùíîñòè ïðè ïåðåäà÷å è ïðèåìå ïàêåòîâ äàííûõ. Ñèñòåìû ñáîðà ýíåðãèè òàêæå íóæäàþòñÿ â óñòîé÷èâûõ ïðîòîêîëàõ ïåðåäà÷è èíôîðìàöèè. Ìèíèìèçàöèÿ îøèáîê ïðè ïàêåòíîì îáìåíå äàííûìè ñíèæàåò âðåìÿ ðàáîòû óñòðîéñòâ â ýôèðå, à çíà÷èò, ñíèæàåòñÿ åæåäíåâíî íåîáõîäèìàÿ «ïîðöèÿ» ýíåðãèè, ñîáðàííàÿ ïðåîáðàçîâàòåëåì èç îêðóæàþùåé ñðåäû. Íå ìåíüøåå çíà÷åíèå èìåþò è âîïðîñû, ñâÿçàííûå ñî ñòðóêòóðîé ñåòåé áåñïðîâîäíûõ äàò÷èêîâ. Íàïðèìåð, áîëüøèíñòâî òàêèõ ñåòåé ðàáîòàåò â öèêëè÷åñêîì ðåæèìå, ÷òî áåðåæåò ýíåðãèþ è îãðàíè÷èâàåò ïðîñòðàíñòâî ðàäèî÷àñòîò, íî ïîðîæäàåò âñïëåñêè ïîòðåáëÿåìîãî äàò÷èêàìè òîêà. Íèçêèå óðîâíè ïèêîâ ïîòðåáëåíèÿ ðàäèî òðàíñèâåðîâ ñíèæàþò îñòðîòó ïðîáëåìû ðàçðàáîòêè èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ àâòîíîìíûõ äàò÷èêîâ. Ýòè îãðàíè÷åíèÿ åùå âàæíåå äëÿ äàò÷èêîâ, ïèòàíèå êîòîðûõ ïîëíîñòüþ îñíîâàíî íà ñáîðå âíåøíåé ýíåðãèè. ×àñòî ïåðâè÷íûå ïðåîáðàçîâàòåëè ýíåðãèè èìåþò âûõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå íàìíîãî áîëüøåå, ÷åì àêêóìóëÿòîðû. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ìèêðîìîùíûé óçåë óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì äîëæåí íå òîëüêî óïðàâëÿòü ðàñïðåäåëåíèåì ýíåðãèè ìåæäó ïðåîáðàçîâàòåëåì è äàò÷èêîì, íî è êîíâåðòèðîâàòü èìïåäàíñ èñòî÷íèêà. Íåçàâèñèìî îò ìåòîäîâ è òåõíîëîãèè ïîñòðîåíèÿ ñèñòåì ñáîðà ýíåðãèè, âñå ðåøåíèÿ ïîä÷èíåíû ãëàâíîé öåëè – ìàêñèìàëüíîìó óâåëè÷åíèþ ýêîíîìè÷íîñòè, ÷òîáû ïåðåäàâàòü èíôîðìàöèþ êàê ìîæíî ÷àùå. Îäíàêî êàæäàÿ òåõíîëîãèÿ ñáîðà èìååò äîñòàòî÷íî óçêèå ïðåäåëû èñïîëüçîâàíèÿ. Ñåãîäíÿ íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûìè ÿâëÿþòñÿ ïðåîáðàçîâàòåëè ñîëíå÷íîé ýíåðãèè, òàê êàê ðàáîòàþò ñ ýôôåêòèâíîñòüþ îò 25% äî 50% íà

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

Ýôôåêòèâíîñòü

Ñîáèðàåìàÿ ìîùíîñòü 100 ìÂò/ñì2 100 ìêÂò/ñì2 60 ìêÂò/ñì2 ~1…10 ìÂò/ñì2 ~4 ìêÂò/ñì3 ~800 ìêÂò/ñì3 0.1 ìêÂò/ñì2 0.001 ìêÂò/ñì2

ñì2 (Òàáëèöà 1). Ñëåäñòâèåì øèðîêîãî ðàñïðîñòðàíåíèÿ ôîòîãàëüâàíè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ áóäåò ïîñòîÿííîå ñíèæåíèå èõ öåíû â ïåðåñ÷åòå íà ñì2.

Ñîâðåìåííîå ñîñòîÿíèå òåõíîëîãèè èçâëå÷åíèÿ ýíåðãèè ðàäèîâîëí Ñèñòåìû ñáîðà ýíåðãèè ðàäèîâîëí ïîêà îñòàþòñÿ, â îñíîâíîì, ïðåäìåòîì ëàáîðàòîðíûõ èññëåäîâàíèé, à â êà÷åñòâå ñàìîñòîÿòåëüíîãî ðåøåíèÿ åùå íå ïîëó÷èëè øèðîêîãî ðàñïðîñòðàíåíèÿ. Ñèñòåìû èçâëå÷åíèÿ ðàäèî÷àñòîòíîé ýíåðãèè ñóùåñòâåííî îòëè÷àþòñÿ îò âñåõ îñòàëüíûõ. Ôóíêöèîíàëüíî îíè äåëÿòñÿ íà äâå ÷àñòè: ! ïðèåìíèê, èìåþùèé íàñòðàèâàåìóþ àíòåííó, âûïðÿìèòåëü, íàêîïèòåëüíûé ýëåìåíò (êîíäåíñàòîð), DC/DC ïðåîáðàçîâàòåëü; ! ïåðåäàò÷èê, íàïðàâëÿþùèé ýíåðãèþ ðàäèîâîëí, íàïðèìåð, ïî òåõíîëîãèè êîìïàíèè PowerCast, èëè æå âíåøíèé èñòî÷íèê ýëåêòðîìàãíèòíîãî èçëó÷åíèÿ (WiFi, ñîòîâàÿ ñâÿçü èëè ðàäèî). Òèïè÷íàÿ ñèñòåìà ñáîðà ýëåêòðîìàãíèòíîé ýíåðãèè ñîñòîèò èç ÷åòûðåõ êîìïîíåíòîâ: íàñòðàèâàåìîé àíòåííû, ýëåìåíòà, íàêàïëèâàþùåãî âõîäíóþ ýíåðãèþ, ñõåìû óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì è âûõîäíîãî àêêóìóëÿòîðà. Ïîäîáíî äðóãèì ñèñòåìàì àíàëîãè÷íîãî íàçíà÷åíèÿ, óñòðîéñòâà ñáîðà ýíåðãèè ðàäèîâîëí íóæäàþòñÿ â óëó÷øåíèè ìíîæåñòâà õàðàêòåðèñòèê. Èç ñïèñêà òðåáóþùèõ ïåðâîî÷åðåäíîãî ðåøåíèÿ çàäà÷ (ìíîãèå èç êîòîðûõ óæå âîïëîùàþòñÿ) ìîæíî âûäåëèòü: ! âîïðîñû èñïîëüçîâàíèÿ èñòî÷íèêîâ íàïðàâëåííûõ ðàäèîâîëí âìåñòî ýíåðãèè îêðóæàþùåãî ýëåêòðîìàãíèòíîãî «ôîíà»,

ÑÒÀÒÜÈ

21


! ñîâåðøåíñòâîâàíèå DC/DC ïðåîáðàçîâàòåëåé â ÷àñòè ïîâûøåíèÿ èõ ýôôåêòèâíîñòè è ñíèæåíèÿ òîêà ïîêîÿ, ! ðàçðàáîòêó áîëåå ìàëîïîòðåáëÿþùèõ ìèêðîêîíòðîëëåðîâ è ðàäèî÷àñòîòíûõ ïðèåìîïåðåäàò÷èêîâ. Ñóùåñòâåííî óëó÷øèòü òàêèå ñèñòåìû ìîæåò èíäóñòðèÿ ïðîèçâîäñòâà Â× è ÑÂ× ïðîäóêöèè, âûâîäÿ íà ðûíîê íîâûå ýêîíîìè÷íûå ïðèåìîïåðåäàò÷èêè. Íî äàæå ñîîòâåòñòâóþùèå ïåðå÷èñëåííûì òðåáîâàíèÿì ñèñòåìû ñ íàïðàâëåííîé ïåðåäà÷åé Â× ýíåðãèè îñòàþòñÿ óçêîñïåöèàëèçèðîâàííûìè. Òå æå èç íèõ, ÷òî èñïîëüçóþò «ôîíîâûå» ðàäèîâîëíû, ïðîèãðûâàþò ôîòîãàëüâàíè÷åñêèì èëè òåïëîâûì ñèñòåìàì ñáîðà ýíåðãèè ïî ïîêàçàòåëÿì îòáèðàåìîé ìîùíîñòè. Òåõíîëîãèè ñáîðà ýíåðãèè ðàäèîâîëí äîëæíû ïîáîðîòü åùå îäèí íåäîñòàòîê, òèïè÷íûé äëÿ ðàäèîñèñòåì – îãðàíè÷åíèå ðàäèóñà äåéñòâèÿ, îáóñëîâëåííîå âëèÿíèåì çäàíèé, âçàèìíûì ðàñïîëîæåíèåì è äðóãèìè ïðè÷èíàìè. Ïîêà òåõíîëîãèè ñáîðà ýíåðãèè ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí åùå òîëüêî íà÷èíàþò ïðîáèâàòü ñåáå äîðîãó, ñèñòåìû èçâëå÷åíèÿ ýíåðãèè èç äðóãèõ èñòî÷íèêîâ çàõâàòûâàþò âñå íîâûå îáëàñòè èñïîëüçîâàíèÿ. Íàïðèìåð, ñîëíå÷íûå ïàíåëè ñ òå÷åíèåì âðåìåíè áóäóò òîëüêî ïîâûøàòü ñâîþ ýôôåêòèâíîñòü è èñïîëüçîâàòüñÿ êàê âíóòðè, òàê è ñíàðóæè ïîìåùåíèé, ò.å. âåçäå, ãäå åñòü èñòî÷íèê îñâåùåíèÿ. Óñòðîéñòâà ñáîðà òåïëîâîé ýíåðãèè íàõîäÿò ïðèìåíåíèå â ñèñòåìàõ àâòîìàòèçàöèè çäàíèé, òàì, ãäå ìîæíî ìàêñèìèçèðîâàòü ðàçíèöó òåìïåðàòóð âíóòðè è ñíàðóæè ïîìåùåíèé, íàïðèìåð íà îêíàõ. Òåïëîâûå ïðåîáðàçîâàòåëè èñïîëüçóþòñÿ è êàê èñòî÷íèêè ïèòàíèÿ äëÿ ðàçëè÷íûõ íàòåëüíûõ óñòðîéñòâ ìåäèöèíñêîãî íàçíà÷åíèÿ. Îáîáùàÿ, ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî ñèñòåìû ñáîðà ýíåðãèè èìåþò áîëüøîå áóäóùåå, ïîñêîëüêó âñå áîëüøå è áîëüøå ïðîäóêòîâ âûõîäèò íà ðûíîê èç íàó÷íûõ ëàáîðàòîðèé. Âûñêàçàííóþ òî÷êó çðåíèÿ ïîäòâåðæäàþò ïîñòîÿííî ïîÿâëÿþùèåñÿ íîâûå èçäåëèÿ. Íàïðèìåð, ðàçðàáîòàííàÿ êîìïàíèåé ams AG èíòåðôåéñíàÿ ìèêðîñõåìà AS3953, ïðåäíàçíà÷åííàÿ äëÿ ñèñòåì êîììóíèêàöèè áëèæíåãî ïîëÿ (NFC), ïîçâîëÿåò ñîçäàòü âûñîêîñêîðîñòíîé êàíàë îáìåíà äàííûìè ìåæäó NFC óñòðîéñòâîì, òàêèì ñêàæåì, êàê ñìàðòôîí, è ëþáûì õîñò êîíòðîëëåðîì, èìåþùèì ñòàíäàðòíûé èíòåðôåéñ SPI. Ìèêðîñõå-

22

ìà ïèòàåòñÿ ñîáðàííîé ýíåðãèåé èçëó÷àåìûõ NFC ñ÷èòûâàòåëåì ðàäèîâîëí è íå íóæäàåòñÿ íè âî âíåøíåì èñòî÷íèêå ïèòàíèÿ, íè âî âíåøíèõ êîìïîíåíòàõ, êðîìå, âîçìîæíî, åäèíñòâåííîãî êîíäåíñàòîðà. AS3953 èìååò êîíôèãóðèðóåìûé âûõîä âíåøíåãî ïðåðûâàíèÿ, ïðåäíàçíà÷åííûé äëÿ âûâîäà ìèêðîêîíòðîëëåðà èç ñïÿùåãî ñîñòîÿíèÿ, ÷òî ïîçâîëÿåò ñîçäàâàòü óñòðîéñòâà ñ íóëåâîé ìîùíîñòüþ ïîòðåáëåíèÿ â íåàêòèâíîì ðåæèìå. Ìèêðîñõåìà ñïîñîáíà «èçâëåêàòü» èç ýíåðãèè îêðóæàþùåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ òîê äî 5 ìÀ. Ñ âíåøíåé ñõåìîé óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì AS3953 ìîæåò îáåñïå÷èâàòü ñîáðàííîé ýíåðãèåé àâòîíîìíîå óñòðîéñòâî. Åùå îäèí èç äåáþòîâ îáåùàåò ðåøèòü äàâíî ïîñòàâëåííóþ àâàðèéíî-ñïàñàòåëüíûìè ñëóæáàìè ïðîáëåìó îïðåäåëåíèÿ ìåñòîïîëîæåíèÿ âíóòðè ïîìåùåíèé. ßïîíñêàÿ êîìïàíèÿ ROHM, â ñîäðóæåñòâå ñ óíèâåðñèòåòîì Ritsumeikan è êîìïàíèåé ISID, àíîíñèðîâàëà òåõíîëîãèþ Guidepost Cell. Èñïîëüçóÿ ñåòü ñîâìåñòèìûõ ñî ñòàíäàðòîì IEEE 802.11 ìàëîìîùíûõ áåñïðîâîäíûõ ìàÿ÷êîâ, ñîçäàííàÿ ïî òàêîé òåõíîëîãèè èíôðàñòðóêòóðà ïðåäîñòàâëÿåò ñìàðòôîíàì è äðóãèì ìîáèëüíûì óñòðîéñòâàì âîçìîæíîñòü òî÷íîãî îïðåäåëåíèÿ ìåñòîïîëîæåíèÿ âíóòðè ïîìåùåíèé. Ñèñòåìà ïèòàåòñÿ ýíåðãèåé äåøåâûõ ïàíåëåé ñîëíå÷íûõ ýëåìåíòîâ, èçãîòîâëåííûõ íà îñíîâå îðãàíè÷åñêèõ êðàñèòåëåé. Ïàíåëè ñîáèðàþò ýíåðãèþ èñêóññòâåííîãî è åñòåñòâåííîãî îñâåùåíèÿ âíóòðè ïîìåùåíèé, óñòðàíÿÿ íåîáõîäèìîñòü âî âíåøíåì èñòî÷íèêå ïèòàíèÿ, à òàêæå ñíèæàÿ çàòðàòû íà ìîíòàæ è ýêñïëóàòàöèþ. Ïîäîáíûì ôîòîýëåìåíòàì, ñïîñîáíûì îòäàâàòü 48 ìêÂò/ñì2 ïðè îñâåùåíèè â 1000 ëþêñ, ïðåäñêàçûâàþò ìíîãîîáåùàþùåå áóäóùåå. Ìû ðàññìîòðåëè âñåãî ëèøü äâà èç áåñ÷èñëåííîãî ìíîæåñòâà ïðèìåðîâ. Ïîòåíöèàë ðàçâèòèÿ ýòèõ ðåøåíèé íå èìååò, è íå áóäåò èìåòü ãðàíèö äî òåõ ïîð, ïîêà îíè ñïîñîáíû îòâå÷àòü íàøèì âîçðàñòàþùèì òðåáîâàíèÿì ýôôåêòèâíîñòè è ïðîèçâîäèòåëüíîñòè. Ñ òå÷åíèåì âðåìåíè îïèñàííûå ðåøåíèÿ áóäóò âñå áîëåå ìèíèàòþðèçèðîâàòüñÿ, çàâîåâûâàÿ ðûíîê ïîðòàòèâíûõ ìåäèöèíñêèõ ïðèëîæåíèé. À èíæåíåðû, ïî ìåðå ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ ìèêðîñõåì è äèñêðåòíûõ êîìïîíåíòîâ, áóäóò ïîñëåäîâàòåëüíî ïðåîäîëåâàòü áàðüåðû ðàäèóñà äåéñòâèÿ, ïîìåõîóñòîé÷èâîñòè è ðàçìåðîâ. ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


Ñíèæåíèå ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ àêòèâíûõ ñèñòåì RFID Shawn Rezaei, ams ECN

Ê

Êàê èçâåñòíî, ñóùåñòâóåò äâà îñíîâíûõ òèïà ñèñòåì ðàäèî÷àñòîòíîé èäåíòèôèêàöèè (RFID): àêòèâíûå è ïàññèâíûå. Òàêàÿ êëàññèôèêàöèÿ îïðåäåëÿåòñÿ òèïîì ïðèìåíÿåìûõ â ñèñòåìå RFID ìåòîê. Ïàññèâíûå RFID ìåòêè íå èìåþò âñòðîåííîãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ. Ýëåêòðè÷åñêèé òîê, èíäóöèðîâàííûé â àíòåííå ýëåêòðîìàãíèòíûì ñèãíàëîì îò ñ÷èòûâàòåëÿ, îáåñïå÷èâàåò äîñòàòî÷íóþ ìîùíîñòü äëÿ ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ðàçìåùåííîãî â ìåòêå ìèêðîêîíòðîëëåðà è ïåðåäà÷è îòâåòíîãî ñèãíàëà. Àêòèâíûå RFID ìåòêè ñîäåðæàò ñîáñòâåííûé èñòî÷íèê ïèòàíèÿ è íå çàâèñÿò îò ýíåðãèè ñ÷èòûâàòåëÿ, âñëåäñòâèå ÷åãî ÷èòàþòñÿ íà çíà÷èòåëüíîì ðàññòîÿíèè, èìåþò áîëüøèå ðàçìåðû è ìîãóò áûòü îñíàùåíû äîïîëíèòåëüíîé ýëåêòðîíèêîé. Îäíàêî òàêèå ìåòêè äîðîãè, à ó áàòàðåé îãðàíè÷åíî âðåìÿ ðàáîòû. Àêòèâíûå RFID ñèñòåìû, êàê ïðàâèëî, ðàáîòàþò íà ÷àñòîòàõ 455 ÌÃö, 850 ÌÃö, 900 ÌÃö, 2.4 ÃÃö èëè 5.8 ÃÃö. Îíè èñïîëüçóþòñÿ äëÿ îòñëåæèâàíèÿ ïåðåìåùåíèÿ ëþäåé, êîíòðîëÿ äîñòóïà â ïîìåùåíèÿ è çäàíèÿ, ïðèìåíÿþòñÿ â îõðàííûõ ñèñòåìàõ àâòîìîáèëåé, â ïàðêîâî÷íûõ ñèñòåìàõ è ñèñòåìàõ ìîíèòîðèíãà òåìïåðàòóðû.  ñòàòüå ìû ðàññìîòðèì âîïðîñû ñíèæåíèÿ ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ àêòèâíûõ RFID ìåòîê. Àêòèâíûå RFID ìåòêè èìåþò áîëåå âûñîêóþ ìîùíîñòü ïåðåäà÷è, ÷åì ïàññèâíûå. Áëàãîäàðÿ ñîáñòâåííîìó èñòî÷íèêó ïèòàíèÿ àêòèâíàÿ RFID ìåòêà ìîæåò ïîñòîÿííî è ñ çàäàííîé ñêîðîñòüþ ïåðåäàâàòü ñ÷èòûâàòåëþ èëè áàçîâîé ñòàíöèè ñâîé èäåíòèôèêàòîð è äðóãèå äàííûå. Èíòåðâàë ïåðåäà÷è äàííûõ, êàê ïðàâèëî, êîíôèãóðèðóåòñÿ â äèàïàçîíå 1 – 2 ñåêóíäû. Òàêîé ðåæèì ðàáîòû, îäíà-

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

êî, âëå÷åò çà ñîáîé îòíîñèòåëüíî âûñîêèé ðàñõîä ýíåðãèè, ïîñêîëüêó ìîùíûé ÑÂ× ïåðåäàò÷èê èñïîëüçóåòñÿ ïðè êàæäîì ñåàíñå îáìåíà äàííûìè. Àëüòåðíàòèâíûé ïîäõîä ïðè êîíñòðóèðîâàíèè àêòèâíûõ RFID ñèñòåì ïîçâîëèò àêòèâíîé RFID ìåòêå ïî÷òè ïîñòîÿííî íàõîäèòüñÿ â ðåæèìå ïîíèæåííîãî ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ. ×òîáû äîñòè÷ü ýòîãî, íåîáõîäèìî â ñèñòåìó ââåñòè íèçêî÷àñòîòíûé (Í×) ïðèåìíèê äëÿ «ïðîáóæäåíèÿ» RFID ìåòêè, êîòîðûé áóäåò îæèäàòü ïðèåìà âõîäÿùåãî ñèãíàëà îò ñ÷èòûâàþùåãî óñòðîéñòâà äî íà÷àëà ïåðåäà÷è îòâåòà. Äàëåå ìû ðàññìîòðèì èíòåðåñíûé âàðèàíò ðåøåíèÿ çàäà÷è ñíèæåíèÿ ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ àêòèâíûõ RFID ñèñòåì, ïðåäñòàâëåííûé êîìïàíèåé AMS (ðàíåå austriamicrosystems AG). Êîìïàíèÿ AMS çàíèìàåòñÿ ðàçðàáîòêîé èííîâàöèîííûõ àíàëîãîâûõ ðåøåíèé, ïðåöèçèîííûõ äàò÷èêîâ, ñïåöèàëèçèðîâàííûõ ìèêðîñõåì óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì è ìèêðîñõåì áåñïðîâîäíûõ èíòåðôåéñîâ äëÿ ïðèìåíåíèÿ â ïðèëîæåíèÿõ áûòîâîé, èíäóñòðèàëüíîé è ìåäèöèíñêîé ñôåðû.

Àðõèòåêòóðà òèïîâîãî ïðîåêòà: áàçîâàÿ ñòàíöèÿ (ñ÷èòûâàþùåå óñòðîéñòâî)  ñîñòàâ áàçîâîé ñòàíöèè âõîäÿò ñëåäóþùèå îñíîâíûå êîìïîíåíòû: Í× ïåðåäàò÷èê äëÿ ïîäà÷è ñèãíàëîâ ïðîáóæäåíèÿ RFID ìåòêè, ïðèåìîïåðåäàò÷èê äèàïàçîíà 2.4 ÃÃö (ìèêðîñõåìà AS3940 ïðîèçâîäñòâà êîìïàíèè ams) è ìèêðîêîíòðîëëåð (Ðèñóíîê 1). Ïèòàíèå äëÿ ñèñòåìû ïîñòóïàåò îò èíòåðôåéñà USB. Ñ öåëüþ äîñòèæåíèÿ ìàêñèìàëüíîé

ÑÒÀÒÜÈ

23


ÁÀÇÎÂÀß ÑÒÀÍÖÈß

SPI

Í× ïåðåäàò÷èê

KGEA

Óïðàâëåíèå ïèòàíèåì

ÌÊ

USB

SPI

AS3940

Ñîãëàñ. öåïü

Ðèñóíîê 1. Òèïîâîé ïðîåêò àêòèâíîé RFID ñèñòåìû: áëîê-ñõåìà áàçîâîé ñòàíöèè.

Ñâåòîäèîäíûå èíäèêàòîðû

ìîùíîñòè Í× ïåðåäàò÷èêà èñïîëüçóåòñÿ ñïåöèàëüíàÿ ìèêðîñõåìà óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì, êîòîðàÿ îáåñïå÷èâàåò ïîâûøåííîå âõîäíîå íàïðÿæåíèå äëÿ Í× àíòåííû. Ìèêðîêîíòðîëëåð ñ óëüòðàíèçêèì ýíåðãîïîòðåáëåíèåì îáåñïå÷èâàåò ïîëíîå óïðàâëåíèå âûïîëíåíèåì Í× è ÑÂ× ïðîòîêîëîâ. Í× ïåðåäàò÷èê ñäåëàí íà äèñêðåòíûõ òðàíçèñòîðàõ è èìååò â ñâîåì ñîñòàâå öåïü ñîãëàñîâàíèÿ è ñïåöèàëüíóþ àíòåííó òèïà KGEA (Keyless Go Emitter Antenna). Ïðèåìîïåðåäàò÷èê 2.4 ÃÃö òàêæå èìååò ñîáñòâåííóþ öåïü ñîãëàñîâàíèÿ è ïå÷àòíóþ àíòåííó. Ñâåòîäèîäû ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ èíäèêàöèè òåêóùåãî ñòàòóñà ñèñòåìû.

Àðõèòåêòóðà òèïîâîãî ïðîåêòà: àêòèâíàÿ RFID ìåòêà Îñíîâíûìè êîìïîíåíòàìè RFID ìåòêè ÿâëÿþòñÿ (Ðèñóíîê 2): ! «äåæóðíûé» ïðèåìíèê Í× äèàïàçîíà 15 – 150 êÃö äëÿ àêòèâàöèè RFID ìåòêè – ñïåöèàëèçèðîâàííàÿ ìèêðîñõåìà AS3933;

! ÑÂ× ïðèåìîïåðåäàò÷èê äèàïàçîíà 2.4 ÃÃö ñ ÷àñòîòíîé ìîäóëÿöèåé – ìèêðîñõåìà AS3940; ! ìèêðîêîíòðîëëåð ñ óëüòðàíèçêèì ýíåðãîïîòðåáëåíèåì. ×óâñòâèòåëüíîñòü «äåæóðíîãî» Í× ïðèåìíèêà ÿâëÿåòñÿ ðåøàþùèì ôàêòîðîì , îïðåäåëÿþùèì ýôôåêòèâíîñòè âñåé ñèñòåìû. Ýòîò âîïðîñ ðåøàåòñÿ ãëóáîêî ïðîäóìàííûì ïðîåêòîì ïðîãðàììèðóåìîé ìèêðîñõåìû Í× ïðèåìíèêà AS3933 ñ òðåõêàíàëüíûì âõîäîì (Ðèñóíîê 3).  ñëîæíûõ ïðèëîæåíèÿõ, ê êîòîðûì îòíîñÿòñÿ àêòèâíûå RFID ñèñòåìû, îðèåíòàöèÿ àêòèâíîé RFID ìåòêè îòíîñèòåëüíî áàçîâîé ñòàíöèè (ñ÷èòûâàòåëÿ), êàê ïðàâèëî, íå ôèêñèðîâàíà. Ïîýòîìó â òèïîâîì ïðîåêòå èñïîëüçóåòñÿ òðåõìåðíàÿ àíòåííà (òàê íàçûâàåìàÿ 3D àíòåííà), êîòîðàÿ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé òðè îòäåëüíûå àíòåííû â îäíîì êîðïóñå, îðèåíòèðîâàííûå ïî îñÿì X, Y è Z. Êàæäàÿ àíòåííà ïîäêëþ÷àåòñÿ ê ñîîòâåòñòâóþùåìó âõîäíîìó êàíàëó ìèêðîñõåìû.

Àêòèâíàÿ ìåòêà CR2032

Êàòóøêà Y AS3933

Êàòóøêà Z

AS3940

Ñîãëàñ. öåïü

Êàòóøêà X

SPI

ÌÊ ÂÊË. ÂÛÊË.

SPI

Ñâåòîäèîäíûå èíäèêàòîðû

24

ÑÒÀÒÜÈ

Ðèñóíîê 2. Òèïîâîé ïðîåêò àêòèâíîé RFID ñèñòåìû: áëîê-ñõåìà àêòèâíîé RFID ìåòêè.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


LC-ãåíåðàòîð

Ñõåìà ïðîáóæäåíèÿ

IRQ

Äàííûå

Óñèëèòåëü êàíàëà 1

LF1P Êîíäåíñàòîðû íàñòðîéêè

SCL Îñíîâíàÿ ëîãèêà

RSSI

SDI SDO

×àñòîòà â íîðìå

Ñåëåêòîð êàíàëîâ

Äàííûå

Óñèëèòåëü êàíàëà 2

LF2P

SPI

Êîíäåíñàòîðû íàñòðîéêè

Äåòåêòîð îãèáàþùåé / ðàçäåëèòåëü äàííûõ

CS Êîððåëÿòîð

RSSI

Äåêîäåð ìàí÷åñòåðñêîãî êîäà

×àñòîòà â íîðìå

DAT

Äàííûå

Óñèëèòåëü êàíàëà 3

LF3P Êîíäåíñàòîðû íàñòðîéêè

CL_DAT

RSSI

Òàêòîâûé ãåíåðàòîð

Èñòî÷íèê íàïðÿæåíèÿ è òîêà ñìåùåíèÿ

×àñòîòà â íîðìå

LFN

VCC

Êâàðöåâûé ãåíåðàòîð

GND

Xin

Òàêòîâûé áóôåð

RC-ãåíåðàòîð

Xout

Ðèñóíîê 3. Áëîê-ñõåìà ïðîãðàììèðóåìîé ìèêðîñõåìû Í× ïðèåìíèêà AS3933.

Ïåðåäàþùàÿ ÷àñòü RFID ìåòêè âûïîëíåíà íà ìèêðîñõåìå AS3940 ñ ñîîòâåòñòâóþùåé ñõåìîé ñîãëàñîâàíèÿ è ïå÷àòíîé àíòåííîé. Ñâåòîäèîäû ñëóæàò äëÿ èíäèêàöèè ñòàòóñà.  ïðåäñòàâëåííîì òèïîâîì ïðîåêòå àêòèâíîé RFID ñèñòåìû ðàñ÷åòíîå òèïîâîå âðåìÿ ðàáîòû àêòèâíîé RFID ìåòêè îò îäíîãî ýëåìåíòà ïèòàíèÿ òèïà CR2032 ñîñòàâëÿåò òðè ãîäà.

Ðàáîòà ñèñòåìû Ðàññìîòðèì ñíà÷àëà ïîðÿäîê ðàáîòû áàçîâîé ñòàíöèè.  íà÷àëüíûé ìîìåíò âðåìåíè ìèêðîêîíòðîëëåð èíèöèàëèçèðóåò Í× ïåðåäàò÷èê è ÑÂ× ïðèåìîïåðåäàò÷èê, îáíîâëÿÿ çíà÷åíèÿ ðåãèñòðîâ, çàòåì Í× ïåðåäàò÷èê òðàíñëèðóåò ñïåöèàëüíûé ñèãíàë «ïðîáóæäåíèÿ», ïîñëå ÷åãî ÑÂ× ïðèåìîïåðåäàò÷èê ïåðåêëþ÷àåòñÿ â ðåæèì ïðèåìà, îæèäàÿ îòâåòà àêòèâíûõ RFID ìåòîê. Ïîñëå îòâåòà RFID ìåòêè âûïîëíÿåòñÿ âðåìåííîå ñîåäèíåíèå åå ñ áàçîâîé ñòàíöèåé äëÿ äàëüíåéøåãî îáìåíà äàííûìè. Êàê òîëüêî ñîåäèíåíèå ïðîèçîøëî, îæèäàåòñÿ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

ïåðåäà÷à ïàêåòà äàííûõ, ñîäåðæàùåãî èäåíòèôèêàöèîííûé íîìåð RFID ìåòêè è èíôîðìàöèþ îá óðîâíå ìîùíîñòè ïðèíÿòîãî ñèãíàëà (RSSI – Received Signal Strength Indicator). Åñëè ñîåäèíåíèÿ ìåòêè è áàçîâîé ñòàíöèè íå ïðîèçîøëî, áàçîâàÿ ñòàíöèÿ ÷åðåç íåêîòîðîå âðåìÿ âûäàñò âòîðóþ êîìàíäó ñîåäèíåíèÿ. Ïîñëå òîãî êàê áûë ïðèíÿò ïàêåò äàííûõ îò îäíîé RFID ìåòêè, áàçîâàÿ ñòàíöèÿ ïåðåõîäèò â ðåæèì ïðèåìà îòâåòà ñëåäóþùåé RFID ìåòêè. Àêòèâíàÿ RFID ìåòêà ðàáîòàåò â îáðàòíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè. Ïîñëå ïîäà÷è ïèòàíèÿ ìèêðîêîíòðîëëåð èíèöèàëèçèðóåò Í× ïðèåìíèê è ÑÂ× ïðèåìîïåðåäàò÷èê. Âñòðîåííûé RC-ãåíåðàòîð Í× ïðèåìíèêà AS3933 îòêàëèáðîâàí â çàâîäñêèõ óñëîâèÿõ, à òðåõìåðíàÿ àíòåííà àâòîìàòè÷åñêè êàëèáðóåòñÿ âíóòðåííèìè ñõåìàìè ìèêðîñõåìû. Ïîñëå ýòîãî RFID ìåòêà ïåðåõîä â ðåæèì óëüòðàíèçêîãî ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ (ðåæèì «deep sleep»), îæèäàÿ ïðèåìà ñèãíàëà «ïðîáóæäåíèÿ» îò Í× ïðèåìíèêà.

ÑÒÀÒÜÈ

25


Âûñîêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòüþ ìèêðîñõåìû Í× ïðèåìíèêà îáåñïå÷èâàåòñÿ î÷åíü íèçêàÿ âåðîÿòíîñòü ëîæíîãî ñðàáàòûâàíèÿ. Ìèêðîñõåìà ïîääåðæèâàåò àëãîðèòì äåêîäèðîâàíèÿ ìàí÷åñòåðñêîãî êîäà ñ âîññòàíîâëåíèåì òàêòîâîé ÷àñòîòû. Ïîñëå ïîëó÷åíèÿ ñèãíàëà ïðîáóæäåíèÿ óñòðîéñòâî ïðîâåðÿåò ñîîòâåòñòâèå ïåðåäàííîãî ñèãíàëà ýòàëîííîìó çíà÷åíèþ, è òîëüêî ïîñëå ýòîãî ãåíåðèðóåò ñèãíàë âíåøíåãî ïðåðûâàíèÿ äëÿ ìèêðîêîíòðîëëåðà, ïî êîòîðîìó îí âûõîäèò èç ñïÿùåãî ðåæèìà. Ìèêðîêîíòðîëëåð âûïîëíÿåò ñ÷èòûâàíèå ñîäåðæàùåãîñÿ â Í× ñèãíàëå èäåíòèôèêàöèîííîãî íîìåðà áàçîâîé ñòàíöèè è èíôîðìàöèè îá óðîâíå ïðèíÿòîãî ñèãíàëà. Äëÿ êàæäîé àêòèâíîé RFID ìåòêè, à òî÷íåå äëÿ êàæäîãî îòäåëüíîãî èäåíòèôèêàòîðà RFID ìåòêè, â áàçîâîé ñòàíöèè èëè ñ÷èòûâàòåëå îïðåäåëåíû òàéì-ñëîòû ïåðåäà÷è äàííûõ ÑÂ× ïðèåìîïåðåäàò÷èêîì. Ñ öåëüþ ýêîíîìèè ýëåêòðîýíåðãèè RFID ìåòêà ïðåáûâàåò â ðåæèìå ïîíèæåííîãî ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ äî ìîìåíòà ðàçðåøåíèÿ ïåðåäà÷è äàííûõ.  çàðåçåðâèðîâàííîì âðåìåííîì èíòåðâàëå (òàéì-ñëîòå) RFID ìåòêà óñòàíàâëèâàåò ñâÿçü ñ áàçîâîé ñòàíöèåé â äèàïàçîíå 2.4 ÃÃö, âûïîëíÿåò ñîåäèíåíèå ñ íåé è ïåðåäàåò ïîòîêîâûé ïàêåò äàííûõ, ïîñëå ÷åãî âíîâü ïåðåõîäèò â ðåæèì ïîíèæåííîãî ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ, êîãäà àêòèâíûì îñòàòñÿ ëèøü Í× ïðèåìíèê ñèãíàëà «ïðîáóæäåíèÿ». Ïðåèìóùåñòâà òåõíîëîãèè ñíèæåíèÿ ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ àêòèâíûõ RFID ñèñòåì Ïðåèìóùåñòâîì ðàññìîòðåííîé â ñòàòüå àðõèòåêòóðû ÿâëÿåòñÿ óëüòðàíèçêîå ýíåðãîïîòðåáëåíèå, äîñòèãíóòîå áëàãîäàðÿ ïî÷òè ïîñòîÿííîìó óäåðæàíèþ ÑÂ× ïåðåäàò÷èêà àêòèâíîé RFID ìåòêè â ýíåðãîñáåðåãàþùåì ðåæèìå ðàáîòû. Äëÿ ýòîãî â ñèñòåìó ââîäèòñÿ ñïåöèàëüíûé Í× ïðèåìíèê íà ìèêðîñõåìå AS3933, êîòîðûé, ïîìèìî ïåðåêëþ÷åíèÿ ìèêðîêîíòðîëëåðà â àêòèâíûé ðåæèì ðàáîòû ïðè îáíàðóæåíèè áàçîâîé ñòàíöèè, ìîæåò âûïîëíÿòü äåêîäèðîâàíèå ìàí÷åñòåðñêîãî êîäà. Ýòî ïîçâîëÿåò ðåàëèçîâàòü ôóíêöèþ ðàñïîç-

26

íàâàíèÿ áàçîâîé ñòàíöèè è ïðåäîòâðàòèòü ëîæíûå ïåðåêëþ÷åíèÿ RFID ìåòêè â ðåæèì ïåðåäà÷è äàííûõ, êîòîðûå ìîãóò áûòü âûçâàíû øóìàìè èëè ïîìåõàìè. Òàêèì îáðàçîì, ÑÂ× ïðèåìîïåðåäàò÷èê RFID ìåòêè ðàáîòàåò òîëüêî íàõîäÿñü â çîíå äåéñòâèÿ áàçîâîé ñòàíöèè. Âñå îñòàëüíîå âðåìÿ îí ïîòðåáëÿåò òîê íå áîëåå íåñêîëüêèõ ìèêðîàìïåð.

Ðèñóíîê 4. Òèïîâîé ïðîåêò àêòèâíîé RFID ñèñòåìû êîìïàíèè AMS.

Àêòèâíûå RFID ñèñòåìû êîìïàíèè AMS óñïåøíî ïðèìåíÿþòñÿ â ðÿäå êîíå÷íûõ ïðîäóêòîâ, âêëþ÷àÿ ñèñòåìû ðàçãðàíè÷åíèÿ äîñòóïà, ëîêàöèîííûå ñèñòåìû ðåàëüíîãî âðåìåíè è ñèñòåìû ïàññèâíîãî äîñòóïà. Òèïîâîé àïïàðàòíî-ïðîãðàììíûé ïðîåêò àêòèâíîé RFID ñèñòåìû (Ðèñóíîê 4) ïîçâîëèò ïîëíîñòüþ îöåíèòü âîçìîæíîñòè óïîìÿíóòûõ â ñòàòüå ñïåöèàëèçèðîâàííûõ ìèêðîñõåì Í× ïðèåìíèêà è ÑÂ× ïðèåìîïåðåäàò÷èêà, à òàêæå ïîçâîëèò óñêîðèòü ðàçðàáîòêó è ïðîäâèæåíèå íà ðûíîê íîâûõ óñòðîéñòâ è ïðèëîæåíèé.  ñîñòàâ òèïîâîãî ïðîåêòà âõîäèò áàçîâàÿ ñòàíöèÿ, äâå àêòèâíûå RFID ìåòêè, äâà ýëåìåíòà ïèòàíèÿ è âñÿ íåîáõîäèìàÿ äîêóìåíòàöèÿ è ÏÎ. Ñòîèò îòìåòèòü, ÷òî áàçîâàÿ ñòàíöèÿ è àêòèâíûå ìåòêè âûïîëíåíû íà ìèêðîêîíòðîëëåðàõ ñ óëüòðàíèçêèì ýíåðãîïîòðåáëåíèåì ñåðèè PIC24 ïðîèçâîäñòâà êîìïàíèè Microchip. ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


Ñäåëàéòå ýòî ëó÷øå Howard Johnson EDN

ÈÈçîáðàæåííàÿ íà Ðèñóíêå 1 ñõåìà ìîæåò

ñòóïåíÿìè. Âèäíî òàêæå, ÷òî ïî ìåðå óìåíüøåíèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ R1 ïåðâàÿ «ïîïûòêà» ñòàíîâèòñÿ áîëåå ìîùíîé, îäíàêî äîñòèãíóòü âåðøèíû çà îäèí ðàç, íå ñòàëêèâàÿñü ñ ñîáñòâåííûìè îòðàæåíèÿìè, ñèãíàëàì íå óäàñòñÿ íèêîãäà. Âåäü äàæå ïðè çàêîðî÷åííîì ñîïðîòèâëåíèè R1 ýòîò äðàéâåð íå áóäåò áåçóïðå÷íî ðàáîòàòü íà 50-îìíóþ ëèíèþ, ïîñêîëüêó åãî ýôôåêòèâíîå âûõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå RS áîëüøå 50 Îì.

áûòü ñîãëàñîâàíà ìíîæåñòâîì ñïîñîáîâ. Ðåçóëüòàòû ÷åòûðåõ èç íèõ, ðàçëè÷àþùèåñÿ êîìáèíàöèÿìè âåëè÷èí ñîïðîòèâëåíèé, ïðåäñòàâëåíû îñöèëëîãðàììàìè ñèãíàëîâ, ñíÿòûìè â òî÷êå, îáîçíà÷åííîé ôèîëåòîâîé ñòðåëêîé.  ïåðâûõ òðåõ ñëó÷àÿõ ðåçèñòîð R2 çàêîðî÷åí, à R3 óäàëåí. Ýòî êëàññè÷åñêàÿ ñõåìà ïîñëåäîâàòåëüíîãî ñîãëàñîâàíèÿ ñ ïîìîùüþ åäèíñòâåííîãî ðåçèñòîðà R1, èìåþùåãî ñîïðîòèâëåíèå 33, 18 è 4.7 Îì, ñîîòâåòñòâåííî. Ãëÿäÿ íà ïåðåäíèå ôðîíòû èìïóëüñîâ ìîæíî çàìåòèòü, ÷òî â êàæäîì ñëó÷àå ñèãíàëó íå óäàåòñÿ «ñ ïåðâîãî ðàçà» äîñòè÷ü ìàêñèìàëüíîãî çíà÷åíèÿ, êîòîðîìó ïðåäøåñòâóþò íåáîëüøèå «ïëàòî», îáîçíà÷åííûå íà êðèâûõ êðåñòèêàìè. Âñå òðè êðèâûå íàãëÿäíî äåìîíñòðèðóþò ðåçóëüòàòû èíòåðôåðåíöèè ñèãíàëîâ ñ èõ îòðàæåíèÿìè, ïîñëåäîâàòåëüíî ïðîèñõîäÿùèìè ñ èíòåðâàëàìè 2 íñ. Òàêèì îáðàçîì, ñèãíàë ïðèáëèæàåòñÿ ê ñâîåìó ïðåäåëüíîìó çíà÷åíèþ 3.3  íå ïëàâíî, à

Çàäíèå ôðîíòû ðàññêàçûâàþò íàì äðóãóþ èñòîðèþ. Ïðè ïåðâîì âçãëÿäå íà êðèâóþ, ñîîòâåòñòâóþùóþ R1 = 33 Îì, áðîñàåòñÿ â ãëàçà, ÷òî äëèíà îòðåçêà äî ïåðâîãî «ïëàòî» çäåñü çàìåòíî áîëüøå, ÷åì íà ïåðåäíåì ôðîíòå, è ðàâíà ïðèìåðíî 2.7 Â. Íè÷åãî çàãàäî÷íîãî â ýòîì íåò. Ïîäîáíîå ìîæåò è äîëæíî áûòü, åñëè âûõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå äðàéâåðà âî âðåìÿ ñïàäà èìïóëüñà ìåíüøå, ÷åì âî âðåìÿ ôîðìèðîâàíèÿ ïåðåäíåãî ôðîíòà. À ýòî – îáû÷íàÿ ñèòóàöèÿ äëÿ ÊÌÎÏ äðàéâåðîâ ñ äâóõòàêòíûìè âûõîäàìè. Íà òðåòüåé êðèâîé, íà ýòîò ðàç ïîëó÷åííîé ïðè R1 = 4.7 Îì, âèäåí çíà÷èòåëüíûé âûáðîñ íà ñïàäå èìïóëüñà. Â

3.5

Ðèñóíîê 1. Åñëè ïðè R1=4.7 Îì äîáàâèòü R2=50 Îì, óâåëè÷èâàåòñÿ çàäåðæêà ïðîõîæäåíèÿ ñèãíàëà, ñèãíàë ñãëàæèâàåòñÿ, à îáðàòíûé âûáðîñ óìåíüøàåòñÿ.

3

50 ÌÃö

«ÏËÀÒλ

33 R1

2.7 Â

18

2

(RS)

500 ìÂ/äåë.

4.7 +R2

+R2 Ïîëîñêîâàÿ ëèíèÿ 135 ìì / 50 Îì

4.7

1 18

R2

33 R3

0

9 ïÔ ÎÁÐÀÒÍÛÉ ÂÛÁÐÎÑ

0

4

8

12

16

20

24

28

32

36

40

44

48

4 íñ/äåë.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

ÑÒÀÒÜÈ

27


ýòîì ñëó÷àå ìîùíîñòü äðàéâåðà îêàçàëàñü ÷ðåçìåðíî âûñîêîé. Åñëè, êàê ýòî ÷àñòî áûâàåò, âûõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå âàøåãî äðàéâåðà ðàçëè÷íî äëÿ ïåðåäíèõ è çàäíèõ ôðîíòîâ, òî íèêàêèìè ïîñëåäîâàòåëüíûìè ñîãëàñóþùèì ðåçèñòîðàìè ñîâåðøåíñòâà îáîèõ ôðîíòîâ âû íèêîãäà íå äîáüåòåñü, íî, õîòÿ áû, âîçìîæíî, ñìîæåòå èõ óëó÷øèòü. Óâåëè÷åíèå èìïåäàíñà ëèíèè ìîãëî áû èñïðàâèòü ïîëîæåíèå. ×òîáû ïîíÿòü êàêèì îáðàçîì, ïðåäñòàâüòå, ÷òî äðàéâåð èìååò âûõîäíûå ñîïðîòèâëåíèÿ 60 è 37 Îì äëÿ ïåðåäíåãî è çàäíåãî ôðîíòîâ, ñîîòâåòñòâåííî, – ðåàëüíûå çíà÷åíèÿ èç íàøåãî ïðèìåðà. Ïîäêëþ÷èòå åãî ê ëèíèè ïåðåäà÷è ñ õàðàêòåðèñòè÷åñêèì èìïåäàíñîì 10000 Îì ÷åðåç ïîñëåäîâàòåëüíûé ðåçèñòîð 9951 Îì. Ýôôåêòèâíûå èìïåäàíñû äëÿ îáîèõ ôðîíòîâ áóäóò, ñîîòâåòñòâåííî, ðàâíû 10011 è 9988 Îì, ÷òî î÷åíü áëèçêî ê èìïåäàíñó ëèíèè. Êîíå÷íî æå, ñäåëàòü òàêóþ ñõåìó âû íå ñìîæåòå, íî, äàæå ïîâûñèâ èìïåäàíñ ïåðå-

28

äàþùåé ëèíèè äî 65 Îì, âû ïîëó÷èòå âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàòü áîëåå âûñîêèå çíà÷åíèÿ R1, ñäåëàâ R1 áîëåå çíà÷èìîé ÷àñòüþ ñõåìû, è, òàêèì îáðàçîì, óìåíüøèâ âëèÿíèå âàðèàöèé âûõîäíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ äðàéâåðà. Õîðîøèå ðåçóëüòàòû ìîæåò äàòü ñãëàæèâàíèå ôðîíòîâ.  íàøåì ïðèìåðå âðåìåíà íàðàñòàíèÿ è ñïàäà ðàâíû ïðèìåðíî 1 íñ. Ìîæíî âîñïîëüçîâàòüñÿ òåì, ÷òî âûõîäíûå äðàéâåðû íåêîòîðûõ ÏËÈÑ ïîçâîëÿþò óïðàâëÿòü êðóòèçíîé ôðîíòîâ, òî÷íåå, çàìåäëÿòü èõ, ÷òî áûëî áû èäåàëüíûì ðåøåíèåì. Åñëè æå òàêîé âîçìîæíîñòè íåò, ïîïðîáóéòå ïîñëåäîâàòåëüíî ñ âõîäîì ïðèåìíèêà âñòàâèòü ðåçèñòîð R2 ñîïðîòèâëåíèåì 50 Îì èëè áîëüøå (÷åòâåðòàÿ êðèâàÿ). Ýòî äîïîëíèòåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå âìåñòå ñ âõîäíîé åìêîñòüþ ïðèåìíèêà 9 ïÔ îáðàçóåò ôèëüòð íèæíèõ ÷àñòîò, êîòîðûé ìîæåò çàòÿãèâàòü ôðîíòû, óìåíüøàÿ âûáðîñ íà ñïàäå èìïóëüñà è äåëàÿ ôîðìó ñèãíàëà ìåíåå çàâèñÿùåé îò íåïîñòîÿíñòâà âûõîäíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ äðàéâåðà. ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


Áåñïëàòíàÿ ñèñòåìà 3D-ïðîåêòèðîâàíèÿ ïîçâîëÿåò èíæåíåðàì ìîäåëèðîâàòü ñâîè ñîáñòâåííûå êîðïóñà Sally Ward-Foxton Electronic Design Europe

Í

Íîâàÿ, áåñïëàòíàÿ è ïðîñòàÿ â èñïîëüçîâàíèè ñèñòåìà àâòîìàòèçèðîâàííîãî ïðîåêòèðîâàíèÿ ïîçâîëèò èíæåíåðàì-ýëåêòðîíùèêàì áûñòðî ñîçäàâàòü è èñïðàâëÿòü 3D ìîäåëè äëÿ îöåíêè êîíöåïöèé ðàçðàáàòûâàåìûõ óñòðîéñòâ è ñîçäàíèÿ ïðîòîòèïîâ. DesignSpark Mechanical, ðàçðàáîòêà êîòîðîé ñïîíñèðîâàëàñü êîìïàíèåé RS Components, à âûïîëíÿëàñü ãðóïïîé ïðîãðàììèñòîâ èç SpaceClaim, áóäåò îñîáåííî ïîëåçíà òåì, êòî çàõî÷åò èìïîðòèðîâàòü ïå÷àòíóþ ïëàòó èç

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

DesignSpark PCB, ñêîíñòðóèðîâàòü äëÿ íåå ïðîñòîé êîðïóñ è ýêñïîðòèðîâàòü åãî êîíñòðóêöèþ â 3D ïðèíòåð äëÿ áûñòðîãî èçãîòîâëåíèÿ ìàêåòà. Òåíäåíöèÿ ïîâûøåíèÿ ýñòåòè÷åñêîé ïðèâëåêàòåëüíîñòè ïðîäóêòîâ ïðèâåëà ê òîìó, ÷òî åñëè ðàíüøå ìåõàíè÷åñêîå êîíñòðóèðîâàíèå ñëåäîâàëî çà ýëåêòðîííûì, òî òåïåðü èç çà íåõâàòêè âðåìåíè ýòè ðàáîòû ÷àñòî âûïîëíÿþòñÿ ïàðàëëåëüíî. Ïðîâåäåííîå RS èññëåäîâàíèå ïîêàçàëî, ÷òî èíæåíåðàì

ÑÒÀÒÜÈ

29


íåðåäêî ïðèõîäèòñÿ æäàòü ïî íåäåëå, ïîêà êîìàíäà óçêîñïåöèàëèçèðîâàííûõ ñïåöèàëèñòîâ ïî CAD-ñèñòåìàì èç åãî êîìïàíèè âíåñåò íåáîëüøèå èçìåíåíèÿ â ìåõàíè÷åñêóþ êîíñòðóêöèþ, èñïîëüçóÿ ïðè ýòîì ñëîæíûå è äîðîãîñòîÿùèå ñèñòåìû ïðîåêòèðîâàíèÿ.  ðåçóëüòàòå, èìåííî èòåðàöèîííûé ïðîöåññ ðàçðàáîòêè êîíñòðóêöèè ìîæåò ñòàòü ñàìûì óçêèì ìåñòîì íà íà÷àëüíîì ýòàïå ðàáîòû íàä ïðîåêòîì. Èäåÿ RS ñîñòîÿëà â òîì, ÷òîáû ïîçâîëèòü êàæäîìó ýëåêòðîíùèêó ñàìîñòîÿòåëüíî ñîçäàâàòü ñâîè ìîäåëè êîðïóñîâ, ñäåëàâ èòåðàöèîííûé ïðîöåññ êîíñòðóèðîâàíèÿ áîëåå ïðîñòûì è áûñòðûì è èñêëþ÷èâ èç íåãî óçêîå ìåñòî, ñâÿçàííîå ñ íåîáõîäèìîñòüþ îáðàùåíèÿ ê ñòîðîííèì ñïåöèàëèñòàì. Äëÿ èçâëå÷åíèÿ èç íîâîé ÑÀÏÐ ìàêñèìàëüíûõ ïðåèìóùåñòâ ñëåäîâàëî ìèíèìèçèðîâàòü âðåìÿ, íåîáõîäèìîå ïîëüçîâàòåëþ äëÿ èçó÷åíèÿ íîâîãî ñðåäñòâà. DesignSpark Mechanical ñóùåñòâåííî óïðîùåíà ïî ñðàâíåíèþ ñ CAD-ñèñòåìàìè, ïðåäëàãàåìûìè íà ñåãîäíÿøíåì ðûíêå. Êîìàíäû òèïà êîïèðîâàòü/âñòàâèòü è îòìåíèòü/âîññòàíîâèòü, ñòàâøèå íåñëûõàííûì íîâîââåäåíèåì â ìèðå îðèåíòèðîâàííûõ íà âûäåëåíèå ïðèçíàêîâ CAD-ñèñòåì, ïîìîãàþò íåèñêóøåííûì ïîëüçîâàòåëÿì ïðèìåíÿòü èíñòðóìåíò èíòóèòèâíî ïîíÿòíûì ñïîñîáîì. Ýòîò ïîäõîä îñíîâàí íà òåõíîëîãèÿõ ïðÿìîãî ìîäåëèðîâàíèÿ è èñïîëüçóåò äëÿ ñîçäàíèÿ 3D îáúåêòîâ íàáîð ïðîñòåéøèõ äåéñòâèé, ïîäîáíûõ «ïåðåòàùèòü», «ñäâèíóòü», «çàïîëíèòü» è «îáúåäèíèòü» (ñì. Ðèñóíîê). Ñóùåñòâåííóþ ïîìîùü â îñâîåíèè DesignSpark Mechanical îêàçûâàþò è ìíîãî÷èñëåííûå âèäåî ðóêîâîäñòâà, ñ ïîìîùüþ êîòîðûõ íîâè÷êè ìîãóò ïðèñòóïèòü ê ðàáîòå ÷åðåç ñ÷èòàííûå ìèíóòû.

30

3D ìîäåëè êîìïîíåíòîâ ìîãóò èìïîðòèðîâàòüñÿ èç îáøèðíîé áèáëèîòåêè RS, à êîíñòðóêöèè ïå÷àòíûõ ïëàò – èç DesignSpark PCB, êàê, âïðî÷åì, è èç Orcad, Altium, Pads, Eagle è äðóãèõ ñèñòåì. Ñîçäàííûå ìîäåëè ìîæíî ýêñïîðòèðîâàòü â ôîðìàò STL – îñíîâíîé âõîäíîé ôîðìàò 3D ïðèíòåðîâ, èëè æå â DXF, OBJ, 3DPDF, XAML, JPEG è PNG. DesignSpark Mechanical ïðèâëå÷åò òàêæå ìàëûå è ñðåäíèå êîìïàíèè, íå èìåþùèå âîçìîæíîñòè âêëàäûâàòü áîëüøèå ñðåäñòâà â ïðèîáðåòåíèå äîðîãèõ CAD ñèñòåì è ðèñêóþùèå èç-çà ýòîãî ïðîèãðàòü ñâîé áèçíåñ áîëåå êðóïíûì èãðîêàì. Ýòè êîìïàíèè, êàê ïðàâèëî, íåîäíîêðàòíî èñïîëüçóþò îäíó è òó æå ìåõàíè÷åñêóþ êîíñòðóêöèþ, òàê êàê èç-çà íåäîñòàòêà âðåìåíè è äàâëåíèÿ êîíêóðåíòîâ íå ìîãóò ïîçâîëèòü ñåáå êàæäûé ðàç íà÷èíàòü ðàçðàáîòêó íîâîé êîíöåïöèè ñ íóëÿ. Åñëè ñèñòåìà ïðîåêòèðîâàíèÿ àáñîëþòíî áåñïëàòíà, çà÷åì æå îíà íóæíà RS Components? Êîìïàíèÿ íàäååòñÿ, ÷òî ðàçðàáîò÷èêè áóäóò ïîëüçîâàòüñÿ ññûëêàìè èç DesignSpark Mechanical íà åå êàòàëîã. «Ìû çíàåì, êàê íå ëþáÿò èíæåíåðû çàíèìàòüñÿ ïîèñêîì ìàòåðèàëîâ è êîìïîíåíòîâ, ïîýòîìó íàøà ñèñòåìà ëåãêî è áûñòðî äåëàåò ýòî ñàìà. Âû ìîæåòå àâòîìàòè÷åñêè ñãåíåðèðîâàòü ïåðå÷åíü êîìïîíåíòîâ è íåìåäëåííî îòïðàâèòü çàïðîñ íà èõ ïîêóïêó.  ñïèñêå ïîñòàâùèêîâ, êîíå÷íî æå, áóäåò RS», – ãîâîðèò Ìàðòèí Êèíàí (Martin Keenan), ðóêîâîäèòåëü êîìïëåêñà ñòðàòåãèè ïðèëîæåíèé RS Components. – «Â êîíå÷íîì ñ÷åòå, ìû õîòèì ïîìî÷ü ïîòðåáèòåëÿì âûïîëíÿòü ðàçðàáîòêè áûñòðåå. Åñëè âìåñòî ÷åòûðåõ óñòðîéñòâ îíè ñîçäàäóò çà ãîä ïÿòü, ìû áóäåì ñ÷èòàòü ñâîþ öåëü äîñòèãíóòîé». ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


Ýëåêòðîâåëîñèïåä áàëàíñèðóåò ìîìåíòû âðàùåíèÿ ïåäàëåé è äâèãàòåëÿ Elisabeth Eitel MachineDesign.com Íîâûé äàò÷èê ïåäàëüíî-ýëåêòðè÷åñêîãî âåëîñèïåäà, îòñëåæèâàÿ êðóòÿùèé ìîìåíò ïåäàëåé, óïðàâëÿåò äîïîëíÿþùåé ìîùíîñòüþ äâèãàòåëÿ

Â

 ïåäàëüíî-ýëåêòðè÷åñêèõ âåëîñèïåäàõ äëÿ ñèíõðîíèçàöèè óñèëèé ýëåêòðîìîòîðà è ÷åëîâåêà ñ öåëüþ îáåñïå÷åíèÿ ïëàâíîé è ëåãêîé åçäû ïðèìåíÿþòñÿ ñïåöèàëüíûå äàò÷èêè.

Ìóôòà äàò÷èêà

Äàò÷èê

Èíòåðôåéñ êàáåëÿ

Àêêóìóëÿòîð Äâèãàòåëü

Ïîäøèïíèê.  íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ äëÿ ñíèæåíèÿ âåñà âðàùàþùèåñÿ ýëåìåíòû èçãîòàâëèâàþòñÿ èç êåðàìèêè

Îïîðà øàòóííîãî óçëà

Êàðåòêà FAG äåëàåò åçäó íà ïåäàëüíîýëåêòðè÷åñêèõ è ýëåêòðè÷åñêèõ âåëîñèïåäàõ áîëåå óäîáíîé è ýôôåêòèâíîé. Êîíòðîëëåð

Äàò÷èê êàðåòêè îòñëåæèâàåò êðóòÿùèé ìîìåíò îáåèõ ïåäàëåé è óïðàâëÿåò âêëþ÷åíèåì äâèãàòåëÿ, îáëåã÷àÿ åçäó ïî õîëìàì è ïåðåñå÷åííîé ìåñòíîñòè.

×àñòüþ êàðåòêè ÿâëÿåòñÿ âàë, ñ ïîìîùüþ êîòîðîãî øàòóííûé óçåë ôèêñèðóåòñÿ îòíîñèòåëüíî ðàìû, è äàåò øàòóíàì âîçìîæíîñòü âðàùàòü çàäíåå êîëåñî. Îáû÷íî äàò÷èêè êîíòðîëèðóþò ñêîðîñòü, ñ êîòîðîé âðàùàþòñÿ øàòóíû. Îäíàêî ìîäåëü êàðåòêè êîìïàíèè FAG ïðîèçâîäñòâà Schaeffler Group USA Inc. èìååò ìàãíèòîóïðóãèé äàò÷èê, èçìåðÿþùèé âåëè÷èíó êðóòÿùåãî ìîìåíòà ïåäàëåé.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

Ìàãíèòîóïðóãèé äàò÷èê ñ ïîìîùüþ ôåððîçîíäîâîãî ìàãíèòîìåòðà èçìåðÿåò ìàãíèòíûå ïîëÿ íàìàãíè÷åííîãî ñåãìåíòà âàëà øàòóíà. Ïîëÿ èçìåíÿþòñÿ ïðîïîðöèîíàëüíî ìîìåíòó âðàùåíèÿ âàëà.  ïðåäåëàõ ãðàíèö óïðóãîñòè ìàòåðèàëà õàðàêòåð èçìåíåíèÿ ïîëÿ îñòàåòñÿ ïðåäñêàçóåìûì è âîñïðîèçâîäèìûì, ÷òî ïîçâîëÿåò íà îáû÷íûõ âåëîñèïåäàõ îòñëåæèâàòü ìîìåíòû âðàùåíèÿ îò 0 äî 90 Í×ì, à íà ãîíî÷íûõ – äî 300 Í×ì. Èçìåðåííûå çíà÷åíèÿ ñêîðîñòè âðàùåíèÿ øàòóíîâ è ìîìåíòà âðàùåíèÿ ïåäàëåé ïîñòóïàþò â êîíòðîëëåð, êîòîðûé óïðàâëÿåò äâèãàòåëåì, ïðèêëàäûâàÿ ïðè íåîáõîäèìîñòè äîïîëíÿþùèé ìîìåíò. Íà ïåäàëüíî-ýëåêòðè÷åñêèõ âåëîñèïåäàõ ê øàòóíàì ñ îäíîé ñòîðî-

ÑÒÀÒÜÈ

31


íû ïðèêëàäûâàåòñÿ óñèëèå, ïåðåäàâàåìîå ÷åðåç öåïü ïåäàëÿìè, à ñ äðóãîé – óñèëèå, ðàçâèâàåìîå äâèãàòåëåì.

Ñåíñîðíàÿ ìóôòà (ïîêàçàíà çåëåíûì öâåòîì) èçìåðÿåò êðóòÿùèé ìîìåíò îáåèõ ïåäàëåé è ïîñûëàåò èíôîðìàöèþ â êîíòðîëëåð.  ñâîþ î÷åðåäü êîíòðîëëåð óïðàâëÿåò ýëåêòðîäâèãàòåëåì, êîòîðûé ïðèêëàäûâàåò äîïîëíÿþùåå óñèëèå â òå èíòåðâàëû âðåìåíè, êîãäà êðóòÿùèé ìîìåíò ïåäàëåé ìàë.

Òàêàÿ êàðåòêà îòëè÷àåòñÿ îò êàðåòîê äðóãèõ âåëîñèïåäîâ òàêæå è òåì, ÷òî åå ìàãíèòîóïðóãèé ôåððîçîíäîâûé ìàãíèòîìåòð îòñëåæèâàåò ñèëó âðàùåíèÿ ëåâîé è ïðàâîé ïåäà-

32

ëåé ñ òî÷íîñòüþ äî 1%. Ñèñòåìà óïðàâëåíèÿ äâèãàòåëåì íà îñíîâå äàò÷èêà äîñòàòî÷íî áûñòðà, ÷òîáû ïëàâíî êîìïåíñèðîâàòü êðàòêîâðåìåííûå öèêëè÷åñêèå èçìåíåíèÿ âåëè÷èíû êðóòÿùåãî ìîìåíòà, êîãäà âåëîñèïåäèñò ïîî÷åðåäíî ïðèêëàäûâàåò óñèëèå ê ïðàâîé è ëåâîé ïåäàëÿì. Äâèãàòåëü ïîäêëþ÷àåòñÿ òîëüêî òîãäà, êîãäà äàò÷èê îïðåäåëÿåò, ÷òî íåîáõîäèìî äîïîëíèòåëüíîå óñèëèå. Ýòî äåëàåò ïåäàëüíî-ýëåêòðè÷åñêèå âåëîñèïåäû áîëåå ýôôåêòèâíûìè. Êðîìå òîãî, â êàðåòêàõ èñïîëüçóþòñÿ øàðèêîâûå ïîäøèïíèêè ñ ãëóáîêèì æåëîáîì FAG Generation C, èçãîòàâëèâàåìûå èç óñèëåííîãî ñòåêëîâîëîêíîì ïîëèàìèäà, ÷òî ïî ñðàâíåíèþ ñ ïðåäûäóùèìè âåðñèÿìè óìåíüøàåò òðåíèå íà 30%. Ïîäîáíûå êàðåòêè èñïîëüçóþòñÿ òàêæå â ïîëíîñòüþ ìîòîðèçîâàííûõ ýëåêòðîâåëîñèïåäàõ, ýðãîìåòðàõ è òðåíàæåðîàõ äëÿ ôèçè÷åñêîé ðåàáèëèòàöèè. Ïðèâîä Bosch eBike Systems, îñíàùåííûé êàðåòêîé FAG, âûïóñêàåòñÿ â âåðñèÿõ eco (ýêîíîìè÷íûé), tour (òóðèñòè÷åñêèé), sport (ñïîðòèâíûé) è speed (ãîíî÷íûé). Âñå îíè çàïðîãðàììèðîâàíû íà ðàáîòó äâèãàòåëÿ ñ ó÷åòîì êîíêðåòíûõ ñòèëåé åçäû è òèïîâ ìåñòíîñòè. Íåêîòîðûå âåðñèè ñïîñîáíû äîáàâèòü äî 250% ê ñêîðîñòè, ðàçâèâàåìîé ñàìèì âåëîñèïåäèñòîì. ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


Èñòèííî áåëûå ñâåòîäèîäû íå çà ãîðàìè? R. Colin Johnson EE Times

Ñ

Ñîâðåìåííûå áåëûå ñâåòîäèîäû â äåéñòâèòåëüíîñòè áåëûìè íå ÿâëÿþòñÿ, à ñîçäàþòñÿ ëèáî íà îñíîâå êîìáèíàöèé îòäåëüíûõ êðàñíûõ, ñèíèõ è çåëåíûõ ñâåòîäèîäîâ, ëèáî íà îñíîâå ñèíèõ ñâåòîäèîäîâ, ïîêðûòûõ æåëòîâàòûì ëþìèíîôîðîì. Èññëåäîâàòåëè èç Óíèâåðñèòåòà øòàòà Þòà íàøëè ñïîñîá óïðàâëåíèÿ öâåòîì èçëó÷åíèÿ ïîëèìåðíûõ ïîëóïðîâîäíèêîâ è íàäåþòñÿ ñîçäàòü îðãàíè÷åñêèå ñâåòîäèîäû (OLED) ñ èñòèííî áåëûì öâåòîì ñâå÷åíèÿ. Ñóòü òåõíîëîãèè çàêëþ÷àåòñÿ âî âíåäðåíèè â ïîëèìåðíûå öåïî÷êè îðãàíè÷åñêîãî ïîëóïðîâîäíèêà àòîìîâ ïëàòèíû ñ íåîäèíàêîâûìè ïðîìåæóòêàìè ìåæäó íèìè, ïîçâîëÿþùèìè îäíîâðåìåííî ãåíåðèðîâàòü ñâåòîâûå âîëíû ðàçíîé äëèíû. Ó÷åíûå íàäåþòñÿ ñîçäàòü ïîëèìåð ñ ðàçëè÷íûìè ðàçäåëèòåëÿìè ìåæäó àòîìàìè ïëàòèíû, ñîâîêóïíîñòü êîòîðûõ èçëó÷àëà áû áåëûé ñâåò.

Ôèçèê èç Óíèâåðñèòåòà øòàòà Þòà Ç. Âýëè Âàðäåíè, èñïîëüçóÿ ñêàôàíäð ñ ïåð÷àòêàìè, â ñòåðèëüíûõ óñëîâèÿõ ðàáîòàåò ñî ñâåòîèçëó÷àþùèìè ïîëèìåðàìè. Ôîòî: Óíèâåðñèòåò Þòà.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

Ôèçèê èç Óíèâåðñèòåòà øòàòà Þòà Ç. Âýëè Âàðäåíè, èñïîëüçóÿ ñêàôàíäð ñ ïåð÷àòêàìè, â ñòåðèëüíûõ óñëîâèÿõ ðàáîòàåò ñî ñâåòîèçëó÷àþùèìè ïîëèìåðàìè. Ôîòî: Óíèâåðñèòåò Þòà. «Èñïîëüçóÿ ïðîöåññ ñèíòåçà, ìû âíåäðèëè àòîìû ïëàòèíû â ïîëèìåðíûå öåïî÷êè», – ñêàçàë â òåëåôîííîì èíòåðâüþ ïðîôåññîð Óíèâåðñèòåòà øòàòà Þòà Ç. Âýëè Âàðäåíè (Z. Valy Vardeny). – «À äëÿ íàñòðîéêè èçëó÷àåìîãî öâåòà ìû ìåíÿåì ðàññòîÿíèå ìåæäó àòîìàìè ïëàòèíû». Êðîìå òîãî, îáîãàùåííûå ïëàòèííîé ïîëèìåðû íå òîëüêî ôëóîðåñöèðóþò ïîäîáíî R-G-B ñâåòîäèîäàì, íî åùå è ôîñôîðåñöèðóþò, êàê ñâåòîäèîäû, ïîêðûòûå ëþìèíîôîðîì, ÷òî ïîòåíöèàëüíî äåëàåò èõ íàìíîãî áîëåå ýíåðãîýôôåêòèâíûìè, ÷åì òðàäèöèîííûå OLED. «Ñîâðåìåííûå OLED ôëóîðåñöèðóþò, ïðåîáðàçóÿ â ñâåò ëèøü ïîðÿäêà 25% ýíåðãèè, à íàø îáîãàùåííûé ïëàòèíîé ïîëèìåð, ñïîñîáíûé åùå è ôîñôîðåñöèðîâàòü, ïîçâîëèò íàì èñïîëüçîâàòü îñòàâøèåñÿ 75%», – ñêàçàë Âàðäåíè. Ñëåäóþùèì øàãîì èññëåäîâàòåëåé äîëæíû ñòàòü ýêñïåðèìåíòû ñ ðàçëè÷íûìè ðàññòîÿíèÿìè ìåæäó àòîìàìè ïëàòèíû â ïîëèìåðíîé öåïî÷êå, à òàêæå ýêñïåðèìåíòû ñ äðóãèìè òÿæåëûìè ìîëåêóëàìè, ðàçäåëÿþùèìè ïëàòèíó. Íà ñåãîäíÿ ó÷åíûì óäàëîñü ñîçäàòü äâà ìàòåðèàëà: îäèí ñ àòîìàìè ïëàòèíû, âíåäðåííûìè ìåæäó âñåìè ñâÿçÿìè ïîëèìåðíîé öåïî÷êè, èçëó÷àþùèé ôèîëåòîâûé è æåëòûé ñâåò, à âòîðîé ñ àòîìàìè ïëàòèíû, âíåäðåííûìè ìåæäó êàæäîé òðåòüåé ñâÿçüþ, èìåþùèé ñèíèé è îðàíæåâûé öâåòà ñâå÷å-

ÑÒÀÒÜÈ

33


íèÿ. Èññëåäîâàòåëè íàäåþòñÿ, ÷òî ïîëèìåð ñ ðàçíîòèïíûìè ðàçäåëèòåëÿìè àòîìîâ ïëàòèíû áóäåò èçëó÷àòü íà âñåõ äëèíàõ âîëí, îáðàçóÿ ðåçóëüòèðóþùèé áåëûé öâåò. «Êîíå÷íîé öåëüþ ÿâëÿåòñÿ ñîçäàíèå áåëîãî öâåòà. Ê ñîæàëåíèþ, îïðåäåëåíèå áåëîãî öâåòà î÷åíü íåîïðåäåëåííî, íî, ïî ñóòè, ìû õîòèì èçëó÷àòü âñå öâåòà», – ïðîäîëæàë Âàðäåíè. Ïîêà äëÿ ðàáîòû îáîãàùåííûõ ïëàòèíîé ïîëèìåðîâ òðåáóåòñÿ ñòèìóëÿöèÿ âíåøíèì ñâåòîì, íî êàê òîëüêî áóäåò îïðåäåëåíà ôîðìóëà ïîëèìåðà ñ áåëûì ñâå÷åíèåì, èññëåäîâàòåëè ïðåîáðàçóþò ìàòåðèàë â OLED, êîòî-

34

ðûé áóäåò ñâåòèòüñÿ â îòâåò íà ýëåêòðè÷åñêîå âîçäåéñòâèå. Ïî îöåíêàì ó÷åíûõ, íà òî, ÷òîáû ñîçäàòü ñîâåðøåííûé ïîëèìåð ñ áåëûì öâåòîì ñâå÷åíèÿ ïîòðåáóåòñÿ ïîðÿäêà ãîäà, è åùå äâà äëÿ òîãî, ÷òîáû òðàíñôîðìèðîâàòü åãî â OLED. Èññëåäîâàòåëè ïëàíèðóþò òàêæå èñïîëüçîâàòü òåõíîëîãèþ äëÿ ñîçäàíèÿ âûñîêîýôôåêòèâíûõ ôîòîãàëüâàíè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ. Ïîìèìî ýòîãî, ñïîñîáíîñòü îáîãàùåííûõ ïëàòèíîé ïîëèìåðîâ õðàíèòü èíôîðìàöèþ â ñïèíå ýëåêòðîíîâ ïîòåíöèàëüíî ìîæåò ñäåëàòü èõ ìàòåðèàëîì äëÿ çàïîìèíàþùèõ óñòðîéñòâ íîâîãî òèïà. ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


Ïåðñïåêòèâû óêðàèíñêîãî ðûíêà âåòðîýíåðãåòèêè Ãàëèíà Øìèäò, Óêðàèíñêàÿ àññîöèàöèÿ âåòðîýíåðãåòèêè Renewable Energy World

Ç

Çà ïîñëåäíèå 20 ëåò Óêðàèíà ïî óðîâíþ èñïîëüçîâàíèÿ ýíåðãèè âåòðà ñòàëà ëèäåðîì ñðåäè ðåñïóáëèê áûâøåãî ÑÑÑÐ. Ýòî åäèíñòâåííàÿ ñòðàíà â ÑÍà ñî ñôîðìèðîâàâøåéñÿ âåòðîýíåðãåòè÷åñêîé ïðîìûøëåííîñòüþ è ôóíêöèîíèðóþùèì ìåõàíèçìîì çåëåíûõ òàðèôîâ. 2012 ãîä ïðèíåñ î÷åðåäíîé óñïåõ âåòðîýíåðãåòèêå Óêðàèíû, ñóììàðíàÿ ìîùíîñòü óñòàíîâîê êîòîðîé äîñòèãëà 300 ÌÂò, ïðîäåìîíñòðèðîâàâ âïå÷àòëÿþùèé 98-ïðîöåíòíûé ïðèðîñò ïî ñðàâíåíèþ ñ êîíöîì 2011 ãîäà. Ïåðâàÿ ôàçà ñîâðåìåííîãî ïðîìûøëåííîãî èñïîëüçîâàíèÿ ýíåðãèè âåòðà îòíîñèòñÿ ê 1997 ãîäó, êîãäà â öåëÿõ ñòèìóëèðîâàíèÿ ðàçâèòèÿ âåòðîýíåðãåòèêè â Óêðàèíå áûëà ïðèíÿòà ïðîãðàììà ñîçäàíèÿ ñåòè âåòðÿíûõ ôåðì. Ïðîãðàììà, ãëàâíûì îáðàçîì, ôîêóñèðîâàëàñü íà êîíâåðñèè îáîðîííûõ ïðåäïðèÿòèé è ïåðåîðèåíòàöèè èõ íà âûïóñê îáîðóäîâàíèÿ äëÿ âåòðîýíåðãåòèêè. Ïîñòàâëåííàÿ òîãäà äîâîëüíî àìáèöèîçíàÿ öåëü äîñòèãíóòü ê 2010 ãîäó îáùåé ìîùíîñòè 1990 ÌÂò, ê ñîæàëåíèþ, íå áûëà âûïîëíåíà èç-çà îñòðîé íåõâàòêè ôèíàíñèðîâàíèÿ. Õîòÿ ïî êîëè÷åñòâó äîáûâàåìîãî óãëÿ Óêðàèíà çàíèìàåò îäíî èç ïåðâûõ ìåñò â

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

Åâðîïå, è, êðîìå òîãî, ðàñïîëàãàåò íåêîòîðûìè çàïàñàìè óðàíà, íåôòè è ïðèðîäíîãî ãàçà, ñòðàíà ñèëüíî çàâèñèò îò èìïîðòà ýíåðãîíîñèòåëåé, â ïåðâóþ î÷åðåäü, èç Ðîññèè, îñòàâëÿÿ ýêîíîìèêó óÿçâèìîé îò äâóõñòîðîííèõ ñïîðîâ è âíåøíèõ ïîòðÿñåíèé.  öåëÿõ ñíèæåíèÿ çàâèñèìîñòè îò èìïîðòà è äèâåðñèôèêàöèè ïîñòàâîê â àïðåëå 2009 ã. óêðàèíñêîå ïðàâèòåëüñòâî ââåëî çàôèêñèðîâàííûå äî 2030 ã. ïðèâëåêàòåëüíûå çåëåíûå òàðèôû íà âîçîáíîâëÿåìûå èñòî÷íèêè ýíåðãèè. Äåéñòâóþùàÿ ñåé÷àñ ñòàâêà äëÿ âåòðÿíûõ òóðáèí ìîùíîñòüþ ñâûøå 2 ÌÂò ñîñòàâëÿåò 11.31 åâðîöåíòà çà êèëîâàòò-÷àñ.  áóäóùåì òàðèôû äëÿ ýëåêòðîñòàíöèé, áóäóò ïîñëåäîâàòåëüíî ñíèæàòüñÿ íà 10, 20 è 30 ïðîöåíòîâ îòíîñèòåëüíî óðîâíÿ 2013 ãîäà äëÿ èñòî÷íèêîâ ýíåðãèè, ââîäèìûõ â ýêñïëóàòàöèþ ñ 2015, 2020 è 2025 ãîäîâ, ñîîòâåòñòâåííî. Óêðàèíà ñåãîäíÿ ðàñïîëàãàåò òðåìÿ îñíîâíûìè ìåõàíèçìàìè ñòèìóëèðîâàíèÿ ïðîèçâîäñòâà ýíåðãèè èç âîçîáíîâëÿåìûõ èñòî÷íèêîâ: çåëåíûå òàðèôû, íàëîãîâûå ëüãîòû è ïðåôåðåíöèè äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ ê ñåòÿì. Íèêîëàé Ïàøêåâè÷, ðóêîâîäèòåëü Ãîñóäàðñòâåííîãî Àãåíòñòâà ýíåðãîýôôåêòèâíîñòè

ÑÒÀÒÜÈ

35


è ýíåðãåòè÷åñêîé áåçîïàñíîñòè Óêðàèíû (SAEE), îòâå÷àþùèé çà ðàçâèòèå â ñòðàíå âîçîáíîâëÿåìûõ èñòî÷íèêîâ ýíåðãèè, ñ÷èòàåò: «Ïðèíÿòèå 1 àïðåëÿ 2009 ã. çàêîíà î çåëåíîì òàðèôå ñòàëî îñíîâíûì ñòèìóëîì äëÿ ðàçâèòèÿ âîçîáíîâëÿåìûõ èñòî÷íèêîâ ýíåðãèè â Óêðàèíå. Èìåííî ýòîò çàêîí ïîçâîëèë íàøåé ñòðàíå âñåãî çà íåñêîëüêî ëåò äîáèòüñÿ ñòîëü çíà÷èòåëüíîãî ïðèðîñòà ãåíåðèðóþùèõ ìîùíîñòåé». Ñîãëàñíî äàííûì SAEE, â íàñòîÿùåå âðåìÿ â Óêðàèíå â îáëàñòè çåëåíîé ýíåðãåòèêè ðåàëèçîâàíû 153 ïðîåêòà ñóììàðíîé óñòàíîâëåííîé ìîùíîñòüþ 874 ÌÂò. Çà ïîñëåäíèå øåñòü ìåñÿöåâ áûëî ïðîèçâåäåíî 733 ÃÂò×÷ çåëåíîé ýëåêòðîýíåðãèè. Äëÿ ñðàâíåíèÿ, çà âåñü 2012 ã. âûðàáîòêà òàêîé ýíåðãèè ñîñòàâèëà 242 ÃÂò×÷, à îáùàÿ ìîùíîñòü óñòàíîâîê íàñ÷èòûâàëà 146 ÌÂò. «Ýòî ÿðêîå ñâèäåòåëüñòâî ýôôåêòèâíîñòè çàêîíà», – ñêàçàë Ïàøêåâè÷. – «Ôàêòè÷åñêè, ýòîò çàêîí ÿâëÿåòñÿ "ãàðàíòîì" èíâåñòèöèé â âîçîáíîâëÿåìóþ ýíåðãåòèêó».

Îòå÷åñòâåííûé ðûíîê âåòðÿíûõ òóðáèí Óêðàèíû ïðåäñòàâëåí ìîäåëÿìè ìàëîãî è ìåãàâàòòíîãî êëàññîâ. Çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî âåòðÿíûõ ôåðì áûëî ñîçäàíî â ðàìêàõ Ãîñóäàðñòâåííîé ïðîãðàììû ñòðîèòåëüñòâà âåòðîýëåêòðîñòàíöèé. Ñ 2011 ã. ïðàêòè÷åñêè âñå íîâûå âåòðÿíûå ìîùíîñòè ââîäèëèñü â ñòðîé çà ñ÷åò ÷àñòíûõ èíâåñòèöèé. Ïî äàííûì Óêðàèíñêîé âåòðîýíåðãåòè÷åñêîé àññîöèàöèè (ÓÂÝÀ) çà ïåðâûå øåñòü ìåñÿöåâ 2013 ã. áûëè ââåäåíû â ñòðîé íîâûå â åò ð î ó ñ ò à í î â ê è î á ù å é ì î ù í î ñ ò ü þ 18.32 ÌÂò, âìåñòå ñ êîòîðûìè ñóììàðíàÿ ìîùíîñòü ïî ñîñòîÿíèþ íà 30 èþíÿ 2013 ã. äîñòèãëà 315.76 ÌÂò, èç êîòîðûõ 290.76 ÌÂò áûëè ïîëíîñòüþ ïîäêëþ÷åíû ê ýíåðãîñåòÿì Óêðàèíû è ïðîäàâàëè ýëåêòðîýíåðãèþ ïî çåëåíûì òàðèôàì.  äîïîëíåíèå ê ýòîìó íà÷àëèñü ìîíòàæíûå ðàáîòû íà ðÿäå ïëîùàäîê â Ëóãàíñêîé, Çàïîðîæñêîé è Õåðñîíñêîé îáëàñòÿõ, à òàêæå â Êðûìó. Ñóììàðíûå èíâåñòèöèè ñîñòàâëÿþò ïðèìåðíî ˆ84 ìëí.

36

ÓÂÝÀ îæèäàåò, ÷òî â ïåðâîé ïîëîâèíå 2014 ã. îáùàÿ ìîùíîñòü óñòàíîâëåííûõ âåòðîãåíåðàòîðîâ äîñòèãíåò 500 ÌÂò, è ïîëàãàåò, ÷òî ïîñòàâëåííàÿ öåëü äîâåñòè ýòó öèôðó äî 1 ÃÂò ê êîíöó 2015 ã. âïîëíå âûïîëíèìà.

Âåòðîïàðêè Óêðàèíû ÿâëÿåòñÿ îäíîé èç âåäóùèõ êîìïàíèé â íàöèîíàëüíîé âåòðîýíåðãåòè÷åñêîé èíäóñòðèè. Ê èþëþ 2013 ã. êîìïàíèÿ ñìîíòèðîâàëà è ââåëà â ýêñïëóàòàöèþ â íåñêîëüêèõ ðåãèîíàõ Óêðàèíû âåòðîãåíåðàòîðû ìîùíîñòüþ 130 ÌÂò. Åùå ïðèìåðíî 70 ÌÂò äîïîëíèòåëüíûõ ìîùíîñòåé ïëàíèðóåòñÿ ñäàòü ê êîíöó 2013 ã. Êîìïàíèÿ ðàññ÷èòûâàåò, ÷òî ê êîíöó 2020 ã. ïîðòôåëü åå çàêàçîâ ñîñòàâèò 1350 ÌÂò. Ðàçðàáîòêà ïîëíîé öåïî÷êè ïîñòàâîê ýíåðãèè âåòðà áûëà ïðèîðèòåòíîé çàäà÷åé äëÿ Óêðàèíû.  ñåíòÿáðå 2012 ã. óêðàèíñêàÿ êîìïàíèÿ Fuhrlaender Windtechnology îòêðûëà â Êðàìàòîðñêå çàâîä, íà÷àâøèé ëèöåíçèîííîå ïðîèçâîäñòâî âåòðÿíûõ òóðáèí. Fuhrlaender – ïåðâàÿ óêðàèíñêàÿ êîìïàíèÿ, âûïóñêàþùàÿ òóðáèíû ìåãàâàòòíîãî êëàññà, ïîÿâëåíèå êîòîðûõ ìîæíî ñ÷èòàòü íà÷àëîì ëîêàëèçàöèè ïðîèçâîäñòâà ñîâðåìåííîãî âåòðîýíåðãåòè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ â Óêðàèíå.

Íåäàâíèé âûèãðûø êîìïàíèåé Fuhrlaender Windtechnology òåíäåðà íà ïîñòàâêó 22 2-ìåãàâàòòíûõ âåòðÿíûõ òóðáèí äëÿ 45-

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


ìåãàâàòòíîé ôåðìû â ãîðîäå Åðåéìåíòàó Àêìîëèíñêîé îáëàñòè Êàçàõñòàíà óêàçûâàåò íà êîíêóðåíòîñïîñîáíîñòü óêðàèíñêèõ òóðáèí íà òåððèòîðèè áûâøåãî Ñîâåòñêîãî Ñîþçà. Íî ýòî íå òîëüêî ïåðâûé ïðîåêò ñîâðåìåííîãî âåòðîïàðêà íà òåððèòîðèè Êàçàõñòàíà, ýòî åùå è ïåðâûé ðåàëèçóåìûé çà ïðåäåëàìè Óêðàèíû ïðîåêò, â êîòîðîì èñïîëüçóþòñÿ ñîâðåìåííûå ìåãàâàòòíûå âåòðÿíûå òóðáèíû óêðàèíñêîãî ïðîèçâîäñòâà. Îñíîâíûì ïðåïÿòñòâèåì íà ïóòè äàëüíåéøåãî óñïåøíîãî ðàçâèòèÿ âîçîáíîâëÿåìîé ýíåðãåòèêè â Óêðàèíå ñòàëî ïîäêëþ÷åíèå ê ýëåêòðè÷åñêèì ñåòÿì. Ïîçèöèÿ Ìèíèñòåðñòâà ýíåðãåòèêè è óãîëüíîé ïðîìûøëåííîñòè íàøëà îòðàæåíèå â ïðîåêòå Ïåðåñìîòðåííîé ýíåðãåòè÷åñêîé ñòðàòåãèè Óêðàèíû íà ïåðèîä äî 2030 ãîäà, – äîêóìåíòå, îðèåíòè-

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

ðîâàííîì íà àòîìíûå è óãîëüíûå ýëåêòðîñòàíöèè. Îñíîâíûìè àðãóìåíòàìè òåõ, êòî âûñòóïàåò ïðîòèâ ðàçâèòèÿ âîçîáíîâëÿåìîé ýíåðãèè, ÿâëÿþòñÿ çàâèñèìîñòü îò ïîãîäíûõ óñëîâèé è íåîáõîäèìîñòü ñîçäàíèÿ äîïîëíèòåëüíûõ ðåçåðâíûõ ìîùíîñòåé äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ñòàáèëüíîñòè ñåòåé. «Ïåðâîíà÷àëüíî, Íàöèîíàëüíàÿ ýíåðãåòè÷åñêàÿ êîìïàíèÿ Óêðýíåðãî (íàöèîíàëüíûé ýëåêòðîñåòåâîé îïåðàòîð) óòâåðæäàëà, ÷òî òåõíè÷åñêè äîñòèæèìûé ïîòåíöèàë âîçîáíîâëÿåìûõ èñòî÷íèêîâ ýíåðãèè â Óêðàèíå ñîñòàâëÿåò 7-8 ÃÂò. Òåïåðü æå, ñïóñòÿ òðè ãîäà ïîñëå ââåäåíèÿ çåëåíûõ òàðèôîâ, â ïðîåêò Ïåðåñìîòðåííîé ýíåðãåòè÷åñêîé ñòðàòåãèè áûë ââåäåí ïîêàçàòåëü 1.5 ÃÂò», – êðèòèêóåò Óêðýíåðãî ïðåäñåäàòåëü ÓÂÝÀ Àíäðåé Êîíå÷åíêîâ. Ïî ñëîâàì Âëàäèñëàâà Åðåìåíêî, ãåíåðàëüíîãî äèðåêòîðà êîìïàíèè Âåòðîïàðêè Óêðàèíû, ñòðàíà ðàñïîëàãàåò âñåì íåîáõîäèìûì äëÿ óñïåøíîãî ðàçâèòèÿ èíäóñòðèè âåòðîýíåðãåòèêè. «Óêðàèíà â ñîñòîÿíèè îáåñïå÷èòü âñþ öåïî÷êó – îò ïðîèçâîäñòâà òóðáèí äî ñòðîèòåëüñòâà, îáñëóæèâàíèÿ è ýêñïëóàòàöèè âåòðÿíûõ ïàðêîâ», – ñêàçàë Åðåìåíêî. – «Îòêðûòèå â Óêðàèíå çàâîäà ïî ëèöåíçèîííîìó ïðîèçâîäñòâó âåòðÿíûõ òóðáèí, îáó÷åííûé ïåðñîíàë, ñïîñîáíûé óñòàíàâëèâàòü è îáñëóæèâàòü òåõíèêó, êîíñòðóêòîðû è ñòðîèòåëè – âñå ýòî êîìïîíåíòû îäíîãî áîëüøîãî ïðîöåññà – ïðîöåññà ïåðåõîäà Óêðàèíû ê ÷èñòîé è íàäåæíîé ýëåêòðîýíåðãèè», – çàêëþ÷èë îí. ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

37


Ìîæåòå ëè Âû

óñëûøàòü ðàçëè÷èå? Martin Rowe EDN

È

Èñïîëüçîâàíèå USB äëÿ ïåðåäà÷è îöèôðîâàííîãî àóäèî-ñèãíàëà íå ñ÷èòàåòñÿ ÷åì-òî íåîáû÷íûì.  êîíöå êîíöîâ, äëÿ ýòîãî äîñòàòî÷íî äàæå ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòè USB 1.1. Âû ìîæåòå èìåòü USB-äèíàìèêè èëè ïåðåäàâàòü ïîòîêîâîå àóäèî ñ æåñòêîãî äèñêà, êîòîðûé ïîäêëþ÷åí ê êîìïüþòåðó ÷åðåç USB-êàáåëü. Ìîæåòå ëè âû óñëûøàòü èñêàæåíèÿ, êîòîðûå êàíàë ñâÿçè USB íàêëàäûâàåò íà ìóçûêó? Íåêîòîðûå ëþäè äóìàþò, ÷òî ìîãóò. Îäèí èç íàøèõ áëîããåðîâ íåäàâíî ïðèñëàë ìíå ññûëêó, ïåðåõîä ïî êîòîðîé âàñ ñèëüíî ðàçâåñåëèò. «Àáñîëþòíûé çâóê», ñàéò àóäèîôèëîâ, îïóáëèêîâàë ñâîé ðåéòèíã öèôðîâûõ ñîåäèíèòåëüíûõ êàáåëåé 2013 ã. ïî âåðñèè àâòîðîâ ñàéòà. Äàâàéòå íà÷íåì ñ íîìåðà îäèí â ðåéòèíãå. Èòàê, íà ïåðâîì ìåñòå èäåò, ÿ öèòèðóþ: AudioQuest Diamond 0.75 ì, $549; 1.5 ì, $695 audioquest.com Ñóïåð äîðîãîé USB-êàáåëü ÿâëÿåòñÿ ïðîñòî îòêðîâåíèåì â ñâîåì ñî÷åòàíèè ïðîñòîòû è èçûñêàííîñòè ñ îäíîé ñòîðîíû, è ÷åòêîñòè è ïðîçðà÷íîñòè çâó÷àíèÿ – ñ äðóãîé. Íåñìîòðÿ íà ñïîñîáíîñòü äîíîñèòü ìåëü÷àéøèå äåòàëè, Diamond USB îáëàäàåò ðàññëàáëÿþùèì ñâîéñòâîì, ñïîñîáñòâóþùèì ãëóáîêîìó ïîãðóæåíèþ â ìóçûêó.

Çàïëàòèëè áû Âû $695 çà êàáåëü USB? Ãëóáîêîå ïîãðóæåíèå â ìóçûêó? Ìû çäåñü îáñóæäàåì öèôðîâîé êàáåëü. Àóäèîôèëû, ïîæàëóéñòà, âûíüòå âàøè ãîëîâû èç ïåñêà è

38

ïîñëóøàéòå ìåíÿ. USB – ýòî öèôðîâàÿ øèíà. Ïîêà ïðèåìíèê ìîæåò êîððåêòíî ïðèíèìàòü áèòû è âèäåòü ðàçíèöó ìåæäó ëîãè÷åñêîé åäèíèöåé è íóëåì, öèôðîâîå ïðåäñòàâëåíèå àóäèî-ñèãíàëà íà âûõîäå ïðèåìíèêà áóäåò òî÷íîé êîïèåé ñèãíàëà ïåðåäàííîãî. Âû óòâåðæäàåòå, ÷òî ìîæåòå ñëûøàòü ðàçíèöó ìåæäó äåøåâûì è äîðîãèì USB-êàáåëåì? Ìíå î÷åíü æàëü, íî âû çàáëóæäàåòåñü.  ñðåäíåì, äëÿ öèôðîâûõ êàíàëîâ îäèí îøèáî÷íûé áèò ïðèõîäèòñÿ íà 1012 îòïðàâëåííûõ. Âû â ïðèíöèïå íå ìîæåòå ýòîãî óñëûøàòü. Äàëåå, âû ñêàæåòå, ÷òî ìîæåòå ñëûøàòü äðîæàíèå ôðîíòà ñèãíàëà ñèíõðîíèçàöèè, ïðîèçâîäèìîå äåøåâûì êàáåëåì. Îïÿòü æå, ïîêà áèòû èíòåðïðåòèðóþòñÿ êîððåêòíî, íåçàâèñèìî îò òèïà êàáåëÿ íèêàêîé ðàçíèöû â ñèãíàëå íå áóäåò. Åñëè ãäå-òî è âîçíèêàþò êàêèå-òî èñêàæåíèÿ â àóäèî-êàíàëå, èõ èñòî÷íèê íàõîäèòñÿ íà àíàëîãîâîé ñòîðîíå. Ïðè êàæäîì ïðåîáðàçîâàíèè öèôðîâîãî ïðåäñòàâëåíèÿ àóäèî â àíàëîãîâûé ñèãíàë äîáàâëÿþòñÿ íåêîòîðûå ïîãðåøíîñòè. ß îòêàçûâàþñü âåðèòü, ÷òî êòîíèáóäü ìîæåò óñëûøàòü èñêàæåíèÿ â ëþáîé õîðîøåé àóäèî-ñèñòåìå. Âûñîêîêà÷åñòâåííàÿ óçêîïîëîñíàÿ àïïàðàòóðà àóäèî àíàëèçà ìîãëà áû çàðåãèñòðèðîâàòü ðàçëè÷èÿ, íî òîëüêî íå âàøè óøè. Ïîñëóøàéòå, ÿ ìîãó ïîíÿòü, ïî÷åìó íå ñòîèò ïîêóïàòü ñàìûé äåøåâûé USB-êàáåëü, íî ÿ äåëàë áû ýòî èç ñîîáðàæåíèé íàäåæíîñòè, à íå êà÷åñòâà àóäèî-ñèãíàëà. Íå îáìàíûâàéòå ñåáÿ. Îòäàâ $695 çà USBêàáåëü, âû íå ïîëó÷èòå ëó÷øåãî êà÷åñòâà àóäèî. Âû ïîëó÷èòå òî÷íî òàêîå æå êà÷åñòâî

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


çâó÷àíèÿ ñ êàáåëåì çà $6.95. Êà÷åñòâî àóäèîñèãíàëà – ýòî ôóíêöèÿ êîäèðîâàíèÿ, äåêîäèðîâàíèÿ, îáðàáîòêè è óñèëåíèÿ èñõîäíîãî àíàëîãîâîãî ñèãíàëà, à òàêæå äèíàìèêà. Âïå-

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

ðåä, äîêàæèòå, ÷òî ÿ íåïðàâ! Êóïèòå ñåáå ïåðâîêëàññíûé àóäèîàíàëèçàòîð è ïðîäåìîíñòðèðóéòå ìíå ðàçíèöó ìåæäó êàáåëÿìè, ïåðåäàþùèìè öèôðîâûå ñèãíàëû. ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

39


Îñíîâû èçìåðåíèé

çàðÿäà àêêóìóëÿòîðà Karthik Kadirvel, Texas Instruments ECN

 ïåðñîíàëüíûõ óñòðîéñòâàõ ñ àêêóìóëÿòîðíûì ïèòàíèåì ìîæåò áûòü îò îäíîé àêêóìóëÿòîðíîé ÿ÷åéêè, êàê, íàïðèìåð, â ìîáèëüíûõ òåëåôîíàõ, äî íåñêîëüêèõ, êàê â ýëåêòðîìîáèëÿõ. Òðåâîæíîå îæèäàíèå ïðèáëèæàþùåãîñÿ ðàçðÿäà àêêóìóëÿòîðà (â àíãëèéñêîì ÿçûêå ýòî íàçûâàåòñÿ range anxiety) õàðàêòåðíî äëÿ ðàáîòû ñî âñåìè àâòîíîìíûìè ýëåêòðîííûìè óñòðîéñòâàìè. Ïîëüçîâàòåëåé áåñïîêîèò, ñìîãóò ëè îíè äîñìîòðåòü äî êîíöà ôèëüì, ïðåæäå ÷åì ðàçðÿäèòñÿ àêêóìóëÿòîð ïëàíøåòà, èëè äîåäóò ëè îíè íà ýëåêòðîìîáèëå äî ñëåäóþùåé çàðÿäíîé ñòàíöèè, íå âñòàâ ïîñðåäè øîññå. Ñèñòåìà èçìåðåíèÿ çàðÿäà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êîìïîíåíò, îòâå÷àþùèé çà îïðåäåëåíèå îñòàâøåéñÿ â àêêóìóëÿòîðå ýíåðãèè.  ýòîé ñòàòüå îïèñàíà ñèñòåìà èçìåðåíèÿ çàðÿäà, èñïîëüçóåìàÿ â óñòðîéñòâàõ ñ îäíîé àêêóìóëÿòîðíîé ÿ÷åéêîé. Ðàññìàòðèâàþòñÿ ðàçëè÷íûå àëãîðèòìû îïðåäåëåíèÿ åìêîñòè àêêóìóëÿòîðà, èñïîëüçóåìûå â ïîäîáíûõ ñèñòåìàõ, à òàêæå ïëþñû è ìèíóñû ýòèõ àëãîðèòìîâ. Ñòàòüÿ çàòðàãèâà-

åò òàêæå íåêîòîðûå ôàêòîðû, êîòîðûå íåîáõîäèìî ïðèíèìàòü âî âíèìàíèå ïðè âûáîðå ñèñòåìû èçìåðåíèÿ çàðÿäà äëÿ ïîòðåáèòåëüñêèõ ïðèëîæåíèé ñ áàòàðåéíûì ïèòàíèåì. Íà Ðèñóíêå 1 ïîêàçàíà áëîê-ñõåìà ñòàíäàðòíîãî èçìåðèòåëÿ çàðÿäà. Îí ñîñòîèò, ïî ìåíüøåé ìåðå, èç äâóõ ÀÖÏ, îäèí èç êîòîðûõ ïðåäíàçíà÷åí äëÿ èçìåðåíèÿ òîêà àêêóìóëÿòîðà. Âòîðîé ÀÖÏ ìóëüòèïëåêñèðîâàí è ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ äëÿ èçìåðåíèÿ íàïðÿæåíèÿ è òåìïåðàòóðû àêêóìóëÿòîðà èëè âûïîëíÿòü ôóíêöèþ ÀÖÏ îáùåãî íàçíà÷åíèÿ. Èçìåðåííûå íàïðÿæåíèå, òîê è òåìïåðàòóðà ïîäàþòñÿ â ìèêðîïðîöåññîð, â êîòîðîì ðåàëèçîâàí àëãîðèòì îïðåäåëåíèÿ çàðÿäà.  ýíåðãîíåçàâèñèìîé ïàìÿòè ìèêðîïðîöåññîðà ñîäåðæèòñÿ îïðåäåëåííàÿ èíôîðìàöèÿ î ñïåöèôè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèêàõ àêêóìóëÿòîðà, òàêèõ êàê èìïåäàíñ èëè çàâèñèìîñòü åìêîñòè ÿ÷åéêè îò íàïðÿæåíèÿ. Âñòðîåííûé èëè âíåøíèé ñòàáèëèçàòîð îáåñïå÷èâàåò ìèêðîïðîöåññîð, ÀÖÏ è äðóãèå öåïè ðåãóëèðóåìûì íàïðÿæåíèåì ïèòàíèÿ. Èçìåðèòåëü

Èçìåðåòåëü çàðÿäà áàòàðåè +

LDO

Òåìï. ÀÖÏ

– Ðåçèñòîð äàò÷èêà òîêà

ÀÖÏ

Ìèêðîïðîöåññîð

I2C

Óñòðîéñòâî óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì

Êîíñòàíòû áàòàðåè

Ðèñóíîê 1. Áëîê-ñõåìà òèïè÷íîé ñèñòåìû îïðåäåëåíèÿ çàðÿäà.

40

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


Íàïðÿæåíèå íà àêêóìóëÿòîðå (Â)

ëîâ, íàïðèìåð, I2C.

4.0

Ïîñëå 1 öèêëà

Ïîñëå 100 öèêëîâ

Ïîñëå 300 öèêëîâ

3.5

3.0

EDV Åìêîñòü ïàäàåò ïî ìåðå ñòàðåíèÿ

2.5

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

Åìêîñòü àêêóìóëÿòîðà (À÷)

Ðèñóíîê 2. Ãðàôèêè çàâèñèìîñòè åìêîñòè ÿ÷åéêè îò íàïðÿæåíèÿ õîëîñòîãî õîäà ïîñòðîåíû äëÿ ðàçëè÷íîãî êîëè÷åñòâà öèêëîâ çàðÿäà-ðàçðÿäà. Ñ óâåëè÷åíèåì ñðîêà ýêñïëóàòàöèè åìêîñòü óìåíüøàåòñÿ, è êîíå÷íîå íàïðÿæåíèå ðàçðÿäà (EDV) äîñòèãàåòñÿ ïðè ìåíüøèõ åìêîñòÿõ.

Ïðîñòåéøèé àëãîðèòì îöåíêè çàðÿäà çàêëþ÷àåòñÿ â îïðåäåëåíèÿ åìêîñòè àêêóìóëÿòîðà ïî èçìåðåííîìó íà íåì íàïðÿæåíèþ ñ èñïîëüçîâàíèåì ãðàôèêîâ Ðèñóíêà 2. Íà Ðèñóíêå 2 ïîêàçàíà ñòàíäàðòíàÿ çàâèñèìîñòü íàïðÿæåíèÿ ëèòèé-èîííîãî àêêóìóëÿòîðà îò åãî åìêîñòè. Èç ãðàôèêà ìîæíî ïîëó÷èòü çíà÷åíèå åìêîñòè ïðè äàííîì íàïðÿæåíèè. Ðèñóíîê 2 òàêæå ïîêàçûâàåò, êàê óìåíüøàåòñÿ åìêîñòü ñ óâåëè÷åíèåì êîëè÷åñòâà öèêëîâ çàðÿäà-ðàçðÿäà. Ìåòîä, îñíîâàííûé íà èçìåðåíèè íàïðÿæåíèÿ, ïðîñò â ðåàëèçàöèè è ïîçâîëÿåò óçíàòü òî÷íîå çíà÷åíèå ìàêñèìàëüíîé åìêîñòè àêêóìóëÿòîðà (QMAX) ïðè îòñóòñòâèè íà íåì íàãðóçêè. Îäíàêî ôàêòè÷åñêàÿ ïîëåçíàÿ åìêîñòü àêêóìóëÿòîðà (QUSABLE) ìåíüøå ìàêñèìàëüíîé åìêîñòè èççà âíóòðåííåãî èìïåäàíñà àêêóìóëÿòîðà (Ðèñóíîê 3). Äëÿ îöåíêè ïîëåçíîé åìêîñòè ìîæíî èñïîëüçîâàòü ñðåäíåå çíà÷åíèå èìïåäàíñà àêêóìóëÿòîðà (RBAT), íî ýòà îöåíêà, ñêîðåå âñåãî, áóäåò ñîäåðæàòü áîëüøèå îøèáêè, ïîñêîëüêó RBAT ÿâëÿåòñÿ ôóíêöèåé òåìïåðàòóðû àêêóìóëÿòîðà (T), åãî âîçðàñòà (Age) è ñîñòîÿíèÿ çàðÿäà (SoC). Õîòÿ, â ïðèíöèïå, äëÿ êîððåêòèðîâêè ñîïðîòèâëåíèÿ àêêóìóëÿòîðà ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ áîëüøàÿ ìíîãîìåðíàÿ òàáëèöà, äëÿ ðàñ÷åòà ñîïðîòèâëåíèÿ òðåáóåòñÿ ìíîãî èíôîðìàöèè îá àêêóìóëÿòîðå è öåïè.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

Áîëåå ñîâåðøåííûì ðåøåíèåì ÿâëÿåòñÿ ìåòîä ïîäñ÷åòà çàðÿäà.  ýòîì ñëó÷àå äëÿ ïîëó÷åíèÿ òî÷íîé îöåíêè òåêóùåé åìêîñòè èíòåãðèðóåòñÿ çàðÿä, âòåêàþùèé â àêêóìóëÿòîð è âûòåêàþùèé èç íåãî. Äàííûé ìåòîä õîðîøî ðàáîòàåò ïðè óñëîâèè, ÷òî òî÷íî èçâåñòíî íà÷àëüíîå ñîñòîÿíèå çàðÿäà. Åñëè èñõîäíàÿ åìêîñòü àêêóìóëÿòîðà èçâåñòíà, èíòåãðèðóÿ îáùèé òîê, ìîæíî ïîëó÷èòü òåêóùóþ åìêîñòü. Îñíîâíàÿ ïðîáëåìà, ñâÿçàííàÿ ñ ýòèì ìåòîäîì, çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî çäåñü íå ó÷èòûâàåòñÿ ñàìîðàçðÿä àêêóìóëÿòîðà, ïîñêîëüêó òîê ñàìîðàçðÿäà íå ïðîòåêàåò ïî âíåøíåé öåïè. Ýòî ìîæåò ïðèâåñòè ê íåòî÷íîé îöåíêå åìêîñòè. Ñàìîðàçðÿä ìîæåò áûòü ñìîäåëèðîâàí, íî ëþáûå ìîäåëè íåòî÷íû, è, êðîìå òîãî, óðîâåíü ñàìîðàçðÿäà çàâèñèò îò òåìïåðàòóðû è âîçðàñòà àêêóìóëÿòîðà. Íàïðÿæåíèå íà àêêóìóëÿòîðå (Â)

çàðÿäà âçàèìîäåéñòâóåò ñ îñòàëüíîé ÷àñòüþ ñèñòåìû ñ ïîìîùüþ ñòàíäàðòíûõ ïðîòîêî-

Áåç íàãðóçêè 4.0

RBAT = f(T, Age, SoC)

3.5

I ´ RBAT 3.0

2.5

QUSABLE

Ïîä íàãðóçêîé

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

QMAX

1.0

1.1

1.2

Åìêîñòü àêêóìóëÿòîðà (À÷)

Ðèñóíîê 3. Ãðàôèêè çàâèñèìîñòè åìêîñòè ÿ÷åéêè îò íàïðÿæåíèÿ ïîñòðîåíû äëÿ ñëó÷àåâ õîëîñòîãî õîäà è íàãðóæåííîãî àêêóìóëÿòîðà. Èìïåäàíñ ÿ÷åéêè (RBAT) óìåíüøàåò ïîëåçíóþ åìêîñòü (QUSABLE).

×òîáû ðåøèòü ïðîáëåìû îáîèõ ìåòîäîâ, äëÿ ïðîãíîçèðîâàíèÿ åìêîñòè ìîæíî èñïîëüçîâàòü èíôîðìàöèþ î íàïðÿæåíèè è òîêå, à òàêæå î òåìïåðàòóðå àêêóìóëÿòîðà.  ýòîì ñëó÷àå íàïðÿæåíèå õîëîñòîãî õîäà èçìåðÿåòñÿ ïðè íåíàãðóæåííîì àêêóìóëÿòîðå, à èçìåðåíèå òîêà âûïîëíÿåòñÿ, êîãäà àêêóìóëÿòîð çàðÿæàåòñÿ èëè ðàçðÿæàåòñÿ. Íàïðÿæåíèå àêêóìóëÿòîðà èçìåðÿåòñÿ ïîñòîÿííî, äàæå ïðè îòñóòñòâèè íàãðóçêè. Íåïðåðûâíîå èçìåðåíèå íàïðÿæåíèÿ èñïîëüçóåòñÿ äëÿ îáíîâëåíèÿ èíôîðìàöèè î òåêóùåì ñîñòîÿíèè çàðÿäà íà îñíîâå ãðàôèêà, èçîáðàæåííîãî íà Ðèñóíêå 2. Çàòåì, êîãäà íàãðóçêà ïðèëîæåíà, ìåòîäîì ïîäñ÷åòà îïðåäåëÿåòñÿ ðåçóëüòèðóþùèé çàðÿä, âòåêàþùèé â ñèñòåìó èëè âûòåêàþùèé èç íåå. Ïîñëå ñíÿòèÿ íàãðóçêè áàòàðåå

ÑÒÀÒÜÈ

41


äàþò íåêîòîðîå âðåìÿ íà âîññòàíîâëåíèå, è íàïðÿæåíèå èçìåðÿåòñÿ âíîâü. Èñïîëüçóÿ äàííûå äâóõ èçìåðåíèé íàïðÿæåíèÿ è ðåçóëüòàòû ïîäñ÷åòà ñóììàðíîãî çàðÿäà, ìîæíî îïðåäåëèòü ìàêñèìàëüíóþ åìêîñòü àêêóìóëÿòîðà [3]. Òàêæå ìîæíî ðàññ÷èòàòü òåêóùèé èìïåäàíñ, îñíîâûâàÿñü íà èçìåðåííîì òîêå, íàïðÿæåíèè õîëîñòîãî õîäà ñ ïîïðàâêàìè íà òåìïåðàòóðó è ñîñòîÿíèå çàðÿäà, ïîëó÷åííûìè èç òàáëèöû ñîîòâåòñòâèÿ è íà íàïðÿæåíèè, èçìåðåííîì ïîä íàãðóçêîé. Òàêèì îáðàçîì, çíàÿ ìàêñèìàëüíóþ åìêîñòü è çíà÷åíèå èìïåäàíñà àêêóìóëÿòîðà, ìîæíî ïîëó÷èòü òî÷íóþ îöåíêó îñòàâøåéñÿ ïîëåçíîé åìêîñòè.

Âûáîð ìèêðîñõåìû äëÿ èçìåðåíèÿ çàðÿäà Îñíîâíîå âíèìàíèå ïðè âûáîðå ìèêðîñõåìû îïðåäåëåíèÿ çàðÿäà ñëåäóåò óäåëèòü òî÷íîñòè àëãîðèòìà, ïîòðåáëÿåìîìó òîêó è êîëè÷åñòâó âíåøíèõ êîìïîíåíòîâ, íåîáõîäèìûõ äëÿ åå íîðìàëüíîé ðàáîòû, ïðåæäå âñåãî, ðåãóëÿòîðîâ íàïðÿæåíèÿ è òîêî÷óâñòâèòåëüíûõ ðåçèñòîðîâ. Äàæå òîãäà, êîãäà ôàêòè÷åñêàÿ íàãðóçêà îòêëþ÷åíà, ìèêðîñõåìà îñòàåòñÿ âêëþ÷åííîé äëÿ ïåðèîäè÷åñêîãî èçìåðåíèÿ íàïðÿæåíèÿ õîëîñòîãî õîäà. Ëþáàÿ ýíåðãèÿ, èñïîëüçóåìàÿ èçìåðèòåëåì çàðÿäà, ñîêðàùàåò âðåìÿ ðàáîòû ñèñòåìû, ïîýòîìó ìèêðîñõåìà äîëæíà èìåòü íèçêèé òîê ïîêîÿ. Åé òðåáóåòñÿ ðåãóëèðóåìûé èñòî÷íèê ïèòàíèÿ äëÿ ÀÖÏ, ìèêðîïðîöåññîðà è äðóãèõ áëîêîâ, à òàêæå íèçêîîìíûé ðåçèñòîð äëÿ èçìåðåíèÿ òîêà àêêóìóëÿòîðà.  èäåàëå âñå ýòî äîëæíî áûòü èíòåãðèðîâàíî íà îäíîì êðèñòàëëå, ÷òîáû ñîêðàòèòü ÷èñëî âíåøíèõ êîìïîíåíòîâ è ñýêîíîìèòü ìåñòî íà ïëàòå.  êà÷åñòâå ïðèìåðà òàêîãî èçìåðèòåëÿ ìîæíî ïðèâåñòè ìèêðîñõåìó bq27520, ñîäåðæàùóþ LDO ðåãóëÿòîð. Ôàêòîðàìè, ðàññìàòðèâàåìûìè íà ñèñòåìíîì óðîâíå, ÿâëÿþòñÿ ìåñòî óñòàíîâêè èçìåðèòåëÿ (íà ñòîðîíå áàòàðåè èëè íà ñòîðîíå õîñòà), åãî èíèöèàëèçàöèÿ è ðàçðàáîòêà

42

àëãîðèòìà.  ñëó÷àå óñòàíîâêè íà ñòîðîíå áàòàðåè èçìåðèòåëü ðàçìåùàåòñÿ íåïîñðåäñòâåííî íà íåé. Ýòî ïîçâîëÿåò åìó áûòü âñå âðåìÿ ñèíõðîíèçèðîâàííûì ñ àêêóìóëÿòîðîì è ïðåäîñòàâëÿòü î íåì ìãíîâåííóþ èíôîðìàöèþ.  ñëó÷àå óñòàíîâêè íà ñòîðîíå õîñòà èçìåðèòåëü íóæíî ïðàâèëüíî èíèöèàëèçèðîâàòü êàæäûé ðàç, êîãäà óñòàíàâëèâàåòñÿ àêêóìóëÿòîð. Ïðè óñòàíîâêå íà áàòàðåå àëãîðèòì ðàçðàáàòûâàåò ïðîèçâîäèòåëü àêêóìóëÿòîðà, ïîýòîìó ñèñòåìíûé èíòåãðàòîð ïðîñòî äîëæåí çàïðîñèòü àêêóìóëÿòîð, ñîîòâåòñòâóþùèé òðåáóåìûì ïàðàìåòðàì. Åäèíñòâåííûì íåäîñòàòêîì òàêîãî ìåòîäà ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî ìèêðîñõåìà áóäåò âûáðîøåíà âìåñòå ñ àêêóìóëÿòîðîì, êîãäà òîò ïðèäåò â íåãîäíîñòü, ÷òî ïîòåíöèàëüíî ìîæåò ïðèâåñòè ê óâåëè÷åíèþ îáùåé ñòîèìîñòè ñèñòåìû. Ïðè ðàçìåùåíèè íà ñòîðîíå õîñòà ñèñòåìíûé èíòåãðàòîð äîëæåí èìåòü îïûò èçìåðåíèÿ çàðÿäà è â ãðàôèêå ðàáîò ó÷åñòü âðåìÿ, íåîáõîäèìîå äëÿ ðàçðàáîòêè àëãîðèòìà.

Çàêëþ÷åíèå Îöåíêà åìêîñòè àêêóìóëÿòîðà ÿâëÿåòñÿ ñëîæíîé çàäà÷åé, ïîñêîëüêó íà ýòó åìêîñòü âëèÿåò ìíîæåñòâî âçàèìîñâÿçàííûõ ïàðàìåòðîâ. Ïðîñòûå àëãîðèòìû ìîãóò ïðèâåñòè ê íåòî÷íûì ðåçóëüòàòàì, êîòîðûå ïîòåíöèàëüíî ìîãóò ñîêðàòèòü âðåìÿ ðàáîòû ñèñòåìû. Ïîýòîìó ïðè êîíñòðóèðîâàíèè óñòðîéñòâ èçìåðåíèÿ çàðÿäà ñëåäóåò ðàññìàòðèâàòü êîìïðîìèññû, êàê íà óðîâíå ìèêðîñõåì, òàê è íà ñèñòåìíîì óðîâíå. ÐË

Ññûëêè

ÑÒÀÒÜÈ

1. Yevegen Barasukov, «Challenges and Solutions in Battery Fuel Gauging,» Texas Instruments. 2. «System Side Impedance Track Fuel Gauge with Integrated LDO,» BQ27520 Data Sheet (SLUSAP0) Texas Instruments, December 2011. 3. «Theory and Implementation of Impedance Track Battery Fuel-Gauging Algorithm in bq2750x Family,» Application Note (SLUA450), Texas Instruments, January 2008.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


Ýíåðãîñáåðåãàþùèå ñåòåâûå êîíâåðòåðû Ãðîøåâ Â.ß.

Î

Îïèñûâàåìûå íèæå ñåòåâûå êîíâåðòåðû ñóùåñòâåííî îòëè÷àþòñÿ îò èñïîëüçóåìûõ íûíå óñòðîéñòâ ïîäîáíîãî òèïà íå òîëüêî òåì, ÷òî ðàñõîäóþò â 2 - 4 ðàçà ìåíüøå ýíåðãèè, ïðåâðàùàåìîé â òåïëî, íî è òåì, ÷òî îíè èñêëþ÷èòåëüíî ïðîñòû. Ýòî ïðèíöèïèàëüíî îòëè÷àåò èõ êàê îò àíàëîãè÷íûõ óñòðîéñòâ, ðåàëèçîâàííûõ íà èíòåãðàëüíûõ ìèêðîñõåìàõ ñ ïðèíóäèòåëüíûì òàêòèðîâàíèåì – íàïðèìåð, îò íåîïðàâäàííî ñëîæíûõ è íå ñëèøêîì ýôôåêòèâíûõ êîíâåðòåðîâ, ðåàëèçîâàííûõ íà êîììóòàòîðàõ òèïà TOP22õ (Power Integrations), MC33363 (Motorola) ñ âñòðîåííûì êëþ÷åâûì òðàíçèñòîðîì, èëè íà äðàéâåðàõ-èìïóëüñíûõ ìîäóëÿòîðàõ òèïà UC384õ (Texas Instruments), MIC38hc4õ (Micrel) è èì ïîäîáíûõ ñ âíåøíèì êëþ÷îì, òàê è îò ïðèìèòèâíûõ àâòîêîëåáàòåëüíûõ ñåòåâûõ êîíâåðòåðîâ íà îäíîì - òðåõ áèïîëÿðíûõ òðàíçèñòîðàõ, èñïîëüçóåìûõ â íàñòîÿùåå âðåìÿ â êà÷åñòâå ìàëîìîùíûõ çàðÿäíûõ óñòðîéñòâ äëÿ ïåðåíîñíîé ýëåêòðîíèêè è ïðåâðàùàþùèõ äî ïîëîâèíû ïîòðåáëÿåìîé ýíåðãèè â òåïëî. Ðåçóëüòàòû èñïûòàíèé ïîêàçûâàþò, ÷òî àâòîêîëåáàòåëüíûå êîíâåðòåðû, ïðåäñòàâëÿåìûå íèæå, âûïîëíåííûå ñ èñïîëüçîâàíèåì íîâûõ òåõíè÷åñêèõ ðåøåíèé, íàïðàâëåííûõ íà ýêîíîìèþ ýëåêòðîýíåðãèè, îêàçûâàþòñÿ áîëåå ýôôåêòèâíûìè è ìàëîãàáàðèòíûìè ïî ñðàâíåíèþ ñ óñòðîéñòâàìè àíàëîãè÷íîãî íàçíà÷åíèÿ, âûïîëíåííûìè ñ èñïîëüçîâàíèåì èíòåãðàëüíûõ ìèêðîñõåì, è ñóùåñòâåííî áîëåå ýêîíîìè÷íûìè ïî ñðàâíåíèþ ñ øèðîêî ðàñïðîñòðàíåííûìè ìàëîìîùíûìè çàðÿäíûìè óñòðîéñòâàìè íà äèñêðåòíûõ êîìïîíåíòàõ, ëèøü íåçíà÷èòåëüíî óñòóïàÿ ïîñëåäíèì â ïðîñòîòå ðåàëèçàöèè. Ãëàâíûì ïðåèìóùåñòâîì àâòîêîëåáàòåëüíûõ êîíâåðòåðîâ ÿâëÿåòñÿ àâòîìàòè÷åñêàÿ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

óñòàíîâêà ìèíèìàëüíî âîçìîæíîé ñêâàæíîñòè ïðè ìàêñèìàëüíîé ñíèìàåìîé ìîùíîñòè âíå çàâèñèìîñòè îò èñïîëüçóåìîé èíäóêòèâíîñòè, íàãðóçêè, âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ è ò.ä. À ýòî îçíà÷àåò, ÷òî óñòðîéñòâà òàêîãî òèïà âñåãäà ìîãóò îáåñïå÷èòü òàêóþ ìîùíîñòü ïðåîáðàçîâàíèÿ, êîòîðàÿ îãðàíè÷èâàåòñÿ òîëüêî ïàðàìåòðàìè èñïîëüçóåìîé íàãðóçî÷íîé èíäóêòèâíîñòè, â îòëè÷èå îò êîíâåðòåðîâ ñ ïðèíóäèòåëüíûì òàêòèðîâàíèåì, âûõîäíàÿ ìîùíîñòü êîòîðûõ ïðè òîé æå èíäóêòèâíîñòè íèêîãäà íå ñîîòâåòñòâóåò åå ïðåäåëüíûì âîçìîæíîñòÿì, ïîñêîëüêó â óñòðîéñòâàõ òàêîãî òèïà îáÿçàòåëüíî íåîáõîäèì çàïàñ ïî ñêâàæíîñòè. Ïîýòîìó â êîíâåðòåðàõ ñ ïðèíóäèòåëüíûì òàêòèðîâàíèåì äëÿ ïîëó÷åíèÿ òîé æå ìîùíîñòè ïðèõîäèòñÿ èñïîëüçîâàòü òðàíñôîðìàòîðû ñ áîëüøèì çíà÷åíèåì ïðîèçâåäåíèÿ LI2 è, ñîîòâåòñòâåííî, áîëüøåãî îáúåìà. Âñëåäñòâèå ýòîãî àâòîêîëåáàòåëüíûå êîíâåðòåðû ïðè ðàâíîé ìîùíîñòè âñåãäà áîëåå êîìïàêòíû. Êðîìå ýòîãî, òàêèå êîíâåðòåðû òåîðåòè÷åñêè ìîãóò ðàáîòàòü ñ ëþáîé êàòóøêîé èíäóêòèâíîñòè, ïðè÷åì âñåãäà àâòîìàòè÷åñêè îáåñïå÷èâàåòñÿ íîðìàëüíûé ðåæèì ðàáîòû, åñëè òîëüêî íå ïðåâûøåíî äîïóñòèìîå çíà÷åíèå èíäóêöèè â ñåðäå÷íèêå. È, íàïðîòèâ, ïðîèçâîëüíûé âûáîð èíäóêòèâíîñòè ïðè ïðèíóäèòåëüíîì òàêòèðîâàíèè íåäîïóñòèì, ïîñêîëüêó èñïîëüçîâàíèå èíäóêòèâíîñòåé çà ïðåäåëàìè óçêîãî äîïóñòèìîãî äèàïàçîíà ìîæåò ïðèâåñòè ëèáî ê àâàðèéíûì ïîñëåäñòâèÿì, ëèáî ê íåýôôåêòèâíîìó èñïîëüçîâàíèþ òðàíñôîðìàòîðîâ èëè äðîññåëåé. Ñëåäîâàòåëüíî, â ëþáîì îòíîøåíèè àâòîêîëåáàòåëüíûé ðåæèì ðàáîòû îáëàäàåò ïðåèìóùåñòâîì ïåðåä ðåæèìîì ïðèíóäèòåëüíîãî òàêòèðîâàíèÿ, à ïîýòîìó ïðèìåíåíèå ïîñëåäíåãî â êîíâåðòåðàõ, ñîäåðæàùèõ èíäóêòèâíóþ íàãðóçêó, ïî ìîåìó ìíåíèþ, ðàçóìíî ëèøü â ñïåöèàëüíûõ ñëó÷àÿõ.

ÑÕÅÌÛ

43


GND

+U

R11 0.15 Ohm

VD11 BAT85

VD13

R14 560 BZX55-4V7 R13 100

VD12

VT3 BC337

R12 4K3 R10 150

C8

1M5

R9 510 VD10 BZX55-10V

+ C7

1000,0´10V R8 510

C6 1000,0´10V

2 3

DA1

4 K1010 1

2 1

4 3

TR1

5 6

VD8 BAV20

VD9 1N5822

+ R4 2K0 VT1 BC368

M10

C2

R2 200

VD3 BAV20

+

M22

1N0

C5

R5 43K

R7 330K

3N3 C4

R3 2K0 VD4 VD5 SF16 BAV20

C3

VD6 BAV20 10M´400V

220V2

220V1

R1 6R2

VD1 MB4M

C1

SF16

R6 30K

VD7 SF16

VT2 ST13003

VD2

ðàáî÷åé ÷àñòîòå, êîòîðàÿ ó âñåõ ïðåäñòàâëÿåìûõ íèæå óñòðîéñòâ ðàâíà ïðèìåðíî 50 êÃö. Ïîýòîìó ïî äðóãèì ïàðàìåòðàì îíè ìîãóò óñòóïàòü èçâåñòíûì àíàëîãàì. Îäíàêî ýòî íå îçíà÷àåò, ÷òî íåâîçìîæíî óëó÷øèòü ýòè ïàðàìåòðû ïóòåì ñîîòâåòñòâóþùåé äîðàáîòêè ñ èñïîëüçîâàíèåì èçâåñòíûõ òåõíè÷åñêèõ ðåøåíèé. Êðîìå ýòîãî ñëåäóåò ó÷èòûâàòü, ÷òî âñå ïðåäñòàâëÿåìûå íèæå óñòðîéñòâà ÿâëÿþòñÿ ìàêåòíûìè, íå âûïóñêàþòñÿ ñåðèéíî è ïðåäíàçíà÷åíû ëèøü äëÿ èñïûòàíèé. Ïîýòîìó äëÿ ðåàëüíîé ýêñïëóàòàöèè ñëåäóåò óòî÷íèòü ïàðàìåòðû íåêîòîðûõ ýëåìåíòîâ, íàïðèìåð, ýëåêòðîëèòè÷åñêèõ êîíäåíñàòîðîâ ñãëàæèâàþùèõ ôèëüòðîâ, êîòîðûå â ìàêåòíûõ âàðèàíòàõ ÿâëÿëèñü îäíèì èç èñòî÷íèêîâ òåïëîâûäåëåíèÿ âñëåäñòâèå èñïîëüçîâàíèÿ íå òåõ êîìïîíåíòîâ, êîòîðûå ñîîòâåòñòâóþò ðåøàåìîé çàäà÷å, à òåõ, êîòîðûå åñòü â ïðîäàæå. Âíîñèìûå êîððåêòèâû ìîãóò ïðèâåñòè ê íåêîòîðîìó èçìåíåíèþ ãàáàðèòîâ îïèñûâàåìûõ êîíâåðòåðîâ. Íà Ðèñóíêå 1 ïðåäñòàâëåíà ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà ñåòåâîãî êîíâåðòåðà ñ ïðåäåëüíîé âûõîäíîé ìîùíîñòüþ îêîëî 10 Âò (5.5  ´ 1.8 À), ïðèìåíåíèå êîòîðîãî âîçìîæíî êàê â êà÷åñòâå óíèâåðñàëüíîãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ ïðè óñëîâèè äîïîëíèòåëüíîé ôèëüòðàöèè âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ, òàê è â êà÷åñòâå çàðÿäíîãî óñòðîéñòâà äëÿ ëèòèåâûõ àêêóìóëÿòîðîâ. Îïèñûâàåìûé êîíâåðòåð ðàçðàáîòàí äëÿ ðàçìåùåíèÿ â êîðïóñå îò ñòàíäàðòíîãî çàðÿäíîãî óñòðîéñòâà äëÿ ñîòîâûõ òåëåôîíîâ êèòàéñêîãî ïðîèçâîäñòâà ñ âûõîäíîé ìîù-

Ðèñóíîê 1.

Ñëåäóåò ñðàçó îãîâîðèòüñÿ, ÷òî ïðè ñîçäàíèè îïèñûâàåìûõ íèæå óñòðîéñòâ íå ïðåñëåäîâàëîñü íèêàêèõ öåëåé, êðîìå îáåñïå÷åíèÿ íàèâûñøåé ýêîíîìè÷íîñòè ïðè çàäàííîé

44

Ðèñóíîê 2.

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


íîñòüþ îêîëî 1.5 Âò è èìååò ðàçìåðû 62´26´21 ìì3. Êîíäåíñàòîð C1 óñòàíîâëåí íàâåñíûì âíå ïëàòû è ïîìåùàåòñÿ â óãëóáëåíèå ñåòåâîé âèëêè. Îáùèé âèä êîíâåðòåðà ïîêàçàí íà Ðèñóíêå 2. Êðîìå êîðïóñà îò ñòàíäàðòíîãî çàðÿäíîãî óñòðîéñòâà èñïîëüçîâàíû ôåððèòîâûé ñåðäå÷íèê òðàíñôîðìàòîðà ñ âíåøíèìè ãàáàðèòàìè 13´13´6 ìì è ñå÷åíèåì ñðåäíåãî ñòåðæíÿ 3´6 ìì2, à òàêæå êàðêàñ äëÿ îáìîòîê, êîòîðûé äîðàáîòàí ïóòåì äîáàâëåíèÿ äîïîëíèòåëüíîãî (ïÿòîãî) âûâîäà ñ âûñîêîâîëüòíîé ñòîðîíû. Èñïûòàíèÿ óñòðîéñòâà ïîêàçàëè, ÷òî âñëåäñòâèå èñïîëüçîâàíèÿ îáû÷íîãî äèîäíîãî âûïðÿìëåíèÿ è RC-öåïè äëÿ óïðàâëåíèÿ áàçîé êëþ÷åâîãî òðàíçèñòîðà, îïèñûâàåìûé êîíâåðòåð ïðè ìàêñèìàëüíîé ìîùíîñòè ðàññåèâàåò â âèäå òåïëà îêîëî 3 Âò, ïðè÷åì îñíîâíûìè åãî èñòî÷íèêàìè ÿâëÿþòñÿ ýëåìåíòû âòîðè÷íîé ñåêöèè êîíâåðòåðà – òðàíñôîðìàòîð, âûïðÿìèòåëüíûé äèîä, êîíäåíñàòîðû Ñ6, Ñ7 è äàò÷èê òîêà R11. Ïðè ýòîì ìàêñèìàëüíîå ïðåâûøåíèå òåìïåðàòóðû ýëåìåíòîâ êîíâåðòåðà ïðè èñïûòàíèÿõ áåç êîðïóñà ïî îòíîøåíèþ ê îêðóæàþùåé ñðåäå ñîñòàâèëî ïðèìåðíî 35 °Ñ. Î÷åâèäíî, ÷òî êîíâåðòåð òàêîãî òèïà îáëàäàåò äîñòàòî÷íî ñêðîìíûìè ïîêàçàòåëÿìè ïî ýôôåêòèâíîñòè, îäíàêî ýòî îáúÿñíÿåòñÿ èñêëþ÷èòåëüíî æåëàíèåì îáåñïå÷èòü ìèíèìàëüíûé îáúåì óñòðîéñòâà çà ñ÷åò ñîêðàùåíèÿ ÷èñëà êîìïîíåíòîâ, ÷òî ïðè íåáîëüøîé âûõîäíîé ìîùíîñòè ìîæåò áûòü â íåêîòîðîé ñòåïåíè îïðàâäàíî. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ïî ïðèíöèïó ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ýòîò êîíâåðòåð ñóùåñòâåííî îòëè÷àåòñÿ îò ðàñïðîñòðàíåííûõ ìàëîìîùíûõ çàðÿäíûõ óñòðîéñòâ. Ïðè åãî âêëþ÷åíèè ìàêñèìàëüíûé òîê ÷åðåç ïåðâè÷íóþ îáìîòêó òðàíñôîðìàòîðà TR1 îãðàíè÷èâàåòñÿ òîëüêî âåëè÷èíîé áàçîâîãî òîêà VT2, îïðåäåëÿåìîãî ðåçèñòîðîì R2, ïîñêîëüêó ñòàíäàðòíûå ñõåìû îãðàíè÷åíèÿ êîëëåêòîðíîãî òîêà êëþ÷åâîãî òðàíçèñòîðà ñ äàò÷èêîì òîêà â åãî ýìèòòåðå â äàííîì ñëó÷àå ïðèìåíèòü íåëüçÿ. Ïîýòîìó òðàíñôîðìàòîð ïåðâûå íåñêîëüêî öèêëîâ ïðåîáðàçîâàíèÿ ìîæåò äîâîëüíî ñèëüíî íàñûùàòüñÿ. Îäíàêî çà ýòè íåñêîëüêî öèêëîâ óñïåâàþò çàðÿäèòüñÿ âñå êîíäåíñàòîðû âî âòîðè÷íîé ñåêöèè êîíâåðòåðà, âñëåäñòâèå ÷åãî íà÷èíàåò ôóíêöèîíèðîâàòü öåïü îáùåé îáðàòíîé ñâÿçè ÷åðåç îïòðîí DA1, êîòîðàÿ ñ ïîìîùüþ òðàíçèñòîðà VT1 îòâîäèò

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

èçëèøåê òîêà ÷åðåç R2 íà îáùóþ øèíó, âñëåäñòâèå ÷åãî óñòàíàâëèâàåòñÿ íîðìàëüíûé ðåæèì ðàáîòû òðàíñôîðìàòîðà. Ñóùåñòâåííûì äîñòîèíñòâîì äàííîãî óñòðîéñòâà ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî îíî ðàáîòàåò ñ ÷àñòîòíî-èìïóëüñíîé ìîäóëÿöèåé (PFM). Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ïðè óìåíüøåíèè âûõîäíîãî òîêà ðàáî÷àÿ ÷àñòîòà êîíâåðòåðà ïîíèæàåòñÿ, â îòëè÷èå îò êîíâåðòåðîâ ñ äðóãèìè âèäàìè ìîäóëÿöèè. Âñëåäñòâèå ýòîãî ïðè óâåëè÷åíèè ñîïðîòèâëåíèÿ íàãðóçêè ïëîòíîñòü èìïóëüñíûõ ïîìåõ ïðè ðàáîòå ïðåäñòàâëÿåìîãî óñòðîéñòâà çíà÷èòåëüíî óìåíüøàåòñÿ. Ñëåäóåò îòìåòèòü, îäíàêî, ÷òî ïðè îïðåäåëåííîì ñî÷åòàíèè ïàðàìåòðîâ ýëåìåíòîâ òèï ìîäóëÿöèè â óñòðîéñòâå ìîæåò ñòàòü ïðåðûâèñòûì áåç èçìåíåíèÿ âûõîäíûõ ïàðàìåòðîâ. Íà Ðèñóíêå 3 ïðåäñòàâëåí íàèáîëåå ïðîñòîé è, ñîîòâåòñòâåííî, íåäîðîãîé âàðèàíò êîíâåðòåðà ñ êëþ÷åâûì ïîëåâûì òðàíçèñòîðîì. Âûõîäíàÿ ìîùíîñòü êîíâåðòåðà ïðåâûøàåò 25 Âò (5  ´ 5 À), ïðè ýòîì ðàññåèâàåòñÿ ïðèáëèçèòåëüíî òàêàÿ æå ìîùíîñòü, êàê â ïðåäûäóùåì óñòðîéñòâå. Çàìå÷àòåëüíîé îñîáåííîñòüþ äàííîãî êîíâåðòåðà ÿâëÿåòñÿ îòñóòñòâèå îáìîòêè îáðàòíîé ñâÿçè è ñâÿçàííîå ñ ýòèì óïðîùåíèå êîíñòðóêöèè òðàíñôîðìàòîðà. Îáû÷íî îáìîòêà îáðàòíîé ñâÿçè, êîòîðàÿ äîëæíà áûòü õîðîøî èçîëèðîâàíà îò âñåõ ïðî÷èõ îáìîòîê, íåâçèðàÿ íà ìàëîå ÷èñëî âèòêîâ, ñîçäàåò äîâîëüíî íåïðèÿòíûå ïðîáëåìû ïðè íàìîòêå. Êðîìå ýòîãî, â ìàëîãàáàðèòíûõ ïðåîáðàçîâàòåëÿõ åå íàëè÷èå ìîæåò áûòü ïðè÷èíîé ñíèæåíèÿ ãàáàðèòíîé ìîùíîñòè òðàíñôîðìàòîðà, ïîñêîëüêó ñ ó÷åòîì èçîëÿöèè îíà çàíèìàåò ñóùåñòâåííîå ìåñòî íà êàòóøêå. Ñëåäóåò òàêæå îòìåòèòü, ÷òî ñóùåñòâóåò ìíîãî ìîäèôèêàöèé ñòàíäàðòíûõ òðàíñôîðìàòîðíûõ êàðêàñîâ ñ øåñòüþ âûâîäàìè (ïî òðè âûâîäà íà ñòîðîíó), êîòîðûå èäåàëüíî ïîäõîäÿò äëÿ òàêîãî êîíâåðòåðà. Òðàíñôîðìàòîð ïðåîáðàçîâàòåëÿ âûïîëíåí íà ñäâîåííîì ñåðäå÷íèêå òèïà E16´8´5 (Epcos), äðîññåëü – íà ñåðäå÷íèêå òèïà «ãàíòåëü» DRWW 9´12 (Ëýïêîñ). Àâòîãåíåðàòîð êîíâåðòåðà ñîäåðæèò ýëåìåíòû DD1:B ìèêðîñõåìû IR4426 è êëþ÷åâîé òðàíçèñòîð VT1. Âòîðîé ýëåìåíò ýòîé ìèêðîñõåìû DD1:A âûïîëíÿåò ôóíêöèþ UVLO (Undervoltage lockout), ïðåäîòâðàùàÿ çàïóñê àâòîãåíåðàòîðà ïðè íåäîñòàòî÷íîì íàïðÿæåíèè íà âõîäå êîíâåðòåðà.

ÑÕÅÌÛ

45


Ðèñóíîê 3.

AC2

AC1

2

R20 20

t

4

VD1 1B04

1

R3 33K

IR4426

DD1:A 4 5

VD3 5V1

VD4 BAV20

R2 390K

VD5 BAV20

VD2 BZX84C-10V

SF16

3

4

R7 2R7

IRFBC30

VT1

C5 10N´400V

R6 15K

DD1:B 2 7

R5 200K

VD7

VD6 SS23

2

1

TR1

VT3 IRF7822

DA1 K1010

VT2 BSS138

VD9 BAV20

R8 220

C6 2200,0´10V

VD10

C3 3N3´10V

1M0 C2

+ 1M0

C4

BZX55-10V

3

+

C16 33M´400V

ÑÕÅÌÛ C7

R9 5K1 C8 1M0

M22 R4 33K

2

R11 5K1 R10 91

R19 10

VT4 BCV61

DD2 MIC4416

4

DR1 5µH

R16 4K3

R15 0.02 Ohm

VT5:B BC847BS

R13 4K7

R14 820 VT5:A

R12 1K

VD11 BAT85 R17 33

MBRS2H100T3G

R18 150

VD8

+U

GND

VD12 BZX55-9V1

46

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru

+ C9 2200,0´10V


VC 0

ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅ

ÑÒÎÊ ZC

ÎÒÊËÞ×ÅÍÈÅ/ 1 ÀÂÒÎÌÀÒÈ×ÅÑÊÈÉ ÏÅÐÅÇÀÏÓÑÊ

ÏÀÐÀËËÅËÜÍÛÉ ÑÒÀÁÈËÈÇÀÒÎÐ/ ÓÑÈËÈÒÅËÜ ÎØÈÁÊÈ

+

+ 5.7 Â 4.7 Â

-

ÂÍÓÒÐÅÍÍÈÉ ÈÑÒÎ×ÍÈÊ ÏÈÀÒÍÈß

8

-

5.7 Â

+ IFB

ÒÅÌÏÅÐÀÒÓÐÍÀß ÇÀÙÈÒÀ ÑÁÐÎÑ ÏÎ ÂÊËÞ×ÅÍÈÞ

S

Q

R

Q

VI

LIMIT

ÄÐÀÉÂÅÐ ÇÀÒÂÎÐÀ Ñ ÓÏÐÀÂËßÅÌÛÌ ÂÐÅÌÅÍÅÌ ÂÊËÞ×ÅÍÈß

ÃÅÍÅÐÀÒÎÐ DMAX CLOCK SAW

-

S

Q

+

R

Q

ÊÎÌÏÀÐÀÒÎÐ ØÈÌ

ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅ ÔÐÎÍÒÎÌ ÍÀÐÀÑÒÀÍÈß ÌÈÍÈÌÀËÜÍÀß ÇÀÄÅÐÆÊÀ ÂÊËÞ×ÅÍÈß

RE

ÈÑÒÎÊ

Ðèñóíîê 4.

×òîáû ñîñòàâ îïèñûâàåìîãî óñòðîéñòâà íå ïîêàçàëñÿ ÷ðåçìåðíî ñëîæíûì, ñ÷èòàþ öåëåñîîáðàçíûì ïðèâåñòè áëîê-ñõåìó õîðîøî èçâåñòíîé ìèêðîñõåìû òèïà TOP22x ïðîèçâîäñòâà ôèðìû Power Integration (Ðèñóíîê 4), êîòîðàÿ ïî âûïîëíÿåìûì ôóíêöèÿì ñîîòâåòñòâóåò ýëåìåíòàì DD1 è VT1 íà Ðèñóíêå 3. Ïðè÷åì êîíâåðòåð, âûïîëíåííûé íà ýòîé ìèêðîñõåìå ñ ñîáëþäåíèåì ðåêîìåíäàöèé ïðîèçâîäèòåëÿ, íå òîëüêî íå èìååò íèêàêèõ ïðåèìóùåñòâ ïåðåä óñòðîéñòâîì, ïðåäñòàâëåííûì íà Ðèñóíêå 3, íî âäîáàâîê íå ìîæåò ôóíêöèîíèðîâàòü áåç îáìîòêè îáðàòíîé ñâÿçè. Ñëåäóåò ñðàçó îáðàòèòü âíèìàíèå íà òî, ÷òî ïðåîáðàçîâàòåëü, ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà êîòîðîãî èçîáðàæåíà íà Ðèñóíêå 3, íå äîïóñêàåò ñíèæåíèÿ âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ íèæå îïðåäåëåííîãî óðîâíÿ, à ïîýòîìó êîðîòêîå çàìûêàíèå íà åãî âûõîäå íåäîïóñòèìî. Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ òåì, ÷òî äëÿ ïîääåðæàíèÿ âûêëþ÷åííîãî ñîñòîÿíèÿ êëþ÷åâîãî òðàíçèñòîðà VT1 íåîáõîäèìî, ÷òîáû íàïðÿæåíèå íà âõîäå èíâåðòîðà DD1:B ïðåâûøàëî ïîðîãîâîå íàïðÿæåíèå ýòîãî ýëåìåíòà, êîòîðîå ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 2 Â. À íàïðÿæåíèå íà âõîäå DD1:B îïðåäåëÿåòñÿ ñîîòíîøåíèåì

UÏ ³ UÂÛÕ ×

R6 n1 × , n2 R 5 +R 6

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

ãäå UÏ – íàïðÿæåíèå íà âõîäå DD1:B â ðàçðÿäíîì öèêëå, UÂÛÕ – íàïðÿæåíèå íà âûõîäå êîíâåðòåðà, n1, n2 – ÷èñëî âèòêîâ ïåðâè÷íîé è âòîðè÷íîé îáìîòîê, ñîîòâåòñòâåííî. Åñëè ýòî óñëîâèå íå âûïîëíÿåòñÿ, òî òðàíçèñòîð VT1 ïðè çàìûêàíèè íà âûõîäå êîíâåðòåðà îñòàåòñÿ ïîñòîÿííî îòêðûòûì ñî âñåìè âûòåêàþùèìè ïîñëåäñòâèÿìè. Ïîýòîìó â ïðåäñòàâëåííîì íà Ðèñóíêå 3 âèäå óñòðîéñòâî ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíî òîëüêî â êà÷åñòâå èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ äëÿ ñòàöèîíàðíûõ íàãðóçîê. Îäíàêî íå ñëåäóåò äóìàòü, ÷òî äàííûé íåäîñòàòîê ÿâëÿåòñÿ ïðèíöèïèàëüíûì, ïîñêîëüêó îí ìîæåò áûòü óñòðàíåí ïóòåì íåêîòîðîãî óñëîæíåíèÿ ïåðâè÷íîé ñåêöèè êîíâåðòåðà. Ñëåäóåò òàêæå ïðåäóïðåäèòü, ÷òî ïðè ïîëíîé ôóíêöèîíàëüíîé èäåíòè÷íîñòè ìèêðîñõåìû IR4426 ïî îòíîøåíèþ ê öåëîìó ðÿäó àíàëîãîâ äðóãèõ èçãîòîâèòåëåé, ýòó ìèêðîñõåìó â êîíâåðòåðå íåëüçÿ çàìåíèòü íè íà îäèí èç ýòèõ àíàëîãîâ, ïîñêîëüêó îíà îáëàäàåò óíèêàëüíûìè õàðàêòåðèñòèêàìè ïî ïîòðåáëÿåìîìó òîêó. Ïðè èçìåíåíèè âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ó ýòîé ìèêðîñõåìû â îáëàñòè

ÑÕÅÌÛ

47


ãèñòåðåçèñà ïîòðåáëÿåìûé åþ òîê ïðàêòè÷åñêè íå óâåëè÷èâàåòñÿ, â îòëè÷èå îò àíàëîãîâ (íàïðèìåð, MIC4426), ó êîòîðûõ ýòîò òîê âîçðàñòàåò ïðèìåðíî íà ïîðÿäîê, ÷òî ïîòðåáîâàëî áû ïðè èõ èñïîëüçîâàíèè ñëèøêîì áîëüøîãî òîêà ÷åðåç ðåçèñòîð R2 è, ñîîòâåòñòâåííî, ñëèøêîì áîëüøèõ ïîòåðü ìîùíîñòè â ýëåìåíòàõ íà÷àëüíîãî ñìåùåíèÿ. Ïðåäñòàâëåííîå óñòðîéñòâî îáåñïå÷èâàåò áîëåå ÷åì âäâîå ìåíüøèé óðîâåíü ïîòåðü ìîùíîñòè ïî ñðàâíåíèþ ñ èíòåãðàëüíûìè àíàëîãàìè â ñòàíäàðòíîì âêëþ÷åíèè, ðåêîìåíäóåìîì èõ ïðîèçâîäèòåëÿìè. Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ òåì, ÷òî åñëè äàæå ñ÷èòàòü, ÷òî íà îïòèìàëüíî âûáðàííîì ïîëåâîì òðàíçèñòîðå òèïà IRFBC30 âûäåëÿåòñÿ òàêàÿ æå ìîùíîñòü, êàê íà êëþ÷åâûõ òðàíçèñòîðàõ â èíòåãðàëüíûõ àíàëîãàõ, ïîñëåäíèå ñóùåñòâåííî ïðîèãðûâàþò â ýôôåêòèâíîñòè, íå èìåÿ íè ñõåìû íåéòðàëèçàöèè ïîòåðü çà ñ÷åò èíäóêòèâíîñòè ðàññåÿíèÿ (ýëåìåíòû C4, VD6 è VD8), íè óïðàâëÿåìîãî âûïðÿìëåíèÿ (ýëåìåíòû VT2, VT3, VT4 è DD2). Ýòî ïîçâîëèëî ïðè îòñóòñòâèè íåîáõîäèìîñòè â îõëàæäàþùèõ ýëåìåíòàõ îáåñïå÷èòü ó 25-âàòòíîãî êîíâåðòåðà ãàáàðèòíûå ðàçìåðû 68´30´25 ìì3. Îáùèé âèä êîíâåðòåðà ïîêàçàí íà Ðèñóíêå 5.

 äàííîì ñëó÷àå èñïîëüçóåòñÿ ñåðäå÷íèê E25´13´7 (Epcos) ñ çàçîðîì 1 ìì, ÷òî ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü ìàêñèìàëüíûé óðîâåíü ïðåîáðàçóåìîé ìîùíîñòè îêîëî 70 Âò ïðè óðîâíå ïîòåðü ïðèìåðíî 5 - 6 Âò. Ãàáàðèòû êîíâåðòåðà ñîñòàâëÿþò 87´37´38 ìì3, ñîîòâåòñòâóþùåå ôîòî ïðåäñòàâëåíî íà Ðèñóíêå 7.  ïðèíöèïå, êîíâåðòåð ìîæåò ðàáîòàòü ïðè îòñóòñòâèè äîïîëíèòåëüíîãî îõëàæäåíèÿ êëþ÷åâûõ òðàíçèñòîðîâ, ïîñêîëüêó ñóììàðíàÿ ðàññåèâàåìàÿ íà íèõ ìîùíîñòü ñîñòàâëÿåò ìåíåå 1.5 Âò. Îäíàêî ñëåäóåò ó÷åñòü, ÷òî ïðè ïîâûøåíèè òåìïåðàòóðû õàðàêòåðèñòèêè íàñûùåíèÿ áèïîëÿðíûõ òðàíçèñòîðîâ ñóùåñòâåííî óõóäøàþòñÿ, ÷òî â èñïîëüçóåìîé êîíôèãóðàöèè ñîïðîâîæäàåòñÿ çàìåòíûì ñíèæåíèåì ìàêñèìàëüíîé âûõîäíîé ìîùíîñòè. Ïîýòîìó íà VT4 óñòàíîâëåí íåáîëüøîé ðàäèàòîð ñóììàðíîé ïëîùàäüþ 14 ñì2, íàëè÷èå êîòîðîãî íèêàê íå îòðàæàåòñÿ íà îáùåì îáúåìå óñòðîéñòâà. Àâòîãåíåðàòîð êîíâåðòåðà âûïîëíåí íà òðàíçèñòîðàõ VT1, VT2, VT4 ïî ñõåìå ñ âíóòðåííåé ïîëîæèòåëüíîé ÎÑ è ñ óäàëåíèåì èçáûòî÷íîãî çàðÿäà èç áàçû êëþ÷åâîãî òðàíçèñòîðà VT4. Îòðèöàòåëüíîå ñìåùåíèå, íåîáõîäèìîå äëÿ òàêîé êîíôèãóðàöèè êëþ÷åâîãî êàñêàäà, ñîçäàåòñÿ íà êîíäåíñàòîðàõ C1, C3 îáìîòêîé îáðàòíîé ñâÿçè çà ñ÷åò áàçîâîãî òîêà íàñûùåíèÿ ýòîãî æå òðàíçèñòîðà. Äèîäû VD4, VD5 îãðàíè÷èâàþò çíà÷åíèå ìàêñèìàëüíîãî òîêà ÷åðåç êëþ÷åâîé òðàíçèñòîð. Ïðè ýòîì VD5 êîìïåíñèðóåò íàïðÿæåíèå ïðÿìîãî ñìåùåíèÿ áàçî-ýìèòòåðíîãî ïåðåõîäà VT4, ïîýòîìó ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå òîêà ÷åðåç ýòîò òðàíçèñòîð îïðåäåëÿåòñÿ êàê

Imax =

Uä.ïð R8

,

ãäå Uä.ïð – ïðÿìîå ïàäàíèå íà äèîäå VD4. Ðèñóíîê 5.

Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî êîíâåðòåðû ïîäîáíîãî òèïà áåç âòîðè÷íîé ñåêöèè èäåàëüíî ïîäõîäÿò äëÿ ïèòàíèÿ ñâåòîäèîäíûõ îñâåòèòåëüíûõ óñòðîéñòâ. È, íàêîíåö, íàèáîëåå ìîùíûé âàðèàíò êîíâåðòåðà ïðåäñòàâëåí íà Ðèñóíêå 6. Âûõîäíàÿ ìîùíîñòü ýòîãî óñòðîéñòâà îãðàíè÷èâàåòñÿ, â îñíîâíîì, âîçìîæíîñòÿìè òðàíñôîðìàòîðà è ìîæåò ïðåâûøàòü 100 Âò.

48

Êðîìå ýòîãî, VD4 íåîáõîäèì äëÿ çàùèòû îêîíå÷íîãî òðàíçèñòîðà óñèëèòåëÿ ÎÑ VT3 îò îòðèöàòåëüíîãî íàïðÿæåíèÿ íà ñòîêå, êîòîðîå âîçíèêàåò íà áàçå VT4 â ðàçðÿäíîì öèêëå. Çäåñü ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ïðè îòêëþ÷åíèè íàãðóçêè õàðàêòåð ðàáîòû ýòîãî êîíâåðòåðà (è äðóãèõ, ïðåäñòàâëåííûõ âûøå) îïðåäåëÿåòñÿ óæå íå ïàðàìåòðàìè òðàíñôîðìàòîðà, à ïàðàìåòðàìè ýëåêòðîëèòè÷åñêèõ êîíäåíñàòîðîâ âûõîäíîãî ôèëüòðà.  äàííîì

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


Ðèñóíîê 6.

220V2

C1 100M´6.3V

t

R1 22

VD1 DB104

R2 150 C3 10M

C2 100M´400V

+

R3 300

VT2 BC807

C6 47N

VD2 SF16

R5 100

VD4 SS23

VT4 2SC3973

R7 43K

R8 330K

R6 1

VD8 SF16

VD7 SS23

R9 0.2 Ohm

3

4

TR1

DA1 K1010

R11 220

2

1

7 6

VD10 BAV20

2 3

4 1

5

C8 3300,0´16V VD11 BZX55-10V

VT5 BSS138

VT6 IRFB7446

C7 3N3 M68´160V

VD3 FMMT617 VD6

C5

VT1

DR2 270µH MBR0530 BZX85-4V3

VD5 SF16

+ 1M0

MBRS2H100T3G

4

1

R15 10

VT7 BCV61 R13 91

3

2

2

12

R14 5K1

DD1 MIC4416

4

C11

R12 5K1

DR3 5µH

R20 4K3

R19 0.01 Ohm

VT8:B BC847BS

R17 4K7

R18 820 VT8:A

R16 510

C12 3300,0´16V

R21 100

VD13 BAT85

VD12 BAV20

+U

GND

VD14 BZX55-9V1

VD9

VT3 FDV305 R10 10K

ÑÕÅÌÛ C9

R4 33K

+

220V1

R22 150

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

49

C10 1M0

+

DR1 1.2mH


Ðèñóíîê 7.

óñòðîéñòâå ýòî C8, C12. Ïðè ýòîì âñå âðåìÿ, ïîêà âûõîäíîå íàïðÿæåíèå (ò.å. íàïðÿæåíèå íà êîíäåíñàòîðå C8) ïðåâûøàåò çàäàííûé óðîâåíü, öåïü îáðàòíîé ñâÿçè äîëæíà óäåðæèâàòü êëþ÷åâîé òðàíçèñòîð â ñîñòîÿíèè îòñå÷êè. Î÷åâèäíî, ÷òî â òàêîì ñëó÷àå íàïðÿæåíèå íà ïåðåõîäå ýìèòòåð-áàçà ýòîãî òðàíçèñòîðà äîëæíî áûòü ìåíåå 0.5 Â. ×òîáû ðåàëèçîâàòü ýòî óñëîâèå è îäíîâðåìåííî îáåñïå÷èòü êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ïî òîêó áîëåå 103, â óñòðîéñòâå èñïîëüçóåòñÿ ïîëåâîé òðàíçèñòîð VT3, à â êà÷åñòâå VD4 èñïîëüçóåòñÿ äèîä Øîòòêè.  òàêîé êîíôèãóðàöèè âûõîäíîãî óñèëèòåëÿ îáðàòíàÿ ñâÿçü îêàçûâàåòñÿ èìïóëüñíîé, â ðåçóëüòàòå ÷åãî îáåñïå÷èâàåòñÿ ïðåðûâèñòûé õàðàêòåð ìîäóëÿöèè. Äëÿ ñîêðàùåíèÿ ïîòåðü ìîùíîñòè íà ðåçèñòîðå-äàò÷èêå òîêà R19 èñïîëüçóåòñÿ ñáîðêà VT8, ïîçâîëÿþùàÿ íåéòðàëèçîâàòü ïðÿìîå ïàäåíèå íà ïåðåõîäå ýìèòòåð-áàçà âõîäíîãî òðàíçèñòîðà öåïè îáðàòíîé ñâÿçè ïî âûõîäíîìó òîêó (VT8:A). Ïðè ýòîì ïîðîãîâîå íàïðÿæåíèå íà âõîäå óñèëèòåëÿ îáðàòíîé ñâÿçè çàäàåòñÿ ðåçèñòîðíûì äåëèòåëåì R17, R18 è ìîæåò ñîñòàâëÿòü âñåãî 50 – 100 ìÂ, â çàâèñèìîñòè îò çàäàííîé âåëè÷èíû ìàêñèìàëüíîãî âûõîäíîãî òîêà êîíâåðòåðà â ðåæèìå ñòàáèëèçàöèè òîêà. Àíàëîãè÷íûé ïðèåì ñîêðàùåíèÿ ðàññåèâàåìîé ìîùíîñòè íà ðåçèñòîðå-äàò÷èêå òîêà èñïîëüçóåòñÿ è â ïðåäñòàâëåííûõ ðàíåå ïðåîáðàçîâàòåëÿõ. Çäåñü ñëåäóåò óòî÷íèòü, ÷òî îáðàòíàÿ ñâÿçü ïî âûõîäíîìó òîêó íåîáõîäèìà òîëüêî â ïðåîáðàçîâàòåëå, ïîêàçàííîì íà Ðèñóíêå 1, ïîñêîëüêó îíà íå òîëüêî ñòàáèëèçèðóåò âûõîäíîé òîê, íî è ïîääåðæèâàåò íîðìàëüíûé ðåæèì ðàáîòû òðàíñôîðìàòîðà, ïðåäîòâðàùàÿ åãî íàñûùåíèå.  îñòàëüíûõ óñòðî-

50

éñòâàõ ìàêñèìàëüíûé òîê ÷åðåç êëþ÷åâîé òðàíçèñòîð îãðàíè÷èâàåòñÿ íåïîñðåäñòâåííî â ïåðâè÷íîé ñåêöèè ïðåîáðàçîâàòåëåé, à ïîýòîìó îáùàÿ îáðàòíàÿ ñâÿçü ïî âûõîäíîìó òîêó íóæíà òîëüêî â ñëó÷àå èñïîëüçîâàíèÿ êîíâåðòåðîâ â êà÷åñòâå èñòî÷íèêîâ ñòàáèëüíîãî òîêà – íàïðèìåð, ïðè èõ èñïîëüçîâàíèè â êà÷åñòâå çàðÿäíûõ óñòðîéñòâ. Ïðè èñïîëüçîâàíèè æå êîíâåðòåðîâ â êà÷åñòâå èñòî÷íèêîâ íàïðÿæåíèÿ ÷àñòü ýëåìåíòîâ ìîæåò íå èñïîëüçîâàòüñÿ. Íàïðèìåð, â êîíâåðòåðå, ïðåäñòàâëåííîì íà Ðèñóíêå 6, â òàêîì ñëó÷àå ìîæíî óäàëèòü R17 – R20, VT8:B, VD13, ïðè ýòîì îãðàíè÷åíèå âûõîäíîãî òîêà ïðîèñõîäèò âñëåäñòâèå îãðàíè÷åíèÿ ìàêñèìàëüíîãî òîêà ÷åðåç êëþ÷åâîé òðàíçèñòîð â ïåðâè÷íîé ñåêöèè êîíâåðòåðà. Îòìå÷ó, ÷òî ïðè èñïûòàíèÿõ êîíâåðòåðîâ, ïðèíöèïèàëüíûå ñõåìû êîòîðûõ ïîêàçàíû íà Ðèñóíêàõ 3 è 6, ñõåìû îãðàíè÷åíèÿ âûõîäíîãî òîêà íå ôóíêöèîíèðîâàëè, íå èñïûòûâàëèñü è ïðèâåäåíû ëèøü äëÿ ïðèìåðà. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî èç ïÿòè ïðèîáðåòåííûõ äëÿ ýêñïåðèìåíòîâ òðàíçèñòîðîâ òèïà 2SC3973, èñïîëüçóåìûõ â êà÷åñòâå âûñîêîâîëüòíîãî êëþ÷à â êîíâåðòåðå, ïðåäñòàâëåííîì íà Ðèñóíêå 6, äâà îêàçàëèñü èç îäíîé ïàðòèè, à îñòàëüíûå – èç äðóãîé, ÷òî âèäíî ïî ìàðêèðîâêå òðàíçèñòîðîâ. Îêàçàëîñü, îäíàêî, ÷òî òðàíçèñòîðû èç îáåèõ ïàðòèé îòëè÷àþòñÿ íå òîëüêî ìàðêèðîâêîé, íî è õàðàêòåðèñòèêàìè, ïîñêîëüêó ñêîðîñòü ïåðåêëþ÷åíèÿ äâóõ òðàíçèñòîðîâ èç ïåðâîé ïàðòèè â ñõåìå êîíâåðòåðà (Ðèñóíîê 6) ñîñòàâëÿåò ïðèáëèçèòåëüíî 25 íñ, à ó òðåõ òðàíçèñòîðîâ èç äðóãîé ïàðòèè â ðàâíûõ óñëîâèÿõ – â 4 5 ðàç áîëüøå. Êñòàòè, òàêóþ æå ñêîðîñòü ïåðåêëþ÷åíèÿ èìåþò ïðàêòè÷åñêè âñå òðàíçèñòîðû ñåðèè MJE. Òî÷íî óêàçàòü ïðè÷èíó ýòîãî ìîãóò, âèäèìî, òîëüêî ïðîèçâîäèòåëè (Panasonic, Motorola è ò.ä.). Ñ ìîåé æå òî÷êè çðåíèÿ ýòî ñâÿçàíî, âèäèìî, ñ íåîäèíàêîâîñòüþ îáúåìíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ áàçû ó îáåèõ ïàðòèé, ïðè÷åì ó òåõ òðàíçèñòîðîâ, ñêîðîñòü ïåðåêëþ÷åíèÿ ó êîòîðûõ âûøå, îáúåìíîå ñîïðîòèâëåíèå äîëæíî áûòü ìåíüøå, ÷òî ïðè îäèíàêîâîì îòðèöàòåëüíîì ñìåùåíèè ïîçâîëÿåò îáåñïå÷èòü áîëüøèé òîê äëÿ ëèêâèäàöèè áàçîâîãî çàðÿäà è áîëüøóþ ñêîðîñòü åãî óäàëåíèÿ.  íåêîòîðîé ñòåïåíè ýòî îòíîñèòñÿ è ê òåïëîâûäåëåíèþ, à ïîýòîìó õîòåëîñü áû, ÷òîáû ñ öåëüþ ýíåðãîñáåðåæåíèÿ áèïîëÿðíûå òðàíçèñòîðû, ïðåäíàçíà÷åííûå äëÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè, èçãîòàâëèâàëèñü

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


áû ñ ó÷åòîì ýòîãî ôàêòà. Òåì áîëåå ÷òî, ñóäÿ ïî ñóùåñòâîâàíèþ òðàíçèñòîðîâ òèïà 2SC3973 ñ ñîîòâåòñòâóþùèìè õàðàêòåðèñòèêàìè, ýòî íå ÿâëÿåòñÿ òåõíîëîãè÷åñêîé ïðîáëåìîé.  ðåçóëüòàòå ïðîâåäåííûõ èññëåäîâàíèé ìîæíî êîíñòàòèðîâàòü, ÷òî â íàñòîÿùåå âðåìÿ ýíåðãîñáåðåæåíèå è îáúåì ïðåîáðàçîâàòåëåé ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè îãðàíè÷èâàþòñÿ, ê ñîæàëåíèþ, â îñíîâíîì êà÷åñòâîì

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

ïàññèâíûõ ýëåìåíòîâ. Èñïûòàíèÿ ïîêàçûâàþò, ÷òî ïðè èñïîëüçîâàíèè îïòèìàëüíûõ ñõåìîòåõíè÷åñêèõ ðåøåíèé îñíîâíàÿ ÷àñòü òåïëà âûäåëÿåòñÿ íå ïîëóïðîâîäíèêîâûìè êëþ÷åâûìè ýëåìåíòàìè, à â îñíîâíîì ðåàêòèâíûìè ýëåìåíòàìè ïðåîáðàçîâàíèÿ ýíåðãèè, è èìåííî ýòè ýëåìåíòû îãðàíè÷èâàþò âîçìîæíîñòü óìåíüøåíèÿ îáúåìà ñåòåâûõ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ. ÐË

ÑÕÅÌÛ

51


Âàðèàíò ïðîñòîé àíòåííû äëÿ 3G-ìîäåìà Àíäðåé Áàðûøåâ, ã. Âûáîðã

Í

Íåìàëîìó êîëè÷åñòâó ïîëüçîâàòåëåé áåñïðîâîäíîãî Èíòåðíåòà ïðèõîäèòñÿ ñòàëêèâàòüñÿ ñ ïðîáëåìîé íèçêîé ñêîðîñòè ñîåäèíåíèÿ. Îñîáåííî àêòóàëüíà ýòà ïðîáëåìà äëÿ àáîíåíòîâ, æèâóùèõ çà ïðåäåëàìè êðóïíûõ íàñåëåííûõ ïóíêòîâ è ïðè áîëüøîé óäàëåííîñòè îò áëèæàéøèõ âûøåê ñîòîâûõ îïåðàòîðîâ. Íî è â ãîðîäàõ ñ ïëîòíîé çàñòðîéêîé ìîæåò ñëó÷èòüñÿ òàê, ÷òî ïðèåì ïðÿìîãî ñîòîâîãî ñèãíàëà íåâîçìîæåí, ïðèõîäèòñÿ äîâîëüñòâîâàòüñÿ èñïîëüçîâàíèåì îòðàæåííîãî ñèãíàëà, îñëàáëåííîãî â íåñêîëüêî ðàç. Âî âñåõ ýòèõ ñëó÷àÿõ ìîæåò îêàçàòüñÿ äîâîëüíî ýôôåêòèâíûì ïðèìåíåíèå äîïîëíèòåëüíûõ âûíîñíûõ àíòåíí, ïðåäëàãàåìûå êîíñòðóêöèè êîòîðûõ ðàçëè÷àþòñÿ ïðèíöèïîì ñâîåãî ïîñòðîåíèÿ, ñëîæíîñòüþ è çàÿâëåííûìè ðàäèîòåõíè÷åñêèìè ïàðàìåòðàìè. Íà òåìó äîïîëíèòåëüíûõ àíòåíí äëÿ óëó÷øåíèÿ ðàáîòû áåñïðîâîäíîãî Èíòåðíåòà ñóùåñòâóåò ìíîãî ðàçíîé è, ÷àñòî, ïðîòèâîðå÷èâîé èíôîðìàöèè.  äàííîé ñòàòüå õîòåëîñü áû ïîäåëèòüñÿ ëè÷íûì îïûòîì ïî èçãîòîâëåíèþ è îïðîáîâàíèþ ðàçëè÷íûõ âàðèàíòîâ íåñëîæíûõ àíòåíí, äîñòóïíûõ äëÿ ïîâòîðåíèÿ â äîìàøíèõ óñëîâèÿõ, áåç ïðèìåíåíèÿ ãðîìîçäêèõ ðàñ÷åòîâ, äîðîãîñòîÿùèõ èëè ñëîæíûõ â èçãîòîâëåíèè ýëåìåíòîâ.  ìîåì ñëó÷àå ïðîáëåìà ñîñòîÿëà â êðàéíå íèçêîé ñêîðîñòè Èíòåðíåò-ñîåäèíåíèÿ èççà áîëüøîé óäàëåííîñòè îò âûøêè (10 êì ïî ïðÿìîé). Êðîìå òîãî, ïðèåì ïðÿìîãî ñèãíàëà áûë íåâîçìîæåí èç-çà íàõîäÿùèõñÿ âïåðåäè ïàíåëüíûõ ïÿòèýòàæåê. Ïî ýòîé ïðè÷èíå 3Gñèãíàë ìîäåìîì ïðàêòè÷åñêè íå ôèêñèðîâàëñÿ, è ðàáîòàòü ìîæíî áûëî òîëüêî â ðåæèìå GPRS (èñïîëüçîâàëñÿ ìîäåì ÌÒÑ MF192+).

52

Áûëè ðàññìîòðåíû ìíîãî÷èñëåííûå ñïîñîáû ïîâûøåíèÿ óðîâíÿ ïðèíèìàåìîãî ñèãíàëà, â òîì ÷èñëå, íàéäåííûå íà ñàéòàõ â Èíòåðíåòå. Ïðîàíàëèçèðîâàâ ðàçëè÷íûå êîíñòðóêöèè àíòåíí è îòçûâû îá èõ ðàáîòå, ìîæíî áûëî ñäåëàòü âûâîä, ÷òî íàèáîëåå ýôôåêòèâíî ðàáîòàþò ëèáî âàðèàíòû íàïðàâëåííûõ àíòåíí òèïà «âîëíîâîé êàíàë», ëèáî òàðåëêè-îòðàæàòåëè, â ôîêóñå êîòîðûõ ðàñïîëàãàåòñÿ ñàì ìîäåì. Íî èçãîòîâëåíèå òàêèõ àíòåíí òðåáóåò òî÷íûõ è ñëîæíûõ ðàñ÷åòîâ è äîâîëüíî ñïåöèôè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ, ïîýòîìó äåëàòü èõ â äîìàøíèõ óñëîâèÿõ íåïðîñòî. À âàðèàíòû ñ âûíîñîì ñàìîãî ìîäåìà «íà óëèöó» (çà îêíî, íà êðûøó è äð.) ñðàçó îòïàëè èç-çà íåîáõîäèìîñòè ïðèìåíåíèÿ USB óäëèíèòåëÿ ïðîòÿæåííîñòüþ áîëåå 15 ì. Äàæå ïðè çíà÷èòåëüíî ìåíüøèõ ðàçìåðàõ òàêîãî óäëèíèòåëÿ ìîäåì ìîæåò ïåðåñòàòü íîðìàëüíî ðàáîòàòü èç-çà çàòóõàíèÿ ñèãíàëà è ïàäåíèÿ íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ. Êðîìå òîãî, ìîäåì â ïðèíöèïå íå ïðåäíàçíà÷åí äëÿ ðàáîòû â óëè÷íûõ óñëîâèÿõ ïðè çíà÷èòåëüíûõ ïåðåïàäàõ òåìïåðàòóðû è âëàæíîñòè. Ïîýòîìó ðàññìàòðèâàëèñü òîëüêî êîìíàòíûå íàïðàâëåííûå àíòåííû, ëó÷øèìè èç êîòîðûõ, ïî ìíîãî÷èñëåííûì îòçûâàì, ÿâëÿëèñü àíòåííû «çèãçàã Õàð÷åíêî» èëè «áèêâàäðàò». Íî, íåñìîòðÿ íà âíåøíþþ ïðîñòîòó, âàðèàíòîâ èçãîòîâëåíèÿ òàêîé àíòåííû òàêæå ìîæíî íàéòè íåìàëî, ïðè ýòîì íåðåäêî óêàçûâàþòñÿ ñîâåðøåííî ðàçíûå ðàçìåðû ñîñòàâíûõ ýëåìåíòîâ è ñïîñîáû êîìïîíîâêè âñåé êîíñòðóêöèè. Äëÿ ñðàâíåíèÿ âñåõ âàðèàíòîâ íà ïðàêòèêå áûëè èçãîòîâëåíû è ïðîâåðåíû â ðàáîòå íåñêîëüêî òàêèõ àíòåíí ñ ðàç-

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


ëè÷íûìè ðàçìåðàìè è â ðàçíûõ «ìîäèôèêàöèÿõ», â òîì ÷èñëå, âàðèàíòû àíòåííû ñ ÷åòûðüìÿ è øåñòüþ êâàäðàòàìè (äâîéíîé è òðîéíîé «áè-êâàäðàò», ñîîòâåòñòâåííî). Ïðè ýòîì ìîè êîíñòðóêöèè ïîçâîëÿëè îïåðàòèâíî èçìåíÿòü êîíôèãóðàöèþ è ðàçìåðû ðàçëè÷íûõ ñîñòàâíûõ ýëåìåíòîâ. Ñëåäóåò ñêàçàòü, ÷òî â ìîåì ñëó÷àå ïðèìåíåíèå äâîéíîãî è òðîéíîãî âàðèàíòîâ «áèêâàäðàòà» íå ïîêàçàëî ïðàêòè÷åñêè íèêàêîãî ïðåèìóùåñòâà ïåðåä îáû÷íûì, ïðîñòûì âàðèàíòîì ýòîé àíòåííû. Ïîýòîìó â äàëüíåéøåì áóäåò ðàññìîòðåí ïîäðîáíûé ðàñ÷åò è îñîáåííîñòè èçãîòîâëåíèÿ «êëàññè÷åñêîé» àíòåííû.

Ðàñ÷åò àíòåííû

Èçãîòîâëåíèå Òàêèì îáðàçîì, àíòåííà äëÿ ïðèåìà ñèãíàëîâ 3G (áåç ðåôëåêòîðà) áóäåò âûãëÿäåòü, êàê ïîêàçàíî íà Ðèñóíêå 1.

36 ìì

Äëÿ òî÷íîãî ðàñ÷åòà ðàçìåðîâ àíòåííû íå ïîòðåáóåòñÿ íè ñïåöèàëüíûõ òåîðåòè÷åñêèõ ïîçíàíèé, íè êàêèõ-ëèáî ïðîãðàìì. Ïåðèìåòð ðàìêè àíòåííû òàêîãî òèïà äîëæåí áûòü ðàâåí äëèíå âîëíû ïðèíèìàåìîãî ðàäèîñèãíàëà.  íàøåì ñëó÷àå äëèíó âîëíû ìîæíî ðàññ÷èòàòü, çíàÿ ÷àñòîòó ñèãíàëà 3G, êîòîðàÿ ñîñòàâëÿåò 2100 ÌÃö. Äëÿ ýòîãî íóæíî ðàçäåëèòü ñêîðîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ ðàäèîâîëí (300,000 êì/ñ) íà ÷àñòîòó, â ðåçóëüòàòå ÷åãî äëèíà ðàìêè ïîëó÷àåòñÿ ðàâíîé

ìåðû íóæíî ñîáëþäàòü êàê ìîæíî òî÷íåå, îò êà÷åñòâà èçãîòîâëåíèÿ ñèëüíî çàâèñèò è êà÷åñòâî ðàáîòû. Ñëåäóåò çàìåòèòü, ÷òî ëþáàÿ àíòåííà áåç óñèëèòåëÿ íå óñèëèâàåò ñèãíàë êàê òàêîâîé, à âûäåëÿåò åãî íà ôîíå äðóãèõ ñèãíàëîâ è ðàçëè÷íûõ ïîìåõ (åñëè àíòåííà íå øèðîêîïîëîñíàÿ). Çà ñ÷åò ýòîãî ìû è ïîëó÷àåì íóæíûé íàì ñèãíàë, óðîâåíü êîòîðîãî ãîðàçäî âûøå óðîâíÿ ïîìåõ. Ïîýòîìó òî÷íîå ñîáëþäåíèå ðàçìåðîâ àíòåííû âàæíî, âåäü òàêèì îáðàçîì ìû ïîëó÷èì òî÷íóþ íàñòðîéêó íà íóæíóþ ðàáî÷óþ ÷àñòîòó! ×òîáû óâåëè÷èòü óñèëåíèå äî 9 äÁ, ìîæíî ïðèìåíèòü ðåôëåêòîð. Ýòî ìîæåò áûòü ìåòàëëè÷åñêàÿ ïëàñòèíà, ìåëêàÿ ñåòêà èëè äàæå ôîëüãà, íàêëååííàÿ íà ôàíåðó èëè ïëîòíûé êàðòîí, ñ ðàçìåðàìè íà 10-15% áîëüøå ïëîùàäè «ïîëîòíà» ñàìîé àíòåííû.  äàííîì ñëó÷àå ðåôëåêòîð áóäåò èìåòü ðàçìåðû 125 ´ 75 ìì.

300,000/2,100,000 = 0.143 ì. Ïîñêîëüêó ðàìêà èìååò ôîðìó êâàäðàòà, ñëåäóåò ðàçäåëèòü åå îáùóþ äëèíó íà 4, â ðåçóëüòàòå ÷åãî ïîëó÷èì äëèíó êàæäîé ñòîðîíû êâàäðàòà, ðàâíóþ 35.75 ìì. Âî ìíîãèõ èñòî÷íèêàõ ìîæíî âñòðåòèòü ñîâåðøåííî äðóãèå ðàçìåðû ñòîðîí – îò 27 äî 53 ìì. Î÷åâèäíî, òàêèå àíòåííû ðàññ÷èòàíû óæå íà äðóãîé äèàïàçîí, íàïðèìåð GSM èëè Wi-Fi, ðàáî÷èå ÷àñòîòû ó êîòîðûõ, ñîîòâåòñòâåííî, íèæå èëè âûøå, ÷åì â íàøåì ñëó÷àå. Êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ äàííîé àíòåííû ïðèìåðíî 6 äÁ. Ïðè åå èçãîòîâëåíèè âñå ðàç-

5 ìì

Ðèñóíîê 1.

Äëÿ åå èçãîòîâëåíèÿ íàì ïîòðåáóåòñÿ ìåäíûé ïðîâîä ñå÷åíèåì íå ìåíåå 4 ìì2 (ìîæíî èñïîëüçîâàòü, íàïðèìåð, «æèëó» îò ñèëîâîãî ýëåêòðè÷åñêîãî êàáåëÿ ìàðêè ÂÂà èëè NUM).

Ïàÿòü

Ðèñóíîê 2.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

Ðèñóíîê 3.

ÑÕÅÌÛ

53


Ïåðèìåòð êàæäîãî êâàäðàòà ðàâåí äëèíå âîëíû – 143 ìì. Ïîñêîëüêó àíòåííà ñîñòîèò èç äâóõ êâàäðàòîâ, òî ïîíàäîáèòñÿ îòðåçîê ïðîâîäà äëèíîé 2 ´143 ìì = 286 ìì. Äåëèì ïðîâîä íà 8 ðàâíûõ îòðåçêîâ è èçãèáàåì â ýòèõ ìåñòàõ ïîä óãëîì 90°, à ñâîáîäíûå êîíöû ñïàèâàåì ìåæäó ñîáîé, ÷òîáû ïîëó÷èëñÿ çàìêíóòûé êîíòóð (Ðèñóíêè 2 è 3): Ðåôëåêòîð ñëåäóåò çàêðåïèòü ïîçàäè «êâàäðàòîâ» àíòåííû, ïðè÷åì ðàññòîÿíèå äî ðåôëåêòîðà òîæå èìååò áîëüøîå çíà÷åíèå, òàê êàê âëèÿåò íà âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå è ñîãëàñîâàíèå ñ ñîåäèíèòåëüíûì êàáåëåì. Òåîðåòè÷åñêè ýòî ðàññòîÿíèå äîëæíî ñîñòàâëÿòü ¼ äëèíû âîëíû, ÷òî â íàøåì ñëó÷àå ñîñòàâëÿåò 143/4 = 35.75 ìì. Íî ìîÿ àíòåííà, íàïðèìåð, ëó÷øå ðàáîòàåò ïðè ðàññòîÿíèè

òîãäà åå ìîæíî íå ïðèïàèâàòü ê ðåôëåêòîðó è ïðè íàñòðîéêå ñäâèãàòü, ðåãóëèðóÿ ðàññòîÿíèå äî ïëîñêîñòè àíòåííû. Ïðèïàèâàåì íàøó ðàìêó èç äâóõ êâàäðàòîâ ê ýòîé òðóáêå, êàê ïîêàçàíî íà Ðèñóíêå 5). Ñêâîçü òðóáêó ïðîïóñêàåì êàáåëü è ïðèïàèâàåì åãî öåíòðàëüíóþ æèëó ê âíóòðåííåìó óãëó ðàìêè íàïðîòèâ îòâåðñòèÿ òðóáêè, à îïëåòêó-ýêðàí êàáåëÿ – ê òðóáêå ñ ïðîòèâîïîëîæíîé ñòîðîíû ðåôëåêòîðà (Ðèñóíêè 6 è 7).

18 ìì, à ýòî ïîëó÷àåòñÿ 1/8 äëèíû âîëíû. Ïîýòîìó ðàññòîÿíèå äî ðåôëåêòîðà ëó÷øå ñäåëàòü ðåãóëèðóåìûì è ïîýêñïåðèìåíòèðîâàòü ñ íèì â ïðîöåññå íàñòðîéêè. Äëÿ ýòîãî áåðåì îòðåçîê ìåäíîé òðóáêè ïîäõîäÿùåãî äèàìåòðà (òóäà äîëæåí âõîäèòü íàø ñîåäèíèòåëüíûé êàáåëü), íàïðèìåð, îò òåëåñêîïè÷åñêîé àíòåííû äëÿ ïðèåìíèêîâ/òåëåâè-çîðîâ. Ïðèäàåì åìó ôîðìó, ïîêàçàííóþ íà Ðèñóíêå 4.

Ðèñóíîê 6.

3 ìì Ñïèëèòü íàïèëüíèêîì

50 ìì

Ðèñóíîê 4.

 ïëàñòèíå ðåôëåêòîðà ñâåðëèì îòâåðñòèå â öåíòðå, ÷òîáû òóäà ïëîòíî âõîäèëà ýòà òðóáêà. Îíà íå äîëæíà ñâîáîäíî áîëòàòüñÿ, Ðèñóíîê 7.

Ðèñóíîê 5.

54

Ïîñëå îêîí÷àòåëüíîé íàñòðîéêè àíòåííû òðóáêó ìîæíî ïðèïàÿòü ê ðåôëåêòîðó. Ïëîñêîñòü àíòåííû äîëæíà áûòü ñòðîãî ïàðàëëåëüíà ïëîñêîñòè ðåôëåêòîðà, ïîòîìó ÷òî äàæå íåáîëüøîé ïåðåêîñ è íåïàðàëëåëüíîñòü ìîãóò ñèëüíî ñíèçèòü óðîâåíü ñèãíàëà. Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ æåñòêîñòè êîíñòðóêöèè ìåæäó ðåôëåêòîðîì è êðàéíèìè óãëàìè ðàìêè ìîæíî ïðèêëåèòü ïîäêëàäêè èç òåêñòîëèòà èëè äðóãîãî õîðîøåãî èçîëÿòîðà.

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


Ñîåäèíåíèå ñ ìîäåìîì Åñëè íà âàøåì ìîäåìå íåò ñïåöèàëüíîãî ðàçúåìà äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ âíåøíåé àíòåííû, òî ïðèäåòñÿ ñäåëàòü ñâîåîáðàçíûé àäàïòåð, êîòîðûé íàäåâàåòñÿ ñíàðóæè è ïåðåäàåò ñèãíàë íà âñòðîåííóþ àíòåííó ìîäåìà ïîñðåäñòâîì ïåðåèçëó÷åíèÿ.  ïðîñòåéøåì ñëó÷àå ìîæíî ïðîñòî ïëîòíî îáìîòàòü ìîäåì (â ìåñòå ðàñïîëîæåíèÿ åãî âíóòðåííåé àíòåííû) íåñêîëüêèìè âèòêàìè öåíòðàëüíîé æèëû ñîåäèíèòåëüíîãî êàáåëÿ, êàê ïîêàçàíî íà Ðèñóíêå 8.

Ðèñóíîê 8.

Êîëè÷åñòâî âèòêîâ, îáû÷íî ðàâíîå 2…5, ïîäáèðàåòñÿ ïðè íàñòðîéêå ïî ìàêñèìóìó ïðèíèìàåìîãî ñèãíàëà. Çàòåì ýòè âèòêè ñëåäóåò çàêðåïèòü íà ìîäåìå èçîëåíòîé. À ìîæíî ñäåëàòü êîíñòðóêöèþ ïîñëîæíåå, áîëåå óäîáíóþ è ýôôåêòèâíóþ. Òàêîé âàðèàíò àäàïòåðà ïîêàçàí íà Ðèñóíêå 9.

ñèìàëüíîãî óðîâíÿ ïðèíèìàåìîãî ñèãíàëà. Ðàçìåðû òàêîãî àäàïòåðà íèêàê íå ðàññ÷èòûâàëèñü òåîðåòè÷åñêè, à áûëè ïîäîáðàíû ïóòåì ýêñïåðèìåíòîâ. Ó ìîäåìîâ ðàçíûõ òèïîâ è ìîäåëåé ðàñïîëîæåíèå âñòðîåííîé àíòåííû âíóòðè êîðïóñà òàêæå ìîæåò áûòü ðàçíûì (â ðàéîíå ðàçúåìà USB èëè íà äðóãîì åãî êîíöå). Ýòî ñëåäóåò ó÷èòûâàòü ïðè ðàñïîëîæåíèè àäàïòåðà íà êîðïóñå âàøåãî ìîäåìà!

Ñîåäèíèòåëüíûé Â×-êàáåëü Íåìíîãî î òèïàõ è ìàðêàõ êàáåëÿ. Ïîìèìî êà÷åñòâåííûõ ïîêàçàòåëåé, êàáåëü ìîæåò èìåòü ðàçíîå âîëíîâîå ñîïðîòèâëåíèå – 50 èëè 75 Îì, ÷òî íóæíî ïðèíèìàòü âî âíèìàíèå ïðè åãî âûáîðå. Ñîïðîòèâëåíèå áåñïðîâîäíûõ ìîäåìîâ, êàê ïðàâèëî, ñîñòàâëÿåò 75 Îì. Ïîýòîìó ëó÷øå, êîíå÷íî, èñïîëüçîâàòü 75îìíûé êàáåëü. Ñóäÿ ïî ìíîãî÷èñëåííûì ðåêîìåíäàöèÿì, ëó÷øå èñïîëüçîâàòü êàáåëè ìàðîê 10D-FB, 8D-FB, 5D-FB (â ïîðÿäêå óáûâàíèÿ êà÷åñòâà) èç-çà ìàëûõ ïîêàçàòåëåé çàòóõàíèÿ ñèãíàëà. Õóæå ïîêàçûâàþò ñåáÿ êàáåëè ìàðîê RG-6, RG-8Õ. Ïîýòîìó, îñîáåííî ïðè äëèíå êàáåëÿ áîëåå 5 ì, âûáèðàéòå áîëåå êà÷åñòâåííûé âàðèàíò, èíà÷å ìîæíî ïîòåðÿòü âñå òî «óñèëåíèå», êîòîðîå ïîëó÷èòå îò àíòåííû!

Íàñòðîéêà àíòåííû

Ðèñóíîê 9.

Êîíñòðóêòèâíî îí ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êîëüöî, êîòîðîå ïëîòíî îáëåãàåò êîðïóñ ìîäåìà â ìåñòå ðàñïîëîæåíèÿ åãî âíóòðåííåé àíòåííû. Êîëüöî ìîæíî ñäåëàòü èç ïîëîñêè ìåäíîé ôîëüãè øèðèíîé 45 ìì, êîíöû êîòîðîé íóæíî ñïàÿòü ìåæäó ñîáîé. Ê ýòîìó êîëüöó ïðèïàèâàåòñÿ öåíòðàëüíàÿ æèëà ñîåäèíèòåëüíîãî Â×-êàáåëÿ. Èç äðóãîé ïîëîñêè òàêîé æå ôîëüãè, íî ñ ðàçìåðàìè 25 ´ 75 ìì, èçãèáàåòñÿ ïîëóêîëüöî, êàê ïîêàçàíî íà Ðèñóíêå 9, à ê íåìó ïðèïàèâàåòñÿ îïëåòêà-ýêðàí êàáåëÿ. Ýëåêòðè÷åñêîãî êîíòàêòà ìåæäó êîëüöîì è ïîëóêîëüöîì áûòü íå äîëæíî. Ðåãóëèðóÿ ïîëîæåíèå ïîëóêîëüöà è óãîë åãî íàêëîíà îòíîñèòåëüíî ìîäåìà, íóæíî äîáèòüñÿ ìàê-

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

Ðàñïîëîæèâ àíòåííó òàê, ÷òîáû îíà áûëà íàïðàâëåíà â ñòîðîíó áëèæàéøåé âûøêè ñîòîâîé ñâÿçè (æåëàòåëüíî ó îêíà èëè íàïðîòèâ íåãî), îòðåãóëèðóéòå ïîëîæåíèå àíòåííû è ðàññòîÿíèå ìåæäó íåé è ïëàñòèíîé ðåôëåêòîðà, ñäâèãàÿ òðóáêó. Îðèåíòèðîâàòüñÿ íàäî ïî óðîâíþ ñèãíàëà, è äëÿ ýòîãî ëó÷øå èñïîëüçîâàòü ñïåöèàëüíûå ïðîãðàììû, íàïðèìåð ïðîãðàììó «MDMA» (ìîæíî ñêà÷àòü â Èíòåðíåòå), ãäå åñòü øêàëà óðîâíÿ ñèãíàëà â äåöèáåëàõ. Ýòà ïðîãðàììà ðàáîòàåò íå ñî âñåìè ìîäåìàìè, íî åñòü è äðóãèå, ïîäîáíûå åé, ïîêàçûâàþùèå óðîâåíü ñèãíàëà â äåöèáåëàõ (îòíîøåíèå ñîñòàâëÿþùèõ «ñèãíàë/øóì»). Îðèåíòèðîâàòüñÿ ìîæíî è â ñòàíäàðòíîé ïðîãðàììå-êîííåêòå äëÿ âàøåãî ìîäåìà ïî óðîâíþ ñèãíàëà çíà÷êà àíòåííû, íî ýòî íå î÷åíü óäîáíî, ïîòîìó ÷òî òàì, âî-ïåðâûõ, èìååò ìåñòî íåñêîëüêî çàïîçäàëàÿ ðåàêöèÿ íà èçìåíåíèå ñèãíàëà (äî 10 - 20 ñ), à âîâòîðûõ, ýòî áóäåò íå ñîâñåì êîððåêòíî. Ïîòîìó ÷òî âàæåí èìåííî ïîêàçàòåëü îòíîøåíèÿ ñèãíàë/øóì, à íå óðîâåíü ñèãíàëà â öåëîì.

ÑÕÅÌÛ

55


Ðèñóíîê 11. Ðèñóíîê 10.

 ìîåì ñëó÷àå ïîêàçàòåëü øêàëû àíòåííû «ðîäíîãî» êîííåêò-ìåíåäæåðà óâåëè÷èëñÿ ïîñëå ïîäêëþ÷åíèÿ è íàñòðîéêè àíòåííû íåñèëüíî, âñåãî íà 2 – 3 äåëåíèÿ. Îäíàêî ñêîðîñòü Èíòåðíåò-ñîåäèíåíèÿ ïðè ýòîì ïîäíÿëàñü î÷åíü îùóòèìî. Ñêîðîñòü çàêà÷åê óâåëè÷èëàñü ñ 0.5 Ìá/ñ äî 3…4 Ìá/ñ â äíåâíîå

56

âðåìÿ, è åùå áîëüøå íî÷üþ. Áåç òàêîé àíòåííû, êàê óæå ãîâîðèëîñü ðàíåå, ïðèåì ñèãíàëà 3G âîîáùå áûë íåâîçìîæåí. ×òîáû íå áûòü ãîëîñëîâíûì, ïðèâåäåíû ñêðèíøîòû ñ óðîâíÿìè ñèãíàëà è ñêîðîñòüþ Èíòåðíåò-ñîåäèíåíèÿ ïðè èñïîëüçîâàíèè àíòåííû îïèñàííîé âûøå êîíñòðóêöèè (Ðèñóíêè 10 è 11). ÐË

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


ÎÊÎ Àðõèâ ÀÂÒÎ GPS/GSM ñïåöèàëèçèðîâàííûé âèäåîðåãèñòðàòîð äëÿ àâòîòðàíñïîðòà íàäåæíî ñõîõðàíÿåò è âîñïðîèçâîäèò âèäåî- è àóäèîèíôîðìàöèþ, ìàðøðóò äâèæåíÿ, âûïîëíÿåò îõðàííûå ôóíêöèè âî âðåìÿ ñòîÿíêè è ïåðåäàåò èíôîðìàöèþ ïî GSM òàêæå â ïðîäàæå ìîäåëè ÎÊÎ Àðõèâ ÀÂÒÎ è ÎÊÎ Àðõèâ ÀÂÒÎ GPS

ÎÊÎ Ìîáàéë 3G âèäåîðåãèñòðàòîð ñ âîçìîæíîñòüþ ïåðåäà÷è âèäåî ïî áåñïðîâîäíûì ñåòÿì 3G òàêæå â ïðîäàæå ìîäåëè ÎÊÎ Ìîáàéë è ÎÊÎ Ìîáàéë II - ïåðåäà÷à âèäåî ïî GSM

ÂÈÄÅÎÐÅÃÈÑÒÐÀÒÎÐÛ ÑÅÐÈÈ “ÎÊÎ ÀÐÕÈ” ïîñòðîåíèå ïðîñòîé, íàäåæíîé, àâòîíîìíîé ñèñòåìû âèäåîíàáëþäåíèÿ äëÿ ÷àñòíîãî è êîììåð÷åñêîãî ñåêòîðîâ

ÎÊÎ Àðõèâ 4NET

ÎÊÎ Àðõèâ 4NET LE

ÎÊÎ Àðõèâ LITE CF

ïîäêëþ÷åíèå ïî LAN/internet ñìåííûé æåñòêèé äèñê

ïîäêëþ÷åíèå ïî LAN/internet âñòðîåííûé æåñòêèé äèñê

çàïèñü íà êàðòó Compact Flash

ÏÐÎÔÅÑÑÈÎÍÀËÜÍÛÅ ÈÍÑÒÐÓÌÅÍÒÛ ÄËß ÂÈÄÅÎÍÀÁËÞÄÅÍÈß “Äåöèìà” Ìîñêâà, Çåëåíîãðàä, ïðîåçä 4922, äîì 4, ñòðîåíèå 1 òåë: +7 (495) 988 48 58 http://www.decima.ru


Ìîùíûé ñòàáèëèòðîí íà îñíîâå ðåãóëÿòîðà LM317 Adolfo Mondragon EDN

+VIN

OUT

LM317

ADJ

I IN VR

58

Ïðè ñîåäèíåíèè óïðàâëÿþùåãî âûâîäà ñ âûõîäîì âíóòðåííèé óñèëèòåëü ñèãíàëà îøèáêè ñòðåìèòñÿ êîìïåíñèðîâàòü «ëèøíåå» íàïðÿæåíèå, ââîäÿ â íàñûùåíèå âíóòðåííèé NPN òðàíçèñòîð. Ïàäåíèå íàïðÿæå600 500 400 [ìÀ]

Ñ

Ñòàáèëèçàòîð íàïðÿæåíèÿ LM317 âñåì ïðåêðàñíî èçâåñòåí ñâîåé óíèâåðñàëüíîñòüþ è ñïîñîáíîñòüþ âûïîëíåíèÿ ìíîæåñòâà ðàçëè÷íûõ ôóíêöèé. Êëàññèêîé è ñòàíäàðòîì ÿâëÿåòñÿ, áåçóñëîâíî, èñïîëüçîâàíèå ìèêðîñõåìû â êà÷åñòâå ðåãóëèðóåìîãî ñòàáèëèçàòîðà ïîëîæèòåëüíîãî íàïðÿæåíèÿ â òðåõâûâîäíîé êîíôèãóðàöèè. Åùå îäíîé äîñòàòî÷íî ïîïóëÿðíîé, ïðîñòîé è ïîëåçíîé êîíôèãóðàöèåé LM317 ñ÷èòàåòñÿ äâóõâûâîäíîé ñòàáèëèçàòîð òîêà. Íî åñëè óïðàâëÿþùèé (ADJ) è âûõîäíîé (OUT) âûâîäû ñîåäèíèòü âìåñòå, LM317 ïðåâðàùàåòñÿ â äâóõâûâîäíîé ýëåìåíò, êîòîðûé âåäåò ñåáÿ àíàëîãè÷íî ñèëüíîòî÷íîìó 1.5âîëüòîâîìó ñòàáèëèòðîíó. Òàêèì âêëþ÷åíèåì ìîæíî ñîçäàòü óíèâåðñàëüíóþ è î÷åíü ïîëåçíóþ êîíôèãóðàöèþ, ïîçâîëÿþùóþ îòäàâàòü èëè çàáèðàòü áîëüøîé òîê èç ïîëîæèòåëüíîé èëè îòðèöàòåëüíîé øèíû èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ.

300 200 100 0 0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

[Â]

íèÿ íà íàñûùåííîì NPN òðàíçèñòîðå ñîñòàâëÿåò 0.20…0.25 Â, êîòîðûå â ñóììå ñ 1.25 Â, ïàäàþùèìè íà âíóòðåííåì ðåãóëÿòîðå, äàþò îáùåå íàïðÿæåíèå 1.5 Â. Ïîâåäåíèå LM317 â òàêîì âêëþ÷åíèè àíàëîãè÷íî ñòàáèëèòðîíó ñ âíóòðåííèì äèíàìè÷åñêèì ñîïðîòèâëåíèåì ïîðÿäêà 1 Îì èëè ìåíüøå. Áëàãîäàðÿ ñòîëü õîðîøåìó äèíàìè÷åñêîìó ñîïðîòèâëåíèþ ìîäèôèöèðîâàííûé LM317 ìîæåò ñëóæèòü õîðîøèì îïîðíûì èñòî÷íèêîì, ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ íà êîòîðîì ìåíÿåòñÿ íå áîëåå ÷åì íà 0.1  íà êàæäûå 100 ìÀ ïðîòåêàþùåãî ÷åðåç ìèêðîñõåìó òîêà. ÐË

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


Ïðîñòûå ñõåìû

ØÈÌ ãåíåðàòîðîâ íà îäíîé ìèêðîñõåìå Budge Ing, Maxim Integrated EDN

Ã

Ãåíåðàòîðû øèðîòíî-èìïóëüñíî ìîäóëèðîâàííûõ ñèãíàëîâ (ØÈÌ) èíòåãðèðîâàíû ïðàêòè÷åñêè â ëþáîå óñòðîéñòâî èìïóëüñíîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ ìîùíîñòè.  ñòàòüå áóäóò ïîêàçàíû äâà ñïîñîáà ðåàëèçàöèè àâòîíîìíûõ àíàëîãîâûõ ØÈÌ ãåíåðàòîðîâ. Ïðè íåîáõîäèìîñòè óëó÷øèòü õàðàêòåðèñòèêè ãåíåðàòîðîâ èõ ìîæíî ìîäèôèöèðîâàòü, äîáàâèâ â êàæäûé ïî îäíîé ìèêðîñõåìå. Óñòðîéñòâà, ñîñòîÿùèå èç îäíîé ìèêðîñõåìû, ìîãóò áûòü ñäåëàíû ïî äâóì ñõåìàì.  îäíîé èñïîëüçóåòñÿ èíòåãðàëüíûé òàéìåð ICM7555, à â äðóãîé – ìàëîìîùíûé êîìïàðàòîð MAX998. Ìû ðàññìîòðèì îáå ñõåìû.

Ñõåìà 1: èñïîëüçîâàíèå ìàëîìîùíîãî òàéìåðà â êà÷åñòâå ØÈÌ ãåíåðàòîðà Òàéìåð ICM7555 âêëþ÷àåòñÿ ñîãëàñíî Ðèñóíêó 1.

ÂÛÕÎÄ

1

8

2

7

ïðè íàïðÿæåíèè ïèòàíèÿ 5 Â. Íà Ðèñóíêàõ 2…5 ïîêàçàíû âûõîäíûå ØÈÌ ñèãíàëû ïðè

Ðèñóíîê 2. Âûõîä ØÈÌ ãåíåðàòîðà ïðè óïðàâëÿþùåì íàïðÿæåíèè, ðàâíîì 1 Â.

ICM7555 3

6

4

5

ÓÏÐÀÂËßÞÙÅÅ ÍÀÏÐßÆÅÍÈÅ

R1 5kW

C1 1µF

Ðèñóíîê 1. ØÈÌ ãåíåðàòîð è òàéìåð íà îäíîé ìèêðîñõåìå.

Íà Ðèñóíêå 1 øèðèíà èìïóëüñà íà âûâîäå 3 ìîäóëèðóåòñÿ óïðàâëÿþùèì íàïðÿæåíèåì VCONTROL, ïðèëîæåííûì ê âûâîäó 5. Ëàáîðàòîðíûå èçìåðåíèÿ ñõåìû áûëè âûïîëíåíû

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

Ðèñóíîê 3. Âûõîä ØÈÌ ãåíåðàòîðà ïðè óïðàâëÿþùåì íàïðÿæåíèè, ðàâíîì 2 Â.

ÑÕÅÌÛ

59


íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ è çåìëè, óñòàíàâëèâàåòñÿ êîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ ðàâíûé 50%. Ïðè èçìåíåíèè óïðàâëÿþùåãî íàïðÿæåíèÿ èçìåíÿåòñÿ âðåìÿ çàðÿäà C1, çà êîòîðîå íàïðÿæåíèå íà êîíäåíñàòîðå äîëæíî äîñòè÷ü VCONTROL, è âðåìÿ ðàçðÿäà, â òå÷åíèå êîòîðîãî íàïðÿæåíèå ñïàäàåò äî VCONTROL/2. Ýòîò ïðîöåññ ïðèâîäèò ê ìîäóëÿöèè øèðèíû âûõîäíîãî èìïóëüñà. Âðåìÿ çàðÿäà îïðåäåëÿåòñÿ ôîðìóëîé

-

Ðèñóíîê 4. Âûõîä ØÈÌ ãåíåðàòîðà ïðè îòñóòñòâèè óïðàâëÿþùåãî íàïðÿæåíèÿ.

æ ö VCONTROL t ÷÷ . = lnçç1 RC è 2VSUPPLY - VCONTROL ø

ãäå R = R1, C =C1. Âðåìÿ ðàçðÿäà ìîæíî âû÷èñëèòü èç âûðàæåíèÿ

-

t = ln 0.5 . RC

Ñõåìà 2: ãåíåðàòîð ØÈÌ ñ êîìïàðàòîðîì Êîìïàðàòîð MAX998 âêëþ÷àåòñÿ ñîãëàñíî Ðèñóíêó 6. R2 10kW R1 10kW

+ Ðèñóíîê 5. Âûõîä ØÈÌ ãåíåðàòîðà ïðè óïðàâëÿþùåì íàïðÿæåíèè, ðàâíîì 4 Â.

òðåõ ðàçëè÷íûõ óïðàâëÿþùèõ íàïðÿæåíèÿõ: 1 Â, 2  è 4 Â. Êîíäåíñàòîð C1 çàðÿæàåòñÿ íàïðÿæåíèåì èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ VSUPPLY äî óðîâíÿ VCONTROL è ðàçðÿæàåòñÿ îò VCONTROL/2 äî óðîâíÿ çåìëè. Ïðè îòñóòñòâèè âíåøíåãî óïðàâëÿþùåãî íàïðÿæåíèÿ íàïðÿæåíèå VCONTROL ñîñòàâëÿåò 2/3 îò VSUPPLY. Ïðåäñòàâëåííûå îñöèëëîãðàììû èëëþñòðèðóþò âëèÿíèå óïðàâëÿþùåãî íàïðÿæåíèÿ, ïðèëîæåííîãî ê âûâîäó 5, íà èçìåíåíèÿ ïîðîãîâûõ íàïðÿæåíèé äâóõ âíóòðåííèõ êîìïàðàòîðîâ.  îòñóòñòâèå óïðàâëÿþùåãî íàïðÿæåíèÿ (Ðèñóíîê 4) ïîðîãè çàðÿäà è ðàçðÿäà C1 îïðåäåëÿþòñÿ âíóòðåííåé ñòðóêòóðîé òàéìåðà è ñîñòàâëÿþò 1/3 è 2/3 îò íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ. Ýòèìè ïîðîãàìè, ðàâíîóäàëåííûìè îò

60

MAX998

ÓÏÐÀÂËßÞÙÅÅ ÍÀÏÐßÆÅÍÈÅ

ÂÛÕÎÄ

C1 1µF

R3 10kW

Ðèñóíîê 6. ØÈÌ ãåíåðàòîð è êîìïàðàòîð.

Øèðèíà âûõîäíîãî èìïóëüñà ìîäóëèðóåòñÿ ïîä óïðàâëåíèåì íàïðÿæåíèÿ, ïðèëîæåííîãî ê R1. Ïðè íàïðÿæåíèè ïèòàíèÿ 5 Â áûëè ïðîâåäåíû ëàáîðàòîðíûå èçìåðåíèÿ, ðåçóëüòàòû êîòîðûõ ïðåäñòàâëåíû íà Ðèñóíêàõ 7…9, äåìîíñòðèðóþùèõ ôîðìû âûõîäíûõ ñèãíàëîâ ØÈÌ ïðè óïðàâëÿþùåì íàïðÿæåíèè, ðàâíîì 1 Â, 2 Â è 4 Â. Ïðèëîæåííîå ê ìèêðîñõåìå MAX998 óïðàâëÿþùåå íàïðÿæåíèå óñòàíàâëèâàåò

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 2013

http://jurnal-portal.ru


ïîðîãîâûå íàïðÿæåíèÿ, îïðåäåëÿþùèå ìîìåíòû íà÷àëà çàðÿäà è ðàçðÿäà C1. Âåðõíèé ïîðîã ðàâåí

VSUPPLY - VCONTROL + VCONTROL , 2 à íèæíåå ïîðîãîâîå íàïðÿæåíèå ðàâíî VCONTROL/2. Âðåìÿ çàðÿäà ìîæíî íàéòè èç ôîðìóëû

-

æ ö VSUPPLY t ÷÷ . = lnçç1 RC è 2VSUPPLY - VCONTROL ø

Âðåìÿ ðàçðÿäà îïèñûâàåòñÿ âûðàæåíèåì Ðèñóíîê 7. Âûõîä ØÈÌ ãåíåðàòîðà ïðè óïðàâëÿþùåì íàïðÿæåíèè, ðàâíîì 1 Â.

-

æ ö VCONTROL t ÷÷ , = lnçç1 RC è VSUPPLY + VCONTROL ø

ãäå R = R1, C =C1.

Âàðèàíòû ØÈÌ ãåíåðàòîðîâ íà äâóõ ìèêðîñõåìàõ

Ðèñóíîê 8. Âûõîä ØÈÌ ãåíåðàòîðà ïðè óïðàâëÿþùåì íàïðÿæåíèè, ðàâíîì 2 Â.

Íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî óïðàâëÿþùåå íàïðÿæåíèå â îáåèõ ñõåìàõ èçìåíÿåò íå òîëüêî äëèòåëüíîñòü èìïóëüñîâ, íî è èõ ÷àñòîòó. Äîáàâèâ â êàæäóþ èç ñõåì ïî îäíîìó êîìïàðàòîðó, ìîæíî çàôèêñèðîâàòü ÷àñòîòó âûõîäíûõ ñèãíàëîâ.  Ñõåìå 1 ïèëîîáðàçíîå íàïðÿæåíèå ñ âûâîäà 6 íåîáõîäèìî ïîäàòü íà âõîä âòîðîãî êîìïàðàòîðà. Ýòî íàïðÿæåíèå áóäåò çàäàâàòü êîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ âûõîäíûõ èìïóëüñîâ ïîñòîÿííîé ÷àñòîòû. Àíàëîãè÷íî, â Ñõåìå 2 íà âòîðîé êîìïàðàòîð ïîäàåòñÿ ïèëîîáðàçíîå íàïðÿæåíèå ñ èíâåðòèðóþùåãî âõîäà MAX998. ÐË

Ðèñóíîê 9. Âûõîä ØÈÌ ãåíåðàòîðà ïðè óïðàâëÿþùåì íàïðÿæåíèè, ðàâíîì 3 Â.

ÐàäèîËîöìàí – îêòÿáðü 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!

http://jurnal-portal.ru


Радиолоцман 2013 №10 (29)  
Advertisement
Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you