Требования к качественным показателям объекта проектирования, таким как безопасность, долговечность, сохраняемость, ремонтопригодность, точность, стабильность, технологичность и т.п.

Основные качественные показатели выделяются из общего списка требований и являются критериями конструирования.

8. Специальные требования и ограничения. Эти требования содержат специфичные для данного изделия требования, которые не были указаны в других разделах.

В целом исходные данные должны полностью характеризовать функционирование изделия, его связи с физическим окружением /оператором, внешней средой, объектом установки/ при всех режимах и условиях эксплуатации, а также условия его производства. Исходных данных должно быть достаточно для решения задачи конструкторского проектирования РЭА.

В зависимости от объекта проектирования некоторые данные могут не задаваться или задаваться в общем виде и уточняться в процессе проектирования.

2.3. Объём и содержание курсового проекта

Курсовой проект должен состоять на графической части и пояснительной записки. Графическая часть включает комплект чертежей на разрабатываемое устройство объемом не менее 3-листов формата А1 / 594 Х 841 / ГОСТ 2,301-68 с основной надписью по ГОСТ 2.104-68 правом нижнем углу [13] Конкретное содержание листов определяет руководитель проекта

Примерный перечень чертежей:

• оборочный чертёж устройства;

• оборочный чертёж печатного узла;

• чертёж деталей / например плата, передняя панель и др./

Принципиальная электрическая схема выполняется на белой или миллиметровой бумаге и брошюруется в пояснительную записку весте с перечнем элементов.

Пояснительная записка должна включать материал по обоснованию принятых решений для обработки. Объём её – 35…90 листов формата А4 / 210Х297 мм / по ГОСТ 2.301-68

Примерное содержание пояснительной записки:

• титульный лист;

• заявка на проектирование;

• утверждённое задание курсовой проект;

• содержание;

• введение, в котором даются сведения о назначении устройства, области его применения, обоснование актуальности его конструкторской разработки;

• анализ исходных данных составление развёрнутого технического задания на конструирование;

• доработка электронной схемы;

• выбор состава изделия: элементарной и конструктивной базы, способов выполнения электрических и механических соединений на уровне всего изделия или его сборочных единиц;

• выбор компоновочного варианта устройства;

• обоснование применяемых материалов и способов изготовления;

• обоснование принятых конструктивных решений и их анализ /конструкторские расчёты, логический анализ и т.п./;

• выводы по результатам проектирования, оценка качества конструкции;

• список использованной литературы.

Записка должна быть изложена чётко, кратко, последовательно. Пояснение в принятых в формулах буквенных обозначений, обязательны. Формулы, нормативные и справочные данные должны иметь ссылки на источники, из которых они заимствованы.

Конкретное содержание разделов пояснительной записки определяется руководителем проекта и фиксируется в задании на проектирование.

3. Общие указания по выполнению курсового проекта

Анализ основных этапов создания новых конструкций ЭС показывает, что общая схема поиска любого конструкторского решения от выбора метода марки должна иметь следующий вид:

• формулировка технических требований и конструкций устройства;

• синтез или выбор /по техническим журналам, книгам, нормативным документам, авторским свидетельствам, патентам и др./ пригодных для сравнения альтернативных вариантов решений;

• анализ отобранных вариантов на соответствие техническим требованиям;

• принятие решений по варианту, который наилучшим образом удовлетворяет перечисленным требованиям, т.е. выбор оптимального варианта.

Приведённой последовательности следует придерживаться при выполнении курсового проекта в целом, его отдельных разделов, решения частных задач проекта.

3.1. Порядок выполнения проекта

Рекомендуемый порядок выполнения курсового проекта примерно следующий:

1. Производится анализ исходных данных на проектирование и разработка технического задания на конструирование изделия.

Для этого необходимо:

• чёткое уяснение целей и задач конструирования;

• выполнение совокупности критериев конструирования /показателей качества ЭС/;

• определение тех показателей качества, которые должны быть экстимизируемы, и тех, что переводятся в ряд ограничений.

2. Определяется и обосновывается конструктивное исполнение устройства в целом. Выполняются необходимые оценочные расчёты.

3. Выполняется анализ и оценка варианта конструктивного исполнения устройства. При необходимости выбранный вариант корректируется и снова проверяется его пригодность для дальнейшей разработки конструкции.

4. Выполняется внутри блочная компоновка. На этом этапе разрабатывается субблоки, функциональные узлы, модули и т. п. и выбираются способы из защиты от внешних и внутренних воздействующих факторов.

5. Разрабатываются компоновочные эскизы общего вида устройства и эскизы отдельных узлов.

6. Выполняется детальная проработка элементов конструкции. Производится необходимые расчёты по совместимости и защите от внешних воздействий /электрические, тепловые, вибропрочности и др./ с учётом задания на проект.

7. Выполняется полный расчет надёжности и оценка качества продукции.

8. Разрабатываются рабочие чертежи деталей в соответствии с заданием.

9. Разрабатываются чертежи сборочных единиц в спецификации.

3.2. Анализ исходных данных и разработка технического задания на конструирование

На этом этапе необходимо решать следующие основные задачи:

• выполнить анализ электрической схемы устройства;

  • выполнить анализ эксплуатационных требований к устройству;

• выбрать /при необходимости/ и проверить устойчивость комплектующих элементов к внешним воздействиям;

• проверить возможность обеспечения требований к надёжности;

• составить возможность обеспечения требований к надёжности;

  • составить техническое задание на разработку конструкции устройства

3.2.1. Анализ электрической схемы

При анализе принципиальной электрической схемы необходимо рассмотреть назначение, состав и принцип работы устройства.

При рассмотрении состава устройства должно быть выяснено назначение всех функциональных частей, образующих устройство, определены необходимые органы управления, идентификации и настройки.

Изучая работу устройства, следует проследить за преобразованиями, которым подвергаются сигнал в каждом каскаде тракта. Следует обратить внимание на цепи различного уровня и формы сигналов: на входные и выходные цепи, на цепи импульсные и ВЧ-сигналов, на цепи питания; определить элементы, наиболее влияющее на параметры схемы.

Необходимо выявить и поместить те участки схемы, которые могут быть источниками тепловых, магнитных или электрических полей, вызывающих нестабильность работы или снижающих надёжность устройства.

При анализе необходимо также уточнить потребляемую мощность и мощность тепловых потерь в устройстве; определить цепи, создающие помехи и цепи, чувствительные к помехам; оценить допустимый уровень помех /паразитных связей/ и величины параметров паразитных элементов предполагаемого монтажа.

По результатам анализа следует наметить возможные варианты разбиения схемы на отдельные части или функциональные узлы и обозначить их на схеме.

3.2.2. Анализ эксплуатационных требований к устройству

В исходных данных на конструирование ЭС внешнее воздействия на аппаратуру обычно записываются в сокращённом виде. Вместо перечисления большого количества разнообразных факторов указывается группа, категория или вид исполнения устройства. Перечень и числовые значения факторов для каждой группы, категории или исполнения ЭС приведены в нормативных технических документах. Для расшифровки этих требований необходимо из нормативно-технической документации выписать параметры, характеризующие группу, категорию ли исполнение разрабатываемого устройства, а также числовые значения этих параметров.

Рассматривается влияние внешней среды, объекта установки и человека, необходимо выяснить:

• каковы наиболее опасные последствия на разрабатываемое устройство со стороны внешней среды;

• возможные последствия внешней среды на устройство;

• как скажется влияние объекта установки и человека на работе ЭС.

При анализе эксплуатационных требований основное внимание необходимо сосредоточить на трудностях, возникающих при обеспечении тех или иных эксплуатационных требований к устройству.

3.2.3. Выбор и проверка устойчивости комплектующих элементов к внешним воздействиям.

Цель этой задачи ставит целью проверить правильность выбора элементов разработчиком схемы, а также выбрать и проверить устойчивость элементов к внешним воздействиям в случае, если перечень элементов к электрической схеме не задаётся.

Типы элементов /радиодеталей, радиокомпонентов, полупроводниковых приборов, интегральных микросхем общего применения/ задаются обычно перечнем элементов электрической принципиальной схемы. Однако отдельные пассивные элементы, а в некоторых случаях активные элементы по тем или иным соображениям /массе, габаритам, надёжности, стоимости, энергопотреблению и т. д. могут быть в конструкции заменены.

В случае, когда электрической принципиальной схемой задаются только номинальные значения и допуски на параметры элементов, необходимо осуществить набор и обосновать элементарную базу. Предполагается, что типы активных элементов /интегральных микросхем, транзисторов, диодов и т. п./ указаны на схеме и пересмотру не подлежат, т. к. ими определяются схемо-технические характеристики устройства.

При выборе или уточнения элементов должны быть учтены следующие данные:

1. Номинальные значения параметров элементов /величины сопротивлений для резисторов, ёмкости для конденсаторов, мощность и рабочие напряжения для трансформаторов и т.д./ и допустимые отклонения их величин.

2. Рекомендуемые значения коэффициентов электрической нагрузки элементов Кн/см. табл.3.1.

Таблица3.1.

Выбор элементов с рекомендуемыми коэффициентами нагрузки позволяет определить рабочие характеристики элементов, например рассеиваемую мощность для резисторов, рабочее напряжение для конденсаторов.

3. Наличие выбираемых типов элементов в серийном производстве.

4. Масса и габариты элементов.

5. Надежность элементов. При выборе элементов по этому показателю следует иметь в виду, что для большинства элементов надёжность существенно повышается с уменьшением коэффициента нагрузки. Уменьшение же коэффициента нагрузки приводится к необходимости выбирать типоразмеры элементов с более высокими рабочими характеристиками, что в свою очередь, отражается на габаритах, массе элементов.

6. Стабильность параметров элементов во времени при воздействии внешних факторов. Для правильного выбора /уточнения/ элементов по этому показателю необходимо ещё при анализе электрической схемы выявить те элементы схемы, изменение параметров которых может привести к заметному уходу выходного параметра устройства.

7. Условия эксплуатации устройства.

8. Группа ЭС в зависимости от стоимости разработки и производства.

Проверку устойчивости активных и пассивных элементов следует производить путём сравнения эксплуатационных данных об элементах, помещённых в справочниках, каталогах, ТУ и т.п., с соответствующими величинами, указанными в исходных данных на разработку или полученными расчетным путем. Для повышения надежности устройства рабочая характеристики элемента по паспорту должна иметь некоторые запас по отношению к воздействию, указанном в задании на проектирование.

Результаты анализа на устойчивость к внешним воздействиям рекомендуется сводить в табл. 3.2.

В случае если некоторые элементы не могут нормально работать при данных внешних воздействиях, то конструктор должен предложить замену элементов на другие, удовлетворяющие заданным условиям, но не ухудшающие технические характеристики изделия. Если такая замена не возможна /например, из-за просмотра всего схемотехнического решения устройства при замене линейно-импульсной интегральной микросхемы/, то следует принять меры, ограничивающие эксплуатационные воздействия на эти элементы. К таким мерам относятся локальная герметизация, термостатирование, амортизация и некоторые другие.

При оценке элементов следует учитывать их стоимость, которая скажется на стоимости проектируемого изделия.

Необходимо также наметить тип монтажа.

3.2.4. Проверка возможности выполнения требований по массе, габаритам и тепловому режиму.

Для выполнения этой задачи необходимо выписать на справочников справочные габаритные и установочные размеры элементов и оценить массу и объём проектируемого изделия по формулам:

где:

При расчёте также можно использовать типичные для разрабатываемой аппаратуры значения величин K_V и G’/см. табл. 3.3./

После оценки величин V_ и М_ необходимо определить удельную мощность тепловыделения в аппарате q₃ по формуле:

где:

П ользуясь графиком на рис. 3.1., можно выбирать способ охлаждения проектируемого устройства.

△Тс - минимально допустимый перегрев элементов ЭС /△Т_С=T_iМИН-T_С, где T_iМИН – допустимая температура корпуса наименее теплостойкого элемента по техническому заданию; T_С - температура окружающей среды/; 1…9 – области целесообразно применения различных способов охлаждения; 1 – естественное воздушное; 2 - возможно применение естественного и принудительного воздушного; 3 – принудительное воздушное; 4 – возможно применение принудительного воздушного и жидкостного; 5 – принудительно жидкостное; 6 – возможно применение принудительного и естественного испарительного; 7 – возможно применение принудительного жидкостного, принудительного и естественного испарительного; 8 – возможно применение естественного и принудительного испарительного; 9 - принудительно испарительное.

Если естественная конвекция не обеспечивает нормальный тепловой режим, то следует учесть увеличение массы и габаритов аппарата за счёт применения принудительных способов охлаждения.

Кроме того, необходимо учитывать увеличение массы габаритов, связанное с конструктивной защитой и от других нежелательных явлений / например, применение экранов при защите от влияния электрических и магнитных полей/ и только после этого сделать заключение о возможности выполнения требований по массе габаритам или пересмотре элементарной базы и требований по этим пунктам задания.

3.2.5. Проверка возможности обеспечения требований к надёжности устройства

Обычно в исходных данных на проектирование к надёжности задаются в виде наработки на отказ Т_О /для восстановления ЭС/ или вероятности безотказной работы P(t) /для невосстанавливаемой/ всего изделия. Возникает необходимость определения нормы надёжности на разрабатываемое устройство на основе общих требований к изделию. Это достигается с помощью упрощённых расчётов, основанных на следующих документах:

• учитывается только внезапные отказы;

• имеет место экспоненциальный закон надёжности

• все устройства изделия /блоки, узлы/ равно надёжны

Исходными данными для расчёта должны быть:

• количество устройств /блоков, узлов/, входящих в изделие, N;

• требуемое время t;

• вероятность безотказной работы изделия в это время P(t);

Расчёт можно выполнить по формуле:

где:

P(t) –вероятность безотказной работы разрабатываемого устройства.

Если вместо величины P(t) для изделия задано значение наработки на отказ или среднее время безотказной работы Т_О, то наработка на отказ разрабатываемого устройства должна быть определена как

На этой же стадии выполняется ориентировочный расчёт надежности, поскольку пока нет данных об условиях работы отдельных элементов устройства.

Расчёт выполняется для периода нормальной эксплуатации устройства при следующих допущениях:

• отказы случайны и независимы;

• учитывается только элементы электрической схемы и монтажные соединения;

• имеет место экспоненциальный закон надёжности;

• учёт влияния на надёжность режима и условия работы элементов выполняется приближённо.

Расчёт выполняется по средне групповым интенсивностям отказа элементов, используя формулы:

Где:

Признаком объединения элементов в j-ю группу является примерное равенство средних интенсивностей отказа элементов.

Табл. 3.4.

По условиям расчёта делается заключение о возможности обеспечения требований к надёжности устройства. Если по результатам расчёта возникают сомнения в выполнении заданных требований, то необходимо рассмотреть вопрос о замене наиболее надёжных элементов другими, обеспечивающие лучшие технические характеристики, и повторить расчёт или же за заранее планировать другие меры по повышении надёжности.

Анализ исходных данных на проектирование завершается составлением технического задания /ТЗ/ на проектирование. ТЗ является основным документом для разработки будущей конструкции.

4. Выбор и обоснование конструктивного исполнения устройства

4.1. Внешнее конструирование.

Целью внешнего конструирования является разработка тех элементов конструкции, которые непосредственно взаимодействуют с окружением /объектом установки человеком/.

Для сопряжения конструкции с объектом установки необходимо осуществить:

• выбор количества блоков устройства /одноблочное или многоблочное исполнение/;

• выбор размещения блоков на объекте установки /централизованное или децентрализованное/;

• выбор геометрической формы корпуса изделия или блоков /стандартный или нестандартный корпус/;

• выбор механического соединения корпуса изделия с объектом разъемное, неразъемное соединение или отсутствие соединения/;

• выбор крепления корпуса /жесткое, амортизированное, без крепления/;

• выбор электрического соединения с объектом установки;

• решение вопроса об общем экранировании блоков и при необходимости выбрать вид экранирования /электрическое, магнитное, электромагнитное/;

Приспособленность конструкции к человеку-оператору может быть достигнута путем следующих действий;

• выбор расположения панели /пульта/ относительно оператора /вертикальное, горизонтальное, наклонное, комбинированное/;

• выбор расположения панели /пульта/ относительно других блоков ЭС /вынесенное, совмещенное/;

• выбор варианта внешнего оформления ЭС /форма, цвет, стиль и т.д./;

• выбор размещения органов управления, индикации, сигнализации на передней панели.

Кроме рассмотренных вопросов, при внешнем конструировании необходимо рассмотреть способы обеспечения приспособленности ЭС к условиям изготовления /выбор способа изготовления и материала корпуса, обеспечение преемственности по материалам, деталям, узлам или т.д./.

4.2. Выбор предварительного варианта компоновки устройства.

Предварительный вариант компоновки устройства может быть выбран на основе обеспечения требований по компоновочным параметрам аппарата – его габаритам, объему и коэффициентам заполнения по объему K_V и по площади K_S.

При этом компоновочные параметры должны быть не хуже величин, указанных в техническом задании. Для решения этой задачи необходимо;

• выбрать метод конструирования устройства и в соответствии с ним произвести разбиение электрической принципиальной схемы на функционально законченные части;

• скомпоновать в заданном объеме функциональной части схемы, причем по возможности следует учесть требования по снижению паразитных связей и наводок, тепловому режиму, удобству ремонта и эксплуатации.

Рекомендуется выполнить несколько вариантов компоновки устройства;

• для сравниваемых компоновок произвести ориентировочный расчет компоновочных параметров, оценить преимущества и недостатки каждого варианта;

• обосновать выбор варианта. Здесь нужно выделить главные преимущества и недостатки каждого варианта и учесть, что выбор варианта для дальнейшей разработки производится не только по числу преимуществ и недостатков, но и по их степени важности.

4.3. Выбор типа электрического монтажа

При обосновании этого вопроса следует рассмотреть:

• способы осуществления внутри блочных электрических соединений;

• способы ввода в ЭС внешних воздействий;

• способы вывода на ЭС полезных сигналов.

При выборе электрического монтажа необходимо руководствоваться производственно-экономическими соображениями и используемой элементной базой;

4.4. Выбор способов защиты устройства от внешних воздействий

Необходимо определить способы защиты, как всего устройства, так и его частей от воздействия климатических факторов внешней среды, механических воздействий, паразитных электрических и магнитных полей.

Для защиты от климатических факторов необходимо рассмотреть и определить возможность и необходимость применения таких способов как:

• полная или частичная герметизация всего устройства кожухом;

• герметизация отдельных ФУ и деталей заливкой, пропиткой и т.п.;

• защита с помощью металлических, неметаллических, неорганических и лакокрасочных покрытий.

При выборе способов защиты от механических воздействий следует рассмотреть следующие способы:

• защита путём обеспечения жесткости монтажа несущих конструкций;

• защита путём заливки или пропитки наиболее чувствительных к механическим воздействиям ФУ;

• локальна герметизация отдельных ФУ;

• полная или частичная амортизация всего устройства.

При выборе методов защиты от паразитных сетей и наводок следует определить необходимость таких способов как:

• пространственное разнесение источников помех и чувствительных целей устройства путём рациональной компоновки;

• экранирование всего устройства в целом, либо отдельных его частей.

4.5. Выбор способов обеспечения теплового режима устройства.

При решении этого вопроса необходимо определить:

• ориентацию ячеек в блоке и расположение узлов и элементов;

• необходимость применения радиаторов для тепло нагруженных элементов;

• необходимость и возможность применения специальных методов охлаждения, как отдельных элементов, так и устройства в целом;

• вид покрытий, увеличивающих теплоотдачу.

4.6. Выбор конструктивных решений, обеспечивающих ремонтопригодность.

Для решения этого вопроса нужно обеспечить:

• доступность к электрическим разъёмам;

• возможность и удобство смены блоков, субблоков, узлов;

• возможность перепайки электрического монтажа;

• возможность контроля электрических параметров без разработки.

4.7. Обеспечение требований стандартизации и унификации при разработке конструкций устройства

Необходимо оценить возможность применения стандартных и нормализованных узлов, конструктивных элементов и деталей. Нужно определить

• возможность размещения аппарата в гостированном или унифицированном в отрасли или предприятии корпуса;

• возможность применения унифицированных рамок для крепления плат.

Здесь же необходимо наметить меры по снижению номенклатуры применяемых изделий, материалов, крепёжных изделий, техпроцессов.

4.8. Анализ и оценка варианта конструктивного исполнения устройства.

Для проверки полученного варианта конструкции ЭС необходимо выполнить приближенные расчёты объёмов блоков и площади передней панели. Затем проводят качественный анализ и дают оценку конструктивного исполнения. Рекомендуемый порядок действий приводится ниже.

1. Рассчитать объём блока /блоков/, необходимых для размещения элементов. Для этого выбираются по справочным таблицам или оцениваются установочные объёмы всех элементов. Под установочным объёмом V_устi, понимается объём пространства, необходимый для размещения i-го элемента с выводами и с учётом его крепления. Обычно установочный объём принимают равным объёму параллелепипеда, описанного вокруг элемента. Затем определяется объём блока для компоновки элементов:

2. Рассчитать площадь панели /пульта/, необходимую для размещения элементов индикации и управления. Способ расчёта аналогичен способу компоновочного объёма блока с тем отличием, что суммируются установочные площади элементов.

3. Проверить соответствие данных расчёта и соответствующих параметров /объёмов, площади/ предварительно выбранного варианта конструктивного исполнения. В случае заметных расхождений пересмотреть и скорректировать выбранных вариант, а затем повторить расчёты.

• Проанализировать /качественно/ основные показатели выбранного варианта, оценить его преимущества и недостатки, дать общую оценку.

4.9. Внутриблочная компоновка

При выполнении внутри блочной компоновки порядок действий может быть следующим:

• С учётом принятых решений проанализировать электрическую схему блока и выявить элементы с большими габаритами и массой.

• Разбить устройство на автономные подблоки /субблоки, функциональные узлы, модули, каскады/ с учётом допустимого количества элементов в данном подблоке и функциональной автономности.

• Уточнить выбор элементов принципиальной схемы. При этом нужно учитывать принадлежность элементов к входным и контрольным точкам, размещение элементов на передней панели, возможность унификации, целесообразность выбора стандартных и нормализованных элементов, форму, габариты, и массу элементов.

1. Проанализировать результаты выбора элементов, классифицировать элементы по их габаритам и массе, по их однотипности, по принадлежности к автономным подблокам. Выяснить компоновочные особенности элементов: форма и габариты корпуса, наличие варианта собственного крепления, форма и расположение выводов. При необходимости скорректировать выбор элементов.

2. Выбрать конструкцию электрических соединений и определить общий характер монтажа: одноплатный, многоплатный, модульный, объёмный и т.п. Обосновать выбор варианта.

3. Определить возможные источники тепла и приёмники наводок, цепи паразитных связей, источники и приёмники паразитного излучения. Обратить внимание на высоковольтные и слаботочные цепи, мощные каскады, чувствительные каскады, цепи, критичные к частоте сигналов.

4. Определить возможные источники тепла и элементы, чувствительные к тепловому режиму блока. Источниками тепла могут быть полупроводниковые приборы, трансформаторы дроссели с ферромагнитными сердечниками, резисторы и др. К тепловому режиму чувствительны полупроводниковые элементы, резонансные цепи, некоторые ферромагнитные элементы.

5. С учётом выбранных способов обеспечения нормальных условий работы элементов выполнить компоновку блока.

При решении различных задач курсового проектирования обязательно использование средств вычислительной техники. Перечень задач автоматизированного решения в каждом случае устанавливается преподавателем.

4.10. Оценка качества внутриблочной компоновки

Качество компоновки проверяется по «внутренним» критериям эффективности, таким как:

• объём и масса элементов блока;

• коэффициенты заполнения и по массе и объёму;

• среднее количество элементов в единице объёма;

• степень ослабления паразитных связей;

• величина перегрева элементов;

• жесткость монтажа и устойчивость к механическим воздействиям.

Оценка качества компоновки может выполняться в такой последовательности:

1. Рассчитать общий объём и массу элементов, а также коэффициенты выполнения по объёму и массе.

2. Подсчитать среднее количество элементов в единице объёма блока.

3. Оценить паразитные связи при выбранном варианте размещения элементов.

4. При помощи упрощённой модели оценить тепловой режим блока.

5. Оценить устойчивость и прочность монтажа к механическим воздействиям.

6. Рассмотреть целесообразность пересмотра и изменения общего конструктивного оформления блока, способа его разбиения на подблоки с точки зрения «внутренних» критериев эффективности ЭС.

7. При необходимости скорректировать размещения элементов.

5. Конструкторские расчёты

Разработка конструкции ЭС на всех этапах проектирования /предварительный выбор конструктивного исполнения, внутриблочная компоновка, детальная переработка конструкции/ сопровождается расчётами, целью которых является подтверждение пригодности выбираемого варианта решения, проверка работоспособности и соответствия характеристик ЭС технического задания.

При обосновании разработки ЭС используются следующие конструкторские расчёты:

1. Электрорадиотехнические расчёты, необходимые для разработки конструкции устройства, его узлов, элементов и деталей. Например, расчёты паразитных связей, экранирования, электрических нагрузок при оценке надёжности и корректировке элементарной базы и т.п.

2. Компоновочные расчёты включающие:

   • расчёты, связанные с определением необходимых объёмов и площадей под элементы, детали и узлы устройства;

   • расчёты по определению качества компоновки;

   • расчёты, связанные с поиском оптимальных вариантов размещения элементов, модулей узлов и т.п.

3. Механические расчёты включающие:

• статические расчёты элементов несущих конструкций;

• расчёты прочности и стойкости при различных видах и характере нагружения;

• расчёты амортизации ;

4. Расчеты точности и надёжности, включающие:

• расчеты электрических и механических допусков на параметры элементов, деталей и узлов устройства;

• расчеты точности и стабильности выходных параметров устройства и его частей;

• расчеты показателей надежности, элементов, узлов и устройства;

• расчеты контроля и ремонтопригодности;

• расчеты ЗИП /запасного имущества и приборов, придаваемых в запас и необходимых для ремонта и обслуживания при эксплуатации/.

5. Другие расчеты, определяемые спецификой разрабатываемого изделия.

Независимо от содержания и этапа выполнения расчетов порядок их выполнения должен соответствовать следующей схеме:

• уяснение цели расчета;

• выбор метода расчета /расчетной модели, метода оценки или анализа/; постановка задачи /определение исходной информации два выполнения расчета; уточнение параметров и характеристик, подлежащих расчету; выбор метода анализа полученных результатов и др./;

• составление плана вычислений;

• выполнение расчетов;

• выяснение физического смысла полученных результатов, выводы и заключения о пригодности или необходимости пересмотра выбранного конструктивного решения.

6. Полный расчёт надёжности конструкции

Расчёт выполняется на заключительной стадии проектирования, когда имеется точная информация об условиях работы элементов с учётом влияний внешних и внутренних воздействующих факторов /температуры, вибраций, влажности и т.п./

Расчёт ведётся для периода нормальной эксплуатации при следующем основных допущениях:

• отказы случайны и независимы;

• учитываются только внезапные отказы;

• имеет место экспоненциальный закон надёжности.

При полном расчёте надёжности учитываются, но только элементы электрической схемы, но и конструкции /монтажные соединения, печатные платы, монтажные проводники, несущие конструкции и т.д./. Кроме того, при полном расчете надёжности учёт электрического режима и эксплуатационных условий работы элементов должен быть произведён точно.

Исходные данными для полного расчета надёжности являются:

1. Принципиальная электрическая схема и перечень элементов.

2. Значения коэффициентов электрической нагрузки элементов. Если эти данные отсутствуют, то значения коэффициентов электрических нагрузок должны быть рассчитаны путем сравнения расчетных уровней нагрузок элементов схемы /мощностей рассеивания для резисторов, рабочих напряжений конденсаторов и т.д./ с рабочими характеристиками соответствующих элементов конструкции.

3. Справочные значения интенсивностей отказов элементов. Эта данные приводятся в справочниках для лабораторных условий при значении коэффициентов электрической нагрузки Кн=1/.

4. Условия эксплуатации элементов с учетом внешних и внутренних воздействующих факторов /температура корпусов элементов, относительная влажность, уровень вибрации и т.д./.

5. Заданное время непрерывной работы устройства t.

Расчёт рекомендуется выполнять в два этапа. На первом этапе лабораторные значения интенсивностей отказов элементов _oi пересчитываются на конкретный электрический режим и условия эксплуатации. Для этих может быть использовано выражение

где:

Значения величин _oi электро радио элементов, интегральных микросхем и элементов конструкции могут выбираться из приложения 1.

Допускается учитывать лишь наиболее важные факторы режима и условий работы, а именно: температуру, значения величины Кн, относительную влажность и уровень механических воздействий. Для определения значений поправочных коэффициентов _j можно воспользоваться обобщенными зависимостями и таблицами, приведёнными в приложении 2.

Справочные и расчетные об элементах конструкции удобнее сводить в таблицу 6.1.

Таблица 6.1.

При использовании графических зависимостей приложении 2 необходимо иметь в виду, что поправочный коэффициент _1,2 учитывает одновременно температуру /₁/ и электрический режим /₂/, т.е.

На втором этапе вычисляют средне значение суммарной интенсивности отказов λ, пользуясь зависимостью

где n – общее количество элементов конструкции / сумма числа элементов схемы и учитываемых конструктивных элементов/.

При равенстве значений интенсивностей отказов однотипных элементов рекомендуется для упрощения расчётов объединять их в группы

где λ_l, n_l -соответственно число элементов интенсивность отказа и число элементов в l-группе;

L – общее количество групп.

Далее по общепринятым формулам определяют значения наработки на отказ Т_О и вероятность безотказной работы P(t)

Если расчётное значение показателей надёжности не отвечает требованиям технического задания, то необходимо принять меры по повышению надёжности. Например, можно заменить наиболее ненадёжные пассивные элементы на другие типы. Если возникает необходимость, то нужно ввести изменения во внутри блочную компоновку и в конструкцию в целом. После этого снова повторить расчёты.

7. Оценка качества разработанной конструкции

Необходимо привести сводку в виде таблицы основных показателей разработанного устройства в сравнении с требованиями задания или типичными значениями для аппаратуры данного класса. По результатам анализа данных, собранных в таблице, сделать вывод о качестве разработанной конструкций, о выполнении требований технического задания и сформулировать конкретные рекомендации по дальнейшему совершенствованию конструкции.

ЛИТЕРАТУТА

1. Варламов Р.Г. Компоновка радиоэлектронной аппаратуры. -М. :Советское радио, 1975.-241С.

2. Варламов Р. Г., Струков О. Д. Элементы художественного конструирования и технической эстетики. -М.:Советское радио, 1980.-96с.

3. Гелль П. П., Иванов-Есипович Н. К. Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры. -Л.: Энергоатомиздат, 1984.-531с.

4. Карпушин В. Б. Виброшумы радиоаппаратуры.-М. : Советское радио, 1977-320с.

5. Куземин А. Я. Конструирование и микроминиатюризация электронной вычислительной аппаратуры. –М. : Радио и связь, 1985.-280с.

6. Поляков К. П. Конструирование приборов и устройств радиоэлектронной аппаратуры.-М.: Радио и связь, 1982.-240с.

7. Роткоп Л. Л., Спокойный Ю. Е. Обеспечение тепловых режимов при конструировании РЭА.-М. : Советское радио, 1976.-232с.

8. Рощин Г. И. Несущие конструкции, механизмы и механические узлы ЭВА.-М.:Советское радио 1980.-234с.

9. Сапаров В. Е. , Максимов Н. А. Системы стандартов в электросвязи и радиоэлетроники.-М.: Радио и связь, 1985.-246с.

10. Сборник задач по теории надежности /Под ред. А. М. Половко и И. М. Маликова.-М.: Советское радио 1972.-176с.

11. Справочник конструктора РЭА/ Под ред. Р. Г. Варламова.-М.: Советское радио,1980.-480с.

12. Справочник по интегральным микросхемам / Под ред. Б. В. Тарабрина.- 2-е изд., перераб и доп.-М.: Энергия, 1981.-816с.

13. СТП ВЗМИ 02.001-82 Содержание, объем и правила оформления дипломных и курсовых проектов / работ / .-31с.

14. Хлопов Ю. Н. и др. Методическое пособие к курсовому проектированию по курсу Конструирование и микроминиатюризация РЭА.-Минский радиотехнический институт, 1983.-62с.

15. Разработка и оформление КД РЭА: Справочник / Э. Т. Романычева, А. К. Иванова и др.; Под ред. Э. Т. Романычевой, -2 изд.-М.: Радио и Связь, 1989г

ПРИЛОЖЕНИЕ I

Таблица П.I

/составлена для учебных целей/

Ориентировочные значения интенсивности отказов элементов РЭА

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

/составлено для учебных целей/

Таблица П.2

Значения поправочного коэффициента, учитывающего климатические и механические нагрузки (_3,4=_3∙₄)

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Заявки на разработку тема №1

1. Назначение:

регулировка изображения телевизора

2. Выполняемые функции:

формирование стандартного импульсного сигнала строчной синхронизации.

3. Основные параметры функционирования:

• потребляемый ток, не более 4мА

• напряжение питания; 6В.

4. Условия эксплуатации:

• температура, от - 10 до + 50⁰С;

• влажность, 80 % при 35⁰ С;

• хранение, при температуре от+1 до 35⁰С и влажности 80%.

5. Критерии:

• стоимость;

• удобство пользования;

• малогабаритность.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АНАЛОГА

Схема устройства в ви­деопроцессоре TDA3505

Описание аналога

Для того чтобы цветное изображение на экране телевизора воспроизводилось с правильной передачей цвета на различных участках, необходимо не только точное сведение лучей трех про­жекторов в масочных кинескопах, но и получение правильного соотношения яркостей свечения трех цветовых составляющих экрана независимо от примененного дисплея. В первых моделях это делали ручным способом, но в дальнейшем установку упо­мянутого параметра автоматизировали.

Цветное изображение в телевизоре получается в результате свечения трех люминофоров на экране дисплея: красного, зеленого и синего. В то же время соотношение амплитуд управля­ющих сигналов этих цветов для всех значений яркости должно быть таким, чтобы черно-белые участки изображе­ния были неокрашенными. Это называ­ют правильно установленным балансом белого.

До настоящего времени в большин­стве недорогих телевизоров дисплеем служит масочный кинескоп. При этом для изменения яркости изображения регулируют токи лучей электронных прожекторов. В дисплеях, представля­ющих собой плоские экраны (плазмен­ные или жидкокристаллические), яр­кость элемента изображения определя­ется амплитудой подаваемого на него сигнала. В телевизорах ранних выпус­ков баланс белого устанавливали вруч­ную подстроечными резисторами. Изменением постоянной составляющей сигналов, подаваемых на катоды кине­скопа, добивались устранения окраски на темных участках изображения (ба­ланса темновых токов), а изменением амплитуд этих сигналов — на ярких уча­стках (баланса в белом).

В середине 80-х годов прошлого ве­ка были разработаны решения, обеспе­чивающие автоматический баланс тем­новых токов. Для точного баланса сле­довало получить на черном поле одно­временное закрывание трех электрон­ных прожекторов. Однако с целью упро­щения схемотехники решили, чтобы ха­рактеристики трех прожекторов (зави­симости тока лучей от напряжения, по­даваемого на катоды) пересекались при токах лучей примерно в 10 мкА.

Для измерения тока лучей видеосиг­налы подавали на катоды кинескопа че­рез эмиттерные повторители, выполненные на транзисторах структуры р-п-р, выдерживающих напряжение на кол­лекторе до 250 В (например, BF470). Схема включения транзистора в одном из каналов показана на рис. 1.

Рис.1

Эмит­тер транзистора соединен с одним из катодов кинескопа. Между коллектором транзистора и общим проводом вклю­чен измерительный резистор R1. Ток луча электронного прожектора пред­ставляет собой эмиттерный ток тран­зистора 1э = 1„. В транзисторе ток эмит­тера разделяется на ток коллектора lK = а1л и ток базы l6 = (1 — a)la = (1 - a)l„. Так как а « 1, коллекторный ток транзи­стора весьма близок к току луча электронного прожектора кинескопа. Изме­ряя падение напряжения 11из на резис­торе R1, определяют значение тока лу­ча: l„ = UJR1.

Напряжение U„3 с резистора R1 по­ступает на устройство фиксации (УФ). Оно открывается строб-импульсом во время прохождения через канал, вве­денного в видеосигнал, в течение гася­щего импульса по полю специального измерительного импульса. Измерен­ные уровни от тока луча при прохожде­нии измерительного импульса сравни­ваются в устройстве фиксации с образ­цовым напряжением Uo6p, а получив­шийся сигнал ошибки подзаряжает на­копительный конденсатор Сн. Напряже­ние с накопительного конденсатора складывается в сумматоре С с входным видеосигналом. В результате, незави­симо от уровня эмиссии катода кине­скопа, напряжение на эмиттере транзи­стора VT1 в интервале фиксации (т. е. во время так называемых площадок) поддерживается таким, что ток луча ра­вен заданному значению около 10 мкА.

Измерительные резисторы при та­ком решении включали на выходах всех трех видеоусилителей R, G, В и подби­рали так, чтобы при соотношении токов лучей, обеспечивающем белый цвет свечения экрана кинескопа, напряже­ния на резисторах были одинаковыми. Следовательно, в телевизоре вместо шести подстроечных резисторов для баланса белого осталось только три, регулирующих амплитуды сигналов. Недостаток такого решения — необхо­димость подбора измерительных рези­сторов с целью компенсации разброса в разных экземплярах кинескопов соот­ношения токов лучей, необходимого для получения баланса белого.

В дальнейшем было разработано ре­шение устройства автоматического баланса белого (АББ), не требующее под­бора резисторов. Оно использовано, например, в видеопроцессорах TDA3505, TDA3562A и однокристальном телевизионном процессоре TDA8362A фирмы PHILIPS и отечественном видео­процессоре КР1021ХА4. Особенностью устройства АББ в этих микросхемах следует назвать способ формирования измерительных импульсов. На рис. 2 изображена схема устройства в ви­деопроцессоре TDA3505. Измерительные импульсы, сле­дующие один за другим в течение трех последовательных строк (СГИ, рис. 3,6) в конце интервалов га­шения (КГИ) по полям (рис. 3,а), вырабатываются формирователем импульсов ФИ (см. рис. 2) и в сум­маторах С1— СЗ вводятся в видео­сигналы R, G, В, как это показано на рис. 3,в—д. Так как импульсы разнесены во времени, для их вы­деления из токов лучей трех элек­тронных прожекторов кинескопа применен один общий измери­тельный резистор R1 (см. рис. 2), который включен в коллекторные цепи эмиттерных повторителей на транзисторах VT1 —VT3.

Форма измерительных импуль­сов, которые считываются с резис­тора R1, показана на рис. 3,ж. Из этого сигнала в микросхеме (см. рис. 2) вычитается образцовое на­пряжение Uo6p> равное амплитуде импульса в каждом канале, с уче­том действия регуляторов ампли­туд R2—R4. Полученная разность ииз - Uo6p воздействует на инверти­рующие аходы ОУ У1—УЗ. На неин-вертирующие входы усилителей поступает напряжение и^, созда­ваемое на резисторе R1 током уте­чек транзисторов VT1—VT3, кото­рый считывается в активный интер­вал строки (во время КГИ), пред­шествующей первому измеритель­ному импульсу. Для этого в микро­схеме применен импульс, показан­ный на рис. 3,е, который открывает ключ К4, заряжая конденсатор С„4.

На выходах ОУ (см. рис. 2) выделя­ются сигналы ошибки:

иош = IV - (IU - Uo6p). (1)

Эти сигналы через ключи К1—КЗ, ко­торые замыкаются, когда в соответству­ющем канале действует измерительный импульс, поступают на накопительные конденсаторы С„1 - С„3. Постоянные напряжения, запоминаемые ими, вво­дятся в сигналы R, G, В в сумматорах С4—Сб. В результате образуется систе­ма авторегулирования, уменьшающая сигнал ошибки иош до значения, близко­го к нулю.

При этом ииз = Uo6p + Uyj. Так как зарядка конденсаторов Сн1-С„4 про­исходит лишь в течение одной строки за поле, их емкости должны быть довольно большими, чтобы исключить влияние саморазрядки.

Рассмотренная система в установив­шемся режиме поддерживает значение тока луча:

l„ = IL/R1 - IV/R1 = Uo6p/R1. (2)

Обычно ток l„ выбирают равным 10 мкА, т. е. сигналы на трех катодах ки­нескопа смещены так, что вершины из­мерительных импульсов отстоят от уров­ня, соответствующего закрыванию кине­скопа, на AU (рис. 3,в). Это приращение напряжения и создает ток лучей 10 мкА.

На ярких участках изображения (вблизи уровня белого) необходимые амплитуды сигналов устанавливают вручную подстроечными резисторами R2—R4 (см. рис. 2) такими, чтобы полу­чить необходимое соотношение токов лучей. В результате на ярких участках обеспечивается точный баланс белого, а вблизи точек закрывания кинескопа — приближенный с погрешностью 10 мкА. В массовых недорогих телевизорах та­кая погрешность считалась допустимой.

На участках сигналов, где передаются измерительные импульсы, работа опе­ративного регулятора яркости блокиру­ется. Поэтому при регулировке яркости сигнал смещается относительно образ­цовых площадок, положение которых не меняется (рис. 3,г), что и обеспечивает изменение яркости. Номинальное поло­жение регулятора яркости соответствует совмещению уровня черного в сигнале с уровнем закрывания кинескопа.

При включении телевизора в интер­вале времени до разогрева катодов ки­нескопа токи лучей равны нулю незави­симо от напряжений на его электродах. Это вызывает переходный процесс в си­стеме авторегулирования баланса, при­водящий к скачкообразному увеличе­нию яркости, а потом к ее уменьшению. Чтобы исключить переходный процесс, в микросхемах TDA3562A и КР1022ХА4 был предусмотрен специальный триг­гер задержки, включающий каналы R, G, В только после разогрева кинескопа.

Следовательно, в рассмотренном ус­тройстве автобапанса совмещаются не точки закрывания на характеристиках кинескопа, а участки, соответствующие токам лучей около 10 мкА, и строго гово­ря, на темных участках изображения со­отношение токов трех лучей немного от­личается от требуемого и не может регу­лироваться. Поэтому в дорогих моделях телевизоров пошли на некоторое усложнение устройства для того, чтобы обеспечить более постоянное со­отношение токов лучей во всем интервале яркостей.

Сущность решения состоит | в том, что вместо одного общего измерительного резистора R1 ! в двух каналах, где требуются наибольшие токи лучей (обычно это каналы R и G), включают раздель­ные измерительные резисторы в виде делителей R1RR2Rn R1GR2G по схеме на рис. 4,а. При этом должно быть

R1R + R2R = R1G + R2G = 2R1. (3)

При известных значениях токов лучей, обеспечивающих для ис­пользуемого кинескопа белый цвет свечения экрана, находят ко­эффициенты

aR = Ib/Ir < 1;

aG = Ib/Ig < 1

Сопротивление резисторов в делителях выбирают так, чтобы соотношение токов трех лучей кинескопа при передаче измери­тельных импульсов обеспечива­ло получение белого цвета, что эквивалентно пересечению ха­рактеристик кинескопа в точке закрывания (рис. 4,6). Измери­тельное значение сопротивления для канала В между точкой а и об­щим проводом определяется как Ra = R1, т. е. параллельным со­единением делителей R1R + R2R и R1G + R2G. Следовательно,

R1 = (R1R + R2R)/2 = (R1G + + R2G)/2.

Напряжение UBb0,B, поступающее на устройство автобаланса во время из­мерительного импульса канала В, будет

ивьа.в = IbR1-

Измерительное значение сопротив­ления в канапе R (между точкой б и об­щим проводом) определяется так:

R6 = R1R(R2R + R1G + R2G)/(R1R + R2R + + R1G+R2G).

Тогда напряжение ивы)<.„, создавае­ мое током lR, должно быть R6(R1G+R2e) RR2„+R1G+R2G * R/ m

Аналогично будет UeblxG = IgR1g/2. Необходимые соотношения токов должны обеспечиваться при

UBbix.B = UBbix.R — UBbix.G — ивых.

Следовательно, <xR = Ib/Ir = RW2R1; а<з = lB/lG = R1J2R1. Отсюда

R1R=2a„R1; R2„ = 2R1 -R1R=2R1(1 -Or);

R1G = 2aGR1;R2G = 2R1(1-aG). (5)

Пусть, например, a« = 0,67, ac = 0,72, R1 =65kOm.

Тогда R1B = 87,1 кОм; R2R = 42,9 кОм;

R1G = 93,6 кОм; R2g = 36,4 кОм.

Если точные значения коэффициен­тов Or и aG не были известны, но имелся колориметр, измерительные резисторы R1R, R2r и R1g, R2g выполняли не посто­янными, а переменными. Их движки ус­танавливали в такие положения, чтобы темные участки изображения соответ­ствовали требуемой цветовой темпера­туре (например, белого цвета С).

Особенность такого устройства ав­тобапанса состоит в том, что заданное соотношение токов электронных лучей поддерживается автоматически до кон­ца срока службы кинескопа.

Дальнейшее совершенствование це­пей автобапанса было направлено на его обеспечение во всем интервале регули­ровки яркости. Это было реализовано в микросхемах ТЕА5040 фирмы THOMSON и TDA4680 фирмы PHILIPS. Как и в более ранних микросхемах, для измерения темновых токов применили три следую­щих один за другим в интервале гашения по полям измерительных импульса. В ре­жимах PAL и SECAM в нечетных полях им­пульсы вводятся в 20-ю, 21-ю и 22-ю строки. Для получения необходимого со­отношения амплитуд сигналов R, G, В (то­ка лучей в белом) в микросхеме ТЕА5040 предусмотрены еще три измерительных импульса, подаваемых в строки 17, 18 и 19. В микросхему входят шесть ОУ, три из которых регулируют баланс темновых то­ков, а три остальные — необходимое со­отношение амплитуд сигналов.

В микросхеме TDA4680 для измере­ния токов лучей в белом использован один импульс (в режимах PAL и SECAM он подается в 20-ю строку нечетных по­лей и в 332-ю строку четных полей), ко­торый сначала позволяет измерить ток в канапе R. В следующем, втором поле измеряется ток в канапе G, а в третьем поле — в канале В. Следовательно, цикл измерения тока в белом занимает три поля.

Значения темновых токов запомина­ются конденсаторами, а регулировка обеспечивается компараторами, управ­ляемыми по цифровой шине l2C. Для за­поминания уровня белого применен ци­фровой регистр. Измеренный уровень белого сравнивается в компараторах с программно заданным номинальным уровнем белого. Результат сравнения для каждого канала определяет, попадает белый уровень в заданный допус­тимый интервал или нет, и отображает­ся двухразрядным словом. Если уро­вень белого в канапе находится в допус­ке, формируется слово 11, если выше допуска — 01, а если ниже — 10. Двух­разрядные слова поступают в процес­сор, обрабатываются и в ЦАП перево­дятся в аналоговые сигналы, которые воздействуют на электронные регулято­ры, изменяющие амплитуду сигналов R, G, В. Сигналы с выходов узлов регули­ровки амплитуды проходят через каска­ды автобапанса темновых токов на вы­ходы микросхемы и далее через усили­тели на катоды кинескопа.

В середине 90-х годов прошлого ве­ка на смену телевизорам, в декодерах цветовых сигналов которых использо­вано несколько микросхем, пришли так называемые однокристальные телеви­зоры, в которых обработка всех сигна­лов малого уровня происходит в одной СБИС. Первой из них была TDA8362A (фирма PHILIPS), в которой обеспечива­ется автобапанс темновых токов. Мик­росхема, в конце названия которой от­сутствует буква А, не содержит цепей автобапанса. В этом случае баланс бе­лого достигается по-старому — вруч­ную, подстроечными резисторами, ус­тановленными на входах микросхемы видеоусилителей (TDA6103).

Фирма PHILIPS непрерывно совер­шенствовала и модернизировала одно­кристальный процессор, и к 1999 г. по­явились микросхемы, входящие в се­мейство UOC (Ultimate One Chip) — СБИСТОА935Х/6Х/8Х. В них фирма вер­нулась к автобапансу в двух точках (в черном и в белом). На рис. 5 а показаны характеристики кинескопа, когда ав­тобапанса нет. Точки закрывания трех прожекторов смещены по оси напряже­ний, также различны и коэффициенты передачи каналов. На рис. 5,6 характе­ристики соответствуют микросхеме с работающим автобалансом темновых токов. Показан используемый при этом измерительный импульс. Хотя усиление в трех каналах различается, закрывание лучей происходит при одинаковом на­пряжении на катодах.

Рис. 5,в иллюстрирует работу авто­бапанса в двух точках (в черном и в бе­лом), причем использованы два изме­рительных импульса. Характеристики трех прожекторов кинескопа полностью совместились. Сигналы в цепях АББ ми­кросхем UOC обрабатываются цифро­выми методами. В нечетных полях "ра­ботают" импульсы для баланса токов в белом, а в четных полях — автобаланса темновых токов.

На рис. 6 представлена структурная схема цепей автобапанса в микросхеме UOC. В нечетных полях измерительные импульсы для токов в белом и тока утеч­ки, формируемые в генераторе 1 этих импульсов с программируемой ампли­тудой, вводятся в строки 17—20 в атте­нюаторах сигналов 2. В четных полях из­мерительные импульсы темновых токов и тока утечки попадают в строки 329— 332 в сумматорах 3. Сигналы R, G, В с измерительными импульсами поступа­ют с выводов 51, 52 и 53 UOC на микро­схему видеоусилителей 4 и далее на ка­тоды кинескопа. Сигнал, полученный при чтении измерительных импульсов, проходит в UOC через контакт 50. Цепь авторегулировки замыкается.

Резюмируя, следует заметить, что устройства автобаланса в черном и бе­лом никак не влияют на срок службы ки­нескопа. Они лишь изменяют соотноше­ния сигналов. Кроме того, в микросхе­мах UOC содержатся весьма совершен­ные цепи ограничения средних и пико­вых токов лучей, что исключает возмож­ность перегрузки кинескопа по току.

Тема №2

1. Назначение:

лабораторный блок питания предназначен для регулирования выходного напряжения источника от нуля при первом включении настраиваемого устройства или прибора для снятия вольтамперных характеристик различных радиоэлементов.

2. Выполняемые функции:

преобразование переменного тока в максимальной выходной ток лабораторного блока питания.

3. Основные параметры функционирования.

• Напряжение Е пит = 220 В

• Выходное напряжение, U вых = 0-20 В

• Максимальный выходной ток Ι_{мах вых}=1А

4. Условия эксплуатации:

носимая и портативная РЭА

• температура Тmin = 233К

• температура Тmах = 328К

5. Основные требования:

• масса min;

• Габариты и объем min;

• надежность mах;

6. Конструктивные особенности:

блок питания переносной.

7. Критерии, показатели качества:

• компактность;

• дешевизна;

• надежность устройства;

• удобство эксплуатации.

Принципиальная схема аналога описание аналога

Применение микроконтроллера в лабораторном источнике пи­тания (ИП) расширило возможности прибора, позволив не толь­ко стабилизировать напряжение, но и автоматически поддержи­вать заданный ток нагрузки, а также заряжать аккумуляторы. ИП защищен от перегрузки по току, от опасного повышения выход­ного напряжения и от перегрева регулирующих транзисторов. Он снабжен семиразрядным светодиодным цифровым индика­тором и линейной шкалой из восьми светодиодов, показываю­щей отношение текущего значения тока нагрузки к установлен­ному предельному.

После включения ИП в сеть на его ин­дикатор будет выведен логотип, а спустя 30 с прибор перейдет в дежурное состояние, в котором напряжение на его выходе отсутствует, а индикатор показы­вает значение сетевого напряжения. Пе­реход можно ускорить, нажав на "колеси­ко" манипулятора, сделанного из компью­терной мыши. В дальнейшем, вращая "ко­лесико" и нажимая на кнопки/манипулято­ра, можно регулировать выходное напря­жение и другие параметры ИП (например, порог срабатывания токовой защиты).

Нажатием на кнопку "Power" на пе­редней панели ИП переводят в рабочий режим: выходное напряжение 12,6 В, ток срабатывания защиты 0,5 А, нагрузка от­ключена. До включения нагрузки или по­сле него значения напряжения и тока можно изменить. При повторном пере­воде ИП в дежурное состояние все сде­ланные установки будут сохранены в па­мяти микроконтроллера и с возвратом в рабочее состояние восстановлены.

В режиме стабилизации выходного то уменьшается или увеличивается, поддер­живая ток нагрузки равным заданному. При зарядке аккумуляторов выходное на­пряжение автоматически устанавливается равным значению, соответствующему за­данному зарядному току. Каждые 10 с ИП временно прекращает зарядку и измеряет ЭДС аккумулятора. Если она меньше соот­ветствующей полной зарядке, процесс продолжается, в противном случае ИП уменьшает зарядный ток в 10 раз и выво­дит на индикатор сообщение об этом. Ког­да и при уменьшенном зарядном токе ЭДС достигнет значения, соответствующего полной зарядке, ток будет уменьшен еще в десять раз. Эта процедура будет повторяться, пока ток не станет меньше 2.5 мА—минимального фиксируемого ИП значения. При меньшем токе выходное на­пряжение ИП в режимах стабилизации то­ка и зарядки аккумуляторов не изменяет­ся, что предотвращает его произвольный рост в отсутствие нагрузки.

Технические характеристики:

Выходное напряжение, В 0...30,72

Шаг установки выходного напряжения, В 0,01

Выходной ток. А 0,0025...10,24

Шаг установки выходного то­ка. А 0.0025

Шаг установки порога токо­вой защиты, А 0,0025

Максимальная выходная мощность, Вт 200

Размах пульсаций (при выход­ном

напряжении 12 В и то­ке нагрузки 3 А), мВ 8

Частота пульсаций, кГц 1...2

Время срабатывания токо­вой защиты, мс 10

Время установления выход­ного тока, с 0.5

Время установления тока за­рядки аккумулятора, с 5

Как уже сказано, в дежурном состоя­нии ИП его индикатор показывает значе­ние сетевого напряжения, например, АС-220и. В рабочем состоянии нажати­ями на кнопки "Up" и "Down" на передней панели ИП выбирают для отображения на индикаторе следующие параметры: выходное напряжение, В, и ток нагрузки. А, одновременно. Выводимые значения округлены до одного десятич­ного разряда после запятой. Например, -12,6-0,5; выходное напряжение. В, с точно­стью два десятичных разряда после за­пятой. Например, 12,55 и. При нажатом "колесике" манипулятора — фактичес­кое значение, при отпущенном — за­данное. В режиме CHARGE (см. ниже) выводится заданное значение ЭДС пол­ностью заряженного аккумулятора;

ток нагрузки. А, с точностью в три десятичных знака после запятой. На­пример, 0,482 А;

мощность, потребляемая нагрузкой, Вт, с точностью в три десятичных знака после запятой. Например, Р 6,049 илиР203,721;

сопротивление нагрузки. Ом, на­пример, г 124,727

При нулевом токе нагрузки выводится надпись R OVER;

режимы работы ИП: NORMAL (обычный) или CHARGE (зарядка акку­мулятора);

режимы работы токовой защиты: PROTECT (отключение при превыше­нии заданного порога) или RESTRIC (поддержание заданного тока автома­тической регулировкой выходного на­пряжения). При одновременном выборе режимов RESTRIC и CHARGE приори­тет имеет последний;

ток срабатывания защиты или ав­томатически поддерживаемое значение тока нагрузки, А. Например, PR 1,245

При нажатиях на кнопку "Up" пара­метры, выведенные на индикатор, сме­няются по кольцу в порядке перечисле­ния (за последним следует первый), а при нажатиях на кнопку "Down" — в обратном порядке.

Вращением "колесика" манипулято­ра изменяют значение параметра, при­чем в тех случаях, когда отображены на­звания режимов работы, вращение "ко­лесика" приводит к их смене. Если ни одна из кнопок манипулятора не нажа­та, напряжение изменяется шагами по 0,01 В, а ток — по 2,5 мА. При нажатой правой кнопке шаг изменения парамет­ра возрастает в десять раз, а при нажа­той левой — в сто раз. Нажатиями на "колесико" включают и выключают вы­ходное напряжение ИП.

В случае срабатывания какой-либо из защит на индикатор выводится соот­ветствующее сообщение: HIGH CUR­RENT — токовой, HIGH VOLTAGE — no напряжению, HIGH TEMPER — no тем­пературе. Слова, образующие сообще­ние, появляются на индикаторе попере­менно, сменяясь каждые 0,5 с. Чтобы возобновить работу ИП после срабаты­вания защиты, необходимо дважды на­жать на "колесико" манипулятора.

Показания линейного индикатора из восьми светодиодов пропорциональны текущему значению тока нагрузки отно­сительно установленного порога сраба­тывания токовой защиты в режимах NORMAL и PROTECT или относительно номинального тока нагрузки (зарядного тока) в режимах RESTRIC и CHARGE В первом случае при токе менее 30 % порогового светится только самый ниж­ний зеленый светодиод, а о непосред­ственной близости к порогу свидетельствует свечение самого верхнего (крас­ного). Во втором случае при номиналь­ном токе одновременно включены два средних светодиода шкалы (зеленый и желтый), красный светодиод сигнали­зирует о почти двукратном превышении заданного значения, а самый нижний зеленый — об отсутствии нагрузки.

Конструктивно ИП состоит из сило­вого блока, платы управления, платы индикации и выносного манипулятора. Схема силового блока показана на рис. 1. Напряжение основного выпря­мителя, подключенного к обмотке II се­тевого трансформатора Т1 и собран­ного на диодном мосте VD2 с фильтру­ющим конденсатором С1, поступает на выход ИП (зажимы ХТ1 и ХТ2) через ре­гулирующие транзисторы VT2, VT3 и контакты реле К 1.1. Через конт. 1 и 3 вилки ХР2 выходное напряжение по­ступает на плату контроллера и срав­нивается там с образцовым. Сигнал рассогласования через конт. 8 вилки ХР1 поступает на базу транзистора VT1, с коллектором которого соедине­ны базы регулирующих транзисторов. Так замыкается обратная связь, обес­печивающая стабилизацию выходного напряжения.

Диоды VD5—VD8 прижаты к верхней части корпусов транзисторов VT2 и VT3 металлическими лепестками, зажаты­ми под головки винтов, крепящих тран­зисторы к теплоотводам. Диоды служат датчиками температуры транзисторов и соединены с платой контроллера че­рез конт. 7 и 8 вилки ХР2.

Датчик тока нагрузки — шунт R10. Через конт. 4 и 6 вилки ХР2 пропорцио­нальное этому току напряжение также поступает на плату контроллера. Для измерения напряжения в сети использована часть пропорционального ему напряжения на обмотке II транс­форматора Т1, подаваемая через диод VD9 и резистивный делитель R11R12 на конт. 10 вилки ХР2 и далее на плату кон­троллера.

Из напряжения, выпрямленного ди­одным мостом VD2, с помощью интег­рального стабилизатора DA3 получено напряжение +25 В, питающее ОУ на плате контроллера. Его точное значе­ние устанавливают подборкой резисто­ра R5. Еще два выпрямителя (на диод­ных мостах VD3 и VD4) с интегральными стабилизаторами DA1 и DA2 дают на­пряжения соответственно -5 В (для пи­тания ОУ) и +5 В (для питания цифровых микросхем и индикаторов). Несиммет­ричное относительно общего провода (+25 и -5 В) питание ОУ связано с тем, что напряжения менее -2,56 В на их входах и выходах в данном устройстве быть не может, поэтому большое (по аб­солютному значению) отрицательное напряжение питания и не требуется.

Вентилятор М1, обдувающий тепло-отводы транзисторов VT2 VT3 и реле К1, замыкающее выходную цепь ИП, ра­ботают по командам, поступающим с платы контроллера.

Обратите внимание, в ИП имеются две отдельные цепи общего провода, "цифровая" и "аналоговая", условно обозначенные соответственно знаками -L и rh . Чтобы уменьшить пульсации выходного напряжения, они соединены только в одном месте — на минусовом выводе конденсатора С1. Эти цепи раз­делены и на плате контроллера.

ТЕМА №3

1. Назначение:

блок питания малогабаритного электронного осциллографа ОМЛ-2-76.

2. Радиотехническое назначение:

блок питания предназначен для питания ЭЛТ и всех схем осциллографа требуемыми напряжениями и токами (см. технические параметры).

3. Технические параметры.

Входное напряжение U _вх, В : 220 ± 10%.

Потребляемая мощность (при подключении нагрузки), Вт 40

4.Требования к конструкции:

Корпус должен быть изготовлен из листового алюминия толщиной 2мм .

Крепеж деталей блока должен осуществляться винтами. Сварные швы не допускаются.

4. Характеристики внешних воздействий:

Устройство предназначено для работы в умеренном климате, т. е. по климатическому исполнению относятся к виду У (среднегодовое изменение t⁰ = - 45⁰ С … + 40⁰ С).

6. Категория размещения на объекте:

закрытое помещение (с естественной вентиляцией без кондиционирования).

Устройство относится к 6-^ой группе исполнения по условиям эксплуатации по ГОСТ 16019 - 78: носимые и портативные, предназначенные для длительной переноски людьми на открытом воздухе или в не отапливаемых наземных или подземных сооружениях, работающие и неработающие на ходу.

Параметры РЭА и определяющие их дестабилизирующие факторы для носимой портативной РЭА 6 группы (ГОСТ 16019 - 78):

5. Дополнительное требования:

Блок питания должен быть спроектирован в отдельном корпусе с лицевой панелью. На лицевой панели предусмотреть: тумблер для включения и выключения прибора, индикатор включения прибора. Предусмотреть ручку для переноски.

ТЕМА №4

1. Наименование изделия:

Антенный усилитель ДМВ на микросхеме.

2. Назначение изделия:

Антенный усилитель создан для усилителя принимаемого телевизионного сигнала и последующей передачи на к приему.

3. Технические характеристики прибора:

• полоса усиления частот 0,5…. 6 ГГц

• неравномерность АЧХ 1,5….1,7д Б

• напряжение питания +5В

• потребляемый ток 14 м А.

4. Условия эксплуатации:

• температура от-40ºС до + 60ºС;

• влажность до 93% при t = 25º.

5. Произведены экономические показатели:

- вид производства - крупносерийное;

- группа – I.

6. Требования к качественным показателям:

- наработка на отказ 36000 часов

Принципиальная схема аналога

Описание аналога

Принципиальная схема усилителя, изображена чуть выше. На его входе установлены диоды VD1, VD2, которые защищают микросхему от электрических разря­дов и мощных радиосигналов. Фильтр ВЧ C2L1C3 с частотой среза около 450 МГц подавляет сигналы с более низкими частотами и тем самым так­же защищает микросхему от мощных низкочастотных сигналов. Выход мик­росхемы подключен непосредственно к выходу усилителя и кабелю сниже­ния (контакты ХЗ, Х4). Для защиты вы­ходной цепи от перегрузки по напря­жению или от напряжения отрица­тельной полярности на выходе через дроссель L2 включены конденсатор С4 и стабилитрон VD3. Эти небольшие усложнения усилителя позволили в значительной мере защитить микро­схему от воздействия вредных факто­ров.

Если усилитель планируется раз­местить вблизи антенны, то питать его рекомендуется через кабель сни­жения от стабилизированного источника питания (9... 15 В) обязательно через токоограничивающий резис­тор, как это показано на рис. 2. При размещении усилителя вблизи телевизора или в другом месте жило­го помещения напряжение питания подают в соответствии со схемой на рис. 3.

Все детали усилителя можно раз­местить на печатной плате из двусто­роннего фольгированного стеклотек­столита толщиной 1 мм и размерами 5х(25...40) мм. Эскиз проводников печатной платы представлен на рис. 4, размещение элементов — на рис. 5. Одна из сторон платы оставле­на металлизированной и соединена с общим проводом другой стороны фольгой по краю платы (показано штриховой линией). Большинство де­талей размещено с одной стороны платы, а элементы L2, С4 и VD3 — с другой и соединены с остальными через отверстие. Внешний вид обеих сторон платы показан на рис. 6.

В усилителе могут быть применены малогабаритные конденсаторы для поверхностного монтажа К10-17, К10-42 или аналогичные зарубежного производства. Катушка L1 содержит четыре витка, a L2 — 15 витков прово­да ПЭВ-2 0,2, намотанных на оправке диаметром 1,5 мм. Конденсаторы С1 — СЗ установлены на плате "лежа", а С4 — "стоя". К последнему припая­ны выводы стабилитрона VD3 и ка­тушки L2.

Так как размеры платы и всех эле­ментов очень малы, монтаж следует проводить слабо разогретым паяль­ником, жало которого остро заточено, и желательно легкоплавким припоем. Паяльник, плата и монтажник должны быть "заземлены" для того, чтобы ис­ключить порчу микросхемы зарядами статического электричества. Если окажется, что нижняя частота принимаемого интервала будет выше 500 МГц, то следует увеличить число витков катушки L1.

После монтажа и проверки работо­способности усилителя все детали для прочности и защиты от воздейст­вий окружающей среды покрывают слоем эпоксидного клея. При исполь­зовании усилителя на открытом воз­духе его помещают в защитный кор­пус в виде пластмассовой трубки с внутренним диаметром 5, внешним диаметром 7...8 и длиной 18...25 мм. Корпус с небольшим трением надева­ют на плату так, чтобы он закрывал детали. После этого пустоты внутри трубки аккуратно заливают эпоксид­ным клеем, а затем весь усилитель, кроме мест, к которым припаивают кабели, покрывают слоем влагостой­кой краски или лака.

Усилитель, собранный по этой схе­ме и на такой плате, обеспечивал уси­ление 19...20 дБ при неравномернос­ти коэффициента передачи во всем диапазоне ДМВ не более 3 дБ.

Установить усилитель можно в лю­бом месте в разрыв кабеля снижения антенны. При этом места пайки и от­крытые части кабеля следует надежно защитить от окисления и попадания влаги влагостойкой краской или ла­ком.

В заключение следует отметить, что область применения этой микро­схемы не ограничена только рассмот­ренным случаем. Ее можно использо­вать и в ряде других конструкций.

ТЕМА №5

1. Наименование изделия:

Электронный коагулятор.

2. Назначение изделия:

Электронный коагулятор предназначен для резания и коагуляции мягких тканей при проведении медицинских операций монополярным способом без нейтрального электрода.

3. Технические характеристики прибора:

• напряжение питания 220В, 50 Гц

• потребляемый ток 5 А.

4. Условия эксплуатации:

• температура от 0⁰ С ⁰ до 40 ⁰С;

• влажность до 80% при t = 25 _Є.

5. Произведены - экономические показатели:

• вид производства - мелкосерийное;

• группа - І.

6. Требование к качественным показателям:

• на работка на отказ 100000 часов.

Тема №6

1. Назначение прибора:

клавишный одноголосый мелодический электронный музыкальный инструмент.

2. Выполняемые функции (радиотехнические) генератор сигналов.

3. Основные параметры функционирования:

-потребляемая мощность, Q не более 4Вт;

-напряжение питания, Е_пит + 9В;

- выходная мощность,Q_в1,5 Вт;

4.Условия эксплуатации:

Температура: Т_min=40; Т_maх=55С.

Удары:

-длительность; 510 нс;

-ускорение; 147 м/с²;

-частоты; 40-80 мин^-1.

Вибрации:

-диапазон частот; 4  80 Гц;

-виброустойчивость; 78,5 м/с²

-линейные ускорения; 3,12 м/с²

1.1.1.Относительная влажность; 95%25с

Атмосферное давление; 61 кПа.

4. Конструкционная особенность:

на лицевой панели предусмотрены регуляторы громкости, тембра, переключатели рода звуковых эффектов.

5. Показатели качества критерий:

-дешевизна;

-надежность эксплуатации;

-удобства использования.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АНАЛОГА

Описание аналога

Как известно, специализированный контроллер КР1211ЕУ1 [1] содер­жит RC-генератор, делитель частоты, формирователь импульсов и два мощ­ных выходных каскада, работающих в противофазе. Основные области применения этой микросхемы — пре­образователи постоянного напряже­ния в переменное и импульсные нестабилизированные источники питания. Однако благодаря некоторым особен­ностям на ее основе можно собрать и другие устройства, например, про­стейшие музыкальные игрушки.

Принципиальная схема самой про­стой игрушки — одноголосного кла­вишного электронного музыкального инструмента (ЭМИ) показана на рис. 1. Работает он следующим обра­зом. В исходном состоянии (при замк­нутых контактах выключателя питания SA1) транзистор VT1 закрыт и на вход FV микросхемы DA1 через резистор R1 подан высокий логический уровень. По этой причине выходные каскады микросхемы отключены и звукового сигнала нет. При нажатии на любую из кнопок SB1— SBN, образующих вместе с резисторами RV—RN' клавиатуру инструмента, напряжение поступает на RC-генератор микросхемы (вход Т) и через фильтр нижних частот R2C2 на базу транзистора VT1. В результате он открывается, высокий логический уро­вень на входе FV сменяется низким, входные каскады включаются и голо­вка ВА1 излучает звуковой сигнал. По­сле отпускания кнопки устройство возвращается в исходное состояние и звуковой сигнал исчезает.

Частота выходного сигнала микро­схемы febix зависит от емкости конден­сатора С1, сопротивления R того из резисторов RT—RN', который под­ключен нажатой кнопкой к линии пи­тания, и логического уровня напряже­ния на входе IN. В данном случае этот уровень низкий (вывод 3 соединен с общим проводом устройства) и *вых = 0.05/R-C1 (здесь частота — в герцах, сопротивление — в омах, емкость — в фарадах). Для устойчи­вой работы устройства сопротивление резистора должно быть не менее 500 Ом, а емкость конденсатора — не более 3000 пф.

В состоянии покоя устройство по­требляет очень маленький ток (сотые доли миллиампера), поэтому даже при батарейном питании выключатель SA1 можно исключить. Напряжение пита­ния может быть любым в пределах 3...9 В. Поскольку максимальный вы­ходной ток микросхемы ограничен значением 150 мА, в качестве звуко­вого излучателя ВА1 необходимо ис­пользовать динамическую головку со звуковой катушкой сопротивлением не менее 50 Ом. Низкоомную головку можно подключать только через вы­ходной трансформатор.

Остальные детали могут быть сле­дующих типов: транзистор VT1 — КТ312Б, КТ315Б—КТ315Г, КТ3102 с любым буквенным индексом; резисто­ры — МЛТ, С2-33; конденсаторы — К10-17 (С1, С2), К50-35 (СЗ) или ана­логичные импортные.

Ориентировочные расчетные со­противления резисторов R1'—RN' для нот первой октавы (при емкости кон­денсатора С1, равной 1000 пФ) при­ведены в таблице. Для малой октавы, частоты нот которой вдвое ниже, ука­занные в ней значения сопротивлений необходимо увеличить в два раза, а для второй, частоты которой, наобо­рот, вдвое выше, — уменьшить во столько же раз. Чтобы облегчить наст­ройку инструмента, вместо постоянных резисторов можно использовать мало­габаритные подстроечные СПЗ-19а, СПЗ-38бит. п. КнопкиSB1—SBN—лю­бые малогабаритные с самовозвра­том, их число может быть произволь­ным, а как конструктивно выполнить клавиатуру, предоставляем подумать читателям. Во избежание наводок провода, соединяющие клавиатуру с входом Т микросхемы, должны быть минимально возможной длины.

На рис. 2 изображена схема нео­бычного, также одноголосного, ЭМИ — "светофона". Здесь в качестве эле­мента, управляющего частотой генератора, применен фоторезистор R5. Как и в описанном выше инструмен­те, в исходном состоянии после пода­чи питания на входе FV микросхемы DA1 устанавливается высокий логи­ческий уровень, поэтому выходные каскады отключены и звукового сиг­нала нет. Если прикоснуться пальцем к контактам сенсорного датчика Е1, сопротивление между ними умень­шится, напряжение на входе FV понизится до уровня лог. О, выходные кас­кады микросхемы включатся и раз­дастся звуковой сигнал. Его частота будет определяться освещенностью фоторезистора R5. Для выключения звука достаточно убрать палец с кон­тактов датчика.

В "светофоне" применимы те же детали, что и в клавишном ЭМИ. Фото­резистор — любой с темновым сопро­тивлением не менее 1 МОм. Степень его освещенности изменяют, пере­крывая рукой световой поток от солн­ца или лампы накаливания. Нижнее значение частоты формируемого "светофоном" звука устанавливают подбором резистора R3, верхнее — подбором резистора R4.

Конструкцию сенсорного датчика Е1 и корпуса этого инструмента можно позаимствовать из описаний анало­гичных устройств [2, 3]. На этапе ма­кетирования датчиком может служить пластина односторонне фольгированного стеклотекстолита размерами

примерно 20x20 мм. Фольгу разделя­ют на две части с зазором 1... 2 мм, ко­торые и подключают к "светофону" в соответствии со схемой.

Если подобный датчик включить вместо фоторезистора, частотой ге­нератора можно будет управлять из­менением силы нажатия на сенсорные контакты. Принципиальная схема такой игрушки (назовем ее "силофо-ном") показана на рис. 3. В исходном состоянии сопротивление между кон­тактами датчика Е1 велико и генера­тор микросхемы DA1 не работает. При одновременном касании паль­цем обоих контактов сопротивление между ними уменьшается, генератор микросхемы начинает работать и на выходах микросхемы появляется сиг­нал частотой твых. Чем сильнее нажим на контакты датчика, тем меньше со­противление и выше тон звукового сигнала. Верхнее значение частоты твых устанавливают подбором конден­сатора С1. Поскольку в данном слу­чае состояние выходных каскадов ми­кросхемы может быть произвольным, то для того чтобы через динамичес­кую головку ВА1 не протекал постоян­ный ток, она подключена к выводам 4 и 6 через оксидные конденсаторы большой емкости С2 и СЗ. Резистор R2 выполняет функцию цепи утечки и обеспечивает необходимую поляр­ность напряжения на конденсаторах. Управлять частотой звукового сиг­нала можно и изменением емкости конденсатора частотозадающей цепи генератора. Это позволяет собрать на основе КР1211ЕУ1 своего рода "терменвокс" — музыкальный инструмент, высотой звука которого управ­ляют, изменяя положение руки отно­сительно проводника, соединенного с частотозадающей цепью [4]. Схема такой игрушки изображена на рис. 4. Включают и выключают звук, как и в "светофоне", сенсорным элемен­том Е1. При касании его контактов появляется звуковой сигнал, а при приближении или удалении руки от элемента управления высотой тона Е2 изменяется емкость в частотоза­дающей цепи генератора, а значит, и частота fBblx звукового сигнала.

Конструкция сенсорного элемента Е1 может быть аналогичной описан­ной выше, а в качестве элемента Е2 можно использовать два-три отрезка провода диаметром 1 ...1,5 и длиной около 500 мм, закрепленных вееро­образно на плате. Налаживание сво­дится к подбору емкости конденсато­ра С2 и сопротивления резистора R3. Конечно, говорить о высоком качест­ве звукового сигнала или широком диапазоне рабочих частот в данном случае не приходится, ведь эта иг­рушка — всего лишь устройство для демонстрации приемов игры на терменвоксе.

Все описанные устройства нетруд­но собрать навесным монтажом на ма­кетной плате, поэтому печатные платы не разрабатывались.

Тема №7

1. Назначение:

цифровой частотомер.

2. Выполняемые функции: генератор и преобразователь импульсов.

3. Основные параметры:

Наибольшая измеряемая частота; 30 МГц;

Диапазон входных напряжений; 0,01…200 В.

U_пит=220В; Р=5Вт.

4. Условия эксплуатации:

-Температура: Т_min=233К, Т_maх=323К.

• Влажность: 80% (298К).

• Вибрация: 10…30 Гц.

• Виброустойчивость: 19,6 м/с²

5. Конструктивные особенности:

внутренний источник питания.

6. Критерии качества:

дешевизна и эргономичность

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АНАЛОГА

Описание аналога

Этот частотомер на основе отечественного микроконтроллера КР1878ВЕ1 обладает широкими функциональными возможностя­ми, измеряя, помимо частоты, параметры импульсной последо­вательности — период повторения, скважность, число и длитель­ность импульсов. Прибор предназначен для использования в ра­диолюбительской практике при настройке аналоговых и цифро­вых электронных устройств в частотном диапазоне до 40 МГц.

В журнале "Радио" неоднократно публиковали описания частотоме­ров на микроконтроллерах, отличаю­щихся используемой элементной ба­зой и техническими характеристиками [1—4]. Большинство из них предельно просты [1—3], однако они позволяют измерять лишь частоту входного сиг­нала, не имея возможности работать в качестве счетчика импульсов, опре­делять их период и длительность. В приборах из [3, 4] использован отно­сительно дорогостоящий жидкокрис­таллический дисплей, что затрудняет повторение этих приборов. Частото­мер в [4] обладает высокими техниче­скими характеристиками, имеет воз­можность измерять кроме частоты сигнала его период, длительность им­пульсов, а также определять парамет­ры катушек индуктивности и конден­саторов. Однако у этого частотомера максимальная измеряемая длитель­ность импульса всего Юме, чего во многих случаях недостаточно. В при­борах из упомянутых публикаций нет возможности регулировки чувстви­тельности, и они имеют низкое вход­ное сопротивление (единицы килоом) приводящее к искажениям сигнала при проведении измерений в высоко омных цепях.

Разработанный автором частото­мер обладает более широкими воз­можностями. Он построен с использо­ванием отечественной элементной базы, относительно дешев, мало кри­тичен к замене элементов. Частото­мер обладает широкими функцио­нальными возможностями, позволяя измерять параметры импульсной по­следовательности — частоту, период, скважность, число и длительность им­пульсов.

Основные технические характеристики

Пределы измерения:

частоты, Гц . 1...40-10⁶

длительности и периода повторения импульсов, с 3-1 (Г⁶... 16,7

скважности 1,001...99999,999

Максимальная емкость

счетчика импульсов 83886079

Время измерения частоты, с 1

Время индикации в режиме

измерения периода, дли­тельности импульсов и

скважности, с 1

Дискретность отсчета в ре­ жиме измерения частоты, Гц 1

Дискретность отсчета в ре­ жиме измерения периода и длительности импуль­ сов, мке 1

Входное сопротивление, МОм 1

Пороговый уровень входно­ го сигнала (эффективное значение), В 0,025/0,5/1,5

Максимальный уровень входного сигнала во всех диапазонах, В 30

Напряжение питания, В 8... 14

Потребляемый ток, мА,

не более 350

Габаритные размеры, мм,

не более 110x70x40

Погрешность измерений во всех режимах работы определяется в ос­новном температурной стабильнос­тью используемого кварцевого резо­натора. Дополнительная погрешность при измерении периода и длительнос­ти коротких импульсов (из-за ограни­ченного быстродействия микроконт­роллера) не превышает 1...2 мкс. Час­тотомер предназначен для определе­ния параметров импульсов только по­ложительной полярности.

Принципиальная схема частотоме­ра приведена на рис. 1. Устройство состоит из входного формирователя импульсов, управляющего микроконт­роллера, двух дешифраторов с буфер­ным усилителем, восьмиразрядного цифрового индикатора, движкового и кнопочных переключателей и стаби­лизаторов напряжения питания.

Входной формирователь импульсов частотомера выполнен на транзисто­рах VT1—VT4 по схеме, приведенной в [5] с дополнительным каскадом с вы­соким входным сопротивлением [6]. Основное назначение этого узла — формирование из входного сигнала произвольной формы прямоугольных импульсов, пригодных для анализа ми­кроконтроллером. При проведении из­мерений входной сигнал через цепь R1C1 поступает на узел защиты, вы­полненный на диодах VD1, VD2, и да­лее на затвор полевого транзистора VT1. Каскад на транзисторе VT1 обес­печивает высокое входное сопротив­ление частотомера и осуществляет усиление сигнала по напряжению. Вы­бор чувствительности частотомера производят изменением сопротивления в цепи стока VT1 переключателем SA1 "Чувствительность". Когда сопро­тивление в цепи стока максимально, чувствительность также максимальна.

Со стока транзистора VT1 усилен­ный входной сигнал поступает на диф­ференциальный усилитель с гистере-зисной передаточной характеристи­кой, формирующий из входного сигна­ла прямоугольные импульсы с крутыми фронтами. Активные элементы усили­теля работают без насыщения, что позволяет достичь высокого быстро­действия и обеспечить измерение час­тоты в диапазоне до 40 МГц. Уровни напряжений на выходе, соответствую­щие логическим 0 и 1, задаются рези­сторами R11, R12. При указанных на схеме номиналах резисторов напря­жение лог. 0 — около 1,5 В, а лог. 1 — 3,5 В.

В качестве управляющего микро­контроллера (DD1) выбран КР1878ВЕ1, в первую очередь, из-за его дешевиз­ны, доступности и высоких техничес­ких характеристик. Подробные техни­ческие сведения по этому устройству можно получить на сайте производи­теля [7]. Тактовая частота микроконт­роллера в предлагаемом приборе вы­брана максимально допустимой по до­кументации (8 МГц) с использованием внешнего кварцевого резонатора ZQ1. Конденсаторами СЗ—С5 устанавлива­ют точное значение частоты при калибровке частотомера. Импульсы с фор­мирователя подают на вход РА4 мик­роконтроллера через резистор R13, ограничивающий ток через порт в про­цессе измерений. Сброс микроконт­роллера при выключении питания и его случайном пропадании предус­мотрен работой узла на микросхеме DA3 — цепь R14C2 формирует необхо­димый импульс длительностью около 10 мс.

Управляют частотомером кнопками SB1—SB4. SB1 осуществляет ручной сброс микроконтроллера, SB2 — обну­ление показаний в режиме счетчика импульсов, SB3 и SB4 — выбор необхо­димого режима работы. Резистор R15 ограничивает ток через выводы микро­контроллера в случае возникновения нештатных ситуаций.

Измеренное значение параметра выводится на цифровой индикатор HG1. Режимы работы указываются све-тодиодами HL2—HL4. Микроконтрол­лер управляет выводом информации на индикатор и светодиоды через де­шифраторы DD2 и DD3, причем DD2 определяет значение разряда, a DD3 — номер разряда в данный момент вре­мени. Программно реализована дина­мическая индикация на девять разря­дов, при которой только восемь млад­ших разрядов содержат значение из­меряемого параметра и выводятся на HG1. Девятый, самый старший разряд содержит лишь код режима работы, ко­торый выводят на светодиоды HL2— HL4. Особенность устройства в том, что управление десятичной точкой производят непосредственно микро­контроллером "в обход" дешифратора DD2. Так как нагрузочная способность микросхемы DD2 мала, то между ней и индикатором включены повторители на транзисторах, входящих в состав сборок VT6 и VT7. Ток через элементы индикатора и светодиоды ограничен резисторами R26—R33.

Для повышения точности измере­ний и стабильности работы частото­мера в устройстве питания примене­ны два стабилизатора напряжения Маломощный стабилизатор DA1 под­держивает постоянным напряжение питания микроконтроллера и входно­го формирователя, а относительно мощный стабилизатор DA2 — напря­жение питания дешифраторов и бу­ферных усилителей. Индикатором по­дачи питания на частотомер служит светодиод HL1.

Для питания устройства может быть использован любой нестабилизиро-ванный источник с выходным напряже­нием 8...14 В и допустимым током на­грузки не менее 300...400 мА (напри­мер, адаптер игровой приставки "Dendy"). Автор применяет простей­ший самодельный источник, состоя­щий из трансформатора питания мощностью 10 Вт, выпрямителя и фильтру­ющего конденсатора.

Программное обеспечение микро­контроллера написано на языке ассем­блера. Оно обеспечивает решение в реальном масштабе времени ряда задач, среди которых — опрос кнопок SB2—SB4, получение первичных пара­метров входного сигнала и выполне­ние над ними арифметических опера­ций, преобразование полученных вто­ричных параметров в коды индикато­ра, формирование сигналов динами­ческой индикации и др.

При включении питания на индика­торе частотомера выводится число 87654321, а затем прибор переходит в режим измерения частоты, индици­руя при отсутствии сигнала ноль в младшем разряде. Выбор требуемого режима работы производится кнопкой SB4 по кольцу в следующем порядке: "Измерение частоты" — "Измерение пе­риода" —"Измерение длительности им­пульса" — "Измерение скважности" — "Измерение числа импульсов", а кнопкой SB3 — в обратном порядке. Основной недостаток частотомера, вызванный особенностями архитекту­ры микроконтроллера, — невозмож­ность переключения режимов работы кнопками SB3 и SB4 при погашенном индикаторе HG1. Такая ситуация мо­жет возникнуть, например, при изме­рении периода, длительности импуль­сов или скважности при пропадании входного сигнала. В этом случае сле­дует нажать на кнопку SB1 "Сброс", чтобы принудительно установить мик­роконтроллер в исходное состояние и перевести его в режим измерения частоты.

Прибор производит измерение час­тоты классическим методом, подсчиты­вая импульсы, поступающие на вход за фиксированное время (1 с). Подсчет производят встроенным в микроконт­роллер таймером—счетчиком на 16 раз­рядов, к которому подключены предва­рительный делитель (8 разрядов) и счет­чик переполнений (3 разряда). Во время счета на индикатор HG1 выводится зна­чение частоты, измеренное в предыду­щем цикле. По окончании цикла измере­ния вывод РА4 микроконтроллера пере­водится в состояние "Выход" и програм­мой на него подаются импульсы досче-та, необходимые для извлечения инфор­мации из предварительного делителя. Полученное значение частоты в двоич­ном коде микроконтроллер преобразует в двоично-десятичный код и выводит на индикатор в следующем цикле измере­ний. На работу прибора в режиме изме­рения частоты указывает зажженный светодиод HL3 "F".

При работе в режиме измерения периода микроконтроллер подключа­ет предварительный делитель к внут­реннему тактовому генератору, уста­навливает РА4 в состояние "Вход" и гасит индикацию подачей кода 1111 на дешифратор DD3. Далее програм­ма постоянно опрашивает вход РА4 и по фронту первого импульса включа­ет таймер—счетчик, а по фронту сле­дующего импульса останавливает его. Извлеченное из предварительного де­лителя, счетного регистра и счетчика переполнений двоичное число делит­ся на 8, преобразуется в двоично-де­сятичный код и в течение 1 с выводит­ся на индикатор HG1. Одновременно зажигается и светодиод HL4 "Т" (пери­од). После этого индикаторы HG1 и HL4 гаснут и цикл измерения повто­ряется. Длительное отсутствие инди­кации при измерении периода им­пульсов инфранизкой частоты (0.1... 1 Гц) доставляет некоторое не­удобство, однако в радиолюбитель­ской практике с этим вполне можно смириться.

Работа частотомера в режиме изме­рения длительности импульсов отлича­ется от измерения периода только тем, что остановка таймера—счетчика про­изводится по спаду первого импульса (а не по фронту следующего). При вы­воде информации о длительности на индикатор HG1 зажигается светодиод HL2 ("Т_и").

Для определения скважности внача­ле производят измерение периода им­пульсов (Т), и полученное значение (в микросекундах) заносится в ячейки внутреннего ОЗУ. После этого измеря­ют длительность импульсов (Т„), и ре­зультат (в микросекундах) также зано­сится во внутреннее ОЗУ. Микроконт­роллер вычисляет значение скважности (S), умноженное на тысячу по формуле

S=1000T/T„.

Вычисленное значение S преобра­зуется в двоично-десятичный код и в течение 1 с выводится на индика­тор HG1, причем десятичная точка в четвертом разряде служит раздели­телем целой и дробной части полу­ченного результата. Далее цикл изме­рений повторяется. Индикатором ре­жима измерения скважности служат светодиоды HL2—HL4, зажигаемые одновременно с HG1.

При работе частотомера в режиме счетчика импульсов предварительный делитель отключен, а вход таймера— счетчика соединен непосредственно с выводом РА4. В этом состоянии две ячейки ОЗУ использованы как допол­нительный счетчик, содержимое кото­рого увеличивается на 1 при каждом переполнении таймера—счетчика. Ми­кроконтроллер периодически (через 0,5 с) считывает содержимое рабочего регистра таймера—счетчика и допол­нительных ячеек ОЗУ, преобразует по­лученную информацию в двоично-де­сятичный код и выводит ее на индика­тор HG1. При работе частотомера в ре­жиме счетчика светодиоды HL2—HL4 погашены.

В о всех режимах работы перед вы­водом информации на индикатор про­исходит программное гашение незна­чащих нулей. Для вычисления скваж­ности с погрешностью до 1-Ю"³ авто­ром была разработана и отлажена подпрограмма деления нацело 40-разрядных двоичных чисел. Из-за неустойчивой работы микроконтрол­лера при детектировании фронта и спада импульса прерывания не ис­пользовались.

Разработанная программа для мик­роконтроллера представлена тремя файлами: FF.mic содержит исходный текст программы на языке ассемб­лера; FF.Ist — листинг программы, по­лученный с помощью компилятора TESSA; FF.sav — прошивку в двоичных кодах. Для программирования микро­контроллера автор использовал уст­ройство, описанное в [1], и получил хо­рошие результаты. При программиро­вании следует включить режим внут­реннего генератора на частоту от 500 кГц до 8 МГц и счетчик задержки начального пуска.

В частотомере можно использовать резисторы МЛТ, С2-З3н, С2-23 или аналогичные мощностью 0,125 или 0,25 Вт с допуском не хуже ±10 %; ке­рамические постоянные конденсато­ры — КМ-5, КМ-6, К10-176; оксидные конденсаторы — К50-16, К50-35 или аналогичные импортные. Конденсатор СЗ — подстроечный любого типа с ин­тервалами изменения емкости 2... 10, 3...15 или 5...20пФ.

Транзистор 2П305В заменим на КП305 с буквенными индексами Е и Ж. Вместо транзисторов серий КТ315 и КТ361 можно использовать любые маломощные кремниевые транзисторы с граничной частотой более 100 МГц, статическим коэффициентом передачи тока более 50 и соответству­ющей структуры (VT2, VT3 — серий КТ326, КТ3107 и др.; VT4, VT5 — серий КТ3102, КТ342 и др.). Транзисторы VT2, VT3 желательно подобрать с ко­эффициентами передачи тока, отлича­ющимися не более чем на 15 %. Диоды VD1—VD4 — любые кремниевые высо­кочастотные.

HL1—HL4 — малогабаритные свето-диоды отечественного или импортного производства красного (HL2—HL4) и желтого (HL1) цветов свечения (серий АЛ341,АЛ307,АЛ310).

Индикатор HG1 — АЛС318А.АЛС318Б или другой с необходимым числом разрядов. В крайнем случае можно со­ставить восьмиразрядный индикатор из одноразрядных с общим катодом (например, АЛС314А) или установить импортные ТОТ3361, однако это уве­личит габариты прибора.

В качестве входного разъема XS1 ав­тор применил высокочастотное гнездо СР-50-73ФВ, XS2 — разъем для под­ключения звуковых монофонических го­ловных телефонов. Движковый пере­ключатель SA1 — малогабаритный им­портный, применяемый в радиоприем­никах для переключения диапазонов. Кнопки SB1—SB4 — малогабаритные без фиксации, применяемые в панелях управления автомагнитол, телевизоров или музыкальных центров.

Функции микросхемы DA1 может вы­ полнять практически любой интеграль­ный стабилизатор с выходным напряжением 5 В (КР1157ЕН5, КР1170ЕН5 слюбыми буквенными индексами, КР142ЕН5А, КР142ЕН5В и др.), a DA2 —только стабилизатор средней и боль­шой мощности (КР142ЕН5А, КР142ЕН5В, L78M05). Корпус микро­схемы DA2 необходимо установить натеплоотвод с эффективной площадью рассеяния не менее 25...30 см².

Микросхему КР1171СП42 можно за­менить на КР1171СП47. В крайнем случае ее можно совсем исключить, установив параллельно резистору R14 маломощный кремниевый диод (като­дом к верхнему по схеме выводу рези­стора) и увеличив емкость конденсато­ра С2 до 1 мкФ. Кроме микросборки КТС622А, можно использовать и другие из той же серии, а также КР198НТ5, КР198НТ6, КР198НТ7 (с учетом разни­цы в цоколевке) либо установить вме­сто них любые маломощные кремние­вые транзисторы структуры р-п-р с допустимым током коллектора не менее 40 мА (серий КТ361, КТ209, КТ3107, КТ326идр.).

Авторский вариант частотомера со­бран на печатной плате из двусторон-не фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Для уменьшения габа­ритов применен двусторонний монтаж компонентов. Рисунок печатных про­водников и расположение элементов со стороны индикатора HG1 приведе­ны на рис. 2, а с противоположной стороны — на рис. 3. На плате разме­щены все элементы частотомера, за исключением входного гнезда XS1. На одной стороне расположены HG1,-

HL1— HL4, SA1, SB1—SB4, VT6, VT7, а на другой — все остальные элемен­ты. Микроконтроллер установлен в 18-выводную цанговую панель. Для соединения контактных площадок индикатора и печатной платы исполь­зована луженая медная проволока толщиной 0,7 мм, при этом никакого дополнительного крепления индика­тора не потребовалось. Кнопки SB1— SB4 и переключатель SA1 приподняты над платой на 3...4 мм с помощью стоек из медной проволоки. Микро­схема DA2 установлена на П-образ-ный теплоотвод из листовой меди толщиной 2 мм. Для защиты от помех входной формирователь импульсов помещен в жестяной электростатиче­ский экран. Для упрощения работы с частотомером на переключатель SA1 надета насадка, выпиленная из полистирола толщиной 7...8 мм. При сборке индикатор HG1 устанав­ливают на плату только после того, как закончен монтаж всех компонен­тов, расположенных под ним на обеих сторонах платы.

Печатная плата частотомера раз­мещена в стандартном корпусе из ударопрочного полистирола. В корпус вклеены четыре стойки, к которым плата крепится шурупами—самореза-ми. На правой стенке корпуса разме­щено гнездо XS1, а на левой — про­сверлено отверстие под штекер пита­ния. В передней (съемной) крышке просверлены отверстия напротив све-тодиодов и кнопок управления. В каче­стве толкателей к кнопкам SB1—SB4 использованы металлические корпусы транзисторов серий КТ306 и КТ501. Напротив индикатора HG1 в крышке прорезано окно, закрытое красным светофильтром. Передняя панель прибора показана на рис. 4. Вид на плату со стороны установки микро­схем показан на рис. 5.

Налаживание безошибочно собран­ного частотомера несложно. Его про­изводят в два этапа — вначале настра­ивают входной формирователь, а за­тем калибруют тактовый генератор.

Для первого этапа необходимы ге­нератор сигналов звуковой частоты и осциллограф. При настройке форми­рователя вначале следует перевести переключатель SA1 в положение мак­симальной чувствительности и вре­менно заменить резистор R4.3 пере­менным с сопротивлением 1,5 кОм, переместив его движок в положение минимального сопротивления. Затем необходимо подключить щуп осцилло­графа к левому (по схеме) выводу ре­зистора R13, а генератор — к гнезду XS1. Подав с генератора сигнал 25...30 мВ (эфф.) с частотой 10000 Гц и включив питание частотомера, нужно вращением движка переменного рези­стора добиться появления на экране осциллографа прямоугольных импуль­сов с размахом около 2 В. После появ­ления импульсов можно выпаять пере­менный резистор и заменить его по­стоянным с наиболее близким сопро­тивлением. Установив постоянный ре­зистор, необходимо вновь удостове­риться в работоспособности форми­рователя.

Настройку по­роговой чувстви­тельности на двух других уровнях производят анало­гично, при подаче на вход гармони­ческого сигнала с амплитудами 0,5 и 1,5 В и переводе переключателя SA1 в соответству­ющее положение (см. рис. 4).

С некоторыми экземплярами транзисторов КП305 не всегда удается получить чувствительность формирователя 25 мВ. В таком случае необходи­мо уменьшить со­противление ре­зистора R3 до 220 Ом и провести калибровку, уве­личив напряжение генератора до 80...100 мВ. При настройке форми­рователя необхо­димо строго со­блюдать меры за­щиты транзистора VT1 от статическо­го электричества.

Для второго этапа налажива­ния требуются ге­нератор сигналов высокой частоты (1...5 МГц) и об­разцовый часто­томер. Установив переключатель SA1 в правое по схеме положение и подав с генера­тора сигнал амп­литудой 0,5 В и ча­стотой 1...5 МГц, необходимо вра­щением ротора конденсатора СЗ добиться равен­ства показаний индикатора HG1 и индикатора об­разцового часто­томера, подключенного к выходу ге­нератора. Для этого, возможно, при­дется подобрать и конденсатор С5.

ЛИТЕРАТУРА

1. Богомолов Д. Частотомер на мик­роконтроллере. — Радио, 2000, № 10, с. 4—6.

2. Яблоков Д., Ульрих Е. Частотомер на PIC-контроллере. — Радио, 2001, № 1, с. 21,22.

3. Шарыпов А. Экономичный много­функциональный частотомер. — Радио, 2002, № 10, с. 26, 27.

4. Зорин С, Королева Н. Радиолюби­тельский частотомер. — Радио, 2000, № 6, с. 28, 29; №7, с. 30, 31.

ТЕМА №8

1. Назначение:

Цифровой велоодометр – измеритель пройденного расстояния на велосипеде.

2. Выполняемые функции:

(радиотехнические) генерирование и преобразование импульсов.

3. Основные параметры функционирования:

потребляемая мощность – не более 0,8 Вт,

напряжение питания – 4,5 В.

4. Условия эксплуатации:

Температура:

Т_min =-40 С;

T_maх =+60С;

Удары:

-длительность: 5…10мс;

-ускорение: 197 м/с².

Вибрации:

-диапазон частот: 40...80_Гц;

-виброускорение: 78.5м/с² ;

Линейные ускорение: 3.12м/с² .

Пониженное атмосферное давление:61 кПа.

Относительная влажность: 93% при 25С.

5. Конструктивные особенности:

Для крепления к рулю велосипеда используется пластмассовый крепеж;

на лицевой панели предусмотрена кнопка для сброса показаний счетчика, а также выключатель питания прибора.

6. Показатели качества, критерии:

-дешевизна;

-удобство пользования;

-надежность эксплуатации.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АНАЛОГА

ОПИСАНИЕ АНАЛОГА

Этот прибор разработан для велотуристов и спортсме­нов-велосипедистов, но его можно использовать и для из­мерения площади сельскохо­зяйственных угодий, садовых и лесных участков, разметки дорог, измерения дистанций для соревнований в различных видах спорта. Устройство уста­новлено на велосипеде и по­зволяет непосредственно во время движения регистриро­вать пройденный путь.

Пользуясь велоодометром, можно измерять расстояние от 0,1 до 600 км. Принцип изме­рения длины отрезка пути ос­нован на подсчете числа им­пульсов датчика за один обо­рот колеса. С целью повыше­ния точности измерения дат­чик этих импульсов установлен на вилке заднего колеса вело­сипеда, так как оно значитель­но точнее повторяет проходи­мый путь, чем переднее.

Четыре постоянных магнита, расположенные на спицах (около втулки) заднего коле­са, проходя мимо геркона, за­мыкают его контакты и пере­ключают формирователь им­пульсов. Например, длина ок­ружности 27-дюймового коле­са (с шиной) спортивного ве­лосипеда равна 2,16 м, то при наличии четырех магнитов каждый импульс на выходе формирователя появляется в конце прохождения отрезка пути длиной 0,54 м. Коэффи­циент деления К делителя ча­стоты определяют по форму­ле:

К= -d-,rfle

п — число постоянных магни­тов на колесе;

n — число постоянных магни­тов на колесе;

S — расчетный путь, соответст­вующий единице младшего разряда счетчика пути, м;

d — диаметр колеса с шиной под нагрузкой, м;

S — расчетный путь, соответст­вующий единице младшего разряда счетчика пути, м;

При прохождении стометро­вого отрезка формирователь вырабатывает 185 управляю­щих импульсов, которые подсчитывает делитель частоты с коэффициентом деления 185. На вход счетчика пути посту­пает каждый 185-й импульс. Принципиальная схема уст­ройства изображена на рис. 1. Геркон SF1 через формирова­тель счетных импульсов (DD1.1—DD1.2) связан с входом делителя частоты (DD3 — DD5, DD1.3, DD1.4). Цепь R1R2 вме­сте с конденсатором С2 обе­спечивает надежную работу формирователя независимо от качества контактов геркона и наличия помех. Выходной сиг­нал делителя частоты управля­ет работой счетчика пути (DD6 — DD9, HG1). Так как ЖК индикатор необходимо питать переменным током, то в уст­ройстве предусмотрен генера­тор прямоугольных импульсов, собранный на элементах DD2.1, DD2.2. Импульс, обнуляющий счетчики DD3 — DD5, формиру­ется на выходе элемента DD1.4в момент установления сигнала 1 на входах элемента DD1.3. До тех пор пока велосипедист с начала движения не проедет100 метров, на выходе одного из счетчиков DD3 или DD5 и на выходе элемента DD1.4 бу­дет присутствовать сигнал 0. Сигнал низкого уровня, поступая на входы R счетчиков де­лителя, разрешает его работу.

Требуемый коэффициент де­ления получен включением в цепь обратной связи делителя элементов DD1.3, DD1.4. Вы­ходной импульс делитель фор­мирует в момент обнуления всех счетчиков DD3 — DD5. Сигнал 1 на выходе Р счетчи­ка DD5 появляется после 6Х X 6X5= 180 входных импуль­сов. После прихода следующих пяти входных импульсов сигнал 1 появляется и на входе счет­чика DD3 и происходит обну­ление делителя. После этого на выходах счетчиков DD3, DD5 вновь появляется сигнал 0 и начинается очередной цикл из­мерения следующих 100 мет­ров пути.

Отрицательные перепады на выходе делителя переключают триггеры счетчика пути (DD6 — DD9). Выходы дешифраторов указанных микросхем соеди­нены с входами индикатора HG1.

Для снижения потребляемой одометром мощности и обе­спечения высокой контрастно­сти изображения цифровой ин­формации при высоком уров­не освещенности в приборе ис­пользован жидкокристалличе­ский индикатор. Частоту вы­ходных импульсов генератора (DD2.1, DD2.2) устанавливают в пределах 50...60 Гц, подбирая резистор R3. При поступлении сигнала низкого уровня на вхо­ды S счетчиков DD6 — DD9 на их выходах устанавливается прямой семиэлементныи код, а при единичном уровне — ин­версный. При этом включают­ся лишь те элементы, напря­жение на которых будет в про-тивофазе с напряжением на общем проводе индикатора.

Перед началом измерения расстояния велоодометр уста­навливают в исходное состоя­ние нажатием на кнопку SB1. В исходном положении SB1 конденсатор СЗ заряжен и на нижнем входе элемента DD1.4 будет сигнал 1, а на выходе — 0. При нажатии на кнопку за­ряженный конденсатор СЗ под­ключается к входам R счетчи­ков DD6 — DD9, обнуляет их и разряжается через резистор R5. Табло индикатора отобра­жает нули. После отпускания кнопки на нижнем входе эле­мента DD1.4 на короткое вре­мя появляется сигнал 0, а на выходе — 1, который обнуляет счетчики DD3 — DD5.

В устройстве вместо микро­схем серии К176 применимы их аналоги из серии К561 или К164.

Если велоодометр предпо­лагается установить на велоси­педе, у которого длина окруж­ности колеса с шиной отлича­ется от указанной выше, или используется иное число маг­нитов, то делитель часто­ты удобнее собрать по схеме, указанной на рис. 2, так как этот вариант позволяет легко реализовать любой коэффи­циент пересчета вплоть до 999.

Одометр собран на монтаж­ной плате и помещен в пласт­массовую коробку размерами 95X50X30 мм, устанавливае­мую на руль велосипеда. Верх­няя панель коробки имеет пря­моугольное отверстие для ин­дикатора, в которое вклеена прозрачная защитная пластина, а нижняя — два отверстия для выключателя питания и кноп­ки обнуления. Снизу к короб­ке приклеены две пластмассо­вые дугообразные защелки, с помощью которых прибор кре­пят к рулю велосипеда.

С целью уменьшения габа­ритов прибора применен на­весной способ монтажа микро­схем, при котором выводы микросхем заранее формуют (кроме выводов 5—7 и 14), а микросхемы собирают одну над другой и присоединяют так, как показано на рис. 3. Выводы питания микросхем, соединяясь, образуют две пи­нии. Остальные выводы соеди­няют пайкой непосредственно или гибкими проводниками.

ТЕМА№9

1. Назначение:

счетчик цифровых импульсов.

2. Выполняемые функции:

генерация и счет количества импульсов в единицу времени.

3. Функциональные параметры:

-напряжение питания, 5В;

-диапазон измерительной частоты, 1..2510⁶Гц.

4. Условия эксплуатации:

-Т_min  233К (-40С);

-T_mаx =328К (+55С);

• Относительная влажность, 80%;

• Пониженное атмосферное давление, 61 КПа.

5. Вибрационные нагрузки:

- нижнее = 10Гц;

-верхнее =30Гц;

• а = 19,6 м/с² (2g).

6. Конструктивные особенности:

-внешний источник питания,5В (0,25 А).

6. Критерии качества:

• стоимость;

• большой диапазон измеряемой частоты;

• малая потребляемая мощность;

• минимальное количество деталей.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АНАЛОГА

ОПИСАНИЕ АНАЛОГА

Для подсчета числа импульсов обыч­но применяют цифровые микросхе­мы — двоичные или двоично-десятич­ные реверсивные счетчики, работающие в режиме сложения—вычитания. Их выпускают в двух модификациях — с раздельными входами на сложение и вычитание и с общим счетным входом и выбором режима счета по сигналу на управляющем входе (высокий уровень соответствует режиму сложения, низ­кий — вычитания). Результат счета оп­ределяют по показаниям табло блока индикации, в состав которого входят дешифраторы состояния счетчика.

Если число N подсчитанных импульсов N=N,-N₂>0 (где N, и N₂ — числа импуль­сов, поступивших на входы сложения и вычитания соответственно), дешифра­ция состояния счетчика не представляет сложностей — операция уже стала стан­дартной. Если же N<0, число импульсов, подсчитанных счетчиком, будет отобра­жаться дополнительным кодом -1, а это уже требует специального дешифратора. Результат счета в этом случае будет, как известно, отображаться числом M-N+1, где М — емкость счетчика.

Вниманию читателей предлагаю ва­риант реверсивного счетчика, позволя­ющего индицировать подсчитанное чис­ло импульсов стандартным дешифрато­ром (например, деоично-десятичным) независимо от знака разности N,-N₂

Схема трехразрядного реверсивно­го двувходового счетчика показана на рис. 1. Импульсы на сложение посту­пают по одному каналу, а на вычита ние — по другому. Кроме кода подсчи­танного числа, счетчик формирует на инверсном выходе триггера DD4.1 сиг­нал знака этого числа (высокий уровень соответствует 1М>0, низкий — N<0).

Исходное состояние счетчика DD3 и триггера DD4.1 определяется сигналом низкого уровня на входе "Обнуление", при этом и счетчик DD3, и триггер DD4.1 устанавливаются в состояние 0, на выходе

"Знак числа N" — высокий уровень. При изменении состояния триггера DD4.1 меняется режим работы счетчика DD3.

Предположим, на входы узла посту­пили импульсные последовательнос­ти — три импульса на сложение, затем пять на вычитание и пять на сложение. Стандартный реверсивный счетчик в этом случае изменял бы свое состоя­ние следующим образом:

0-1->2->3-»2-1->0->15->14->15-> ->0-1-»2-»3.

Описываемый счетчик будет рабо­тать иначе: '

0-И ->2->3-»2-И -»0-И ->2-И ->0-> ->1-»2->3,

и при переходе через состояние 0 на выходе "Знак числа" будет происходить соответствующее изменение уровня.

ТЕМА №10

1. Назначение:

система электронного управления бытовым радио комплектом.

2. Выполняемые функции:

выдача и прием сигналов с их последующей деформацией шифра.

3. Основные параметры функционирования:

• потребляемая мощность, не более 5Вт;

• напряжение питания; 3В и 4,5В.

4. Условия эксплуатации:

– температура, T_min = 233 К, T_max = 328 К;

– влажность; 80% при 25С;

5. Конструкционные особенности:

объект состоит из двух частей – ПДУ (пульт дистанционного управления) и приемник сигналов управления.

6. Критерии, показатели качества:

-дешевизна:

-удобство пользования.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АНАЛОГА

Описание аналога

В предложенном устройстве электронного управления бытовым радио-комплексом применена цифровая систе­ма шифрации и дешифрации команд ДУ (рис. 3), обладающая значитель­ными преимуществами перед система­ми, использующими для этих целей частотную селекцию. Такая система проще в настройке и позволяет реали­зовать гораздо большее число команд. В частности, в системе ДУ. схема кото­рой представлена на рис. 3. исполь­зуется 16 команд управления, причем их число можно увеличить, добавив соответствующие элементы. В системе ДУ с частотной селекцией даже при тщательной настройке редко удается реализовать 4—6 команд, что явно недостаточно для управления радио-комплексом.

Шифратор команд расположен не­посредственно в пульте ДУ. Он состоит из: генератора тактовых импульсов (01.1—D1.4. Rl. R2, С1), регистра сдвига {D2—D9), устройства уста­новки регистра в исходное состояние (D10.1, DI0.2, C2t R3), шестнадцати входного устройства совпадения

{Dll—013," DM.!), двух элементов совпадения с инверсными выходами {010.3. D10.4). шестнадцати не фиксируемых в нажатом положении кнопок, (SI—S16) и автономного источника питания GI (батарея 3336Л).

Регистр сдвига выполнен на микро­схемах К1ТК343 (K134TBI4). Нормально замкнутые контакты кнопок S/—S16 соединены с выходами регист­ра через резисторы R4—R19. Выводы 4 всех микросхем пульта управления подключены к точке А, выводы 11 -к точке Б (на схеме эти соединения условно не показаны). Выход элемента 014 соединен со входами синхрони­зации первых восьми триггеров шифра­тора, элемента DJ.3 — со входами остальных. Аналогично (только на уста­новочные входы триггеров) нагружены элементы D10.J и D10.2. Шифратор отличается экономичностью: потребляе­мый им ток (причем только в момент подачи команды) не превышает 30 мА.

Дешифратор команд выполнен на микросхемах D15—D29 и размещен в блоке управления. Он состоит из входного каскада (VI), одно вибратора (DI6.1, D25.2), регистра сдвига (016.2—D24.2), пяти инверторов (015.1—D15.3, 025.3, D25.4) и восем­надцати элементов совпадения (015.4, D25.1, D26—D29). Разряды со второго по семнадцатый регистра дешифра­тора выполнены аналогично разрядам регистра шифратора. Точно так же (с выходов элементов D15.3, 015.2 и 015.4, 025.1) подаются и сигналы на синхронизирующие и установочные входы триггеров. Цепь R22C5 подавляет кратковременные импульсные помехи, а цепь R20C4 задерживает импульсы сдвига регистра относительно фронтов информационных импульсов, посту­пающих на вход дешифратора.

Принцип работы системы ДУ поясняется временными диаграммами, изображенными на рис. 2 обложки в предыду­щем номере журнала (в данном случае они соответствуют нажатой кнопкеS3 — команда «Магнитофон», режим воспроизведения). В момент нажатия на кнопку пульта ДУ шина А шифратора соединяется с плюсовым выводом батареи питания, и генератор тактовых импульсов начинает работать. Период повторения импульсов 1мс. Для устранения ложных срабатываний устройства из-за механического «дребезга» контактов, возникающего в момент нажатия на кнопку (его влия­ние ослабляет конденсатор СЗ), а также для того, чтобы режим генератора успел установиться, постоянная времени дифференцирующей цепи R3C2 установки регистра в исходное состояние выбрана достаточно боль­шой. При нажатии на кнопку па всех выходах регистра, соединенных с ре­зисторами R4- -R19, появляется напря­жение логической I. Через резистор R6 оно поступает на вывод 8 элемента DILI. На все остальные входы устрой­ства совпадения через нормально замкнутые контакты не нажатых кнопок, подается напряжение питания. По ме­ре заряда конденсатора С2 напряжение на входах инверторов D10.1 и D10.2 снижается, и когда оно достигает уровня логического 0, инверторы изме­няют свое состояние. В результате принудительная начальная установка регистра снимается, и первый пришед­ший после этого тактовый импульс за­писывает I в первый разряд регистра (напряжение логической I появляется на прямом выходе триггера D2.1) Это напряжение поступает на вывод ,9 элемента DI0.3. и импульсы генератора проходят на вход элемента 010.4, а через него --в канал связи. Одновре­менно на выходах регистра, соединен­ных с резисторами R4—R19, последо­вательно устанавливаются напряжения логического 0 (см. временные диаграм­мы 02.1.13— 09.2.81 Так. как. напряже­ние такого уровня может попасть на вход устройства совпадения только через резистор, соединенный с нажатой кнопкой, то при поступлении в регистр третьего тактового импульса напряже­ние логического 0 появится на входе 14 элемента OW4, запрещая тем са­мым дальнейшее прохождение импуль­сов в канал связи. При этом на выходе шифратора (010.4.12) устанавливается напряжение логической 1, которое со­храняется до момента отпускания кнопки. Аналогично формируются и остальные команды: нажатие п-й кнопки вызывает появление на выходе устройства (л—1) коротких импуль­сов и л-го длинного.

При проверке с помощью осциллогра­фа шифратор целесообразно перевести в циклический режим работы. Для этого нижний (по схеме) вывод резисто­ра R3 отключают от точки Б и подсое­диняют к выводу 9 (на схеме не по­казан) триггера D9.2. Затем, нажав на кнопку S3, убеждаются в том, что шифратор работает в соответствии с временными диаграммами, приведен­ными на вкладке.

Рассмотрим теперь работу дешифра­тора при поступлении на его вход той же команды. В исходном состоянии на всех выходах триггеров; соединен­ных со входами элементов совпаде­ния D26.I—D29.4, принудительно уста­новлены напряжения логического 0. т. е. на выходах дешифратора напря­жения соответствуют логической 1. Такое же напряжение и на входе 5 элемента D25.2. Первый же прошед­ший через цепь R22C5 импульс управле­ния запускает одновибратор {DI6.1, D25.2). и он формирует импульс длительностью TM>NTn (Л/ — макси­мальное число команд, в данном слу­чае 16, а Тп— период повторения им­пульсов тактового генератора), обеспе­чивающий поступление информации с триггеров регистра на выходные элементы совпадения. Напряжение ло­гического 0 на инверсном выходе эле­мента D16.1 с помощью элемента D25.2 блокирует повторный запуск одновибратора от следующих за первым вход­ных импульсов команды, оно же изме­няет состояния элементов DI5.4 и D25.I, снимая тем самым напряжение принудительной установки триггеров в исходное состояние. Задержанные относительно этого момента входные импульсы поступают на синхронизирую­щие входы триггеров. С приходом первого импульса первый разряд ре­гистра заполняется логическим О (диаграмма D16.2.8), а второй — 1. Следующие за ним импульсы команды приводят к, тому, что логическая I «продвигается» из разряда в разряд, а все предыдущие разряды возвра­щаются в нулевое состояние. При по­ступлении длинного (в данном случае третьего) импульса команды воздей­ствие тактового генератора на регистр прекращаются (диаграмма D15.3.10), и напряжение логической 1 сохраня­ется лишь в соответствующем (четвер­том) разряде (диаграмма D18.I.12).

После окончания импульса одновибратора возврат регистра в исход­ное состояние запрещается напряже­нием логической 1 длинного импульса команды. С этого же момента сигналы логической 1 на выходах инверторов D25.3 и D25.4 разрешают прохожде­ние информации через элементы совпа­дения D26.I — D29.4. В рассматривае­мом примере на выходе Т появляется напряжение логического 0 — признак, наличия команды. Оно сохраняется до момента отпускания кнопки S3 на пуль­те ДУ (диаграмма D26.3.10).

Для правильной работы системы ДУ должно выполняться соотношение T„>TH + TK, где Г н—продолжитель­ность удерживания кнопки в на­жатом положении, Тн— время, необхо­димое для срабатывания исполнитель­ного устройства, например электро­магнитного реле.

При проверке работы дешифратора желательно исключить влияние канала связи пульта ДУ с блоком управления.

ТЕМА №11

1. Назначение:

цифровой переключатель рода работы для магнитофона

2. Выполняемые функции:

переключение рода работы магнитофона («Стоп», «Воспроизведение», «Перемотка вперед», «Перемотка назад», «Запись»).

3. Основные параметры:

U_пит = 5 В, Р = 0, 5 Вт.

4. Условия эксплуатации:

• Категория размещение на объекте: 1 (стационарная, работающая в отапливаемых помещениях).

• Температура: T_min = 233 K, T_max = 328 K.

• Относительная влажность при 298 К, 80%.

• Вибрация: диапазон частот 10 …30 Гц, ускорение а = 19,6 м/с².

• Прочность при транспортировании: t = 5… 10 мс, v=40…80мин^-1, а = 49 … 245 м/с, N = 13.000 ударов.

5. Конструктивные особенности:

внешний источник питания.

6. Критерии качества:

-дешевизна;

-удобство в использовании;

- надежность эксплуатации;

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АНАЛОГА

Описание аналога

Устройство, принципиальная схема которого показана на Рис 1, предназначено для магнитофона с электрическим управлением как лентопро­тяжным механизмом, так и электронной частью Основные режимы работы (рабо­чий ход ленты при воспроизведении и перемотка ее в обоих направлениях) включаются нажатием на соответствующую кнопку SI—S3, причем для перехода с од­ного из них на другой не обязательно поль­зоваться кнопкой «Стоп» (S4); при смене режима устройство само подает ком л иду на торможение ленты и только после ее пол­ной остановки включает выбранный режим. Случайное нажатие на две или большее число кнопок не опасно — ни один режим в этом случае не включается. Предусмотре­на блокировка и от случайного включения записи. Чтобы перевести магнитофон в этот режим работы, необходимо предва­рительно нажать на кнопку S4. затем, в зависимости от выбранного канала, на од­ну из кнопок S5 или S6 (или ни обе срезу, если записывается стереофоническая про­грамма) и. удерживая ее в нажатом поло­жении.— на кнопку S2. При ошибочном нажатии на кнопку любого другого режима, за исключением рабочего хода, запись не включается.

Кроме не фиксируемых в нажатом поло­жении кнопок St—S6, устройство содер­жит набор из двенадцати RS- триггеров, выполненных на микросхемах Dl — D3, D5, D6, D9 — DII (исключая элементы D9.4. D102, D 10.3, Dill), семь инверторов (D4.1 — D4.4. DI0.2, DI0.3. DILI), один элемент совпадения (D9.4). одни расшири­тель по «ИЛИ» (D8) и один элемент «2-2-2-ЗИ-4 ИЛИ-НЕ» (D7). Вкаченный режим работы индицируют светодиоды / — V6.

При подаче питания устройство устанав­ливается в режим it Стоп* RS -триггером на элементах Dl 4 н D3 2 В момент включения нижний (по схеме) вход первого из них оказывается фактически соединенным (из-за зарядки конденсатора С2) с общим проводом, что эквивалентно подаче сигнала логического 0. В результате на его выходе формируется сигнал логической 1, который поступает па нижний (также по схеме) вход элемента D3.2. В результате на вы­воде В, а следовательно, и на соединен­ном с ним входе элемента Dl 4 появляется напряжение логического 0, и триггер фик­сируется в этом состоянии.

Аналогично фиксируются в нулевом со­стоянии и триггеры остальных команд (Dl.l. D2.1; DI.2. D2.2 и Dl.3. D3.1)-Происходит это в момент соединения ниж­них (по схеме) входов элементов Dl.l — Dl.3 с общим проводом через контакты кнопки выбранного режима работы. При смене режима включенный до этого триггер возвращается в исходное (единичное) со­стояние сигналом логического 0, поступаю­щим через контакты нажимаемой кнопки на одни из входов его элемента «4И-НЕ» (D2.1, D2.2. D3.I. D3.2). Например, при переключении магнитофона из режима пе­ремотки вперед (в нулевом состоянии нахо­дится триггер на элементах Dl.l и D2.1) в режим воспроизведения (для чего кратковременно нажимают на кнопку S2) с общим проводом соединяется вывод 2 эле­мента D2.I. В результате на его выходе и соединенном с ним входе элемента Dl.l появляется напряжение логической I, в на выходе последнего — логического 0, и триг­гер фиксируется в единичном состоянии. Включение того или иного триггера инди­цируется светодиодом (VI — V4), соеди­ненным с его выходом через ограничитель­ный резистор (R5 — R8). Сигнал логи­ческого 0 через инвертор (D4.I — D4.4 поступает на вход еще одного ^-триггера (элементы D5.I и D6.I. D5.2 и D6.2: D5J и D63, D5.4 и D6.4) и один из входов элемента D7 Поскольку остальные входы этих триггеров соединены (проводом И) с датчиком движения ленты, То при нали­чии на его выходе напряжения логическо­го 0 (лента неподвижна) инвертированный сигнал управления (логическая I) пере­водит триггер выбранного режима работы в нулевое состояние и тем самым включает соответствующие исполнительные устройства (реле, электронные ключи и т. п.). Команды поступают по проводам А — Г. При движении ленты (включен, напри­мер, режим воспроизведения) с выходе дат­чика на входы элементов D5.I — D5.4 поступает напряжение логической 1. Если в этом случае нажать на кнопку S1 {*Пере мотка вперед»), то инвертированный сигнал управлении (логическая 1) с выхода эле­менте D4.1 поступит на вход соединенного с ним триггера {D5.1, D6.I) и на вывод 13 элемента D7. Поскольку состояние триггера при этом не изменится, на выходе элемента D7 появится напряжение низкого уровня, что приведет в действие тормозное устрой­ство, и движение ленты начнет замедлять­ся. После остановки ленты, когда на вы­ходе датчика появится сигнал логического 0. триггер на элементах D5.1. D6.I перей­дет о нулевое состояние, тормозное устрой­ство отключится и начнется перемотка леп­ты. Однако вновь возникший на выходе датчика движения сигнал логической I не включит тормозное устройство, так как на другом входе элемента D5.1 поддерживает­ся низкий логический потенциал. Прервать режим перемотки ленты может только сиг­нал логического 0, поступивший с выхода инвертора D4.I, а для этого триггер на элементах Dl.l, D2.1 должен перейти в единичное состояние. Иначе говоря, чтобы перевести магнитофон из режима перемотки ленты вперед в любой другой, достаточно нажать на любую из кнопок S2 — S4. Аналогично отрабатываются и остальные команды управления.

При одновременном нажатии на несколь­ко кнопок все соединенные с ними триг­геры устанавливаются в единичное со­стояние, н ни один режим не работы не включается, а если это произойдет во время рабочего хода или перемотки ленты, уст­ройство автоматически подаст команду на включение тормозного устройства, которая в этом случае поступит через расширитель D8.1 (на все четыре его входа буду г по­даны сигналы логической I от командных триггеров).

Для включения режима записи использо­ваны по два RS триггера в каждом ка­нале. Рассмотрим работу устройства на примере одного из каналов, например пер­вого Как уже говорилось, переход на запись возможен только после кратковре­менного нажатия на кнопку S4 (*Стоп»), переводящего триггер на элементах D1.4. D3.2 в нулевое состояние. Сигнал логичес­кого 0 поступает на нижний (по схеме) вход элемента D9 1 Благодаря этому, при нажатии на кнопку S5 {«Зап.1» — запись в канале /) триггер на элементах D9.I. D9.2 переходит в нулевое состояние, кото­рое сохраняется до тех пор, пока вывод 5 элемента D9.2 соединен с резистором R9. Включение в это время рабочего хода кноп­кой S2 приводит к тому, что инвертирован­ный сигнал управления поступает на вер­хний (по схеме) вход элемента D10.I и переводит три и элементе D9.3, в нулевое состояние. В ре­зультате загорается светодиод V6, а по про­воду Л поступает команда на включение режима записи в канале /. После этого кнопку S5 можно отпустить.

Режим записи выключается при поступлении сигнала логического 0 с выхода ин­вертора D4.2. т. е. при переходе в единич­ное состояние триггера на элементах DI.2, D2 2 (как уже говорилось, для этого до­статочно нажать на одну из кнопок S1, S3, S4) Включение записи кнопкой S5 во время воспроизведения или перемотки лен­ты невозможно, так как во всех этих слу­чаях триггер на элементах D9.1, D9.2 ос­тается в единичном состоянии.

Аналогично отрабатывается команда на запись в канале //. Включение этого канала индицирует светодиод V5, а команда на исполнительные устройства поступает по проводу Ж. Необходимо учесть, что в маг­нитофоне, в котором применено описывае­мое устройство, при нажатии как на кноп­ку S5, так и на кнопку S6 входной сигнал поступает в оба канала (записывается же он в том, который включен). В обоих слу­чаях на входы элемента совпадения D9.4 поступают сигналы разного уровня, поэтому на выходе инвертора D11.1 поддерживается низкий логический потенциал, и переключа­тель cAf око — стерео* (управляется по про­воду Е) соединяет входы усилителей записи друг с другом. Для стереофонической записи необходимо нажать одновременно на обе кнопки S5 и S6. В этом случае на оба входа элемента D9.4 будут поданы сигналы логической I и на выходе инвер­тора D1I.I появится напряжение высокого уровня. В результате переключатель <Моно — стерео» разомкнет входы усилителей записи и на каждый из них поступит свой сигнал стереопрограммы.

Резисторы RIO — R14, R17 служат на­грузками логических элементов D6.1 — D6.4, D10.I и D10.4 (они. как известно, имеют так называемый открытый выход). Вместо кнопок 5/ — S4 можно исполь­зовать сенсорный переключатель, аналогич­ный, например, устройству сенсорного вы­бора . программ на УКВ, примененному в музыкальном центре «Мелодия- 106-стерео» (см. статью О. Кирика в «Радио». 1979, № 3. с. 31—36).

Датчик движения ленты может быть фо­тоэлектрическим, емкостным, индукцион­ным и т. д. Для примера на рис. 2 приведена схема фотоэлектрического датчика. Его фо­тодиод VI н миниатюрную лампу накалива­ния (на схеме не показана) размешают по обе стороны диска с отверстиями, при­водимого (с помощью пассика) во враще­ние приемным или подающим узлом маг­нитофона При вращении диска транзистор V2 периодически отрывается и закрывает­ся, н на его коллекторе возникает после­довательность импульсов Постоянная со­ставляющая выпрямленного диодами V3 V4 напряжения открывает транзистор V5, в результате чего транзистор V6 также открывается, a V7 закрывается. Соответст­вующее этому состоянию высокое напряже­ние на его коллекторе используется в ка­честве сигнала логической 1, свидетельст­вующего о том. что лента движется. При остановке ленты транзистор V7 открывает­ся. Небольшое в этом случае напряжение на его коллекторе является сигналом ло­гического 0, разрешающего включение ре­жимов записи, воспроизведения ч перемот­ки ленты в любую сторону.

ТЕМА№12

1. Назначение:

приемник системы дистанционного управления.

2. Выполняемые функции:

прием импульсов в ИК диапазоне и их последующая дешифрация.

3. Основные параметры:U_пит = +12В, I = 5.1 мА, Р = 0. 0612 Вт.

4. Условия эксплуатации:

• Температура: T_min = 233 К, T_max = 328 К; (55 С).

• Влажность, 80% (298 К);

• Вибрация, 10 …30 Гц,

• Виброустойчивость: 19.6 м/сек²;

• Прочность при транспортировке: t = 5…10 мс, v=40…80мин^-1, а = 49 …245 v/с, N = 13 000 ударов.

5.Конструктивные особенности:

внешний источник питания.

6.Критерии качества:

дешевизна и эргономичность.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АНАЛОГА

ОПИСАНИЕ АНАЛОГА

MAX7042

Первый в мире высокочувствительный ОВЧ/УВЧ FSK приемник с ФАПЧ. Упакованный в миниатюрный 5x5 мм 32 контактный тонкий QFN корпус, этот приемник идеален для крупносерийных недорогих устройств, для которых чувствительность является критическим параметром. К таким устройствам можно отнести брелки от автомобильных сигнализаций, РЧ модули, охранные системы, системы дистанционного управления и телеметрические датчики, работающие в диапазонах частот 308, 315, 418 и 433.92 МГц.

MAX7042 имеет чувствительность лучше -110 dBm, что делает его лучшим FSK приемником на рынке. MAX7042 может использоваться в тех приложениях, в которых в настоящее время для обеспечения такой чувствительности используется малошумящий усилитель (LNA). Параметры этого прибора делают внешний LNA лишним, что позволяет снизить общую стоимость системы. Также MAX7042 имеет встроенный смеситель подавления помех по зеркальному каналу на 44 дБ, который устраняет необходимость использования фильтра на ПАВ, который применяется в большинстве устройств. Прибор работает от 3.3 или 5 В источника питания, при этом минимально допустимое напряжение питания равняется 2.4 В

MAX7042 содержит все активные составляющие, требующиеся в супергетеродинном приемнике: малошумящий усилитель (LNA), смеситель подавления помех по по зеркальному каналу (IR), ФАПЧ, гетеродин (LO), усилитель - ограничитель сигналов промежуточной частоты 10.7 МГц с индикатором мощности принимаемого сигнала (RSSI), демодулятор ЧМ с низким уровнем шумов и 3 В стабилизатором. Для восстановления данных имеется дифференциальный пиковый детектор сигналов основной полосы.

MAX7042 потребляет в дежурном режиме около 20 нА, а в режиме приема - всего 6.4 мА. В зависимости от выбранных элементов, MAX7042 может принять данные, имеющие скорость до 66 кбит/с (NRZ), и переключаться между дежурным режимом и режимом уверенного приема данных менее чем за 250 мкс. В периодически работающих системах малое время включения/отключения позволяет уменьшить время нахождения ее в режиме приема.

ТЕМА№13

1. Назначение:

пульт дистанционного управления.

2. Выполняемые функции:

генерирование импульсов управления, передаваемых в инфракрасном диапазоне.

3. Функциональные параметры:

• напряжение питания: 3В.

• потребляемая мощность: менее 10мВт.

4. Условия эксплуатации:

• Т_min=233K.

• T_max=328K.

• Относительная влажность при 298К: 80%.

• Ударные нагрузки: длительность ,5…10мс; частота , 40…80Гц.

• Линейное ускорение: отсутствует,

• Пониженное атмосферное давление, 61кПа.

• Вибрации: диапазон частот, 10…30Гц; виброускорение , 10,7Гц.

5. Конструктивные особенности:

питание от батареи.

5. Критерии качества:

Себестоимость должна быть по возможности меньше; дальность излучения импульсов в пределах квартиры (около 10м); упрощение пульта.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АНАЛОГА

Описание аналога

Современные устройства беспро­водного дистанционного управ­ления (УБДУ) позволяют пере­давать большое число команд, облада­ют повышенной помехозащищенностью, дальностью действия и расширенным сектором управления. И них широко применяют интегральные микросхемы, и даже специальные большие инте­гральные микросхемы. Благодаря ис­пользованию в качестве носителя ин­формации инфракрасного (ИК) излу­чения вместо ультразвуковых колеба­ний удалось значительно упростить как передающую, так и приемную части устройства

Рассматриваемое здесь устройство на ИК лучах может быть применено для беспроводного дистанционного управления цветным телевизором моде­ли УПИМЦТ-61-П. При расстоянии до 6 м от пульта управлении до теле­визора и при угле управления не менее ПО0 устройство обеспечивает пе­редачу и прием одиннадцати команд: включение и выключение телевизора, кратковременное выключение, а затем включение звука, переключение про­грамм «по кольцу», увеличение и умень­шение яркости н насыщенности цветов изображения и громкости звука. Кроме того, при включении телевизора уст­ройство устанавливает средние значе­ния регулируемых параметров (яркости, насыщенности и громкости). Команды управления в устройстве выполняются не позже, чем через 1 с.

Устройство состоит из двух функцио­нально законченных блоков: автоном­ного пульта управления, которому посвящена данная статья, и встраивае­мого в телевизор приемника, который будет описан в следующей публикации.

В пульте управления формируется (кодируется; сигнал команды. Затем он преобразуется в радиосигнал для повышения помехоустойчивости, усили­вается и модулирует по интенсивности И К лучи излучателей. Пульт питается от четырех элементов 316. Его разме­ры — 130x65x30 мм.

Приемник УБДУ улавливает и селек­тирует сигнал команды, декодирует его и преобразует из цифровой формы в аналоговую для регулировки анало­говых параметров (яркости, насыщен­ности и громкости) телевизора. Прием­ник разработан в соответствии с мо­дульным принципом конструирования. Питается приемник от сети напряжением 220 В с допустимыми отклонения­ми от номинальною значения +5 и -10%.

Структура сигнала команды, форми­руемого в пульте управления, показана на рис. 1 3-й с. обложки. Он состоит из тактового импульса длительностью т, и командного импульса длитель­ностью тк. Сигналы различных команд отличаются друг от друга расположе­нием командного импульса относитель­но тактового, т. е. временем /h После тактового импульса и перед ним преду­смотрены защитные промежутки т3| и г;12. в которых командные импульсы не формируются и которые равны длитель­ности командного импульса. Они слу­жат для разделения тактового и командного импульсов. Все временные промежутки сигнала команды кратны периоду сигнала генератора в пульте управления.

Структурная схема пульта управле­ния приведена на рис. 2 обложки. При нажатии на каждую из одиннадцати кнопок коммутатора команд 8 напря­жение питания от источника 10 подает­ся сначала на выключатель питания 9 (на выходной каскад оно поступает постоянно), а затем уже на остальные узлы пульта управления. С задающего генератора / импульсы проходят на де­литель 2, а затем на четырехразрядный счетчик 3. Импульсы с его выходов последовательно переключают инфор­мационные входы управляемого ком­мутатора .5, на которые воздействует коммутатор команд. Управляемый ком­мутатор формирует сигнал команды, ко­торый поступает на один из входов эле­ментами» 6. На второй его вход прихо­дят импульсы из задающего ге­нератора На выходе элемента «И» образуется сигнал команды с ча­стотным заполнением импульса­ми задающего генератора. Далее сигнал усиливается в выходном каскаде 7 до амплитуды, достаточной для модуляции интенсивности лучей излучателей //. Формирователь импульсов начальной установки 4 переводит делитель и счет­чик в нулевое состояние и задерживает их включение на время вхождения задающего генератора в режим генера­ции после включения питания пульта.

Принципиальная схема пульта изоб­ражена на рис 1 в тексте, а осцилло­граммы в характерных точках — на рис. 2. Напряжение питания на выходной каскад (транзисторы V3 и V4) пульта управления поступает от источ­ника питания GBI непосредственно, а на остальные узлы -через выключа­тель питания на транзисторе V5. При не нажатых кнопках команд St—5// коммутатора команд транзисторы вы­ходного каскада и выключателя пита­ния закрыты, в результате чего мощ­ность, потребляемая пультом от источ­ника питания, незначительна.

Работу пульта управления при нижа-1ин любой кнопки команд S/—5// одинакова. Рассмотрим, например, переда­чу команды выключения громкости *Гр. выкл.», т. е. при нажатии на кноп­ку S5. В этом случае напряжение от источника питания GB1 через делитель R8R18 и ограничительный резистор R19 воздействует на базу транзистора V5 выключателя питания и открывает его до насыщения. В ре­зультате напряжение питания поступает на все узлы пульта.

Задающий генератор, собранный на транзисторе VI и элементах DU и DI.4, формирует импульсы с частотой следования 32,768 кГц, которая стаби­лизирована кварцем ZI. С выхода гене­ратора (вывод 12 элемента DL4) эти

импульсы приходят на делитель, реализованный на микросхемах D2—D4. с коэффициентом деления 1024 (210). Выход делителя (вывод 12 микросхе­мы D4) соединен со входом счетчика D5. Выводы / и 2 установки в нулевое состояние счетчиков D4 и D5 соеди­нены с выходом формирователя импульсов начальной установки, собранного на элементе D1.2 и транзисторе V2. При включении питания (после нажа­тия кнопки S5) входной ток элемен­та DI.2 быстро заряжает конденса­тор С2. Положительное напряжение, возникшее на выходе этого элемента, начнет заряжать конденсатор СЗ через открывшийся транзистор V2. На входе 6 элемента, соединенном через тран­зистор -с общим проводом, будет уровень 0. поэтому па выходе 7 элемента удерживается уровень 1. Причем микро­схемы D4 н D5 находятся в нулевом состоянии и не могут работать.

По мере зарядки конденсатора СЗ напряжение на базе транзистора V2 уменьшается. При значении этого напряжения 0,6.. 0.7 В транзистор V2 закрывается. На входе 6 элемента D1.2 возникает уровень 1, а следовательно, на выходе 7 — уровень 0, который разрешает работать счетчикам D4 и D5. Такая задержка включения счетчи­ков (рис. 2) необходима для вхождения задающего генератора в режим устой­чивой генерации. После включения на выводе 12 счетчика D4 и выводах 13. 9, 10 и 12 счетчика D5 формируются последовательности импульсов (рис. 2) с частотой следования 32, 16, 8, 4 и 2 Гц соответственно. выводов 13. 9. 10 счетчика D5 им­пульсы поступают на управляющие вхо­ды 10, 9, 8 коммутаторов D6 и D7. Эти импульсы последовательно «опрашива­ют» информационные входы коммута­торов. Частота «опроса» равна 32 Гц. Если информационный вход соединен с общим проводом, то на выходе комму­татора формируется положительный импульс, длительность которого равна периоду «опроса». В том случае, когда информационный вход не соединен ни с чем или на него подано положи­тельное напряжение уровня 1, то на выходе коммутатора будет уровень 0.

Информационные входы 12—14 ком­мутатора D6 и входы /—3,5,6, 12—14 коммутатора D7 соединены с кнопками команд S/—S11. При нажатии на любую кнопку подключенный к ней информационный вход оказывается через открытый транзистор V5 и резистор R19 замкнутым с общим проводом. В рассматриваемом случае, когда нажа­та кнопка S5. с общим проводом соеди­нен вход 5 коммутатора D7. Кроме того, входы / и 6 коммутатора D6 по­стоянно не соединены ни с чем, а его входы 2, 3, 5 подключены к общему проводу для формирования сигнала команды. Поэтому при возникновении первого же импульса на выходе 13 счетчика D5 в интервале /, показанном на рис. 2, на выходе коммутатора D6 будет уровень 1, в интервалах 2 и 3 при дальнейшей работе счетчика D5 — так­же уровень 1, а в 4—8 — уровень 0. На выходе же коммутатора D7 в интер­вале / возникает также уровень I, а в остальных интервалах — уровень 0. Далее цикл работы коммутаторов пов­торяется.

Сигнал с выхода коммутатора D6 поступает на один из входов элемента D8.4, а с выхода коммутатора D7 — на один из входов элемента D8.2. На другой вход элемента D8.2 воздейству­ют импульсы с выхода 12 счетчика D5 непосредственно, а на другой вход эле­мента D8.4 — эти же импульсы, но инвертированные элементом D8.1 (рис. 2). Поэтому на выходы элемен­тов D8.4 и D8.2 проходят импульсы. сформированные коммутаторами D6 и D7, по не каждый, а через один

(рис. 2). Они суммируются в элементу D8.8 и заполняются импульсами задаю­щего генератора в элементе D1.3.

Сформированный таким образом сиг­нал команды усиливается по току в вы­ходном каскаде на транзисторах V3 и V4 и модулирует ток, проходящий через светодиоды V7 и V8 излучателей. Они излучают инфракрасные колебания в соответствии с сигналом команды.

В пульте управления использованы конденсаторы К50-6 (С1, СЗ) и кон­денсатор KM (С2), резистор МОН-0,5 (R17) и резисторы МЛТ-0,125 (осталь­ные). Вместо диода КД521В (V6) мож­но применить любой маломощный диод. Кроме указанных на схеме, в пульте можно ' использовать транзисторы КТ342В, КТ373В (VI)) КТ312В, КТ306Б (VI, V2); КТ203В, КТ208Б (V3); КТ814Г, KT8I6A— КТ816Г (V4).

Кроме батареи питания, все детали пульта управления, внешний вид кото­рого показан на рис. 3 обложки, раз­мещены на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита, изоб­раженной на рис. 4 обложки В одном из торцов пульта предусмотрено отвер­стие с размерами 50x15 мм. напротив которого расположены светодиоды, смонтированные на плате. Отверстие закрыто красным светофильтром из органического стекла.

Один из контактов каждой кнопки управления выполнен в виде площадки фольги на печатной плате. Эти контак­ты кнопок на принципиальной схеме и на печатной плате помечены одним и тем же номером. Расположение кон­тактов на плате определяет положение отверстий для кнопок управления на передней панели пульта, располагае­мой на расстоянии 5 мм от платы.

Конструкция кнопок показана на рис. 5 обложки. Как видно на рисунке, кнопки спарены. Кнопки / (их форма может быть произвольной) выступают над передней панелью пульта. Коромыс­ло 2, выполненное из токопроводящего упругого материала, например, бронзы или латуни, опирается (можно при­клеить) на амортизатор 3 из пористой резины, приклеенной к плате. Коро­мысла всех кнопок соединены гибким проводом между собой и подключены к точке 3 платы.

При проверке работоспособности, нажав на любую из кнопок команд 5/—S11, убеждаются в наличии напря­жения между базой и эмиттером тран­зистора V5, которое должно быть не более 0,4 В, наличии сигнала частотой 32.768 кГц на выходе задающего гене­ратора (вывод 12 элемента D1.4), а также сигнала команды на резисто­ре R17. амплитуда которого в импульсе должна быть около 1,5 В.

ТЕМА№14

1. Назначение:

универсальный регулятор мощности.

2. Функциональные параметры:

• Напряжение входное: ~220В.

• Напряжение выходное:0  220В.

• Регулируемая мощность: не менее 1200Вт.

3. Условия эксплуатации:

• T_min=233K (-40⁰C).

• T_max=333K (+60⁰C).

• Относительная влажность: 80%\+30⁰С.

4. Вибрационные нагрузки:

• f_н=10Гц,

• f_в=70Гц,

• а=19,6м/с.

5. Критерии качества:

• минимальная стоимость,

• плавное регулирование мощности,

• минимальное количество деталей.

Принципиальная схема аналога

ТЕМА№15

1. Назначение:

программатор.

2. Выполняемые функции:

устройство записи цифровой информации.

3. Основные параметры функционирования:

мощность в режиме просмотра-1,5Вт, мощность в режиме записи – 2,5Вт, U_пит-+5Вт, U_прог-12,5…25В, I_min-240mA, I_max-300mA, I_прог-100mA,f_кварц-5…15МГц, t_прог-0,1…12,5мин.

4. Условия эксплуатации:

• Устойчивость к механическим воздействиям: прочность при синусоидальных вибрациях v=20Гц, а=19м/с², t>=0,5 часа; прочность при транспортировании t=5…10мс, v=40…80мин^-1, а=245м/c², N_=13000ударов.

• Минимальное атмосферное давление: р=61кПа, =263К, t=6ч.

• Воздействие пониженной температуры: пред=233К, раб=278К, t=6ч.

• Воздействие повышенной температуры: пред=328К, раб=313К, t=6ч.

• Воздействие повышенной влажности: Вл.=80%, =298К, t=48ч.

• Воздействие соляного (морского) тумана с дисперсностью (95% капель) А и водностью В: =300К, А=1…10мкм, В=2…3г/м³, t=24ч.

5. Конструктивные особенности:

внешний источник питания, лицевая панель содержит клавиатуру, знакоиндикатор, две панели для ПЗУ, элементная база – комплект ОЭВМ серии 1816ВЕ35.

5. Критерии качества:

дешевизна и эргономичность.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АНАЛОГА

Описание аналога

Далеко не всем известно, что в МК семейства AVR предусмот­рены два режима загрузки информации во внутреннюю память (программирования): параллельный и последовательный. Для первого характерны расширенные возможности и повышенная скорость загрузки. Во втором выполняются лишь самые необхо­димые операции, скорость загрузки меньше, но обычно называ­емое программатором устройство, соединяющее МК с портом компьютера, отличается предельной простотой. В большинстве случаев МК семейства AVR программируют именно через после­довательный интерфейс, но бывает, что без параллельного про­грамматора не обойтись...

Причиной, заставляющей применить параллельный программатор, мо­жет стать как отсутствие в выбранном МК последовательного интерфейса (его нет, скажем, в МК ATtiny28), так и необходи­мость изменить состояние некоторых конфигурационных разрядов, недоступ­ных при последовательном программи­ровании. Случается, например, что при предыдущем программировании вход установки МК в исходное состояние был сконфигурирован как вход—выход обще­го назначения. Если такой МК придется перепрограммировать, сделать это в по­следовательном режиме не удастся, МК просто не перейдет в режим программи­рования. А параллельный программатор легко выполнит поставленную задачу.

К сожалению, параллельные про­грамматоры слишком сложны и дороги.

Большинство из них — универсальные устройства, что еще больше увеличива­ет стоимость. Повторять их в любитель­ских условиях нецелесообразно, по­скольку многие заложенные в эти изде­лия возможности никогда не пригодят­ся на практике.

Описание сравнительно простого параллельного программатора для ми­кроконтроллеров семейства AVR уда­лось найти на домашней странице японского инженера, пользующегося в Интернете именем ChaN [1]. Этот же программатор работает с восьмивы-водными МК семейства в режиме "вы­соковольтного" последовательного программирования (High-Voltage Serial Programming Mode). Он и послужил ос­новой разработки, предлагаемой вни­манию читателей.

Схема программатора представле­на на рис. 1. Прежде чем приступать к его изготовлению, проверьте порт LPT своего компьютера. Если высокий логический уровень на выходных ли­ниях порта не менее 3,5 В, буферные микросхемы DD1, DD2 можно не уста­навливать, а провода, идущие к их вы­ходам, соединить с правыми (по схе­ме) выводами резисторов R2—R9, R12, R13. ЦепьХТАИ — с резисторомR2, цепь ОЕ — с резистором R3 и так далее.

На разъем Х1 подают от внешнего источника постоянное напряжение 15... 18 В. Источник должен быть спосо­бен отдавать ток не менее 150 мА. На­пряжение +12 В и +5 В для питания уз­лов программатора и программируе­мой микросхемы получены с помощью интегральных стабилизаторов напряже­ния. Светодиод HL2 сигнализирует, что на программатор подано питание.

Замена примененного в оригиналь­ном устройстве для получения напряже­ния +12 В импульсного преобразовате­ля напряжения на микросхеме NJM2352D линейным стабилизатором позволила упростить программатор и заодно избавиться от некоторых доро­гостоящих деталей.

Напряжение питания +5 В и необхо­димое для включения режима програм­мирования напряжение +12 В поступа­ют на программируемую микросхему через коммутаторы на транзисторах VT1—VT4. Коммутаторами управляют сигналы, формируемые компьютером на линиях STROBE и AUTOLF порта LPT. Включенный светодиод HL1 показывает, что МК переведен в режим программи­рования. Другие сигналы управления программированием поступают на МК с линий порта через буферные усилите­ли DD1 и DD2 или непосредственно, ес­ли буферы отсутствуют.

Преобразование сформированного компьютером последовательного кода в параллельный, подаваемый на вось­миразрядную шину данных (DO—D7) программируемого МК, производится с помощью сдвигового регистра DD3. Он же выполняет обратное преобразо­вание при передаче информации из МК в компьютер.

Внешний вид изготовленного про­грамматора показан на рис. 2. К его вилке ХЗ, находящейся на правой боко­вой стенке, подключают переходники для программирования различных МК. На рис. 3—8 показаны схемы переход­ников, состоящих (за исключением пе­реходника для восьмивыводных МК) из соединенных соответствующим обра­зом розетки Х1, стыкуемой с вилкой ХЗ программатора, и панели Х2, в которую

для AT90S2333, AT90S4433, ATmega8, ATmega48, ATmega88, ATmega168, ATtiny28

Рис. 5

устанавливают программируемый МК. Типы МК, для которых предназначены переходники, указаны на схемах. Если изготовить нужные переходники, про­грамматор сможет работать также с 64-выводными МК ATmega64, АТтедаЮЗ, АТтеда128, АТтеда165, АТтеда169, АТтеда325, АТтеда329, АТтедабОЗ, АТтеда645, АТтеда649 и со 100-вывод-ными АТтеда3250, АТтеда3290, АТтеда6450, АТтеда6490.

Налаживание программатора начи­нают с проверки правильности монта­жа. Далее подключают вилку Х2 про­грамматора к розетке порта LPT на сис­темном блоке компьютера, работающе­го под управлением DOS или в DOS-сессии Windows. Затем включают пита­ние программатора, а на компьютере запускают программу AVRXCHK.COM, извлеченную из архива [2].

Э та программа предназначена для

проверки работоспособности програм­матора, т. е. с ее помощью можно изме­нять логические уровни сигналов на вы­ходных гнездах панели для программи­руемой микросхемы и проверять их на входных. Учтите, что используемые в этой программе и упоминаемые далее в статье номера гнезд панели относятся к программатору с переходником, со­бранным по схеме, изображенной на рис. 3.

Прежде всего проверяют выходные цепи. Клавишами управления курсором перемещают его по экрану, поочередно устанавливая под номером каждого проверяемого гнезда. Нажимая на кла­вишу "пробел", изменяют установлен­ный на этом гнезде логический уровень: L — низкий (близкий к 0 В), Н — высокий (близкий к 5 В). На гнезде 1 напряжение уровня Н должно быть близким к 12 В.

Если найдены гнезда, уровни напря­жения на которых принимают промежу­точные значения, следует найти и уст­ранить причины этого дефекта, а затем повторить проверку. Одновременное изменение уровней на нескольких гнез­дах свидетельствует о наличии замыка­ний в монтаже, которые также следует найти и устранить.

Для AT90S4414, AT90S8515,

ATmega161, ATmega8515, ATmega162

Рис. 6

Д ля AT90S4434,

AT90S8535, ATmega8535,

ATmega163, ATmega323, ATmega16, ATmega32

Рис. 7

Для AT90S2323, AT90S2343, ATtinyl0, ATtinyl 1, ATtinyl 2, ATtinyl 3, ATtinyl 5, ATtiny22, ATtiny25, ATtiny45, ATtiny85.

Рис. 8

Добившись правильной работы выхо­дов и установив на всех выходных гнез­дах уровни L, а на гнезде 20 — Н, нажи­мают на клавишу Enter и начинают про­верку входов. Проводом, вставленным в гнездо 10 панели, поочередно соединяют с общим проводом ее гнезда 3, 12—19, при этом буква Н у номера про­веряемого гнезда на экране компьютера должна Сменяться буквой L. Если изме­нения уровней фиксируются четко, про­верку можно считать успешной.

Иногда, особенно при соединении вилки Х2 программатора с портом LPTкомпьютера слишком длинным кабе­лем, наблюдаются сбои. Их удается, как правило, устранить, подключив конден­саторы емкостью 470... 1000 пФ между контактами 10 и 11 вилки Х2 и общим проводом (ее контактами 18—25).

На сайте <http://www.elm-chan.org> имеются два варианта бесплатной про­ граммы для управления описанным программатором. Один из них AVRXP.COM [2] работает под управле­ нием MS DOS и Windows версий З.Х, 95, 98, ME и позволяет программировать МК AT90S1200, AT90S2313,

AT90S2323, AT90S2333, AT90S2343, AT90S4414, AT90S4433, AT90S4434, AT90S8515, AT90S8535, АТгледа16, ATmega161, ATmega162, ATmega163, ATmega168, ATmega169, ATmega32, ATmega323, ATmega48, ATmega8, ATmega8515, ATmega8535, ATmega88, ATtinylO, ATtinyll, ATtiny12, ATtiny15, ATtiny22, ATtiny26, ATtiny28.

В варианте для Windows 95, 98, ME, NT, 2000, XP к ним добавляются ATtiny13, ATtiny24, ATtiny25, ATtiny44, ATtiny45, ATtiny84, ATtiny85, ATtiny2313, ATmega64, АТпледаЮЗ, ATmega128, ATmega165, ATmega325, ATmega329, ATmega406, АТтедабОЗ, АТтеда640, ATmega645, ATmega649, АТтеда1280, АТтеда1281, ATmega2560, ATmega2561, АТтеда3250, АТтеда3290, АТтеда6450, АТтеда6490, AT90PWM2, AT90PWM3. Этот вариант программы называется AVRPP.EXE [3].

По указанным ссылкам находятся не только исполняемые файлы указанных программ, но и их исходные тексты. Этим можно воспользоваться для со­вершенствования программ, хотя, по моему мнению, единственныйих не­достаток — довольно неудобный запуск: только из командной строки MS DOS или в окне MS DOS системы Windows. Опции командной строки для обеих про­грамм одинаковы, за исключением того, что их признаком для программы AVRXP.COM служит знак "/". а для про­граммы AVRPP.EXE — знак "минус".

Чтобы программа AVRPP.EXE работа­ла в среде Windows NT, 2000, ХР необхо­дим драйвер GIVEIO.SYS. Его следует скопировать из архива [3] в папку WIN-DOWS/SYSTEM32/, а затем запустить программу AVRPP.EXE с опцией -г (регис­трация драйвера). Для этого нужно обла­дать правами администратора операци­онной системы.

Прежде чем при включенном пита­нии программатора вставлять в его па­нель подлежащий программированию МК, обязательно запустите на компью­тере программу, управляющую про­граммированием. Она инициализирует программатор и установит на всех гнез­дах его панели безопасные для МК уровни напряжения. В противном слу­чае комбинация уровней будет случай­ной и может оказаться такой, что со­держимое памяти МК будет искажено, а сам он выведен из строя.

Для программирования МК доста­точно запустить программу одной из команд (в зависимости от используе­мой программы)

avrxp файл1.hex файл2.еер avrpp файл1.hex файл2.еер,

где файл1, файл2 — имена НЕХ-фай-лов, содержащих информацию для за­писи соответственно во FLASH-память и в EEPROM МК. Указывать расширения имен этих файлов обязательно. После запуска управляющей программы на экран компьютера будет выведено со­общение, что микросхему можно вста­вить в панель. Тип установленного МК программа определит автоматически, прочитав код-идентификатор из специ­альной области его памяти. По завер­шении цикла программирования можно извлечь МК из панели, не отключая пи­тание, и при необходимости вставить в нее другой МК. Уровни на гнездах па­нели остаются безопасными. По командам

avrxp /v Файл1.Ьех Файл2.еер avrpp -v Файл1.Ьех Файл2.еер

будет произведено сравнение записан­ной в МК информации с содержимым НЕХ-файлов.

Для чтения FLASH-памяти МК с запи­сью ее содержимого в НЕХ-файл пода­ют команды

avrxp /rp > Файл.hex avrpp -rp > Файл.hex

Команды для чтения EEPROM имеют вид

avrxp /re > Файл.еер avrpp -re > Файл.еер

Другие опции программ:

е — стереть все содержимое памяти МК;

с — копировать калибровочные бай­ты;

1<код> — установить блокировку па­мяти МК;

rf — прочитать конфигурацию;

т{1|п|х}<значение> — записать кон­фигурационный байт (I — младший, h — старший, х — расширенный).

Конфигурационную и калибровоч­ную информации при использовании программы AVRXP.COM вводят в шест­надцатиричном формате, например,

avrxp /fll2

а при использовании AVRPP.EXE — в двоичном: avrpp -f 110010

В аварийных ситуациях обе про­граммы выводят на экран компьютера сообщения об ошибках. Например, при попытке записать в МК информа­цию, объем которой превышает инфор­мационную емкость его памяти, будет выведено сообщение об этом и про­грамма завершится, не выполнив про­граммирование.

Тема №16

1. Назначение:

приёмник прямого усиления предназначен для приёма радиовещательных программ диапазонов длинных и средних волн.

2. Выполняемые функции:

прием, усиление и воспроизведение радиосигнала.

3. Основные параметры функционирования:

Uп=6В, Iп.max=50мА, Iп.min=8мА, Рпот.max=300мВт.

4. Условия эксплуатации:

• Температура: Tmin=-10⁰C, Tmax=+50⁰C.

• Удары (ГОСТ16019-78): длительность ударного импульса 5…10мс, ускорение максимальное 98м/с², количество ударов >=6000.

• Вибрации: диапазон частот 10…30Гц, виброускорение 39,2м/с².

• Пониженное атмосферное давление: 61кПа.

• Влажность: 85% при Т=35⁰С.

• Хранение в отапливаемых складских помещениях при Т=+1…+35⁰С.

5. Конструктивные особенности:

разборный корпус, лицевая панель.

5. Критерии качества:

хороший звук, масса, габариты, стоимость.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АНАЛОГА

ОПИСАНИЕ АНАЛОГА

Эта многофункциональная Сг микросхема специально пред­назначена для использования в супергетеродинных радиоприем­никах и содержит смеситель, ге­теродин, усилитель промежуточ­ной частоты, детектор, усили­тель звуковой частоты, стабили­затор напряжения питания, уси­литель радиочастоты. Ее устрой­ство и работа подробно рассмот­рены в |Л |. На базе этой уни­версальной микросхемы можно собрать компактный и сравни­тельно чувствительный радио­приемник прямого усиления, устойчиво работающий при из­менении питающего напряже­ния от 3 до 0 (и даже 12) Б. В этом случае используются почти все каскады микросхемы, за исключением смесителя, гете­родина, усилителя РЧ.

Схема приемника приведена на рис. 1. Он обеспечивает прием радиостанций в диапазоне длин­ных или средних волн, питает­ся от батареи напряжением 4,5 В, потребляя ток около 10 мА в режиме молчания и почти 35 мА при средней громкости звука. Номинальная выходная мощность достигает 100 мВт.

Работает приемник так. Выде­ленный колебательным конту­ром LIC1 магнитной антенны WA1 сигнал радиостанции по­ступает через катушку связи L2 и конденсатор С2 на вход усили­теля РЧ (вывод 2), в качестве которого использован усилитель ПЧ микросхемы. Усиленный РЧ сигнал поступает по внутренним цепям микросхемы на детектор. С его выхода (вывод 8) продетектированный сигнал поступает через конденсатор С8 и резистор R4 на регулятор громкости — переменный резистор R5, а с его движка — на вход усилителя 34 (вывод 94 Радиочастотная со­ставляющая продетектированного сигнала фильтруется конденсатором С7 и цепочкой R4R5C11. Усиленный сигнал 34 подводится через конденсатор СЮ и контакты телефонного гнезда XS1 (оно необходимо для подключения миниатюрного го­ловного телефона) к динамиче­ской головке ВА1.

Резисторы Rl—R3 обеспечи­вают необходимые режимы ра­боты каскадов микросхемы, кон­денсаторы СЗ — С6 — блокиро­вочные. С9 позволяет уменьшить искажения звука при значитель­ном снижении напряжения пи­тания.

Детали приемника размещены на печатной плате (рис. 2) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Она рас­считана на установку нижеуказанных малогабаритных дета­лей. Резисторы — МЛТ-0,125, МЛТ-0,25 или ВС-0,125 (монти­руют вертикально); переменный резистор — СПЗ-Зб, совмещен­ный с выключателем SA1, его со­противление может быть от 33 до 100 кОм. Переменный конденсатор С1 — сдвоенный КПЕ от радиоприемника «Селга» с параллельно соединенными сек­циями (для получения указан­ного на схеме изменения ем­кости), оксидные конденсато­ры — К50-6 или К50-16, осталь­ные конденсаторы — К10-7 или КМ-5. Разъем XS1 установлен на плате, но может быть выне­сен на одну из боковых стенок корпуса приемника. Динамиче­ская головка 0.2ГД-1 или более современная малогабаритная го­ловка (диаметром не более 60 мм и высотой до 30 мм) со звуковой катушкой сопротив­лением 6... 10 Ом и номиналь­ной мощностью до 0,5 Вт. В ка­честве источника питания при­менены три последовательно соединенных элемента 316, для которых на плате установлен!.: пружинящие контакты.

Магнитная антенна выполне­на на стержне диаметром 8 и длиной 65 мм из феррита 400НН (можно 600НН). Катушка L1 для диапазона ДВ содержит 160 витков провода ПЭВ-1 0,1, намо­танных в навал в четыре секции по 40 витков, катушка L2 — 6...8 витков провода ПЭВ-1 0,2. Обе катушки наматывают на ферритовый стержень поверх самодельного бумажного карка­са. Для диапазона С В катушка L1 должна содержать 70 витков провода ЛЭШО 10X0,07 (по­дойдет ПЭВ-1 0,2), намотанных виток к витку в один слой. Антенну крепят к плате хомути­ками из изоляционного мате­риала.

Плату с деталями (кроме ди­намической головки) разме­щают в корпусе подходящих га­баритов (рис. 3). Динамическую головку крепят к передней стен­ке корпуса (напротив диффузо­ра сверлят отверстия и закры­вают их тонкой тканью), а в боковых стенках пропиливают пазы для ручек настройки и ре­гулятора громкости.

Если при включении приемни­ка появится самовозбуждение, необходимо поменять местами выводы катушки L2. Далее на­строив приемник на мощную ра­диостанцию, снижают напряже­ние питания до 3 В и подбо­ром резистора R2 добиваются наименьших искажений звука. Для этих же целей можно ре­комендовать включение после­довательно с конденсатором С5 резистора сопротивлением 27... 36 Ом. Максимальную чувстви­тельность приемника устанавли­вают подбором резистора R3.

Большей громкости звука и чувствительности приемника удастся добиться, конечно, при питании его от источника напря­жением 9 В (батарея «Крона» или «Корунд»), но в этом ва­рианте следует установить кон­денсатор С9 на номинальное на­пряжение не менее 10 В.

Тема№17

1. Назначение:

Универсальный сетевой преобразователь предназначен для питания маломощной радиоэлектронной аппаратуры постоянным током (электронные настенные часы, микрокалькуляторы, электронные игрушки и т.п.)

2. Технические характеристики прибора:

• входные напряжения ~ 220 В  15%, 50гц ;

• максимальная мощность нагрузки 3Вт;

• частота преобразования, кГц 35;

• коэффициент полезного действия  70 %;

• удельная мощность, Вт/дм³, 115;

• должна быть предусмотрена регулировка выходного напряжения в пределах 0…. 5 В;

• коэффициент пульсаций  2%;

• масса блока питания  300 г.;

• габариты печатной платы  60  40 мм² ;

• устройство поместить в алюминиевый корпус, который должен иметь один входной и один выходной разъемы.

3. Условия эксплуатации:

• температура от - 10 до + 40⁰ С;

• влажность  80 %; t = 25º С;

• ударные перегрузки,   2g;

• хранение в отапливаемых помещениях с влажностью  90 %;t =25º С;

• вибрации в диапазоне ∆ f 10-70 гц;

• транспортировка любым видом транспорта на неограниченную дальность.

4. Производственно-экономические показатели:

• вид производства мелкосерийное;

• Группа 1.

5. Требование к качественным показателям:

• наработка на отказ  5000 часов.

6. Специальные требования:

Выходные разъемы должны позволять подключение к любым маломощным радиоэлектронным устройствам, а входные - обеспечить соблюдение правил электробезопасности при эксплуатации.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АНАЛОГА

Описание аналога

Преобразователь предназначен для питания радиоэлектронной аппара­туры переменным напряжением 220 В от автономного низковольтного источника постоянного тока, например автомо­бильной аккумуляторной батареи. Он собран на современных мощных пере­ключательных полевых транзисторах [1] и специализированной микросхеме КР1211ЕУ1 [2]. Именно поэтому устрой­ство весьма экономично, а его габариты определяются в основном размерами повышающего трансформатора.

Схема преобразователя показана на рис. 1. В узле управления применена микросхема КР1211ЕУ1 (DA2), которая формирует прямоугольные импульсы для полевых транзисторов. Частоту им­пульсов определяют параметры цепи R4R5C10. Управляющие импульсы фор­мируются так, что между ними сущест­вует пауза. Таким образом, исключает­ся возможность протекания сквозного тока через транзисторы и, соответст­венно, повышается КПД преобразова­теля. Полевые транзисторы VT1, VT2 коммутируют первичную обмотку повы­шающего трансформатора Т1. Конден­саторы С11, С12, подключенные парал­лельно вторичной обмотке, сглаживают форму выходного напряжения.

В устройстве применены полевые транзисторы IRL2505 Их основные параметры: сопротивление открытого ка­нала — 0,008 Ом, максимальный ток стока — 104 А (при температуре окружа­ющей среды 25 °С) и 74 А (при темпера­туре 70 °С), максимальный импульсный ток — 360 А, максимальная рассеивае­мая мощность — 200 Вт, напряжение сток—исток — 55 В, напряжение за­твор—исток — 16 В. Если мощность преобразователя не превышает 350 Вт, транзисторы допустимо не устанавли­вать на теплоотводы, уменьшив тем са­мым габариты устройства.

Питают узел управления от стабили­затора напряжения DA1. При включе­нии питания цепь R3C9 обеспечивает запуск микросхемы DA2 с некоторой задержкой, необходимой для оконча­ния переходных процессов. На реле К1 собран узел защиты преобразователя от перегрузки по току. Когда потребля­емый ток увеличится сверх установ­ленного уровня, реле сработает и его контакты К1.1 замкнутся. На вход FC микросхемы DA2 поступит высокий уровень, поэтому на ее выходах уста­новится низкий уровень — транзисто­ры закроются, и работа преобразовате­ля прекратится. Для его повторного за­пуска следует выключить и затем снова включить питание.

Светодиод HL1 индицирует наличие напряжения питания, а неоновая лампа HL2 — напряжения на выходе преобра­зователя.

Стабилизатор 78L09 допустимо за­менить на 78L82 или на отечественные микросхемы КР1157ЕН802А,

КР1157ЕН902А. В устройстве примене­ны конденсаторы: С1—С4 — К50-35, К50-46 или аналогичные импортные; С5—С9 — К53-16 или импортные танталовые, СЮ — К10-17а, желательно с малым ТКЕ; С11, С12 — К73-17. Кон­денсаторы С1—С8 должны иметь выво­ды минимальной длины. Подстроечный резистор — СПЗ-19, постоянные — МЛТ, С2-33, светодиод — любой с номиналь­ным током 10 20 мА. В преобразовате­ле следует использовать выключатель, рассчитанный на соответствующий ток, который определяется максимальной мощностью нагрузки.

Токовое реле К1 — самодельное. Его обмотка выполнена медным изолирован­ным проводом диаметром 2 мм, намо­танным на оправке диаметром 3...4 мм. Внутрь катушки помещают геркон КЭМ2 (такие применены, например, в реле РЭС44). Приблизительное число витков для тока срабатывания около 10 А — 2. Чувствительность реле можно плавно ре­гулировать, изменяя положение геркона в катушке. После окончательного нала­живания геркон фиксируют клеем. Можно также при­менить реле серии РЭС55. Его не раз­бирают, а обмотку наматывают поверх корпуса.

Трансформатор Т1 — готовый по­нижающий сете­вой, его мощность, в первую очередь, и определяет мощ­ность всего преоб­разователя. В ка­честве обмотки I преобразователя используют две одинаковые вто­ричные обмотки с номинальным на­пряжением по11...12 В, они должны быть рас­считаны на соот­ветствующий ток. Сетевая обмотка трансформатора в нашем случае будет выходной.

Большинство деталей размещают на печатной плате из двусторонне фольгированного стеклотекстолита, чертеж ко­торой показан на рис. 2. Фольга с про­тивоположной стороны оставлена — она выполняет функцию общего прово­да, ее соединяют с минусовым выводом источника. Чтобы уменьшить сопротив­ление печатных проводников силовой части преобразователя, по которым протекает значительный ток, поверх фольги припаивают несколько провод­ников диаметром 1,2...1,5 мм. Выводы деталей соединяют с общим проводом через круглые отверстия в плате. Белы­ми квадратными точками показаны мес­та пайки выводов деталей к печатным проводникам. Соединительные провод­ники должны иметь соответствующее сечение, не менее 1,5...2 мм2. Их следу­ет припаивать ближе к стоковым выво­дам транзисторов, поскольку они обес­печивают дополнительный отвод тепла.

Налаживание следует начать с уста­новки частоты преобразователя. Для этого первичную обмотку транс­форматора временно отсоединяют от плюсовой линии питания, а к одному из выходов микросхемы DA2 подключают осциллограф или частотомер. Подстроечным резистором R4 устанавливают частоту 50 Гц. Затем восстанавливают соединение первичной обмотки транс­форматора с плюсовой линией питания. Подбором емкости конденсаторов С11, С12 добиваются формы выходного на­пряжения, близкой к синусоидальной. Для уменьшения длины и, соответствен­но, потерь в соединительных проводах плату прикрепляют непосредственно к трансформатору. Преобразователь монтируют в корпусе из изоляционного материала. На боковой стенке размеща­ют выключатель, элементы индикации и розетку XS1, а на ее выводах — резис­торы R6, R7 и конденсаторы С11, С12

ТЕМА №18

1. Назначение:

Прибор предназначен для настройки высококачественной аппаратуры усилителей звуковых частот.

2. Технические характеристики:

• масса прибора  1к г;

• габариты 200  80мм;

• диапазон генерируемых частот 10….10⁵ Гц.

• коэффициент гармоник, % не более в полосе частот, Гц

а) 1 10²,……..0,4;

б) 10² 10⁴ ,……..0,02;

в) 10⁴ 10⁵ ,…… 1;

• неравномерность, д Б не более……0,2;

• максимальное выходное напряжение (при сопротивлении нагрузки 600ом не менее…5В)

3. Условия эксплуатации:

• температура от -10 до + 50^º С;

• влажность  90 % при t = + 35 º С;

• хранение в отапливаемых складских помещениях при t = -1⁰ до + 40º и влажности  80%;

• транспортировка любым видом транспорта на неограниченные расстояния.

4. Производственно - экономические показатели:

• вид производства: мелкосерийный;

• группа 2;

5. Требования к качеству:

Наработка на отказ  6000 часов

6. Специальные требования:

На передней панели должен располагаться индикатор величины выходного напряжения

П ринципиальная схема аналога описание аналога

Регуляторы тембра является, как правило, обязательным узлом современного высококачественного устройства звуковоспроизведения. Основное его назначение – обеспечить такое регулирование АЧХ усилительного устройства, чтобы компенсировать частотные искажении, вызванные несовершенством акустических систем, или сформировать АЧХ под конкретную фонограмму с учетом акустических свойств помещения и дефектов записи фонограммы и тем самым восстановить естественный тембр звучания. В последнее время регулировки АЧХ усилителя все чаще используют многополосные регуляторы тембра – эквалайзеры(от английского equalize – уравнивать) широкополосные радиоэлектронное устройство(активные (пассивные) фильтры) , позволяющее осуществлять частотную коррекцию звуковых сигналов при записи и воспроизведении звуковых программ с учетом особенностей источника звука, качества фонограммы индивидуального вкуса слушателя, акустических характеристик помещения и др. при помощи 5-15 регуляторов тембра, каждый регулирующий свой диапазон.

Эквалайзер обеспечивает частотную коррекцию в очень широком диапазоне частот от 16 Гц – до 20-32 кГц, с его помощью можно сделать слышимой даже самую низкую ноту басовой трубы органы (~ 16 Гц) и «подавить» дребезжание корпусов на высоких частотах, при прослушивании старых грамзаписи или фонограммы можно избирательно подавить большинство посторонних шумов (скрежет, свист, шипение и др.) не воздействуя на носитель записи. Эквалайзеры используются как при записи, так и при воспроизведении музыкальных программ.

ТЕМА№19

1. Назначение:

прием радиоволн мощных радиостанций в диапазоне средних и, желательно, длинных волн.

2. Технические характеристики приёмника:

а) диапазон приёма: СВ и, желательно, ДВ;

б) выбор диапазона: ручной;

в) напряжение питания: не более 9 В;

г) потребляемая мощность: не более 3Вт;

д) масса приёмника должна быть минимальной;

е) габариты должны быть минимальными;

3. Условия эксплуатации:

а) температура 0…35 С;

б) относительная влажность при 298 К не более 93%;

в) устойчивость к механическим воздействиям:

• ударные нагрузки: длительность t = 5….10 мс,

ускорение а = 98м/с^2,

частота f = 40….80 мин^ - 1;

• вибрационные нагрузки: частота f = 10….70 Гц,

виброускорение а = 37 м/с^2.

4. Условия хранения:

в отапливаемых помещениях с влажностью не более90 % при 25ºС.

5. Время непрерывной работы  10000 ч.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АНАЛОГА

Описание аналога приемник на операционном усилителе

В радиолюбительской литературе приводилось немало описаний раз­личных приемников прямого усиления, отличающихся простотой прин­ципиальной схемы, с одной стороны, и вполне удовлетворительными техническими характеристиками — с другой. Использование в высоко­частотной части приемника операционного усилителя позволяет умень­шить ее габариты и за счет этого несколько усложнить схему питания. Как правило, в приемниках подобного типа в качестве источника питания используется батарея «Крона». Однако эти батареи имеют малую емкость и дефицитны. В то же время широкое рас­пространение получили аккумуляторные батареи 7Д-0, 1. Применение аккумуляторной батареи снимает проблему частой замены источника питания, но вынуждает использовать зарядное устройство, выполнен­ное обычно в виде отдельного прибора.

С учетом изложенного был сконструирован, изготовлен и испытан малогабаритный радиоприемник прямого усиления, рассчитанный на прием мощных радиостанций в диапазоне средних волн, показав­ший хорошие результаты. Особенностью этого приемника является использование в качестве усилителя высокой частоты и детектора одной микросхемы — операционного усилителя К140УД1А, а также раз­мещение в одном корпусе с приемником зарядного устройства для аккумуляторной батареи типа 7Д-0, I. Подключение зарядного устрой­ства к электросети осуществляется без изъятия аккумуляторной батареи из корпуса с помощью встроенной сетевой вилки.

Принципиальная схема приемника показана на рис. 1. Прием радиосигналов ведется с помощью магнитной антенны в виде ферритового стержня с размещенными на нем двумя обмотками — контурной катушки L1 и катушки связи L2. Приемник работает на фиксирован­ной частоте принимаемого сигнала, которая определяется индуктивностью контура и суммарной емкостью конденса­торов постоянной емкости С1 и С2 и подстроечного конденсатора СЗ. Конденсаторы С1 и С2 выбраны с про­тивоположными по знаку температурными коэффициента­ми емкости ТК.Е, что повышает устойчивость приема.

Конкретные значения их емкостей определяются путем подбора при настройке приемника на желаемую радио­станцию. Подстроечный конденсатор СЗ служит для ком­пенсации небольшой расстройки контура под воздей­ствием различных факторов, например из-за старения сер­дечника магнитной антенны.

Высокочастотный сигнал, выделенный контуром L2C1C2C3 посредством катушки связи L1, через ограничи­тельный резистор R1 подается на вход операционного усилителя между инвертирующим и неинвертирующим его входами. Детектирование радиосигнала происходит за счет нелинейности вольтамперных характеристик транзисторов, входящих в состав микросхемы. Низко­частотная составляющая продетектированного сигнала выделяется на нагрузочном резисторе R2, который выпол­няет функции регулятора громкости, а высокочастотная составляющая замыкается на общий провод конденса­тором Сб. Конденсаторы С5 и С4 предотвращают само­возбуждение операционного усилителя на высоких часто­тах. При однополярном питании оптимальный режим микросхемы достигается соединением вывода 4 с инвер­тирующим входом. При этом потенциал выхода опера­ционного усилителя равен половине напряжения источ­ника питания.

С регулятора громкости через разделительный кон­денсатор С7 сигнал подается на вход бестрансформа­торного усилителя звуковой частоты, который собран на трех транзисторах. Транзистор VT1 работает в каскаде предварительного усилителя и включен по схеме с общим эмиттером. Его нагрузкой в цепи коллектора является резистор R4, с которого усиленный сигнал поступает на вход выходного каскада. Выходной каскад усилителя , звуковой частоты собран по двухтактной бестрансформа­торной схеме с использованием транзисторов разной проводимости VT2 и VT3. Для предотвращения появле­ния искажений типа «ступенька» между базами выходных транзисторов создается небольшое смещение за счет включения диодов VD1 и VD2 в прямом направлении. Нагрузкой выходного каскада является динамическая головка ВА1 типа 0.25ГД-19, подключенная через разде­лительный конденсатор С9. Для улучшения работы усили­теля и стабилизации его режима в его схему введена отрицательная обратная связь по напряжению через резистор R5 с выхода усилителя на базу входного тран­зистора. Конденсатор С8 предотвращает самовозбужде­ние усилителя на высоких звуковых частотах.

Зарядное устройство представляет собой двухполупериодный выпрямитель, собранный по мостовой схеме на диодах VD3—VD6 с питанием непосредственно от сети переменного тока напряжением 220 В. Напряжение на выпрямитель подается через ограничитель тока, состоя­щий из конденсатора С12 и резистора R6. Резистор R7 обеспечивает разрядку конденсатора С12 при отклю­чении зарядного устройства от сети. Рабочее напряжение конденсатора С12 должно быть не менее 400 В. Аккуму­ляторная батарея подключена к зарядному устройству постоянно. Конденсаторы СЮ и СП служат для умень­шения выходного сопротивления источника питания на звуковых и радиочастотах. Выключатель питания прием­ника Q1 объединен с регулятором громкости.

Приемник собран из широкораспространенных радио­деталей, которые смонтированы на общей плате. Для магнитной антенны используется ферритовый стержень диаметром 8 мм и длиной 110 мм из феррита марки М400НН. Контурная катушка L2 содержит 70 витков литцендрата марки ЛЭШО 7X0,07, катушка связи L1 — 5 витков провода ПЭВ диаметром 0,12 мм. Обе катушки намотаны виток к витку на манжетках, склеенных из тонкой бумаги клеем БФ. Катушки должны с небольшим усилием перемещаться вдоль ферритового стержня.

Постоянные резисторы — типа МЛТ, конденсаторы С1 и С2 — типа КТ: один серого, а другой голубого цвета, либо один синего, а другой голубого цвета с красной точкой. Электролитические конденсаторы — ти­па К50-35, С12 типа БМТ-2, остальные конденсаторы типа КМ.

Корпус радиоприемника склеен из отдельных деталей, изготовленных из цветного оргстекла толщиной 4 мм. Он имеет вид пенала со съемной задней стенкой, которая перемещается в пазах, выфрезерованных в верхней и ни­жней стенках корпуса перед склейкой. Динамическая головка крепится на коротких шпильках МЗ, вплавлен­ных в нагретом состоянии в переднюю панель на половину ее толщины с внутренней стороны, гайками. Сетевая вилка представляет собой две латунные втулки с внутрен­ней резьбой. Втулки вплавлены в горячем состоянии в отверстия нижней стенки корпуса заподлицо с ней. Два латунных штыря с резьбой хранятся в батарейном отсеке приемника и при зарядке аккумулятора вворачи­ваются в резьбу втулок. Плата с элементами схемы лежит на опорных выступах, выполненных из кусочков оргстекла и приклеенных по углам корпуса. Плата прижи­мается к упорам съемной задней стенкой.

Приемник несложен в налаживании. Если он собран из исправных деталей и без ошибок, то начинает рабо­тать сразу после подачи питания. Если после включения из динамика раздается громкий свист, необходимо поме­нять местами выводы катушки связи и подобрать опти­мальное расстояние между ней и контурной катушкой. Передвигая обе катушки по стержню, добиваются мак­симальной громкости и фиксируют катушки каплей рас­плавленного воска или парафина. Установка катушек производится в положении регулятора громкости, соот­ветствующем максимуму.

Наиболее сложной операцией является настройка входного контура на выбранную радиостанцию. Для этого подстроечный конденсатор СЗ устанавливают в среднее положение, отключают конденсаторы С1 и С2, а вместо них подключают конденсатор переменной емкости. Вращая его ротор, настраивают приемник на радиостан­цию и по углу поворота ротора приблизительно оценивают емкость. Деля ее пополам, определяют емкости конденсаторов С1 и С2. После их установки оконча­тельную настройку производят подстроенным конденса­тором СЗ.

Для зарядки аккумуляторной батареи приоткрывают заднюю стенку, извлекают штыри сетевой вилки, ввора­чивают их во втулки и подключают приемник к сетевой розетке. Зарядка аккумулятора согласно его паспорту должна длиться 15 часов. После этого отключают прием­ник от сети, выворачивают штыри из втулок и убирают их в батарейный отсек.

ТЕМА№20

1. Назначение:

- предлагаемое устройство автоматически измеряет напряжение каждого аккумулятора батареи и в случае его разряда ниже допустимого выдаёт аварийный сигнал.

2. Технические характеристики прибора:

• напряжение питания, В 4….15;

• ток потребления, мА не более 2;

• цикл одного измерения, мс 100;

• погрешность измерения напряжения, % не более 1;

• количество аккумуляторов в батарее:

• щелочных с номинальным напряжением 1,25 В 4….8;

• кислотных с номинальным напряжением 2 В 4….6;

3. Производственно – экономические показатели:

• вид производства – мелкосерийный.

4. Условия эксплуатации:

• t = - 20….+ 60С;

• влажность 60%;

• транспортировка любым видом транспорта и на любые расстояния.

5. Требования к показателям качества:

- гарантийный срок работы зависит, и определяются только условиями эксплуатации, но не менее 10000 час.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АНАЛОГА

Описание аналога

Автоматическое разрядно-зарядное устройство для аккумуляторов

В качестве автономных источников питания широко применя­ются аккумуляторы и аккумуляторные батареи различных типов. В связи с этим возникает проблема их зарядки, так как для каж­дого из них требуется "свое" зарядное устройство. Кроме того, для увеличения срока службы некоторых аккумуляторов, напри­мер никель-кадмиевых, рекомендуется периодически прово­дить контролируемую разрядку с последующей полной заряд­кой. Предлагаемое автором автоматическое устройство пред­назначено для зарядки и проведения циклов разрядка—зарядка большой номенклатуры малогабаритных аккумуляторов.

Некоторые аккумуляторы, в частно­сти никель-кадмиевые, обладают так называемым "эффектом памяти". В зависимости от условий эксплуата­ции этот эффект может проявляться в большей или меньшей степени. Если аккумулятор предварительно не разря­дить до напряжения 0,9... 1 В, то затем

не удается зарядить его до номиналь­ной емкости. Поэтому для уменьшения влияния этого эффекта рекомендуется периодически проводить несколько циклов полной разрядки—зарядки. Предлагаемое устройство позволяет частично автоматизировать этот про­цесс и проводить зарядку и разрядку аккумуляторов током до 500 мА при на­пряжении до 12 В.

После подключе­ния аккумулятора (или батареи) оно сначала разряжает его до напряжения 0,9... 1 В на аккумулятор, затем автоматически переключает на зарядку и от­ключает после полной зарядки от за­рядной цепи в отличие от устройства, описанного в [Л]. Кроме того, разряд­ный и зарядный токи можно контроли­ровать по стрелочному измерительно­му прибору и изменять их во время этих процессов. Узел питания устройства состоит из сетевого трансформатора Т1, выпрями­теля VD1 и стабилизатора напряжения на микросхеме DA1. С помощью компа­ратора DA2 осуществляется контроль за напряжением на аккумуляторе при его разрядке. Напряжение с контакта Х2, к которому подключен аккумулятор, по­ступает на неинвертирующий вход (вы­вод 3) компаратора DA2, а на инверти­рующий вход (вывод 4) — с движка ре­зистора R10. Этим резистором устанав­ливают напряжение, до которого акку­мулятор должен быть разряжен (иразР.мин)- Когда напряжение на аккуму­ляторе уменьшится до этого значения, разрядка прекратится и начнется заряд­ка. Происходит это так. Пока напряже­ние на аккумуляторе и, соответственно, на выводе 3 DA2 больше, чем на выво­де 4, на выходе компаратора (вывод 9) присутствует напряжение, близкое к на­пряжению питания (14... 15 В), и реле К1 обесточено. Поэтому к аккумулятору че­рез контакты К1.2 будет подключена разрядная цепь, состоящая из резисто­ров R6, R7, диодного моста VD2 и мил­лиамперметра РА1. Одновременно че­рез резистор R2 и контакты К1.1 напря­жение питания поступает на светодиод HL2, красное свечение которого указы­вает на процесс разрядки аккумулятора. Значение разрядного тока можно изме­нять переменным резистором R6, а кон­тролировать его — миллиамперметром РА1.

По мере разрядки аккумулятора на­пряжение на нем уменьшается, и когда оно станет меньше 11разр мин, компаратор переключится. На его выходе (вывод 9) появится низкий уровень, реле К1 сра­ботает и своими контактами К1.3 под­ключит нижний по схеме вывод обмотки реле и выход компаратора к общему проводу. В этом случае реле К1 будет постоянно включено и не будет реаги­ровать на переключение компаратора DA2. Такой режим работы компаратора допустим, так как его выходной каскад включен по схеме с открытым коллекто­ром. Аккумулятор начнет заряжаться, так как контакты К1.2 подключат его че­рез диодный мост VD2, миллиампер­метр РА1, резисторы R4, R5 и замкну­тые контакты К2.2 к выходу выпрямите­ля. Зарядный ток можно изменять пере­менным резистором R4, а по шкале миллиамперметра РА1 можно опреде­лить его значение. Контакты К 1.1 также переключатся, светодиод HL2 погаснет, и напряжение питания через резистор R3 поступит на светодиод HL3, зеленое свечение которого указывает на про­цесс зарядки аккумулятора.

Компаратор DA3 осуществляет кон­троль за напряжением на аккумуляторе при его зарядке. На инвертирующий вход компаратора поступает напряже­ние с аккумулятора, а на неинвертирующий вход — с движка резистора R8.

Этим резистором устанавливают на­пряжение, до которого аккумулятор должен быть заряжен (U3apMaKC). Когда напряжение на аккумуляторе превысит это значение, компаратор DA3 пере­ключится, реле К2 сработает и своими контактами К2.1 подключит нижний по схеме вывод обмотки реле и выход ком­паратора к общему проводу. Реле К2 будет включено постоянно и контактами К2.2 отключает аккумулятор от вы­прямителя — зарядка прекращается. Контакты К2.1 замыкаются, и напряже­ние поступает через резистор R1 на светодиод HL1, который индицирует об окончании зарядки. Выключатель SA2 позволяет отключать процесс разряд­ки. При замыкании его контактов сразу начинается зарядка аккумулятора.

В устройстве применен сетевой трансформатор Т1 габаритной мощнос­тью около 25 Вт и напряжением вторич­ной обмотки 20 В. Диодный мост КЦ405Г можно заменить любым с мак­симальным током около 1 А и обрат­ным напряжением не менее 60 В. Мил­лиамперметр — М4250 с током полно­го отклонения 500 мА. Электромагнит­ные реле К1, К2 — РЭС22 (паспорт РФ4.500.131) с напряжением срабаты­вания 12 В.

Резисторы R1— R3, R9, R11 — Р1-4, МЛТ, R5 и R7 — ПЭВ-7,5. Переменные резисторы: R4, R6 — проволочные ППБ-15; R8 — многооборотный СП5-39; R10 — СП-1. Конденсаторы — К50-16, К50-24, К50-35. Диоды VD3, VD4 — лю­бые малогабаритные импульсные, на­пример, серий КД521, КД522. Светодиоды серий АЛ307 или КИПД41 красного и зеленого цветов свечения.

В авторском варианте устройство собрано в металлическом корпусе раз­мерами 130x175x210 мм.

На печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, смонтированы диодный мост VD2, ком­параторы DA2, DA3, реле К1, К2, диоды VD3, VD4 и постоянные резисторы R9, R11. Резисторы R5, R7 и трансформа­тор Т1 закреплены на шасси корпуса. Диодный мост VD1, конденсаторы С1, С2 и микросхема DA1 размещены на задней металлической стенке корпуса, которая одновременно выполняет функции теплоотвода. Миллиампер­метр РА1, переменные резисторы R4, R6, R8, R10, индикаторные светодиоды HL1—HL3, резисторы R1—R3, гнезда XS1, XS2 и переключатели SA1, SA2 расположены на передней панели.

До подключения аккумулятора необ­ходимо установить значения Upa3pM11H и U3ap макс. Для этого к гнездам XS1 под­ключают вольтметр и переменным ре­зистором R10 устанавливают требуе­мое значение 11разр мин. Затем вольтметр подключают к гнездам XS2 и перемен­ным резистором R8 устанавливают зна­чение Uзар .макс

ТЕМА№21

1. Назначение:

Прибор создает на экране телевизора изображение градаций яркости белого и сетчатого полей и при этом формирует стандартный сигнал строчной синхронизации.

2. Техническая характеристика прибора:

• масса прибора  150 г;

• габариты прибора, 130 × 90 × 34мм;

• потребляемый ток, 4 мА;

• питание: «Крона» или аккумулятор типа 7 Д – 0115;

Прибор должен иметь:

• кварцевый генератор на 500кГц;

• делители частоты;

• формирователи строчных, кадровых, гасящих импульсов, сигналов градаций яркости, вертикальных и горизонтальных линий сетчатого поля (все выполненные на микросхемах).

3. Условия эксплуатации:

• температура от –10 до + 50º С;

• влажность 80% при = 35ºС;

• хранение в отапливаемых помещениях при tº =+ 1 до + 35 ºС и влажности 80 %.

4. Производственно – экономические показатели:

• вид производства – мелкосерийное;

• группа 1.

6. Требования к качественным показателям:

Наработка на отказ 1500 часов.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АНАЛОГА

Описание аналога

Генератор, принципиальная схема которого представлена в тексте, создает на экране телевизора испы­тательные изображения градаций яр­кости, белого и сетчатого полей. В нем формируется стандартный сигнал строч­ной синхронизации. Потребляемый ге­нератором ток — менее 4 мА. Масса прибора с батареей питания — около 140 г. размеры — 130X90X34 мм.

Прибор содержит стабилизированный кварцевым резонатором генератор (DDI.l, DD1.2). делители частоты (DD2 и DD3, DD5.1. DD5.2, DD4, DD1.3, DD1.4). формирователи строч­ных синхронизирующих (DD6.2) и га­сящих (DD5.3, VD1, VD2, R4) импуль­сов, кадровых синхронизирующих им­пульсов (DD7.2), сигналов градаций яркости (Rl - R3) и вертикальных (DD7.1) и горизонтальных (DD6.1) ли­ний сетчатого поля, сумматоры (VD3 VD8, R8, R9) и эмиттерный повтори­тель (VT1).

Генератор вырабатывает сигнал об­разцовой частоты 500 кГц, которую делитель DD2 уменьшает до строчной (15 625 Гц) на выходе 16. Элемент DD5.3 и диоды VDI, VD2 формируют строчные гасящие импульсы (см. рис. 1,а на 2-й с. вкладки), триггер DD6.2 — синхронизирующие (рис. 1,6). Сигнал с частотой полей получается на выходе элемента DD1.4 после де­ления строчной частоты последователь­но включенными делителями на счет­чике DD.3 и элементах DD5.I, DD5.2 (коэффициент деления 26) и на счет­чике DD4 и элементах DD1.3. DDI.4 (коэффициент деления 12). С выхода триггера DD7.2 снимаются кадровые синхроимпульсы с частотой повторения около 50,08 Гц (рис. 1, в). В нужном со­отношении со строчными импульсами они складываются в сумматоре на ди­одах VD6 — VD8 и резисторах R8. R9 (рис. 1. г). Через эмиттерный повтори­тель на транзисторе VT1 и регулятор уровня — неременный резистор R10 — полный видеосигнал белого поля (при не нажатых кнопках SB1, SB2) посту­пает на штепсель XPI, который под­ключают к видеовходу телевизора. Для получения напряжения градаций яркости служит формирователь на ре­зисторах Rl -R3, представляющий со­бой цифроаналоговый преобразователь. При нажатии на кнопку SBI это на­пряжение добавляется (через диод VD5) к сигналу белого поля.

Импульсы вертикальных и горизон­тальных линий сигнала сетчатого поля, формируемые соответственно тригге­рами DD7.1 и DD6.I, складываются в сумматоре на диодах VD3. VD4 и резисторе R(>. Сигнал включают кноп­кой SB2.

Питается прибор от батареи «Кро­на» (можно использовать аккумуля­торную батарею 7Д-0.115) и сохраняет работоспособность при снижении ее напряжения до 6 В.

Внешний вид и конструкция генера­тора показаны на рис. 2 и 3 вкладки. В качестве корпуса использована пластмассовая шкатулка. Все детали размешены на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита, изобра­женной на рис. 4. Перемычки на ней выполнены проводом МГТФ 0,14 (со стороны печатных проводников они изо­бражены сплошной линией, со стороны детали штриховой). Плата рассчитана на установку резисторов МЛТ, конденсаторов КТ-1 (CI), KM-4, КМ-5 или КМ-6 (СЗ С5) и К50-6 (С21 кнопочных переключателей П2К (SB SB2 — с зависимой фиксацией, SB3 — с независимой).

Налаживание генератора сводится к получению желаемых яркости и шири­ны вертикальных линий подбором ре­зистора R5 но изображению сетчатого ноля на экране телевизора. Процент­ное соотношение амплитуд составляю­щих видеосигнала при необходимости устанавливают подбором резистора R9 согласно осциллограмме на рис. 1, г вкладки при испытательном сигнале бе­лого ноля

ТЕМА№22

1. Назначение:

зарядное устройство предназначено для зарядки автомобильного аккумулятора емкостью до 70 А·ч.

2. Выполняемая функция:

преобразования напряжения с умножением тока.

3. Основные параметры функционирования:

Un = 220 В; In = 09,68; Рn = 150 Вт; Iвых = 7А.

4. Условия эксплуатации:

• температура: Тmin =  40C, Тmах = + 55С;

• удары: длительность ударного импульса 5….10мс, ускорение максимального 98м/с²;

• вибрации: диапазон частот 10….70Гц. виброускорение 37 м/с²;

• пониженное атмосферное давление: 61кПа;

• влажность: 93% при 25С.

5. Конструктивные особенности:

все органы управления располагаются на задней стенке корпуса. Сам корпус устройства выполнен из двух П - образных алюминиевых пластин, соединенным винтами.

6. Критерии качества: масса, габариты, стоимость.

Принципиальная схема аналога

Описание аналога

Импульсный блок питания современ­ного настольного персонального компьютера обладает завидными каче­ственными показателями — большим коэффициентом стабилизации выход­ного напряжения, высокой надежнос­тью, солидной нагрузочной способнос­тью при сравнительно малых габаритах и массе. Все это делает очень заманчивым использование таких блоков в са­мых различных радиолюбительских уст­ройствах, тем более, что в связи с бур­ным развитием вычислительной аппаратуры увольняемых в отставку ком­пьютеров становится все больше.

В качестве одного из примеров вто­ричного применения компьютерного блока питания ниже рассказано о про­стейшей его переделке в устройство для зарядки автомобильных двенадцативольтных аккумуляторных батарей.

Легко видеть, что к блоку питания (AT, мощностью 200 Вт, от распространен­ных в конце 90-х годов прошлого столе­тия персональных компьютеров; см. книгу Кучерова Д. П. Источники питания ПК и периферии. — С. Пб.: Наука и тех­ника, 2002) требуется добавить лишь амперметр РА1 и цепь регулирования выходного напряжения, а значит, и тока зарядки, с переменным резистором R1.

Выходным плюсовым выводом зарядного устрой­ства служит вывод +12 В блока, а мину­совым — общий провод блока. В цепь плюсового вывода включают амперметр РА1 со шкалой на 10 А и предохранитель FU1. Оксидные конденсаторы С27 и С29 заменяют другими, емкостью 100 мкФ на номинальное напряжение 50 В.

В разрыв проводника, идущего от вы­вода +5 В блока к узлу стабилизации и за­щиты, собранному на микросхеме (серии 494), включают делитель напряжения R1R2 Изменение выходного напряжения зарядного устройства от 12 до 20 В, а значит, и зарядного тока, выполняет узел ста­билизации блока при изменении напря­жения на движке резистора R1. Зарядное устройство может работать в длительном режиме при нагрузке до 5,5.. .6 А.

По мере увеличения напряжения на выходе зарядного устройства увеличива­ется частота вращения вентилятора, ох­лаждающего блок питания, обеспечивая тем самым оптимальный тепловой ре­жим. Поскольку выходной ток устройства не стабилизирован, требуется в процес­се зарядки вращением ручки резистора R1 поддерживать необходимый уровень зарядного тока батареи, контролируя его по шкале амперметра РА1.

При эксплуатации устройства имейте в виду, что его токовые возможности ог­раничены. Поэтому не следует использо­вать устройство для зарядки сильно раз­ряженных (до напряжения ниже 11В) ав­томобильных аккумуляторных батарей.

Увеличить допустимый зарядный ток устройства до 10 А можно путем более основательной переделки блока. Кроме перечисленного выше, необходимо ди­оды выпрямителя цепи 12 В заменить более мощными. Проще всего это реа­лизовать, поменяв местами выпрямите­ли цепей 12 В и 5 В, поскольку диоды пя­тивольтного выпрямителя рассчитаны на больший выпрямленный ток. Для этого достаточно соответственно перепаять выводы обмоток II и III транс­форматора Т4 и выходные цепи этих вы­прямителей. Вход делителя напряжения R1R2 после переделки надо подключить к плюсовому выводу источника 5 В.

Включать зарядное устройство в сеть 220 В с подключенной батареей можно только тогда, когда ручка резистора R1 установлена в положение минимально­го выходного напряжения.

ТЕМА№23

1. Назначение:

малогабаритный цифровой частотомер предназначен для измерения частоты электрических колебаний.

2. Выполняемые функции:

генерирование и счет импульсов.

3. Основные параметры функционирования:

• чувствительность по уровню входного сигнала при измерениях частот до 600 кГц – 8 мВ; от 600 кГц до 2,5МГц – 30 мВ; свыше 2,5МГц до 100МГц – около 100 МВ;

• абсолютная погрешность измерения частоты в диапазоне от 0 до 20кГц составляет 3Гц; от20кГц до 2Мгц – 10Гц; свыше 2МГц – 100Гц;

• потребляемый ток от источника питания при измерениях частот до 2,5 МГц ток не превышает 5мА (при выключенной индикации) или 60 мА (при включенной индикации);

• напряжение питания частотомера 9В.

4. Условия эксплуатации:

• температура: Т min = - 40C; Т mах = +60C;

• удары: длительность ударного импульса 5….10мс, максимальное ускорение 98 м/с² , частоты ударов 40…80 мин^-1;

• вибрации: диапазон частот 10…70 Гц, виброускорение до 37 м/с²;

• понижение атмосферное давление: 61 кПа;

• влажность: 93% при Т =25C.

Транспортировать любым видом транспорта по территории РФ.

Конструктивные особенности:

разборный корпус, лицевая панель.

Критерии качества: масса, габариты, стоимость.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АНАЛОГА

ОПИСАНИЕ АНАЛОГА

В настоящее время имеется большое количество схем электронных цифровых частотомеров, объединенных общим недостатком: все они являются стационарными приборами, имеют сравнительно большие габариты и потребляют значительный ток от источника питания, что вынуждает питать их от сети переменного тока и не допускает использования автономного батарейного питания. Предлагаемая схема цифрового частотомера лишена указанных недостатков и позволяет создать портативный малогабаритный прибор.

Прибор позволяет измерять частоту электрических колебаний до 10 МГц. Чувствительность по уровню входного сигнала при измерении частот до 600 кГц — 8 мВ, от 600 кГц до 2,5 МГц — 30 мВ, свыше 2,5 МГц— около 100 мВ. Абсолютная погрешность измерения частоты в диапазоне 0...20 кГц составляет 3 Гц, 20 кГц...2 МГц — 10 Гц, свыше 2 МГц>—100 Гц. Питание частотомера производится от батареи «Крона» или «Корунд» напряжением 9 В. При измерениях частот до 2,5 МГц ток, потребляемый от источника питания, не превышает 5 мА (при выключенной индикации) или 35 мА (при включенной индикации). При измерениях частот выше 2,5 МГц ток потребления соответственно равен 25 или 60 мА. Поэтому если частотомер будет использоваться для измерений частот выше 2,5 МГц, целесообразно применять более мощный источник питания. Принцип действия частотомера обычный: измерение количества импульсов сигнала, поступающих на вход счетчика в течение строго фиксированного интервала времени. Такими интервалами в данной схеме выбраны 10 мс, 100 мс, 1 с и 10 с. Соответственно частотомер имеет четыре диапазона измерения частоты при пяти разрядах десятичного индикатора со следующими пределами измерений: 9999,9 кГц, 999,99 кГц, 99,999 кГц и 9,9999 кГц. Частотомер состоит из следующих основных узлов: - входного формирующего устройства, предназначенного для усиления, формирования и преобразования входного сигнала; - задающего кварцевого генератора с делителями частоты для получения фиксированных и стабильных интервалов времени; - счетчика-делителя частоты импульсов сигнала с цифровыми индикаторами, предназначенного для измерения и отображения изменяемой частоты;

Устройства управления, обеспечивающего установку счетчика на нуль перед измерением и поступление на его вход последовательности импульсов для счета в течение фиксированного интервала времени; - блока питания. Принципиальная схема частотомера приведена на рис. 1. Сигнал измеряемой частоты подается на вход частотомера— контакт 1 Вх. Резистор R1 и диоды VD1 и VD2 защищают входные цепи прибора от перегрузок. При измерениях частоты менее 2,5 МГц сигнал через переключатель SA2.2 поступает на вход формирующего устройства, собранного на элементах D2.1—D2.4 и D1.3. В каскадах формирующего устройства сигнал поочередно усиливается и ограничивается, что необходимо для получения крутых фронтов, способных воздействовать на последующие цифровые микросхемы. С выхода формирующего устройства сигнал прямоугольной формы через диод VD5 подается на вход 13 элемента D1.4, который выполняет функции клапана.

ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ АНАЛОГА

ТЕМА№24

1. Наименование изделия:

Приставка к электронному блоку конденсаторной системы зажигания с непрерывным накоплением энергии для получения многократного искрообразования.

2. Назначение:

получение многократного искрообразования.

3. Основные параметры функционирования:

- напряжение питания 12…15 В;

- частота искрообразования 20 Гц;

4. Условия эксплуатации:

перевозки РЭА на автомобильном транспорте.

5. Основные требования:

минимальная масса, минимальные габариты, максимальная надежность, максимальная эффективность.

6. Критерии, показатели качества:

компактность, эффективность, надежность, дешевизна, топливная экономичность, экологическая чистота двигателя.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АНАЛОГА

Описание аналога

Узел пусковой задержки искрообразования

Легкие отечественные мотоциклы с одноцилиндровым двигателем ("Минск", "Восход", "Сова", "Курьер") оснащены генератором переменного тока и бесконтактной электронной сис­темой зажигания. Для упрощения кон­струкции угол опережения зажигания установлен постоянным, оптимизиро­ванным под средние обороты коленча­того вала (частота вращения — 2000...2500 мин"1). Это приводит к ряду негативных последствий, из которых, пожалуй, самое неприятное и даже опасное — сильная отдача (обратный удар) пускового рычага в ногу при за­пуске. Отдача может быть весьма бо­лезненной и чреватой серьезными травмами.

Причина описанного явления — слишком раннее для пускового режима двигателя (500...600 мин-1) возникно­вение запальной искры. Установка меньшего угла опережения зажигания

устранила бы обратные удары пусково­го рычага и облегчила запуск двигате­ля, но тогда он будет плохо набирать обороты, потеряет мощность, будет дымить и перегреваться.

Избавиться от обратных ударов при запуске двигателя, не ухудшая его ра­боты на больших оборотах, можно, ес­ли вводить задержку искрообразова­ния только на время запуска. Для этой цели предлагаю использовать простое устройство, схема которого показана на рисунке. Оно не требует никаких переделок генератора и блока зажига­ния, но эффективно решает поставлен­ную задачу.

Блок зажигания подключен к гене­ратору тремя проводами с помощью разъемного соединения ножевого ти­па. Буквой "О" обозначен провод от обмотки генератора, "Д" — от индук­ционного датчика импульсов зажига­ния, "М" — общий. Форма импульсов датчика близка к прямоугольной. По положительному перепаду этих им­пульсов открывается коммутирующий транзистор блока зажигания, форми­рующий совместно с катушкой зажигания высоковольтные запальные им­пульсы.

Длительность импульсов датчика такова, что если открывать тринистор по отрицательному перепаду тех же импульсов, то это в конечном счете обеспечит необходимое запаздывание искры. Говоря иначе, произойдет уменьшение угла опережения зажига­ния. Получающейся задержки зажига­ния вполне достаточно для легкого за­пуска и работы двигателя на холостых оборотах.

Принцип работы описываемого уз­ла состоит в соответствующем преоб­разовании импульсов, поступающих от датчика зажигания. Амплитуда им­пульсов датчика примерно пропорци­ональна частоте вращения коленчато­го вала, а частота импульсов равна ча­стоте вращения, поэтому интегрирую­щая цепь R1C2 обеспечивает эффек­тивное нормирование амплитуды сигнала, подаваемого на преобразова­тель, собранный на микросхеме DD1. Кроме того, цепь R1C2 подавляет па­разитные импульсы меньшей ампли­туды, возникающие на выходе датчика в паузах между рабочими из-за осо­бенностей конструкции генератора. Она же создает дополнительную не­большую временную задержку (около 1,7 мс).

Триггер Шмитта DD1.1 формирует на выходе прямоугольные импульсы с крутыми фронтом и спадом. Резис­тор R3 защищает триггер от выбросов напряжения с датчика импульсов за­жигания. По положительным перепа­дам импульсов триггера Шмитта (т. е. по спадам импульсов датчика зажига­ния) дифференцирующая цепь C3R4 и триггер—инвертор DD1.2 формиру­ют короткие (около 25 мкс) отрица­тельные импульсы. Столь малая дли­тельность импульсов выбрана с целью уменьшения среднего потребляемого узлом тока.

Эти импульсы после инвертирова­ния и умощнения четырьмя инвертора­ми DD1.3—DD1.6, включенными параллельно, поступают на блок зажигания через токоограничительный резистор R5 и контакты нажатой кнопки SB1. При отпущенной кнопке сигнал с дат­чика приходит к блоку зажигания в об­ход узла задержки.

Узел питается от бортовой сети че­рез однополупериодный выпрямитель на диоде VD1 и параметрический ста­билизатор VD2R2. Конденсаторы С1 и С4 — сглаживающие.

Непосредственно перед запуском двигателя нажимают на кнопку SB1, а после того как двигатель заработает, кнопку отпускают.

Учитывая дефицит свободного мес­та на мотоцикле, при выборе деталей для изготовления устройства следует отдать предпочтение наиболее миниа­тюрным. Конденсаторы С2, СЗ должны иметь температурную стабильность не хуже НЗО. Если предполагается ис­пользовать импортные конденсаторы С2 и СЗ, то они должны быть с диэлек­триком не хуже X7R. Других требова­ний к деталям нет. Стабилитрон 1N4734A можно заменить на КС156Г. Кнопка SB1 — КМ1-1.

Микросхему МС14584 возможно заменить на ее аналог CD4584; подой­дут также микросхемы МС14106 и CD4106 — шесть триггеров Шмитта. Не исключено использование отечест­венных микросхем КР1564ТЛ2 и К561ТЛ1, но в этом случае перед тем, как подать импульсы на переключатель SB1, их необходимо усилить по току. Для этого придется собрать выходной эмиттерный повторитель на транзисто­ре КТ315Е (или КТ3102Б).

Я собрал узел в корпусе миниатюр­ной телефонной розетки (с одним разъемом). Монтаж — навесной, на выводах микросхемы. Провода и контакты из розетки удалил, а винты использовал для фиксации входного и выходного жгутов. После проверки на работоспособность монтаж залил эпоксидным компаундом. Готовый узел разместил вблизи разъема блока зажигания.

Кнопку удобнее всего разместить на левой рукоятке руля, под переключате­лем света, на Г-образном кронштейне.

Если при нажатой кнопке запущен­ный двигатель работает только на хо­лостых оборотах и останавливается при попытке добавить оборотов, необ­ходимо заменить резистор R1 на дру­гой, меньшего сопротивления.

Опыт эксплуатации узла задержки искрообразования показал его хоро­шую надежность и эффективное избав­ление от обратных ударов. Несмотря на то что эти удары не исчезли полно­стью (очевидно, есть и другие обстоя­тельства, способствующие их возник­новению, например, обедненная горю­чая смесь), процесс запуска двигателя стал гораздо более комфортным — вместо частых и сильных ударов из­редка бывают довольно мягкие толчки. Это, кстати, дало возможность устано­вить опережение зажигания более ран­нее, чем рекомендовано заводом—из­готовителем машины, и получить за­метный прирост ее скорости и динами­ки разгона.

ТЕМА№25

1. Назначение:

Прибор предназначен для контроля температуры воздуха в помещениях, почве, а также в узлах РЭА.

2. Технические характеристики:

• пределы измерения – 100 ….+ 100С;

• погрешность измерения  0,5С;

• габариты прибора 300 х 100 х 100 мм;

• масса  1 кг;

• питание от сети 50 Гц, 220 В.

4. Производственно – экономические показатели:

• вид производства – мелкосерийное;

• группа 1.

5. Условия эксплуатации:

- чувствительного элемента - 110….+ 110С;

(датчика температуры)

- измерительного прибора - 5….+50С;

- влажность для чувствительного элемента не ограничена, а для измерительного прибора 90% при = +35С;

• транспортировка любым видом транспорта в пределах территории России;

6. Показатели качества:

наработка на отказ  5000 часов.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АНАЛОГА

Описание аналога

Цифровой термометр с функцией управления термостатом

Основные элементы предлагаемого термометра — распространенный МК PIC16F84A и цифровой датчик тем­пературы DS18S20, работающий в ее интервале от -55 до +125 °С, причем в интервале от -10 до +85 °С абсолют­ная погрешность измерения не превы­шает 0,5 °С. Значения температуры и дополнительная информация отобра­жаются на табло цифро-буквенного ЖКИ DV-162330 (две строки по 16 символов). Кроме текущей температуры, термометр показывает максимальную и минимальную за определенный про­межуток времени, а в зависимости от того, выше или ниже текущая темпера­тура заданного порогового значения, устанавливает соответствующий логи­ческий уровень напряжения на выходе управления термостатом.

Схема термометра изображена на рисунке. МК DD1 работает по программе, коды которой приведены в табли­це. Коды, задающие нужную конфигу­рацию МК (генератор — XT, WDT — вы­ключен), в ней также имеются.

При включении термометра на табло индикатора HG1 выводится заставка с номером версии программы. Если по какой-либо причине датчик температу­ры ВК1 не подключен к прибору или не­исправен, на табло будет выведено со­общение об этом. При исправном дат­чике программа войдет в основной цикл измерения и отображения на табло зна­чений температуры.

В верхнюю строку табло будет выве­дено текущее значение температуры (с дискретностью 0,5 °С), а в нижнюю — минимальное и максимальное значения, зафиксированные с момента включения (с дискретностью 1 °С). Измерение тем­пературы и обновление ее значений на табло происходят каждые 1,5 с.

При нажатии на кнопку SB1 на табло будет выведено предложение начать новый цикл фиксации максимальной и минимальной температур. Если те­перь нажать на кнопку SB2, появится со­общение о начале нового цикла, а затем программа установит максимальное и минимальное значения температуры равными текущему и возвратится в ос­новной цикл.

Если, не нажимая на кнопку SB2, на­жать SB1 повторно, программа перей­дет в режим настройки термостата. В нижней строке табло будет выведено пороговое значение температуры, уста­новленное в данный момент. Его можно увеличить, нажимая на кнопку SB2, или уменьшить, нажимая на SB3. После еще одного нажатия на кнопку SB1 про­грамма возвратится в основной цикл.

При текущей температуре ниже по­роговой на выходе RA4 МК будет установлен высокий логический уровень, а в верхнем правом углу табло индика­тора появится буква Т. Если температу­ра выше пороговой, уровень на выходе станет низким, а буква на табло исчез­нет. К выходу RA4 (он выполнен по схе­ме с открытым стоком) подключают вход управления исполнительным уст­ройством термостата — нагревателем или холодильным агрегатом.

При включении термометра порого­вая температура устанавливается рав­ной О °С. Часто требуется, чтобы это значение было другим. В данном случае для этого достаточно при программиро­вании МК занести в нулевую ячейку его EEPROM значение, на 100 единиц боль­ше требуемой пороговой температуры в градусах Цельсия. Например, чтобы сразу после включения поддерживать температуру +4 °С, следует записать в эту ячейку десятичное число 104 (ше­стнадцатиричное 68Н).

В термометре можно использовать "паразитное" питание датчика темпера­туры DS18S20, соединив его с осталь­ной частью прибора всего двумя прово­дами — сигнальным (вывод 2) и общим (вывод 1). Вывод 3 датчика в этом слу­чае должен быть соединен с его выво­дом 1. Вместо датчика DS18S20 можно использовать DS1820, а вот датчик DS18B20 без существенной переделки программы непригоден.

Индикатор DV-162330 можно заме­нить любым другим, имеющим ту же конфигурацию табло и встроенный кон­троллер, совместимый с HD44780. Не­обходимо учитывать, что при общем функциональном назначении выводов их расположение у разных индикаторов может не совпадать. Так как все сооб­щения в данном случае выводятся на табло на английском языке, в обяза­тельном применении русифицирован­ных версий индикаторов нет необходи­мости. Подбирая резистор R4, добива­ются максимальной контрастности изо­бражения.

ТЕМА№26

1. Назначение:

Стабилизатор предназначен для питания радиоэлектронной аппаратуры.

2.Технические характеристики стабилизатора:

• входное напряжение, В 21…..31;

• пределы изменения выходного напряжения при изменении тока нагрузки от 1 до 15А и входного напряжения от21 до 34В, В….4, 9….5,1;

• ток срабатывания устройства защиты А 17  1;

• размах напряжений пульсаций на выходе при токе нагрузки 15А во всём диапазоне значений входного напряжения, мВ, 30;

• рабочая частота кГц… 30.

3.Условия эксплуатации:

• температура от –10 до + 40 С;

• влажность 80 %;

• вибрация в диапазоне 10-70 гц;

• ударные перегрузки  =2g;

• хранение в отапливаемых складских помещениях при 0….40С;

• транспортировка любым видом транспорта на неограниченные расстояния.

4.Производственно-экономические показатели:

• вид производства: мелкосерийное;

• группа 2.

5.Требования к качественным показателям:

Наработка на отказ 5000 часов.

6. Специальные требованиями:

Входные и выходные клеммы стабилизатора должны иметь контактные лепестки для подсоединения методом пайки к выпрямителю и нагрузке.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АНАЛОГА

Описание аналога

Устройство защиты аппаратуры от бросков напряжения питающей сети. В отличие от описанных ранее, предлагаемое устройство, не включается повторно при восстановлении нормального напряжения сети. Включение происходит только после нажатия кнопки '"ВКЛ". Это необходимо, когда аппаратура находится во включенном состоянии без присмотра, а питающая сеть в это время начинает многократно "скакать" или отключаться.

Работу устройства рассмотрим по принципиальной схеме. Цепочка C1-R1 создает при замкнутой кнопке SB1 пусковой ток реле К1. Ток через цепочку C2-R3 удерживает реле во включенном состоянии. Емкость С2 подбирают так, чтобы при уменьшении напряжения сети до 160 В происходило отключение реле.

Аварийное отключение при повышении напряжения до 250 В происходит благодаря шунтированию обмотки реле тиристором VS1. VS1 открывается под управлением оптопа-ры VU1. Стабилитроны VD10, VD11 и резистор R4 подобраны так, что VS1 открывается при напряжении сети выше 250 В. Оптопара VU1 должна быть с током управления около 20 мА. Возможна замена ее небольшим разделительным трансформатором. Он включается вторичной обмоткой вместо R2. Реле К1 может быть любого типа с контактами, выдерживающими максимальный ток нагрузки (РЭС9, РЭС22, РЭНЗЗ).

Для каждого типа реле необходимо подобрать емкости: С1 —для надежного включения устройства и С2 — для отключения при снижении напряжения до 160...170 В. Суммарное напряжение стабилизации VD10, VD11 должно быть около 330...340 В. Можно применить стабилитроны других типов, например Д817.

Вместо моста VD6...VD9 можно использовать один диод (КД209), включенный последовательно с VD 10, VD 11. При этом контролироваться будет только одна полярность переменного напряжения, чего в большинстве случаев достаточно.

Диод VD5, включенный последовательно с обмоткой реле К1, уменьшает время его выключения при открывании тиристора VS1.

Быстродействие устройства не измерялось, но ориентировочно оно составляет несколько десятков миллисекунд (зависит в основном от типа реле К1) и надежно защищает нагрузку от перегорания. С4 устраняет ложные срабатывания устройства от ВЧ-помех.

ТЕМА№27

1. Назначение:

Измерение ёмкости конденсаторов, используемых в устройствах временной задержки высокоточной аппаратуры.

2. Технические характеристики прибора:

• диапазон измеряемых ёмкостей 100 пф ….5 мкф;

• погрешность измерения  1%;

• индикация: четырёх разрядное цифровое табло;

• выбор диапазона: автоматический с указанием единицы измерения ёмкости на двух дополнительных индикаторах;

• потребляемый ток I от сети тока 220В, 50 Гц не должен превышать 70мА;

• масса прибора вместе с блоком питания должна быть  1,5 кг;

- габариты: передняя панель 90 50 мм ²; длина прибора 170 мм.

3. Условия эксплуатации:

• температура 0..+ 35С, влажность  80%;

• устойчивость к механическим воздействиям: ударные одиночные перегрузки  3g (частота 0, 1Гц); вибрации f 10...70 гц;

• хранение: в отапливаемых помещениях с влажностью не более

90 %;

• транспортировка любым видом транспорта на расстояниях в пределах территории России.

4. Производственно-экономические показатели:

• вид производства мелкосерийное;

- группа 1 (аппаратура бытового назначения).

5. Требования к качественным показателям:

Наработка на отказ  3000час.

6. Специальные требования:

корпус прибора должен быть алюминиевым и иметь ручку подставку для переноса или изменения угла наклона на рабочем месте (столе).

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АНАЛОГА

ОПИСАНИЕ АНАЛОГА

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЕМКОСТИ

Описываемый Прибор выполнен с ис­пользованием микросхемы КР572ПВ5. Он позволяет измерять емкость конденса­торов, в том числе и полярных, на семи пределах — 200 пф, 2000 пф и далее до200 мкФ Погрешность измерения —±0,3% ±1 единица младше: разряда на пределах 02 мкФ и с увеличением ее до ±0,6% на пределах 200 и 2000 пф.

Потребляемый ток не более 8 мА при питании напряжением 9 В от аккумуляторной батареи 7Д-0.125Д.

Принцип действия. Измеряемый конденсатор периодически заряжается до некоторого напряжения, с последующей разрядкой, через резистор среднего тока разрядки к амплитуде, временного напряжения на конденсато­ре строго пропорционально его емкости и частоте независимо от не линейного напряжения, до которого заряжается и разряжается кон­денсатор. Указанное отношение измеря­ется аналого-цифровым преобразователем (АЦП) микросхем* КР572ПВ5.

Цикл измерения со­стоит из пяти тактов и формируется счетчиком DD2 .В зависимости от диапазона измеряемых емкостей i-cro-t,-у---а час­тота импульсов счета 125 Гц или 12,5 кГц.

В первом такте измеряемый конден­сатор С, через верхний по схеме ключ микросхемы DD3 подключен к выходу эмиттерного повторителя на транзисто­ре VT1 и заряжается до напряжения око­ло 0.8 В. Во втором такте это напряже­ние через > усилитель на ОУ DA1 с коэф­фициентом усиления 25, коммутируемым цепью обратно вязи 6—Я9 переда­ется на конденсатор CS и заряжает его. В третьем mere измеряемый конденса­тор подключен г измерительному входу АЦП и разряжается через один из точ­ных резисторов R1—П5. В четвертом так­те конденсатор С6, соединенный с об­щим проводом, с выхода ОУ DA1 заря­жается до напряжения, пропорционального напряжению на разряженном в третьем такте конденсатора С,. В пятом такте все ключи разомкнуты и изменений в измерительной части приборе не проис­ходит. Этот такт необходим для того, что­бы длительность цикла измерения емкос­ти при частоте импульсов на входе счет­чика DD2 равной 125 Гц, была равна дли­тельности фазы интегрирования входно­го напряжения, составляющей 4000 периодов частоты генераторе АЦП­

Многократное повторение указанного цикла приводит к тому, что на конденса­торе С9 устанавливается на: ряже не равное амплитуде, а напряжения на измеряемой емкости (с коэффи­циентом 1.25 . среднее напряжение на измерительном входе АЦП оказывается пропорциональным току через эту ем­кость. 8 результата АЦП.

Сопротивления резисторов В1—В6 и частота импульсов, подаваемых на вход счетчика DD2. выбраны так, что при из­менении измеряемой емкости от О до максимального индицируемого значения, образцовое напряжение на опорном входе АЦП изменяется от 1 до 0,077 В, а на измерительном входе — от 0 до 154 мВ. На рис. 3 показаны зависимости образ­цового напряжения на входе опорного напряжений АЦП и напряжения на изме­рительном входе АЦП. Важно отметить, что при выбранной схеме устройстве со­противление открытых ключей микросхе­мы DD3 не влияет на погрешность измерения.

ТЕМА№28

1. Назначение:

Инфракрасная система управление светом, служит для дистанционного управления светом в помещении на «ИК» лучах.

2. Радиотехническое назначение:

- передатчик и приемник.

3. Условия эксплуатации:

• наземная, носимая.

4. Показатели качества, критерии:

• удобство пользования;

• повышенная помехоустойчивость;

• надежность эксплуатации;

• относительная дешевизна;

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АНАЛОГА

1.1.1.1.1.Описание аналога

Регулятор освещения

с дистанционным управлением

Предлагаемый прибор умеет не только включать и выключать освещение, но и регулировать его яркость. Он имеет и дополни­тельную функцию — имитирует присутствие хозяев в квартире, периодически на некоторое время зажигая свет. Регулятор включают последовательно с лампами управляемого им све­тильника, как обычный выключатель. Подводить к нему еще ка­кие-либо провода не требуется.

Дистанционное управление регулятором возможно с помо­щью ПДУ любого бытового прибора, причем для управления можно выбрать любые кнопки, не перепрограммируя микроконт­роллер регулятора. На команды, подаваемые остальными кноп­ками или с ПДУ другого типа, регулятор реагировать не будет.

Удобство управления различной ап­паратурой и механизмами на рас­стоянии очевидно. В настоящее время почти вся бытовая техника (телевизо­ры, музыкальные центры, видеомагни­тофоны, DVD-проигрыватели, конди­ционеры) оборудована системой дис­танционного управления. В продаже имеются и так называемые диммеры (устройства, регулирующие яркость осветительных ламп) с дистанционным управлением.

Регулятор освещения с ДУ нетрудно сделать самостоятельно, причем же­лательно использовать уже имеющий­ся в наличии ПДУ. Самый простой вариант — регулятор, одинаково реагиру­ющий на любую команду, подаваемую с помощью любого ПДУ. Главный его не­достаток — срабатывание от команд, подаваемых при использовании ПДУ по прямому назначению без всякого наме­рения изменить освещение. Введение задержки срабатывания мало помогает, так как, например, при регулировании громкости звука соответствующую кнопку ПДУ удерживают нажатой до­вольно долго.

Хороший результат можно получить, выбрав для каждой функции регулятора определенную кнопку ПДУ. Но для этого при разработке программы микроконт­роллера необходимо точно знать фор­мат команд, посылаемых ПДУ при нажа­тиях на эти кнопки. Хорошо, если ПДУ работает согласно известному протоко­лу RC5. Если же пульт другой системы, то тогда придется провести серьезную работу по изучению его ПК посылок.

Самым удачным мне показался вари­ант, при котором в программе микро­контроллера, управляющего регулято­ром, предусмотрен особый режим са­мостоятельного анализа команд ДУ и их запоминания для дальнейшего исполь­зования. Именно так работает предла­гаемое устройство.

Исследование нескольких ПДУ раз­личных фирм показало, что формируе­мые ими сигналы довольно сильно раз­личаются. Некоторые пульты генерируют периодически повторяющуюся импульс­ную последовательность. Другие пере­дают команду однократно, а далее — одиночные импульсы, свидетельствую­щие, что кнопка остается нажатой. Тем не менее, благодаря разработанному автором оригинальному алгоритму, за­дача использования разных пультов ре­шена.

Как ни странно, самым сложным для идентификации оказался протокол RC5. В его командной посылке имеется раз­ряд, изменяющий свое значение от на­жатия к нажатию кнопки. Проблема была решена пропуском первых трех разря­дов посылки — двух стартовых и изменя­ющегося. Воспринимается лишь осталь­ная часть команды, причем это не повли­яло на идентификацию команд, переда­ваемых согласно другим протоколам. Схема дистанционного регулятора освещения изображе­на на рис. 1. Принцип регулирования яркос­ти основан на отсечке с помощью симистора VS1 части периода питающего лампу пе­ременного тока. МК AT90S2313 (DD1) вы­бран в качестве осно­вы прибора исходя из того, что, имея не­большие габариты и стоимость, облада­ет достаточным объе­мом памяти и работа­ет при минимальном напряжении питания 2,7 В. Именно такое напряжение поступа­ет на МК, когда уста­новлена максималь­ная яркость и падение

напряжения на симисторе VS1 мини­мально. Частота внутреннего тактового генератора МК 4 МГц (максимально до­пустимая при напряжении 2,7 В) задана кварцевым резонатором ZQ1.

Местное управление ведут с помо­щью кнопок SB1 и SB2. Первой из них включают свет и увеличивают его яр­кость. Второй уменьшают яркость и вы­ключают освещение.

Модуль ИК приемника В1 принимает и демодулирует ИК сигналы, излучаемые ПДУ Резистор R1 и конденсатор С1 — фильтр в цепи питания модуля. Двухцвет­ный светодиод HL1 служит индикатором режима работы регулятора, а резисторы R2 и R3 ограничивают ток, протекающий через кристаллы светодиода. Резистор R4, поддерживая на входе начальной ус­тановки МК высокий логический уровень в рабочем режиме, не влияет на его рабо­ту во время программирования.

Цепь R7R8C7 формирует сигнал син­хронизации работы программы с пере­менным сетевым напряжением. Он по­ступает на вывод 6 МК, служащий в дан­ном случае входом запроса прерывания INTO. Так как для открывания симистора в обоих полупериодах сетевого напряже­ния требуются два импульса, то МК, сформировав первый импульс во вре­менной позиции, соответствующей за­данной яркости, подает второй ровно че­рез 10 мс — половину периода сетевого напряжения. Этот интервал программа отсчитывает исходя из известной часто­ты тактового генератора МК. Открываю­щие импульсы поступают на управляю­щий электрод симистора VS1 с соеди­ненных параллельно для увеличения на­грузочной способности выходов порта В МК через ограничительный резистор R5.

Узел питания регулятора собран по бестрансформаторной схеме с гасящим конденсатором Сб. Резистор R6 ограни­чивает ток зарядки этого конденсатора. Пульсирующее напряжение, ограничен­ное стабилитроном VD2, заряжает кон­денсаторы СЗ и С4 через диод VD1.

Контакты разъема ХТ1 служат для включения регулятора в управляемую цепь (последовательно с лампой нака­ливания на 220 В).

Односторонняя печатная плата регу­лятора освещения, изображенная на рис. 2, изготовлена из фольгированного стеклотекстолита. Микроконтроллер DD1 (в корпусе для поверхностного монтажа), модуль ИК приемника В1, светодиод HL1, кнопки SB1 и SB2 мон­тируют на стороне печатных проводни­ков платы, остальные элементы — с ее обратной стороны.

Размер и форма платы выбраны так, что ее легко можно разместить в имею­щемся в стене стандартном углублении для выключателя. Два отверстия диаме­тром 3 мм предназначены для винтов, крепящих плату к фалыипанели. в свою очередь закрепленной на стене любым удобным способом. Регулятор следует установить так, чтобы кнопка SB1 оказа­лась в верхней, a SB2 — в нижней части фалыипанели

Вместо модуля TSOP4136 подойдет любой другой, настроенный на прием ИК импульсов с частотой повторения 36 кГц. Двухцветный светодиод КИПД18В-М до­пускается заменить двумя отдельными

разного цвета свечения. Требующаяся для этого корректировка печатной платы очень незначительна. Диод 1 N4007 мож­но заменить любым выпрямительным. Мощность резистора R6 и рабочее на­пряжение конденсатора С6 (К73-17) не должны быть менее указанных на схеме.

В налаживании правильно собранный регулятор не нуждается и начинает ра­ботать сразу после подачи питающего напряжения. Единственная рекоменда­ция: установив на печатную плату только элементы узла питания, припаять между контактными площадками, предназна­ченными для выводов 10 и 20 МК DD1, резистор номиналом 47 кОм. Включив регулятор в сеть последовательно с лампой накаливания, измеряют посто­янное напряжение на этом резисторе. Если оно около 5 В, прибор можно от­ключить от сети и продолжить монтаж.

Пользоваться регулятором просто. После подключения к сети он автома­тически переходит в режим "хозяин до­ма" — мигают оба кристалла светодио­да HL1, а в помещении каждые четыре часа на полчаса включается свет. В этот же режим регулятор можно пе­ревести, одновременно нажав на кноп­ки SB1, SB2 и удерживая их в течение 5 с. Выход из такого режима — кратко­временное нажатие на любую кнопку. С ПДУ этот режим отменить нельзя.

Если быстро нажать на кнопку SB1 восемь или более раз подряд, прибор на 10 с перейдет в режим программи­рования команды ПДУ, о чем сигнализи­рует мигающий зеленый светодиод. Принятая в это время команда будет со­хранена в памяти МК как эквивалентная нажатию на кнопку SB1. После этого (или по истечении 10 с, если команды не было) регулятор вернется в ранее действовавший режим.

Аналогичным способом записывают в память команду ПДУ, эквивалентную нажатию на кнопку SB2. Очевидно, что выбирать нужно команды, редко требу­ющиеся для управления устройством, для которого предназначен используе­мый пульт.

Для того чтобы включить освещение, достаточно нажать на кнопку SB1 или на эквивалентную ей кнопку ПДУ. Яркость нарастает до максимальной приблизи­тельно за 1 с. Это продлевает срок службы лампы. Выключают свет нажати­ем на кнопку SB2 или на эквивалентную ей кнопку ПДУ. Яркость сразу же умень­шится приблизительно на четверть, за­тем за 30 с сойдет на нет. Будет включен зеленый светодиод. Для того чтобы ус­тановить желаемую яркость света, неко­торое время удерживайте соответству­ющую кнопку нажатой. В момент ее от­пускания яркость будет зафиксирована.

Прием любого ИК сигнала регулятор отмечает миганием красного светодио­да. Этим удобно пользоваться для про­верки исправности ПДУ. Работа регуля­тора проверена с ПДУ фирм SAMSUNG, PHILIPS и LG.

Тема №29 заявка на разработку

1.Назначение:

. Автосигнализация.

2. Радиотехническое назначение:

Данное изделие предназначено для охраны автомобиля и выдачи тревожного сигнала при попытке проникновения внутрь автомобиля, при открытии багажника или капота, а встроенный датчик колебаний позволяет предотвратить случаи хищения колес, зеркал, стекол и других внешних деталей автомобиля.

3. Технические параметры.

Потребляемая ток, мА 5

4.Требования к конструкции:

Корпус должен быть изготовлен из листового алюминия толщиной 2мм .

Крепеж деталей блока должен осуществляться винтами. Сварные швы не допускаются.

5. Характеристики внешних воздействий:

Устройство предназначено для работы в умеренном климате, т. е. по климатическому исполнению относятся к виду У (среднегодовое изменение t⁰ = - 45⁰ С … + 40⁰ С).

6. Категория размещения на объекте:

закрытое помещение (с естественной вентиляцией без кондиционирования).

Устройство относится к 6-^ой группе исполнения по условиям эксплуатации по ГОСТ 16019 - 78: носимые и портативные, предназначенные для длительной переноски людьми на открытом воздухе или в не отапливаемых наземных или подземных сооружениях, работающие и неработающие на ходу.

Параметры РЭА и определяющие их дестабилизирующие факторы для носимой портативной РЭА 6 группы (ГОСТ 16019 - 78):

Продолжительность сигнала тревоги, с, с задержкой 24

без задержки 32

Частота прерываний сигнала

тревоги, Гц 1

Потребляемый ток в дежур­ном режиме, мА, не более 5

Принципиальная электриче­ская схема устройства пред­ставлена на рис. 1, а, а схема подключения к бортовой сети автомобиля — на рис. 1, б. Датчиками охраны служат имеющиеся на автомобиле двер­ные выключатели освещения салона и дополнительно уста-

Известно немало подобных конструкций, опубликованных и на страницах журнала «Ра­дио», и в другой технической литературе. Однако почти все они содержат во времязадаю-щих цепях электронного блока оксидные конденсаторы, обла­дающие малой термостабиль­ностью и значительным разбро­сом номинальной емкости. По­этому, как правило, эти кон­струкции требуют налажива­ния, их временные параметры сильно зависят от температуры.

Использование в описывае­мом ниже стороже цифрового принципа формирования вре­менных интервалов избавило его от указанных недостатков. Вве­дение же в устройство дат­чика механических колебаний позволило расширить его воз­можности. Схема построена та­ким образом, что в режиме охраны при открывании капота или крышки багажника сигнал тревоги включается немедленно, а при открывании дверей или срабатывании датчика колеба­ний — с задержкой, необхо­димой водителю для отключе­ния автосторожа при снятии с охраны.

О режиме автосторожа ин­дицирует светодиод. Его ми­гание указывает на то, что после включения устройства идет выдержка времени перед

установкой в дежурный режим. Светодиод мигает также после срабатывания сторожа до мо­мента подачи сигнала тревоги. Это лишний раз напомнит водителю о своевременном от­ключении автосторожа, а так­же облегчит установку необхо­димой чувствительности датчика механических колебаний.

Основные технические характеристики

Временная задержка на уста­новку в дежурный режим, с 32

Временная задержка на вклю­чение сигнала тревоги, с . 8

Состояние в этот момент триг­гера DD3.1 неопределенно, од­нако при выходе водителя из салона и закрывании двери сигналом от дверного выключа­теля или от датчика колеба­ний этот триггер установится в единичное состояние и тем самым разрешит работу гене­ратора импульсов, собранного на элементах DD1.1, DD1.2. По спаду 33-го выходного им­пульса генератора на выходе 32 счетчика DD2 появится плюсо­вой перепад, который переклю­чит триггер DD3.1 в состояние О и одновременно снимет устано­вочный сигнал с входа R триг­гера DD3.2. Генератор DD1.1, DD1.2 останавливается.

Такое состояние устройства соответствует вхождению его в дежурный режим.

При открывании хотя бы од­ной из дверей или по сигна­лу от датчика колебаний триг­гер' DD3.1 переключится в со­стояние 1 и запустит гене­ратор. Счетчик DD2 продолжит подсчет импульсов и, как только на его выходе 8 (через 8 так­тов) появится плюсовой пере­пад, триггер DD3.2 перейдет в состояние 1, разрешая про­хождение импульсов от гене­ратора на транзисторный ключ VT3VT4, через который посту­пает питание к реле сигналов автомобиля. Таким образом будет включен сигнал тревоги.

Через 24 такта генератора на выходе 32 счетчика DD2 появится низкий уровень, триг­гер DD3.2 установится в нуле­вое состояние и низким уров­нем с прямого выхода запре­тит дальнейшее прохождение импульсов на транзисторный ключ. Сигнал тревоги прекра­тится. Генератор же продолжит работу, и через 32 такта на выходе 32 счетчика появится плюсовой перепад, который пе­реведет триггер DD3.1 в состоя­ние 0 — генератор прекратит работу. Сторож вновь перейдет

в дежурный режим.

Это произойдет, однако, в том случае, если до момента пере­ключения в состояние 0 тригге­ра DD3.1 датчики охраны будут переведены в дежурный режим. При замкнутых контактах дат­чиков сигнал тревоги будет включаться многократно на вре­мя 24 с (32 с) с паузами 40 с (32 с) и до тех пор, пока дат­чики не будут возвращены в ис­ходное состояние.

Если пользователю такой по­рядок работы сторожа покажет­ся нежелательным, то для однократного включения сигна­ла тревоги необходимо между выходом элемента DD1.3 и вхо­дом S триггера DD3.1 вклю­чить дифференцирующую цепь C6R18 (показанную на рис. 1, а синим цветом). Когда же на вход устройства поступит сиг­нал от датчиков капота или крышки багажника, то одновре­менно переключатся оба триг­гера, и поэтому сигнал трево­ги включится немедленно, при­чем продолжительность его бу­дет больше на восемь тактов.

В качестве датчика, преоб­разующего механические коле­бания кузова автомобиля в электрические сигналы, исполь­зован микроамперметр М476/1 с незначительной доработкой, о которой рассказано ниже. Усилитель электрических сигна­лов датчика собран на ОУ DA1.

Выбор ОУ КР140УД1208 обус­ловлен низким напряжением пи­тания, малыми напряжением смещения и его температурным коэффициентом, отсутствием триггерного эффекта. Соотно­шение номиналов резисторов R10 и R12 выбрано таким, чтобы напряжение на выходе ОУ было равно 0,6 от V_mT. Поскольку для микросхем структуры К МОП пороговое напряжение срабатывания рав­но 0,5U_nilT, то уровень 0,oU_niIT будет ими восприниматься как высокий.

Конденсатор С4 служит для сглаживания паразитных коле­баний сигнала, поступающих из цепи датчика. При необ­ходимости датчик колебаний можно отключить тумблером SA2 (рис. 1,6; синим цветом здесь обозначены цепи борто­вой сети автомобиля, а чер­ным — вновь вводимые эле­менты) .

Транзисторный ключ, через который поступает питание к светодиоду HL1, выполнен на транзисторе VT2 по схеме эмит-терного повторителя. Это позво­лило второй вывод светодиода соединить с кузовом. Высокое входное сопротивление повто­рителя практически не оказы­вает шунтирующего влияния на выход генератора.

В стороже применены посто­янные резисторы МЛТ, конден-

Микросхемы К176ЛА7 и К176ТМ2 можно заменить на аналогичные из серии К561. Вместо счетчика К176ИЕ1 по­дойдет К561ИЕ10 с соответ-ствующими коррекцией включе­ния и изменением печатной платы. На месте КР140УД1208 удовлетворительно работают ОУ КР140УД608, КР544УД1А (при этом резистор R11 ис­ключают) .

Почти все детали сторожа смонтированы на печатной пла­те из двустороннего фольгиро-ванного стеклотекстолита тол­щиной 1 мм. Чертеж платы представлен на рис. 2. Те кон­тактные точки на плате, кото­рые при монтаже нужно про­паять перемычками на обеих ее сторонах, выполнены квадрат­ными. Плату можно изгото­вить и из одностороннего стек­лотекстолита, если печатные проводники неосновной стороны выполнить навесными.

Плата скомпонована под ко­жух от автомобильного реле указателя поворотов РС850Б. Переменный резистор R7 — ре­гулятор чувствительности датчи­ка колебаний — смонтирован на боковой стенке кожуха, а разъемы XI и Х2 — на крыш­ке (см. фото на рис. 3). Дат­чик колебаний — микроампер­метр РА1 — приклеивают к поролоновой пластине толщи­ной 5 мм, приклеенной к плате.

Для изготовления датчика корпус микроамперметра вскры­вают — это легко сделать лезвием ножа. На изогнутый конец стрелки надевают и ак­куратно обжимают плоскогубца­ми небольшой груз. Им может быть отрезок длиной 5 мм труб­чатого припоя диаметром 3 мм. Флюс из канала предварительно удаляют. Между грузом и шка­лой должен быть зазор не ме­нее 1,5 мм. По краям шкалы на нее нужно наклеить демпфе­ры-ограничители размерами 5Х Х5Х5 мм из мягкого поро­лона. После этого корпус гото­вого датчика склеивают и вы­сушивают.

Сторожевое устройство уста­навливают в потайном месте салона автомобиля так, чтобы ось вращения рамки датчика была параллельна направлению движения автомобиля, а стрел­ка с -грузом направлена вниз. Подключают устройство к бор­товой сети согласно схеме на рис. 1, б. На те модели авто­мобилей, где реле звуковых сигналов отсутствует, его необ­ходимо установить. Сопротивле­ние обмотки реле не должно быть менее 24 Ом. Параллель­но обмотке реле обязательно включают диод Д226 с любым буквенным индексом (катодом к плюсовому выводу).

Тумблер «Охрана» устанавли­вают в потайном и удобном для водителя месте. Светодиод должен быть установлен так, чтобы его работа была видна снаружи автомобиля.

Для постановки автомобиля на охрану включают тумблер «Охрана» и выходят из салона. Через 32 с сторож войдет в дежурный режим. Для снятия с охраны необходимо открыть дверь и в течение не более восьми секунд выключить тумб­лер «Охрана», иначе прозвучит сигнал тревоги.

А. ЦЕДИК

г. Бобруйск

Тема №30 заявка на разработку

1.Назначение:

Измеритель пульса человека

2. Радиотехническое назначение:

Данное изделие предназначено измерения пульса человека.

3. Технические параметры.

Потребляемая мощность 18 и 9 В

4.Требования к конструкции:

Корпус должен быть изготовлен из пластика.

Крепеж деталей блока должен осуществляться винтами.

5. Характеристики внешних воздействий:

Устройство предназначено для работы в умеренном климате, т. е. по климатическому исполнению относятся к виду У (среднегодовое изменение t⁰ = - 45⁰ С … + 40⁰ С).

6. Категория размещения на объекте:

закрытое помещение (с естественной вентиляцией без кондиционирования).

Устройство относится к 6-^ой группе исполнения по условиям эксплуатации по ГОСТ 16019 - 78: носимые и портативные, предназначенные для длительной переноски людьми на открытом воздухе или в не отапливаемых наземных или подземных сооружениях, работающие и неработающие на ходу.

Параметры РЭА и определяющие их дестабилизирующие факторы для носимой портативной РЭА 6 группы (ГОСТ 16019 - 78):

ИЗМЕРИТЕЛЬ ПУЛЬСА

В. Ефремов, М. Нисиевич

Стремясь избежать последствий гиподинамии, все боль­ше людей пополняют клубы любителей бега. Для само­контроля пульса, необходимого непосредственно до и после выполнения упражнений, будет полезен небольшой цифровой прибор, к датчику которого достаточно при­ложить палец и через 12 с светодиодное табло покажет результат.

Питание прибора осуществляется от 3 батарей «Крона-ВЦ», энергии которых хватает для ра­боты в

• течение 4 месяцев при 25 ежедневных замерах пульса. За интервал времени, равный 12 с, подсчитывается число ударов сердца, затем это число умножается на 5 и результат появляется на светодиодных индика­торах. Ре­зультат не всегда получается кратным 5, так как хотя каждый импульс, соответствующий удару сердца, заме­няется 5 импульсами, которые заносятся в счетчики, но при отсутствии жесткой синхрони­зации такой способ подсчета импульсов обеспечивает выдачу на индикаторы практически всех чисел от 40 до 199.

Функциональная схема измерителя пульса представ­лена на рис. 1. Сигнал, излучаемый ИК-свето­диодом, отражается от пальца и улавливается фотодиодом дат­чика, который подключен ко входу уси­лителя А1. Далее, пройдя через фильтр низких частот, сигнал поступает на второй усилительный каскад А2, на выходе которого его амплитуда достигает значения, достаточного для работы схемы формирова­теля D1. Последний представляет собой триггер Шмитта и вырабатывает импульсы, соответ­ствующие ударам пульса, которые, пройдя через диффе­ренцирующую цепь R1C1, запускают ждущий одновиб-ра­тор D2. Одновибратор D2 выполняет две функции: блокирует триггер D1 и запускает схему цифрового пере­счета. Блокирование триггера D1 делает считывание си­гналов пульса более надежным, так как по­сле прохож­дения импульса в течение следующих 200 мс триггер Шмитта не реагирует на другие вход­ные сигналы. Кроме того, выходной импульс одновибратора D2 в режиме «Счет» через схему совпаде­ний D3 запускает два жду­щих одновибратора D4 и D5. Одновибратор D4 задает время измерения пульса, а другой одновибратор D5 вырабатывает сигналы, осуществляющие пересчет. В ре­зультате подачи сиг­налов одновибратора D5 и генера-

Индикация ударов пульса осуществляется светодиодом \'D4: Таким образом посредством микросхем DAI, DA2 и DD1 удается выделить импульсы ударов пульса.

При желании радиолюбители могут заменить цифро­вую часть прибора более простой, аналого­вой, в качестве которой подойдет простой стрелочный частотомер с диа­пазоном измерения 0,5...3 Гц и шкалой, проградуирован-ной в уд/мин.

Измерение частоты пульса в приборе принято самое простое — подсчет импульсов за определен­ный период времени, хотя, строго говоря, удачней была бы система отсчета пульса в режимах «сред­ний» (за 10 ударов пуль­са) или «мгновенный» (от удара к удару). Однако по-

следние способы подсчета пульса требуют более сложной реализации, что приведет к нежелательному увеличению габаритов прибора.

Цифровая часть измерителя частоты пульса содержит следующие функциональные узлы: двенадца­тисекундный одновибратор (DD2.1 и DD2.2), одновибратор с длитель­ностью импульса 2,5 мс (DD3.2—DD3.4), генератор пря­моугольных импульсов с частотой 2 кГц (DD4.1 и DD4.2), триггеры управления (DD5.1 и DD5.2) и двоич­но-десятичные счетчики-дешифраторы (DD6—DD8). Подсчет числа импульсов цифровой частью начинается после нажатия на кнопку SB2 «Счет». При нажатии вырабатывается им­пульс, который обнуляет счетчики DD6—DD8 и переводит /^S-триггер DD5.2 в состояние, при кото­ром его выходной сигнал дает разрешение на прохождение импульсов, подсчета пульса через логиче­ский элемент DD3.1. Первый же пришедший сигнал пульса запускает оба одновибратора. Каждый им­пульс одновибратора DD3.2—DD3.4, поступая на схему DD4.3, стробирует прохождение пяти импуль­сов генера-

ОТСЧеТа ПуЛЬСа В режимал «средний;* \за iu y«aj;oD ujijiu-

са) или «мгновенный» (от удара к удару). Однако по-

тора на счетчики. Такой режим работы продолжается в течение 12 с после прихода первого им­пульса пульса и длится до тех пор, пока одновибратор DD2.1, DD2.2 спа­дом импульса не сбросит ^S-триггер DD5.2 и, следова­тельно, прохождение импульсов через элемент DD3.1 пре­кратится. Одновре­менно с этим одновибратор DD2.1, DD2.2 через цепь C10R31 воздействует на триггер DD5.1, который открывает транзистор VT4, и на трех семисег-ментных светодиодных индикаторах будет высвечено число ударов пульса в минуту. Кнопка SB1 «Сброс» слу­жит для установки начальных состояний тригге­ров управ­ления и одновибратора DD2.1, DD2.2, ею же происходит гашение светодиодов индикации.

Соединение счетчиков-дешифраторов DD6—DD8 се-мисегментных индикаторов HG1—HG3 — стандартное. Микросхема DD8, с которой задается значение сотен, соединена с индикатором только через два резистора R51, R52, поэтому, если число ударов пульса меньше ста, светодиодная матрица HG3 не загорается.

Схема стабилизатора двуполярного напряжения ±5 В изображена на рис. 3. Собственно стаби­лизатор собран на транзисторах VT1—VT3. Применение двух-каскадного усилителя на транзисторах VT2, VT3 и вклю­чение опорного стабилитрона в цепь базы транзистора VT3 позволили получить ко­эффициент стабилизации по напряжению более 500 при выходном сопротивлении не более 0,2 Ом. Включением в качестве регулирующего элемента р-п-р транзистора VT1 удалось добиться ста­билизации выходного напряжения при минимальном на­пряжении на входе не менее 11,8 В. При включении запуск стабилизатора осуществляется цепочкой C1R1 VD2R4. В момент включения импульсом тока зарядки

Измеритель пульса заключен в прямоугольный пласт­массовый корпус черного цвета. Его размеры оп­реде­ляются размером наибольшей из печатных плат (рис. 4—6), на которой смонтирована основная часть устрой­ства. На передней панели прибора расположены кнопки и надписи «Счет», «Сброс» белого цвета, светодиодное табло прикрыто прозрачной целлулоидной пленкой крас­ного цвета.

Печатные платы прибора, а их всего 3, изготовлены из двустороннего фольгированного стеклотексто­лита тол­щиной 2 мм. Высота установленных элементов на плате не должна превышать высоту ИК-дат­чика. Потенцио­метры R2 и R12 приклеивают эпоксидным клеем таким образом, чтобы их регулировочные винты были распо­ложены перпендикулярно к плате. Микросхема DD1, имеющая пленарные выводы, рас­паивается со стороны печатных проводников. Семисегментные индикаторы рас­положены на небольшой от­дельной плате из стеклотек­столита, разводка проводников которой ввиду ее про­стоты не дается. Она соединяется с основной платой через ограничительные резисторы R37—R52, которые одновременно вы­полняют и функции элементов крепежа

платы. Резисторы устанавливаются вертикально. Один конец у каждого резистора распаян на основной плате, другой на плате индикаторов (в статье не приводится). Важным узлом прибора является ИК-дат­чик, конструк­ция которого представлена на рис. 7. Он представляет собой прямоугольный брусок тексто­лита, имеющий два цилиндрических канала, в которые вставляются свето-диод и фотодиод. В собран­ном датчике эти элементы несколько выступают из каналов и упираются в пласт­массовую крышку.

Крепится датчик к плате с помощью винта МЗ. Пла­стинка датчика, закрывающая ПК-диоды? требует при изготовлении особого внимания и аккуратности. Ее вну­треннюю и внешнюю поверхности необходимо тщательно отполировать, так как шероховатость пластинки может привести к недопустимому рассеива­нию ИК-лучей и, как следствие этого, к дроблению сигнала пульса. Под основ-. ной печатной платой рас­положены плата стабилизатора (рис. 8, 9) и отсек питания для размещения 3 батарей «Крона-ВЦ». При из­готовлении отсека питания необхо­димо обеспечить его герметизацию. Светодиод VD4 «Пульс» впаива­ется в основную плату вертикально.

В левой боковой стенке установлен тумблер включения питания SA1.

В приборе применены конденсаторы КМ-6 (Cl, C8, С9, СЮ), КМ (С5, С6, С7, СИ, СП), К53-1 (С2, С4), К50-6 (СЗ). Все постоянные резисторы, примененные в приборе, МЛТ-0,125, переменные R2 и R12 — СП-5-3;

R28— СП4-1. Кнопка SB1 состоит из двух микропе* реключателей МП-9; SB2— МП12. Тумблер включения питания SA1 — MT-I. В стабилизаторе двуполярного на* пряжения применены конденсаторы К53-1 (Cl), KM-6 (С2), К52-1 (СЗ, С4), резисторы МЛТ-0,125.

Отметим возможные замены некоторых элементов схемы, хотя таких вариантов очень мало. ИК-фо­тодиод VD2 ФД-27К можно заменить более распространенным ФД-3, транзисторы КТ503Г, примененные в усилитель­ной части, заменяются КТ312Б, транзистор КТ814Г — КТ503Г. Вместо ОУ К140УД6 можно применить другие ОУ, но они должны удовлетворять следующим основньш требованиям: и_{шт м}„_н<5,5 В, /С_у^20 000, 7_вх<200 нА. Это могут быть ОУ К140УД7, К140УД12 и К153УД5. Микросхемы серии К176 можно заменить на аналогич­ные из серии К561.

Налаживание смонтированного устройства на­чинают с проверки стабилизатора напряжения. Для это­го на его вход подают от внешнего источника напряже­ние 15 В и подбором стабилитрона и сопро­тивления резистора R7 (150...200 Ом) устанавливают на коллек­торе VT1 выходное напряжение 10,8...11 В. Это напря­жение на выходе платы стабилизатора делится попо­лам относительно общей клеммы. Так как микросхема К140УД1А склонна к самовозбуждению, необходимо про­контролировать отсутствие на ее выходе ВЧ колебаний, наличие которых значительно увеличивает ток, потреб­ляемый стабилизатором. При необходимости емкость корректирующего конденсатора С2 следует увеличить. Если выходные напря­жения отличаются более чем на 0,1 В, их выравнивание осуществляется незначительным изменением со­противлений резисторов R8 и R9. После этого готовый стабилизатор проверяют под током на­грузки 40...50 мА в интервале входного напряжения 12... 18 В. Изменение выходного напряжения при измене­нии тока нагрузки от 0 до 20 мА не должно превышать 10 мВ.

Для настройки основной платы потребуется осцил­лограф с секундной разверткой (например, С1-76), Сна­чала проверяется режим работы ИК-датчика и входного ОУ. Для этого, положив палец на датчик (пока без защитной пластины), регулируют ток излучающего све-тодиода VD1 потенциометром R2, уста­навливая выход­ное напряжение ОУ DA1 в пределах + 2...3 В. Если

постоянное выходное напряжение отрицательной поляр­ности, необходимо изменить распайку фотодиода VD2. После проведения этой регулировки на выходе DA1 с помощью осциллографа можно наблюдать сиг­налы пуль­са с амплитудой 0,5...4 мВ. Вторая контрольная точка —• выход микросхемы DA2. Переменным резистором R12, при закрытом светонепроницаемым предметом датчике, устанавливают положительное напряжение на выводе 6 микросхемы DA2 в пределах +0,6...0,7 В. Затем контро­лируют напряжение на вы­ходе эмиттерного повторите­ля VT1 — рпезистором R12 устанавливают напряжение + 0,1...0,15 В. После этих операций первичная настройка усилительной части заканчивается — при касании паль­цем ИК-датчика в такт с пульсом мигает светодиод VD4. Если цифровая часть смонтирована без ошибок, то какой-либо специальной настройки не потребуется. При включении питания должны загореться нули на индика­торах единиц и десятков, а индикатор, указывающий сотни, не должен светиться. Затем, положив палец на ИК-датчик, добиваются мигания светодиода «Пульс». Теперь, если нажать на кнопку SB2 «Счет», число на светодиодных индикаторах при каждом ударе пульса должно увеличиваться на пять. Примерно через 12 с счет импульсов заканчивается. При нажатии на кнопку SB1 «Сброс» индикаторы должны погаснуть. Если циф­ровая часть исправна, следует проверить точность пере­счета импульсов. Но вначале настраивают .одновибратор DD2.1, DD2.2, который легко проверить с помощью секундомера, замеряя время от момента прохождения первого импульса пульса после нажатия кнопки «Счет» до загорания светодиодного табло. Период импульсов одновибратора регулируется резистором R28. Для про­верки пересчета необходимо по­давать секундные им­пульсы положительной полярности на вход транзистора VT1. Проще всего такие им­пульсы получить от генера­тора ГЗ-39. Изменяя частоту генератора от 0,5 до 3,3 Гц, проверяют точность из­мерения. Если подобного генера­тора нет в наличии, импульсы такой частоты можно получить либо от цифровых электронных часов, либо от генератора горизонтальной развертки осциллографа. При необходи­мости производят подстройку генератора час­тоты 2 кГц или одновибратора DD2.1, DD2.2. Последняя опе­рация настройки — установка защитной пластинки на ИК-датчик, который обязательно следует проте­реть

спиртом. Положив палец на датчик, вновь проверяют выходное напряжение ОУ DA1 и, при необходимости, подстраивают его, учитывая, что приближение выходного напряжения к своему предельному положительному зна­чению увеличивает чувствительность прибора.

Если чувствительность прибора оказалась недостаточ­ной, следует уменьшить толщину пластинки ИК-датчика до предела или изготовить ее из другого, более прозрач­ного для ИК-лу­чей материала. Повысит чувствитель­ность и увеличение емкости конденсатора С1 на 1...2 мкФ.

Пользоваться цифровым измерителем пульса неслож­но. Включают прибор и сразу же на­жимают кнопку «Сброс» в целях экономии энергии батарей питания. Затем, взяв прибор в руки, нежно, без нажатия, кладут палец на пластинку ИК-датчика и добиваются мигания свето­диода в такт с ударами пульса. Через 3...4 удара пальцем левой руки нажимают кнопку «Счет». Через 12 с на табло появится цифра, показывающая число ударов «пульса в минуту. Ин­дикаторы гасятся нажатием на кнопку «Сброс». Во время измерения надо следить за тем, чтобы рука не колебалась и, если во время 12-се-кундного цикла было дробление сигналов свето­диода от колебаний руки, измерение надо прервать нажатием кнопки «Сброс» и снова запустить кнопкой «Счет». Из­меряя пульс, надо помнить, что, если прибор улавливает биение крови внутри капилляров, то колебание руки бу­дет отмечено и подавно, что приведет к искажению ре­зультата измерения. Работа с прибором на открытом воздухе имеет некоторые особенности. Так, зимой может оказаться, что замерить пульс очень трудно, если у чело­века холодные руки, а на ярком солнце его лучи «ослеп­ляют» ИК-датчик, и пульс можно измерять только в тени.

Литература

Алексенко А. Г., Колом бет Е. А., Стародуб Г. И. При­менение прецизионных аналоговых ИС.— М.: Радио и связь, 1981. Ефремов В., Шнапцев Ю. Электроника измеряет пульс.— Мо­делист-конструктор, 1982, № 10.

Измеритель частоты пульса, встроенный в наручные часы.— Электроника, 1977, № 9, с. 10, 11.

Часы на жидких кристаллах в качестве счетчика пульса.— Элек­троника, 1979, № 5, с. 7, 8.

ТЕМА №31

Заявка на разработку

1.Назначение:

. Сигнализация

2. Радиотехническое назначение:

Предлагаемое устройство предназначено для охраны металлических предметов типа шкафов, сейфов и т.п., а также проемов помещений и выдачи тревожного сигнала путем размыкания выходных контактов при приближении человека к охраняемому предмету или касания его человеком.

3. Технические параметры.

Потребляемая мощность 9 В.

4.Требования к конструкции:

Корпус должен быть изготовлен из пластика.

Крепеж деталей блока должен осуществляться винтами.

В устройстве должен быть резервный источник питания.

5. Характеристики внешних воздействий:

Устройство предназначено для работы в умеренном климате, т. е. по климатическому исполнению относятся к виду У (среднегодовое изменение t⁰ = - 45⁰ С … + 40⁰ С).

6. Категория размещения на объекте:

закрытое помещение (с естественной вентиляцией без кондиционирования).

Устройство относится к 6-^ой группе исполнения по условиям эксплуатации по ГОСТ 16019 - 78: носимые и портативные, предназначенные для длительной переноски людьми на открытом воздухе или в не отапливаемых наземных или подземных сооружениях, работающие и неработающие на ходу.

Параметры РЭА и определяющие их дестабилизирующие факторы для носимой портативной РЭА 6 группы (ГОСТ 16019 - 78):

СТОРОЖЕВОЕ УСТРОЙСТВО

Автор этого бытового электрон­ного автомата, отмеченный по­ощрительной премией,—А. А. Москвин из Екатерин­бурга.

Устройство предназначено для охраны квартиры и может вы­полнять функцию квартирного звонка. В отличие от многих аналогов, в нем формирование почти всех временных интерва­лов происходит цифровым спосо­бом, с использованием одной микросхемы К176ИЕ5.

Датчиком срабатывания сторо­жа может быть любая пара нор­мально замкнутых контактов. Воз­можно подключение нескольких пар последовательно соединен­ных контактов, а также охран­ного шлейфа.

Сторожевое устройство-зво­нок (рис. 7) состоит из элект­ронного блока и блока громко­говорителя. Электронный блок образуют: буферный каскад на транзисторе VT1, RS-триггер (эле­менты DD1.1, DD1.2), многофунк­циональное устройство на микро­схеме DD2, диодный дешифра­тор (VD2, VD3), коммутатор на элементе DD1.3, инвертор DD1.4 и усилитель мощности звуково­го сигнала на транзисторах VT3— VT5. В блок громкоговорителя входят динамическая головка ВА1 с конденсатором С9 и резисто­ром R15 и согласующее устрой­ство на электромагнитном реле К1. Источник питания — выпря­митель (на схеме не показан) с выходным нестабилизированным напряжением 15,5 В (в дежурном режиме).

Режимы работы устройства устанавливают кнопочным пере­ключателем SB1. В режиме «Зво­нок» напряжение питания -{-9 В на микросхемы не подается, а вывод 12 коммутатора DD1.3 соединен (через замкнутые кон-

При нажатии звонковой кнопки SB2 напряжение на часть узлов электронного блока подается через замкнувшиеся контакты электромагнитного реле К1. При этом микросхема DD2 начинает выра&атывать сигнал «двутональ­ная сирена», который проходит через элементы DD1.3 и DD1.4, усиливается по мощности транзи­сторами VT3—VT5 и воспроиз­водится головкой ВА1. - Чтобы устройство перевести в режим «Сторож», нажимают на кнопку SB1. При этом через ее контакты SB1.1 на микросхемы по­дается напряжение питания, а коммутатор оказывается раз­блокированным. Контакты же

SB1.2 замыкают резистор R15, в результате чего громкость зву­кового сигнала резко возрастает.

Временные диаграммы работы устройства в режиме «Сторож» приведены на рис. 8. В момент включения питания конденсатор СЗ начинает заряжаться через резистор R4, а RS-триггер оста­ется в исходном состоянии и удер­живает в нулевом состоянии Счет­чик DD2.

Размыкание сторожевой цепи (например, контакта S1) в течение интервала времени, пока конден­сатор СЗ заряжается, не изме­няет состояния устройства. Дли­тельность же его зарядки t₃ составляет 0,7 R4C3, т. е. около 14 с.

В дежурном режиме резистор R6 совместно с конденсатором С4 представляет собой помехопо-давпяющую интегрирующую це­почку в цепи положительной об­ратной связи RG-триггера, а по от­ношению к сигналу, снимаемому с вывода 5 микросхемы DD2, явля­ется дифференцирующей и слу­жит для обнуления всего устрой­ства и перевода его в дежур­ное состояние по окончании сиг­нала «тревога».

После того, как устройство перейдет в дежурный режим, раз­мыкание охранного контакта при­водит к переключению RS-триг-гера в единичное состояние и по­явлению на его инверсном вы­ходе (вывод 3 DD1.2) напряжения низкого уровня. При этом счет­чик DD2 разблокируется и нач­нется отсчет времени по разря­дам 14 и 15: в начале паузы t_n — интервал времени между началом счета счетчика и появле­нием напряжения высокого уров­ня на выходе дешифратора VD2, VD3, и, если устройство не выклю­чить, продолжительность тревоги t_T — интервал времени между появлением и окончанием высо­кого уровня на выходе дешифра­тора. Напряжение высокого уров­ня на выходе дешифратора от­кроет коммутатор DD1.3, и через него сигнал двутональной сирены с выхода К (вывод 11} микро-схемы DD2 Пройдет через инвер­тор DD1.4 на вход усилителя мощности — из динамической головки раздается звук сирены.

Сигнал «двутональная сирена» формируется периодическим подключением резистора R9 па­раллельно резистору R8 через полевой транзистор VT2, откры­вающийся импульсами разряда 9 (вывод 1} двоичного делителя частоты этой же микросхемы.

После окончания тревожного сигнала отрицательный перепад напряжения с выхода 15 (вывод 5) микросхемы DD2 через конденса­тор С4 переключает RS-триггер в исходное состояние и сторожевое устройство вновь оказывается в дежурном режиме.

При номиналах элементов, ука­занных на схеме, время t_n и t_T равно соответственно 17 и 50 с.

Электромагнитное реле К1, вы­прямительный мост VD7—VD10 с конденсатором С10, находя­щиеся в корпусе блока громко­говорителя, образуют гальвани­чески развязывающее устройство. .

Конденсатор С9 делает звуча­ние электронного звонка более «мягким», а также уменьшает не­желательную ЭДС самоиндукции динамической головки.

При небольшой доработке к устройству возможно подключе­ние, например, центрального ох­ранного пульта, сигнал на кото­рый будет поступать с вывода 4 микросхемы DD2, т. е. одновре­менно с сигналом тревоги. Допу­стимо соединение пульта с выво­дом 5 микросхемы DD2, тогда сигнал на пульт поступит после 17-секундной задержки (см. гра­фик на рис. 8).

Резервный источник питания на­пряжением 9...12 В подключен к устройству через диод VD6. При пропадании напряжения в сети (т. е. напряжения (15,5 В) диод открывается и вводит в работу резервную батарею питания.

РС4.591.005). В случае использо­вания другого слаботочного реле ток срабатывания его устанав­ливают подбором резистора R16.

В авторском варианте детали электронного блока и блока гром­коговорителя размещены в двух отдельных корпусах (рис. 9). Большая часть деталей электрон­ного блока, в том числе и пере­ключатель SB1, смонтированы на общей печатной плате. В кор­пусе блока громкоговорителя ди­намическая головка, конденсатор С9 и подстроечный резистор R15 находятся на внутренних сторонах его стенок, остальные детали, в том числе развязывающего уст­ройства (VD7—VD10, СЮ, К1), смонтированы на печатной плате.

Безошибочно собранное из* ис­правных деталей устройство не нуждается в налаживании. Вре­менные интервалы и частоты им-

остальные — К10-7. КМ, К21-7.

Постоянные резисторы — С1-4, МЛТ, С2-23, подстроечный R15 — проволочный типа ППЗ. Переклю­чатель SB1 — П2К.

Головка ВА1 — мощностью не менее 2 Вт со звуковой катуш­кой сопротивлением 8...10 Ом. Ре­ле К1 — РЭС15 (паспорт

пульсов, формируемые с помо­щью микросхемы DD2, можно изменять соответствующей под­боркой конденсатора С7 и рези­сторов R8, R9, а временной ин­тервал t₃ — подбирая (или рас­считывая) номиналы элементов СЗ, R4. Но при этом необходи­мо учитывать, что при очень больших значениях параметра t=C3R4 на нормальной работе устройства может сказываться ток утечки оксидного конденсатора СЗ.

Описанное устройство эксплуа­тируется в обычной квартире более двух лет. Субъективная громкость сигнала «тревога» такова, что его отчетливо слыш­но через стены и входную дверь во всех квартирах лест­ничной клетки и по всей лест­нице девятиэтажного дома.

Тема №32 заявка на конструирование

1.Назначение:

Радиоохранная система.

2. Радиотехническое назначение:

Предлагаемое устройство предназначено для охраны гаража «ракушка».

3. Технические параметры.

На­пряжение — 6...9 В, ток нагрузки — не меньше 1 мА. Электрическая емкость источника должна обеспечивать доста­точно продолжительную его работу. 4.Требования к конструкции:

Корпус должен быть изготовлен из пластика.

Крепеж деталей блока должен осуществляться винтами.

В устройстве должен быть резервный источник питания.

5. Характеристики внешних воздействий:

Устройство предназначено для работы в умеренном климате, т. е. по климатическому исполнению относятся к виду У (среднегодовое изменение t⁰ = - 45⁰ С … + 40⁰ С).

6. Категория размещения на объекте:

закрытое помещение (с естественной вентиляцией без кондиционирования).

Устройство относится к 6-^ой группе исполнения по условиям эксплуатации по ГОСТ 16019 - 78: носимые и портативные, предназначенные для длительной переноски людьми на открытом воздухе или в не отапливаемых наземных или подземных сооружениях, работающие и неработающие на ходу.

Параметры РЭА и определяющие их дестабилизирующие факторы для носимой портативной РЭА 6 группы (ГОСТ 16019 - 78):

РАДИООХРАННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ "РАКУШКИ"

Ю. ВИНОГРАДОВ, г. Москва

Автовладельцы всеми способами пытаются обезопасить свои машины от злоумышленников. Машина, стоящая ночью во дворе дома, может стать легкой добычей, тем более что предполагается ввести закон об ответственности за нарушение тишины в ночное время, ограничивающий применение сигнализаций. Более надеж­ный способ защиты автомобиля во дворе — установка металличе­ского тента ("ракушки"). Предлагаемая система по радиоканалу сообщает владельцу о факте проникновения в "ракушку".

Сигнал тревоги может быть передан в одном из каналов гражданского диапа­зона связи и принят самой простой Си-Би радиостанцией — "Урал-Р", "Ласпи" и др. Потребуется лишь изготовить пе­редатчик, формирующий этот сигнал тревоги на частоте такой станции.

Принципиальная схема передатчика показана на рис. 1. Задающий генератор, собранный на транзисторе VT2, возбуж­дается на частоте кварцевого резонатора ZQ1, совпадающей с рабочей частотой

этого генератора, следующие с частотой около 1 кГц, используются для частотной модуляции задающего генератора.

Сигнал генератора на элементах DD1.5, DD1,6 (1 Гц) управляет и транзи­стором VT1: включения передатчика перемежаются паузами "чистого" эфи­ра примерно такой же длительности. Варьируя частоты генераторов, можно менять параметры сигнала тревоги.

Датчиком охранной системы служит шлейф, подключенный к разъему Х1.

Передатчик собран на печатной пла­те из двусторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм (рис. 2). Фольга под деталями исполь­зована лишь в качестве общего провода и экрана: в местах пропуска проводни­ков в ней должны быть вытравлены за­щитные кружки диаметром 1,5...2 мм (на рис. 2 не показаны). Соединения де­талей с общим проводом показаны за­черненными квадратами. Квадратами со светлой точкой в центре показаны перемычки между двумя сторонами платы. Перед установкой микросхем выводы 7 DD1 и 8 DD2 отгибают в сторо­ну для пайки непосредственно к фольге общего провода.

Все резисторы — МЛТ-0,125. Кон­денсаторы С1— С4, СЮ—С12, С14, С15 — КМ-6 или К10-176; С5—С9 — КД-1; С13 — КД-2; С16 — оксидный ди­аметром 6 и высотой 13 мм. Дроссели L3mL4 —Д0,1.

Катушка L1 содержит 60 витков про­вода ПЭВ-2 0,07, намотанных виток к витку, L2 — 13 витков (Ш=7, п2=6) провода ПЭВ-2 0,48, L5 — 11 витков провода ПЭВ-2 0,56. Катушки имеют карбонильные подстроечники М3х8. Конструкция контурной катушки L2 и ее

Транзисторы VT3 и VT4 выполняют функцию усилителя мощности. Контуры L2C8C9 и L5C12C13C14 настроены на рабочую частоту передатчика. Транзис­тор VT1 работает в ключевом режиме: передатчик включен, если этот транзис­тор открыт до насыщения.

Узел управления передатчиком вы­полнен на микросхемах DD1 и DD2. На инверторах DD1.5 и DD1.6 собран генератор, возбуждающийся на часто­те около 1 Гц. При низком уровне на выходе элемента DD1.5 включается звуковой генератор, собранный на ин­верторах DD1.3 и DD1.4. Импульсы

Обрыв шлейфа приведет к тому, что низкий уровень на входе элемента DD1.1 сменится высоким и на выходе DD1.1 возникнет низкий уровень. На­пряжение высокого уровня перестанет поступать через диод VD2, и будут со­зданы условия для запуска генераторов и выхода передатчика в режим переда­чи тревожного радиосигнала.

Как ни важен сигнал тревоги, он дол­жен быть ограничен во времени. Им­пульсы, поступающие на вход С счетчи­ка DD2, через некоторое время выведут его в состояние, при котором на выходе 2^s возникнет высокий уровень. Пере­датчик прекратит работу, выдав в эфир 512 тональных посылок. Это займет около 9 мин. Подключая диод VD3 к дру­гим выходам счетчика DD2, можно менять это время. Для возвращения устройства в дежурный режим нужно нажать кнопку SB1. Эту же кнопку следует нажимать и при постановке устройства на охрану. Шлейф при этом должен быть замкнут.

монтаж на печатной плате показаны на рис. 3. Катушки L1 и L5 отличаются лишь отсутствием отвода. Каркас ка­тушки L1 приклеивают к плате.

Кварцевый резонатор можно просто впаять. Но действительная его резо­нансная частота нередко существенно отличается от проставленной на корпу­се. Подбор резонатора упростится, ес­ли в плату впаять не сам резонатор, а гнезда под его штыри (рис. 4). Такие гнезда (внутренним диаметром 1 мм) можно найти в некоторых разъемах.

Печатную плату устанавливают на переднюю панель — пластину, вырезан­ную из листового ударопрочного поли­стирола (отверстия 02,1 мм в плате предназначены для ее крепления). Из этого же материала можно склеить и корпус передатчика, в авторском ва­рианте он имел габариты 78x58x28 мм.

Для налаживания передатчик перево­дят в режим непрерывного излучения без модуляции. Короткими проволочными

К антенному выходу подключают 50-омный эквивалент антенны (два включенных параллельно резистора МЛТ-0,5 100 Ом), а к нему — высоко­частотные (>30 МГц) вольтметр и час­тотомер. К разъему Х1 подключают имитирующую шлейф перемычку.

Подав на передатчик питание, под­стройкой катушек L2 и L5 добиваются наибольшего напряжения на антенном эквиваленте. Отдаваемую в нагрузку

дящее частоту задающего генератора вверх). Если подключение частоторегу-лирующей цепи L1VD4C5 привело к сры­ву генерации и она не восстанавливает­ся при любом положении подстроечника L1, рекомендуется подобрать конденса­тор Сб. Если кварцевый резонатор рабо­тает не на третьей гармонике, а на ос­новной (что редко, но бывает), число витков катушки L1 нужно уменьшить в 2—3 раза и подобрать конденсатор С5. Зависимость основных характерис­тик передатчика от напряжения источ­ника питания показана в таблице.

Здесь: 1_ДЕж — ток, потребляемый пере­датчиком в дежурном режиме (шлейф цел); 1непр — то же, в режиме непрерыв­ного излучения; Ризл — мощность излу­чения; Af_B — отклонение частоты генера­ции вверх при напряжении на варикапе VD4, близком к питающему; Af_H — откло­нение вниз при напряжении на варикапе, близком к нулю. Из таблицы видно, что изменение напряжения источника пита­ния мало влияет на частоту излучаемого сигнала. При напряжении от 5 до 9 В сиг­нал остается в полосе канала связи.

Окончательную настройку передат­чика завершают подстройкой катушки

L1 на слух по наилучшему тону сигнале в динамической головке приемника.

На металлической крыше "ракушки" устанавливают гнездо для подключения антенны. На рис. 5 показана конфигу­рация отверстия под антенный разъем СР-50-73Ф, а на рис. 6 — подключение кабеля. Один конец кабеля крепят непо­средственно на плате передатчика при­жимной скобой, другой — припаивают к разъему.

К источнику требования просты: на­пряжение — 6...9 В, ток нагрузки — не меньше 1_Непр- Электрическая емкость источника должна обеспечивать доста­точно продолжительную его работу. Так, например, литиевая батарея DL223A (напряжение — 6 В, емкость — 1400 А-ч, габариты — 19,5x39x36 мм) позволит не заботиться о питании несколько лет. Батарею можно составить из гальвани­ческих элементов, но прослужит такая батарея заметно меньше.

Если предполагается использовать передатчик в регионах с холодным кли­матом, нужно чтобы источник питания сохранял работоспособность и при низких температурах. Здесь литиевые гальванические батареи также вне кон­куренции — их температурный диапа­зон от -55 до +85 °С. Условно пригодны (зимой) алкалиновые батареи (-25...+55 °С). Совершенно непригодны РЦ и СЦ (0...+55 °С). Менее "морозоус­тойчивы" аккумуляторы. Так, темпера­турный диапазон никель-кадмиевых

и никель-металгидридных аккумулято­ров — -20...+45 °С, а литиевых — -2О...+6О°С.

На "ракушке" может быть установ­лена любая антенна Си-Би диапазона. Нужную "дальнобойность" канала (обычно это несколько сотен метров) обеспечит даже антенна от портатив­ной радиостанции. Однако уверен­ность в этом может дать лишь прямой эксперимент: в условиях городской застройки при низко расположенном излучателе интерференция сигналов в точке приема практически непред­сказуема.

В заключение — о приемнике. В этом качестве одноканальные Си-Би радио­станции, выпускавшиеся когда-то на­шей промышленностью, привлекатель­ны лишь одним: почти все они уже давно лежат без употребления. Хотя радио­приемник "одноканалки" может рабо­тать и без переделки, лучше все-таки его доработать. Прежде всего в него следует ввести шумоподавитель (уст­ройство, включающее УЗЧ приемника лишь при появлении в канале несущей частоты). Разработчики первых отечест­венных постоянно шипящих радиостан­ций считали шумоподавитель излишней роскошью. После чего можно увеличить мощность сигнала на выходе УЗЧ и, при необходимости, усиление РЧ трак­та. Можно поэкспериментировать и с АРУ: увеличить или уменьшить ее бы­стродействие или вообще выключить.

Конечно, для постоянно включенной на прием радиостанции потребуется и сетевой источник питания. В этом каче­стве годится сетевой адаптер, имеющий нужное выходное напряжение и не пере­гревающийся при длительной работе.

Антенна принимающей "портативки" может быть ее же собственной. Но луч­ше вынести антенну наружу, закрепив, например, на балконе. Его металличес­кая арматура, подключенная к корпусу разъема, будет служить своего рода "противовесом". Штатную антенну "портативки" можно укрепить и просто на внешней стороне оконной рамы. В этом случае в качестве противовеса (его подключают к корпусу разъема) используют свободно свисающий про­водник длиной около 1,5 м.

Антенна от "портативки" требует влагозащиты (прежде всего, ее удлиня­ющая катушка и антенный разъем). Проще всего надеть на нее узкий плас­тиковый или резиновый чехол.

Тема №33 заявка на разработку

1.Назначение:

Система охранной сигнализации с оповещением по радиоканалу.

2. Радиотехническое назначение:

Предлагаемое устройство предназначено для охраны и оповещения, в случае проникновения на объект.

3. Технические параметры.

На­пряжение — 220 В. Мощность 15 Вт.

4.Требования к конструкции:

Корпус должен быть изготовлен из пластика.

Крепеж деталей блока должен осуществляться винтами.

5. Характеристики внешних воздействий:

Устройство предназначено для работы в умеренном климате, т. е. по климатическому исполнению относятся к виду У (среднегодовое изменение t⁰ = - 45⁰ С … + 40⁰ С).

6. Категория размещения на объекте:

закрытое помещение (с естественной вентиляцией без кондиционирования).

Устройство относится к 6-^ой группе исполнения по условиям эксплуатации по ГОСТ 16019 - 78: носимые и портативные, предназначенные для длительной переноски людьми на открытом воздухе или в не отапливаемых наземных или подземных сооружениях, работающие и неработающие на ходу.

Параметры РЭА и определяющие их дестабилизирующие факторы для носимой портативной РЭА 6 группы (ГОСТ 16019 - 78):

Тема №34

ЗАЯВКА НА РАЗРАБОТКУ

1. Назначение прибора:

портативная радиостанция предназначенная для личной радиосвязи

Тема №35

2.Заявка на разработку

1.Назначение:

Аппаратура пропорционального управления моделями

2. Радиотехническое назначение:

Предлагаемое устройство предназначено для охраны и оповещения, в случае проникновения на объект.

3. Технические параметры.

На­пряжение — 5 В..

4.Требования к конструкции:

Корпус должен быть изготовлен из пластика.

Крепеж деталей блока должен осуществляться винтами.

5. Характеристики внешних воздействий:

Устройство предназначено для работы в умеренном климате, т. е. по климатическому исполнению относятся к виду У (среднегодовое изменение t⁰ = - 45⁰ С … + 40⁰ С).

6. Категория размещения на объекте:

закрытое помещение (с естественной вентиляцией без кондиционирования).

Устройство относится к 6-^ой группе исполнения по условиям эксплуатации по ГОСТ 16019 - 78: носимые и портативные, предназначенные для длительной переноски людьми на открытом воздухе или в не отапливаемых наземных или подземных сооружениях, работающие и неработающие на ходу.

Параметры РЭА и определяющие их дестабилизирующие факторы для носимой портативной РЭА 6 группы (ГОСТ 16019 - 78):

ДВУКАНАЛЬНОЕ

ПРОПОРЦИОНАЛЬНОЕ

_{ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЕ}

Рассмотрим сначала работу шифратора, принципиальная схема которого изображена на рис. 1. Он представляет собой симметричный мульти­вибратор на элементах DD1.1, DD1.2 и за­рядно-разрядных конденсаторах С1, С2. Транзи­сторы VT1 и VT2 выполняют роль генераторов тока зарядки конденсаторов. Это позволяет в значительной степени изба­виться от влия­ния помех, со-: здаваемых мик­росхемами в ! момент их пере­ключения, и по-^: высить стабиль­ность работы ' мультивибратора. Перемеще-"- нием движков пе­ременных } резисторов R4, R8 можно из-i менять время зарядки конден-l саторов С1, С2.

Орган /правления шифра­то­ром представляет собой тра­диционный рычаг [2] с двумя сте­пенями свободы («джой­стик»). Рычаг шарнирно связан с движ­ками резисторов R4, RB. При из­менении положения движка резистора R4 меняется длитель­ность импульсов высо­кого уровня — команда 1, а R8 — низ­кого (пауз) — команда 2.

Таким образом, на выходе шифратор формирует им­пульсную последовательность с изменяющейся длитель­ностью импульсов обоих уров­ней, т. е. с переменными скважностью и частотой следо­вания.

Поступающую с бортового приемника импульсную после­довательность подают на вход дешифратора (рис. 2). Он со­стоит из двух каналов, почти одинако­вых по схеме. Верхний по схеме канал обрабатывает команду 1, нижний — 2.

Селектор, состоящий из эле­ментов DD1.1, DD1.2, С1, R1,

преобразует входную после­довательность так, что на вхо­дах каналов (точки 1 и 2) обе команды оказываются пред­ставленными в виде импуль­сов низкого уровня.

На элементах DD2.3, DD3.1, DD3.2 и DD4.1 собрано уст­ройство, сравнивающее по длительности информацион­ные и образцовые импульсы низкого уровня, по­ступающие на его входы (точки 3, 4). Об­разцовые импульсы фор­миру­ет одновибратор на эле­мен­тах DD1.3, DD1.4 и транзисторе VT1. Одновибратор запускает­ся отрицательным перепадом ин­формационного импульса. Дли­тельность образцовых им­пуль­сов зависит от положе­ния движка резистора R7 ме­ханиче­ской обратной связи (ОС). На транзисторе VT1 собран генера­тор тока зарядки конденсатора СЗ.

На выходах сравнивающего устройства (точки 5, 6 и 7) форми­руются сигналы, соот­ветствую­щие результату срав-

В первом случае в точке 6 поя­вятся разностные импульсы низкого уровня; их длитель­ность пропорциональна раз­ности длительностей образцо­вого и информационного им­пульсов. В точке 5 будет под­дер­живаться уровень 1, поэто­му в точке 7 появятся те же им­пульсы, но высокого уровня. Во втором случае разностные импульсы появятся в точке 5, а уровень 1 — в точке 6, в точке 7 будут такие же им­пульсы, как и в первом слу­чае. В третьем случае уровень 1 будет присут­ствовать в точ­ках 5 и 6, поэтому в точке 7 будет уровень 0. Если отсут­ствуют информационные им­пульсы (шифратор выклю­чен), выходные сигналы уст­ройства сравнения соответст­вуют треть­ему случаю.

На элементах DD4.3, DD4.4 со­бран RS-триггер блокировки плеч транзисторного усилите­ля мощности в сервомеханиз­ме 1. Например, в первом из трех указанных выше случаев

36

первый же разностный им­пульс переключит триггер в нулевое состояние (на выходе элемента DD4.3 — сигнал 0, а на выходе DD4.4 — сигнал Г), при этом верхнее по схеме плечо канала, в которое вхо­дят эле­менты DD6.1, DD6.3, окажется блокированным — на выходе А будет сигнал 0. Это означает, что соответ­ствующее плечо усилителя сервомеханизма 1 будет за­крыто. Сигнал 1 на ниж­нем по схеме входе" элемента DD6.2 (вывод 6) разрешает прохож­дение импульсов высо­кого уровня с выхода эле­мента DD4.1 (точка 7) На выход Б канала.

На диоде VD1, резисторе R8, конденсаторе С4 и элементе DD6.2 выполнен расширитель импульсов. Он служит для уве­личения длительности разност­ных импульсов до исчезнове­ния пауз между ними. Это необходимо для того, чтобы поддерживать постоянно от­крытыми транзисторы рабо­тающего плеча усилителя в сервомеханизме 1 (плеча, под­ключенного к выходу Б).

Сервомеханизм 1 состоит из транзисторного усилителя мощности, нагруженного элек­тродвигателем, редуктора (оп-

тимальное отношение переда­чи 200:1) и датчика положе­ния исполнительного звена. Роль этого датчика, замыкаю­щего цепь механической ОС, вы­полняет переменный рези­стор R7 одновибратора. При обра­ботке сервомеханизмом при­нятой команды сопротив­ление резистора изменяется так, что разность значений длительно­сти информационно­го и образ­цового импульсов уменьша­ется, постоянный ток на вы­ходе Б превращается в после­довательность коротких еди­ничных импульсов. Когда раз­ность становится равной ну­лю, длительность импульсов на выходе Б также уменьшается до нуля, электродвигатель ос­танавливается в положении, определяемом углом поворо­та управляющего рычага в шифраторе.

Нижний по схеме канал де­шифратора предназначен для пропорционального изменения частоты вращения вала элек­тродвигателя сервомеханизма 2. Реверсом двигателя управ­ляет электромагнитное реле, вхо­дящее в состав этого ме­ха­низма. Схемное отличие это­го канала от описанного выше обусловлено разницей в их назначении.

Реверсирующее реле служит нагрузкой транзисторного уси­лителя мощности сервомеха­низма. Сигнал управления уси­лителем снят непосредственнос выхода триггера блокировкиплеч (выход В). Аналогичныйусилитель, нагруженный электродвигателем, подклю­чен к выходу Г. Выполняемые двигателем функции не тре­буют введения механической ОС.

При налаживании системы телеуправления ручка управле­ния на шифраторе должна быть в среднем положении. Подстроечными резисторами R3, R7 (см. рис. 1) добиваются заданного положения исполни­тельного звена сервомеха­низма 1 и отсутствия враще­ния вала электродвигателя сер­вомеханизма 2. Если серво­механизм 1 совершает колеба­ния относительно заданного положения, то в этом случае следует уменьшить сопротив­ление резистора R8 в дешиф­раторе. Может случиться, что при включении системы и среднем положении рычага уп­равления электродвигатель сервомеха­низма 1 запуска-■ется, поворачивает исполни­тельное звено до упора и в дальнейшем не реагирует на изменение поло­жения управ­ляющего рычага. Это означает, что нарушена фазировка под­ключения сервомеханизма. В этом случае необходимо по­менять местами выходы А и Б канала, либо выводы электро­двигателя.

Питают микросхемы устрой­ства от стабилизатора напря­жения, а сервомеханизмы — нестабилизированным напря­же­нием, на которое рассчита­ны электродвигатели.. Ревер­сирующее реле должно быть с двумя группами переключаю­щихся контактов. При обесто­ченном реле вал двигателя должен вращаться в одну сто­рону, а после срабатывания — в другую.

Тема №36 заявка на разработку.

1.Назначение:

Управление освещением в помещениях

2. Радиотехническое назначение:

Предлагаемое устройство предназначено для управления освещением в помещении.

3. Технические параметры.

На­пряжение —220В.

4.Требования к конструкции:

Корпус должен быть изготовлен из пластика.

Крепеж деталей блока должен осуществляться винтами.

5. Характеристики внешних воздействий:

Устройство предназначено для работы в умеренном климате, т. е. по климатическому исполнению относятся к виду У (среднегодовое изменение t⁰ = - 45⁰ С … + 40⁰ С).

6. Категория размещения на объекте:

закрытое помещение (с естественной вентиляцией без кондиционирования).

Устройство относится к 6-^ой группе исполнения по условиям эксплуатации по ГОСТ 16019 - 78: носимые и портативные, предназначенные для длительной переноски людьми на открытом воздухе или в не отапливаемых наземных или подземных сооружениях, работающие и неработающие на ходу.

Параметры РЭА и определяющие их дестабилизирующие факторы для носимой портативной РЭА 6 группы (ГОСТ 16019 - 78):

Тема№37 заявка на разработку.

1.Назначение:

Усилитель мощности звуковой частоты ( класса D ) для автотранспорта

2. Радиотехническое назначение:

Предлагаемое устройство предназначено для управления освещением в помещении.

3. Технические параметры.

На­пряжение от автомобильной сети.

4.Требования к конструкции:

Корпус должен быть изготовлен из листового алюминия толщиной до 2 мм.

Крепеж деталей блока должен осуществляться винтами. Сварочные швы недопустимы.

5. Характеристики внешних воздействий:

Устройство предназначено для работы в умеренном климате, т. е. по климатическому исполнению относятся к виду У (среднегодовое изменение t⁰ = - 45⁰ С … + 40⁰ С).

6. Категория размещения на объекте:

закрытое помещение (с естественной вентиляцией без кондиционирования).

Устройство относится к 6-^ой группе исполнения по условиям эксплуатации по ГОСТ 16019 - 78: носимые и портативные, предназначенные для длительной переноски людьми на открытом воздухе или в не отапливаемых наземных или подземных сооружениях, работающие и неработающие на ходу.

Параметры РЭА и определяющие их дестабилизирующие факторы для носимой портативной РЭА 6 группы (ГОСТ 16019 - 78):

Тема №38

ЗАЯВКА НА РАЗРАБОТКУ

1.Назначение:

эквалайзер – коррекция АЧХ звуковоспроизводящей аппаратуры.

2. Радиотехническое назначение:

Предлагаемое устройство предназначено для корректирования и улучшения качества звучания аудиоаппаратуры.

3. Технические параметры.

На­пряжение 220 В.

4.Требования к конструкции:

Корпус должен быть изготовлен из листового алюминия толщиной до 2 мм.

Крепеж деталей блока должен осуществляться винтами. Сварочные швы недопустимы.

5. Характеристики внешних воздействий:

Устройство предназначено для работы в умеренном климате, т. е. по климатическому исполнению относятся к виду У (среднегодовое изменение t⁰ = - 45⁰ С … + 40⁰ С).

6. Категория размещения на объекте:

закрытое помещение (с естественной вентиляцией без кондиционирования).

Устройство относится к 6-^ой группе исполнения по условиям эксплуатации по ГОСТ 16019 - 78: носимые и портативные, предназначенные для длительной переноски людьми на открытом воздухе или в не отапливаемых наземных или подземных сооружениях, работающие и неработающие на ходу.

Параметры РЭА и определяющие их дестабилизирующие факторы для носимой портативной РЭА 6 группы (ГОСТ 16019 - 78):

Тема №39 заявка на разработку

1.Назначение:

Измерение глубины водоема, определение рельефа дна

2. Радиотехническое назначение:

Предлагаемое устройство (эхолот) предназначено для определения рельефа дна и глубины водоема.

3. Технические параметры.

На­пряжение 9 и 1,5 В. Потребляемый ток 1 и 0,5 соответственно.

4.Требования к конструкции:

Корпус должен быть изготовлен из листового алюминия толщиной до 2 мм.

Крепеж деталей блока должен осуществляться винтами. Сварочные швы недопустимы.

5. Характеристики внешних воздействий:

Устройство предназначено для работы в умеренном климате, т. е. по климатическому исполнению относятся к виду У (среднегодовое изменение t⁰ = - 45⁰ С … + 40⁰ С).

6. Категория размещения на объекте:

Вне помещения.

Устройство относится к 6-^ой группе исполнения по условиям эксплуатации по ГОСТ 16019 - 78: носимые и портативные, предназначенные для длительной переноски людьми на открытом воздухе или в не отапливаемых наземных или подземных сооружениях, работающие и неработающие на ходу.

Параметры РЭА и определяющие их дестабилизирующие факторы для носимой портативной РЭА 6 группы (ГОСТ 16019 - 78):

Тема№40 заявка на разработку

1.Назначение:

Охранное устройство сигнализации производственных помещений

2. Радиотехническое назначение:

Предлагаемое устройство предназначено для оповещения в случае проникновения на объект.

3. Технические параметры.

Питание от автомобильного аккумулятора.

4.Требования к конструкции:

Корпус должен быть изготовлен из листового алюминия до 2 мм.

Крепеж деталей блока должен осуществляться винтами. Сварочные швы недопустимы.

5. Характеристики внешних воздействий:

Устройство предназначено для работы в умеренном климате, т. е. по климатическому исполнению относятся к виду У (среднегодовое изменение t⁰ = - 45⁰ С … + 40⁰ С).

6. Категория размещения на объекте:

закрытое помещение (с естественной вентиляцией без кондиционирования).

Устройство относится к 6-^ой группе исполнения по условиям эксплуатации по ГОСТ 16019 - 78: носимые и портативные, предназначенные для длительной переноски людьми на открытом воздухе или в не отапливаемых наземных или подземных сооружениях, работающие и неработающие на ходу.

Параметры РЭА и определяющие их дестабилизирующие факторы для носимой портативной РЭА 6 группы (ГОСТ 16019 - 78):

Тема№41 заявка на разработку

1.Назначение:

Предлагаемое устройство предназначено для охраны автомобиля и выдачи тревожного сигнала при попытке открыть двери, багажник или капот

2. Радиотехническое назначение:

Предлагаемое устройство предназначено для охраны автомобиля и выдачи тревожного сигнала при попытке открыть двери, багажник или капот

3. Технические параметры.

Питание от автомобильного аккумулятора.

4.Требования к конструкции:

Корпус должен быть изготовлен из листового алюминия до 2 мм.

Крепеж деталей блока должен осуществляться винтами. Сварочные швы недопустимы.

5. Характеристики внешних воздействий:

Устройство предназначено для работы в умеренном климате, т. е. по климатическому исполнению относятся к виду У (среднегодовое изменение t⁰ = - 45⁰ С … + 40⁰ С).

6. Категория размещения на объекте:

закрытое помещение (с естественной вентиляцией без кондиционирования).

Устройство относится к 6-^ой группе исполнения по условиям эксплуатации по ГОСТ 16019 - 78: носимые и портативные, предназначенные для длительной переноски людьми на открытом воздухе или в не отапливаемых наземных или подземных сооружениях, работающие и неработающие на ходу.

Параметры РЭА и определяющие их дестабилизирующие факторы для носимой портативной РЭА 6 группы (ГОСТ 16019 - 78):

Тема №42

ЗАЯВКА НА РАЗРАБОТКУ

1.Назначение:

инфракрасный термометр

2. Радиотехническое назначение:

Предлагаемое устройство предназначено для дистанционного измерения температуры.

3. Технические параметры.

Питание 4,5 В.

4.Требования к конструкции:

Корпус должен быть изготовлен из пластика.

Крепеж деталей блока должен осуществляться винтами.

5. Характеристики внешних воздействий:

Устройство предназначено для работы в умеренном климате, т. е. по климатическому исполнению относятся к виду У (среднегодовое изменение t⁰ = - 45⁰ С … + 40⁰ С).

6. Категория размещения на объекте:

закрытое помещение (с естественной вентиляцией без кондиционирования).

Устройство относится к 6-^ой группе исполнения по условиям эксплуатации по ГОСТ 16019 - 78: носимые и портативные, предназначенные для длительной переноски людьми на открытом воздухе или в не отапливаемых наземных или подземных сооружениях, работающие и неработающие на ходу.

Параметры РЭА и определяющие их дестабилизирующие факторы для носимой портативной РЭА 6 группы (ГОСТ 16019 - 78):

Тема №43

ЗАЯВКА НА РАЗРАБОТКУ

1.Назначение:

Малогабаритный биопульсометр

2. Радиотехническое назначение:

Предлагаемое устройство предназначено для измерения пульса.

3. Технические параметры.

Питание 4,5 В.

4.Требования к конструкции:

Корпус должен быть изготовлен из пластика.

Крепеж деталей блока должен осуществляться винтами.

5. Характеристики внешних воздействий:

Устройство предназначено для работы в умеренном климате, т. е. по климатическому исполнению относятся к виду У (среднегодовое изменение t⁰ = - 45⁰ С … + 40⁰ С).

6. Категория размещения на объекте:

закрытое помещение (с естественной вентиляцией без кондиционирования).

Устройство относится к 6-^ой группе исполнения по условиям эксплуатации по ГОСТ 16019 - 78: носимые и портативные, предназначенные для длительной переноски людьми на открытом воздухе или в не отапливаемых наземных или подземных сооружениях, работающие и неработающие на ходу.

Параметры РЭА и определяющие их дестабилизирующие факторы для носимой портативной РЭА 6 группы (ГОСТ 16019 - 78):

Тема №44

ЗАЯВКА НА РАЗРАБОТКУ

1.Назначение:

Регулятор влажности.

2. Радиотехническое назначение:

Предлагаемое устройство предназначено для регулирования влажности в помещении.

3. Технические параметры.

Питание 220 В.

4.Требования к конструкции:

Корпус должен быть изготовлен из пластика.

Крепеж деталей блока должен осуществляться винтами.

5. Характеристики внешних воздействий:

Устройство предназначено для работы в умеренном климате, т. е. по климатическому исполнению относятся к виду У (среднегодовое изменение t⁰ = - 45⁰ С … + 40⁰ С).

6. Категория размещения на объекте:

закрытое помещение (с естественной вентиляцией без кондиционирования).

Устройство относится к 6-^ой группе исполнения по условиям эксплуатации по ГОСТ 16019 - 78: носимые и портативные, предназначенные для длительной переноски людьми на открытом воздухе или в не отапливаемых наземных или подземных сооружениях, работающие и неработающие на ходу.

Параметры РЭА и определяющие их дестабилизирующие факторы для носимой портативной РЭА 6 группы (ГОСТ 16019 - 78):

Тема №45

ЗАЯВКА НА РАЗРАБОТКУ

1.Назначение:

Школьная метеостанция

2. Радиотехническое назначение:

Предлагаемое устройство предназначено для регулирования влажности в помещении.

3. Технические параметры.

Питание 220 В.

4.Требования к конструкции:

Корпус должен быть изготовлен из листового алюминия 2мм.

Крепеж деталей блока должен осуществляться винтами. Сварочные швы недопустимы.

5. Характеристики внешних воздействий:

Устройство предназначено для работы в умеренном климате, т. е. по климатическому исполнению относятся к виду У (среднегодовое изменение t⁰ = - 45⁰ С … + 40⁰ С).

6. Категория размещения на объекте:

закрытое помещение (с естественной вентиляцией без кондиционирования).

Устройство относится к 6-^ой группе исполнения по условиям эксплуатации по ГОСТ 16019 - 78: носимые и портативные, предназначенные для длительной переноски людьми на открытом воздухе или в не отапливаемых наземных или подземных сооружениях, работающие и неработающие на ходу.

Параметры РЭА и определяющие их дестабилизирующие факторы для носимой портативной РЭА 6 группы (ГОСТ 16019 - 78):

Тема №46

ЗАЯВКА НА РАЗРАБОТКУ

1.Назначение:

Прибор для определения содержания белка и жира в молоке.

2. Радиотехническое назначение:

Предлагаемое устройство предназначено для определения содержания в молоке белка и жиров.

3. Технические параметры.

Питание 5-9 В.

4.Требования к конструкции:

Корпус должен быть изготовлен из пластика.

Крепеж деталей блока должен осуществляться винтами.

5. Характеристики внешних воздействий:

Устройство предназначено для работы в умеренном климате, т. е. по климатическому исполнению относятся к виду У (среднегодовое изменение t⁰ = - 45⁰ С … + 40⁰ С).

6. Категория размещения на объекте:

закрытое помещение (с естественной вентиляцией без кондиционирования).

Устройство относится к 6-^ой группе исполнения по условиям эксплуатации по ГОСТ 16019 - 78: носимые и портативные, предназначенные для длительной переноски людьми на открытом воздухе или в не отапливаемых наземных или подземных сооружениях, работающие и неработающие на ходу.

Параметры РЭА и определяющие их дестабилизирующие факторы для носимой портативной РЭА 6 группы (ГОСТ 16019 - 78):

Тема №47

ЗАЯВКА НА РАЗРАБОТКУ

1.Назначение:

Электронный термобарометр.

2. Радиотехническое назначение:

Электронный термобарометр может найти применения в сельском хозяйстве.

3. Технические параметры.

Питание 220 В.

4.Требования к конструкции:

Корпус должен быть изготовлен из листового алюминия от 2 мм.

Крепеж деталей блока должен осуществляться винтами.

5. Характеристики внешних воздействий:

Устройство предназначено для работы в умеренном климате, т. е. по климатическому исполнению относятся к виду У (среднегодовое изменение t⁰ = - 45⁰ С … + 40⁰ С).

6. Категория размещения на объекте:

закрытое помещение (с естественной вентиляцией без кондиционирования).

Устройство относится к 6-^ой группе исполнения по условиям эксплуатации по ГОСТ 16019 - 78: носимые и портативные, предназначенные для длительной переноски людьми на открытом воздухе или в не отапливаемых наземных или подземных сооружениях, работающие и неработающие на ходу.

Параметры РЭА и определяющие их дестабилизирующие факторы для носимой портативной РЭА 6 группы (ГОСТ 16019 - 78):

Тема №48

ЗАЯВКА НА РАЗРАБОТКУ

1.Назначение:

Термостабилизатор..

2. Радиотехническое назначение:

Термостабилизатор предназначен для поддержания постоянной температуры

3. Технические параметры.

Питание 220 В.

4.Требования к конструкции:

Корпус должен быть изготовлен из листового алюминия от 2 мм.

Крепеж деталей блока должен осуществляться винтами.

5. Характеристики внешних воздействий:

Устройство предназначено для работы в умеренном климате, т. е. по климатическому исполнению относятся к виду У (среднегодовое изменение t⁰ = - 45⁰ С … + 40⁰ С).

6. Категория размещения на объекте:

закрытое помещение (с естественной вентиляцией без кондиционирования).

Устройство относится к 6-^ой группе исполнения по условиям эксплуатации по ГОСТ 16019 - 78: носимые и портативные, предназначенные для длительной переноски людьми на открытом воздухе или в не отапливаемых наземных или подземных сооружениях, работающие и неработающие на ходу.

Параметры РЭА и определяющие их дестабилизирующие факторы для носимой портативной РЭА 6 группы (ГОСТ 16019 - 78):

ТЕМА №49

ЗАЯВКА НА РАЗРАБОТКУ

1.Назначение:

Домашний озонатор

2. Радиотехническое назначение:

Домашний озонатор предназначен для озонирования воздуха в помещении.

3. Технические параметры.

Питание 220 В.

4.Требования к конструкции:

Корпус должен быть изготовлен из листового алюминия от 2 мм.

Крепеж деталей блока должен осуществляться винтами.

5. Характеристики внешних воздействий:

Устройство предназначено для работы в умеренном климате, т. е. по климатическому исполнению относятся к виду У (среднегодовое изменение t⁰ = - 45⁰ С … + 40⁰ С).

6. Категория размещения на объекте:

закрытое помещение (с естественной вентиляцией без кондиционирования).

Устройство относится к 6-^ой группе исполнения по условиям эксплуатации по ГОСТ 16019 - 78: носимые и портативные, предназначенные для длительной переноски людьми на открытом воздухе или в не отапливаемых наземных или подземных сооружениях, работающие и неработающие на ходу.

Параметры РЭА и определяющие их дестабилизирующие факторы для носимой портативной РЭА 6 группы (ГОСТ 16019 - 78):

Тема №50

ЗАЯВКА НА РАЗРАБОТКУ

1.Назначение: