Дэвид Л. Хейзерман

ПРИМЕНЕНИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ

Редакция литературы по новой технике

© 1981 by Prentice-Hall, Inc.

© Перевод на русский язык, «Мир», 1984

Предисловие редактора перевода

Электроника представляет собой одну из самых современных обла­стей науки и техники. Доступность, наглядность и практическая полез­ность результатов, возможность проявить свои творческие способности — все это привлекает к разработке и изготовлению разнообразных элек­тронных устройств огромное число людей. За несколько десятилетий сво­его развития радиолюбительская практика прошла путь от изготовления простейших детекторных приемников до создания современных сложных электронных систем, которые по ряду показателей превосходят промыш­ленные образцы. Многие новые виды схем, предложенные радиолюбите­лями, вошли в золотой фонд электроники и широко используются в аппа­ратуре различного назначения.

Новый этап в развитии радиолюбительства наступил после разработки микроэлектронной технологии, которая предоставила в распоряжение ра­диолюбителей интегральные микросхемы — миниатюрные и дешевые из­делия, выполняющие функции сложных электронных схем, которые раньше приходилось собирать из сотен и тысяч отдельных деталей. Используя микросхемы, современные радиолюбители могут создавать весьма слож­ную аппаратуру, изготовление которой ранее было практически невоз­можно. Существенно расширилась номенклатура электронных устройств, создаваемых радиолюбителями. Если раньше это были в основном радио­приемники и радиопередатчики, устройства для записи и воспроизведения звука, то теперь в круг интересов радиолюбителей вошли электронные игры, электромузыкальные инструменты, устройства сигнализации, системы управления различной бытовой техникой и др.

Уже в течение ряда лет в отечественных научно-технических изданиях публикуются различные варианты электронных схем, выполненных на базе интегральных микросхем. Однако фундаментальные работы по данной проблематике, ориентированные на широкую радиолюбительскую аудито­рию, до последнего времени отсутствовали. Предлагаемая читателю книга призвана восполнить этот пробел.

Материал настоящей книги носит справочно-информационный харак­тер. Книга содержит свыше 100 схем, построенных на базе современных интегральных микросхем, предназначенных для применения в разнообраз­ной бытовой технике: радиоприемниках, магнитофонах, электронных играх и т. п, Вместе со схемами дается качественное описание принципа их ра­боты, без глубокого анализа или расчета характеристик, что делает книгу доступной для читателя, не имеющего специальной подготовки. Книга будет полезной и интересной как для радиолюбителя, только начинающего свой путь в увлекательный мир электроники, так и для опытного спе­циалиста, который найдет здесь оригинальные схемные решения. Ниже приводится список отечественных аналогов и возможных вариантов за­мены зарубежных микросхем, использованных в книге, что обеспечивает практическую реализацию почти всех рассмотренных схем.

Данная книга, несомненно, представляет значительный интерес для широкого круга советских радиолюбителей, а также принесет пользу про­фессиональным специалистам, работающим в области создания бытовой и промышленной электронной техники.

И. И. Шагурин

Таблица. Список аналогов и возможных вариантов замены зарубежных микросхем

Зарубежные ИС	Аналог или варианты замены
555	КР 1006ВИ1
556	2 ИС КР 1006ВИ1
4011	К176ЛА7
4012	К176ЛА8
4017	К176ИЕ8
4020	3 ИС К176ИЕ2 или 2 К176ИЕ1 + логическая схема, обеспечивающая требуемый коэффи­циент пересчета
4027	К176ТВ1
4543	К176ИД2
7400, 74LSOO	К155ЛАЗ
7402	К155ЛЕ1
74LS04	К155ЛН1
7410, 74LS10	К155ЛА4
7447	К514ИД2 1)
7475	К155ТМ7
7476, 74LS76	2 ИС К155ТВ1
7485	Логическая схема, содержащая сумматор К155ИМЗ + логические элементы
7486	К155ЛП5
7490	К155ИЕ2
7493	К155ИЕ5
74154 Г	К155ИДЗ
74190	Неполный аналог К.155ИЕ6
74191	Неполный аналог К155ИЕ7 2)
LM386	ИС К174УН4, К174УН7 + соответствующие навесные детали
LM3900	Необходимое количество операционных усили­телей типов К140УД7, К153УД2, К157УД2
МС 14553	3 ИС К176ИЕ2 + схема мультиплексирования выходов на логических элементах серии 176
ММ5369	ИС К176ИЕ5 или К176ИЕ12 + К176ТМ1

1) В ИС К514ИД2 выводы 3 и 5 не используются.

²) Отличия в расположении выводов и управлении прямым и обратным счетом.

Предисловие Посвящается Мом и Дэд

В своем увлечении новыми и удивительными достижениями в совре­менной электронной технике авторы и издатели часто упускают из виду постоянно растущую армию начинающих радиолюбителей, которые стре-мятся овладеть навыками сборки, монтажа, отыскания неисправностей и проверки различных электронных устройств. Данная книга ориентирована специально на такую аудиторию читателей.

Однако не следует думать, что предлагаемые здесь устройства яз-ляются элементарными в буквальном смысле этого слова. Появление ин­тегральных схем на биполярных транзисторах, а сравнительно недавно и микросхем на МОП-транзисторах со средним и высоким уровнями ин­теграции дает возможность даже радиолюбителям с небольшим опытом собирать достаточно сложные устройства, достойные уровня квалифици­рованных радиотехников.

В данной книге описано свыше 100 устройств, каждое из которых сопровождается принципиальной схемой, спецификацией и рекомендация­ми по практическому применению. Некоторые устройства имеют сугубо практическое применение, в то время как другие помогают людям орга­низовать свой досуг. В книге также можно найти рекомендации по мо­дификации схем и изготовлению на их основе более сложной системы. Эти рекомендации направлены на развитие у радиолюбителя элементар­ных инженерных навыков.

При изготовлении устройств читателю не обязательно придерживаться порядка описания схем в книге.

В приложении 1 даются примеры схемных обозначений радиодета­лей, принятых в данной книге, а приложение 2 содержит краткие сведе­ния о полупроводниковых компонентах, которые используются в рассмат­риваемых устройствах.

Несколько советов радиолюбителям

Многие устройства, описанные в данной книге, включаются непосред­ственно в сеть напряжением 120 В [Описанные здесь устройства можно также подключать к сети на-дряжением 127 В. — Прим. ред.]. Следует иметь в виду, что любая неправильно собранная и непроверенная схема, на которую подается на­пряжение питания, является потенциально опасной для человека. Поэтому радиолюбителям, у которых отсутствуют навыки работы с такими схе­мами, рекомендуется обращаться к более опытным товарищам для про­верки изготовленных устройств.

Некоторые из предлагаемых в книге устройств излучают маломощные широкополосные высокочастотные колебания, которые могут создавать помехи для бытовой радио- и телевизионной аппаратуры. Применение усилителей с более высоким коэффициентом усиления, чем рекомендовано в данной книге, или подключение к внешней антенне может привести к нарушению установленных правил пользования изготовленными устрой­ствами.

Дэвид Л. Хейзерман

Глава 1 практические рекомендации по пользованию книгой

Перед новичком, приступающим к построению электрон­ных устройств на основе интегральных схем (ИС), открыва­ется интересный и удивительный мир. Он получает возмож­ность, используя всего несколько недорогих компонентов, за несколько часов собрать такие устройства, создание которых сравнительно недавно потребовало бы знаний, способностей и терпения даже от искушенных радиолюбителей.

Применение интегральных схем позволяет сделать слож­ное простым и дорогое практичным. Интегральная микро­схема — это миниатюрное электронное устройство, состоящее из большого числа простых схем. Благодаря этому сборка какой-либо сложной схемы из многочисленных компонентов (транзисторов и других элементов) упрощается — радиолю­бителю достаточно лишь выбрать необходимую микросхему. Объединение данной микросхемы с другими ИС позво­ляет радиолюбителю создавать устройства, которые ранее были для него недоступны ввиду их конструктивной слож­ности.

При сборке устройств на основе интегральных схем дости­гается существенный экономический выигрыш. Если принять во внимание рыночную стоимость современных радиодеталей, то устройство на основе микросхем обходится покупателю в 40 раз дешевле устройства, собранного на дискретных эле­ментах и выполняющего ту же функцию. В качестве примера можно привести калькулятор, поступивший в продажу в на­чале 60-х годов. В настоящее время калькулятор, распола­гающий теми же вычислительными возможностями, стоит, примерно в 140 раз меньше. К тому же многие устройства, описанные в данной книге, сравнительно недавно радиолюби­тель просто не мог бы создать ввиду их слишком большой сложности и высокой стоимости.

Наконец, интегральные схемы позволяют значительно со­кратить время изготовления устройств благодаря тому, что большинство их наиболее сложных узлов продается уже в ви-де готовых микросхем. Поэтому от радиолюбителя требуется лишь включение соответствующих микросхем в определен­ной последовательности и сборка, которая при использовании транзисторов и радиоламп занимала обычно много дней, те­перь может быть выполнена за один вечер,

Если радиолюбитель уже имеет навыки работы с интег­ральными схемами, приобретенные из других источников, то данная книга ему также будет полезна. Хотя большинство устройств здесь рассчитаны на начинающих, опытные радио­любители найдут в книге множество полезных советов по применению простых интегральных схем для изготовления более сложных, интересных и полезных устройств. Эти советы рассчитаны на более опытных радиолюбителей с целью раз­вития у них инженерных навыков.

Короче говоря, в данной книге найдутся сведения для людей с различным уровнем опыта и знаний в области радио­электроники. Чтобы извлечь максимум пользы, радиолюби­телю следует постепенно накапливать свой опыт и знания. Начиная с изучения различных устройств и изготовления простых забавных игрушек, подойти к созданию более слож­ных изделий.