ГОУ ВПО

«Воронежский государственный технический университет»

Утверждаю

Декан радиотехнического факультета

_______________А.В. Муратов

«______»_______________ 2009 г.

Учебная научно-производственная работа

Методические указания к выполнению контрольной работы для студентов специальности 210201 «Проектирование и технология

радиоэлектронных средств» очной и заочной формы обучения

Номер варианта – две последние цифры зачетки

Воронеж 2009

Содержание

1 Общие положения 5

1.1 Цель работы 5

1.2 Содержание и порядок выполнения работы 5

2 Обозначения, которые использовались в исходных электрических схемах 12

контрольных заданий

3 Варианты контрольных заданий 15 3.1 Вариант 1. Блок питания для монохромного дисплея 15 3.2 Вариант 2. Блок питания с отрицательным напряжением минус 2 В 19 3.3 Вариант 3. Регулированный высоковольтный источник питания 19 3.4 Вариант 4.Перестраиваемый высоковольтный источник питания 20 3.5 Вариант 5. Импульсный источник питания на 5В, 250 кГц 21 3.6 Вариант 6. Автономный 200 Ваттный источник питания с обратным 21

включением диодов 3.7 Вариант 7. Стабилизатор на 15В 22 3.8 Вариант 8. Реализация биполярного стабилизатора из однополярного 23 источника питания 3.9 Вариант 9. Лабораторный источник питания с регулировкой 24 предельного тока и выходного напряжения

3.10 Вариант 10. Отслеживающий стабилизатор напряжения 25 3.11 Вариант 11. Импульсный стабилизатор 25

3.12 Вариант 12. Стабилизатор напряжения с полной защитой от перегрузок 26 3.13 Вариант 13. Регулируемый стабилизатор напряжения от 0 до10 В и ток 3А 26 3.14 Вариант 14. Стабилизаторс автономным питанием для аналоговых ИС 27 3.15 Вариант 15. Стабилизатор напряжения ±5 В с ограничением тока 28 3.16 Вариант 16. Прецизионный стабилизатор с защитой от перегрузки 29 3.17 Вариант 17.Зарядное устройство на ток 20 А для никель-кадмиевых 30

аккумуляторов, питающееся от сети3.18 Вариант 18. Импульсное зарядное устройство для свинцовых кислотных 30 аккумуляторов3.19 Вариант 19. Быстродействующий однополупериодный детектор 31 3.20 Вариант 20. Пиковый детектор 32 3.21 Вариант 21. Мощный усилитель с токовым выходом 32 3.22 Вариант 22. Маломощный двухканальный измерительный усилитель 33 3.23 Вариант 23. Фильтр нижних частот Баттерворта 4-го порядка 33 на частоту 10 Гц 3.24 Вариант 24. Режекторный фильтр-усилитель на частоту 60 Гц с высоким 34 входным сопротивлением3.25 Вариант 25. Активный полосовой фильтр 34 3.26 Вариант 26. Полосовой фильтр с положительной обратной связью 35 3.27 Вариант 27.Маломощный двухканальный измерительный усилитель 35 3.28 Вариант 28. Измерительный усилитель постоянного тока с высоким 36 входным сопротивлением и регулируемым усилением

3.29 Вариант 29.Преобразователь постоянного тока с трансформаторной связью363.30 Вариант 30. Пиковый детектор положительного сигнала с малым спадом 37 входного напряжения 3.31 Вариант 31. N - каскадный усилитель с параллельными входами для 37 снижения относительных шумов усилителя на выходе3.32 Вариант 32.Широкополосный измерительный усилитель со входом 38 на полевых транзисторах

3.33 Вариант 33 Мощный усилитель с дифференциальным входом. 38 3.34 Вариант 34. Усилитель для отклоняющей системы ЭЛТ 39 3.35 Вариант 35. усилитель мощности низкой частоты с эффективной 39 мощностью 125 Вт

3.36 Вариант 36. Функциональный генератор 40 3.37 Вариант 37. Квадратурный генератор 42 3.38 Вариант 38. Высокочастотный ГУН с диапазоном на две декады 42 3.39 Вариант 39. Квадратурный генератор 43 3.40 Вариант 40. Генератор тональных посылок 43 3.41 Вариант 41. Милливольтметр с высоким входным сопротивлением 453.42 Вариант 42. Микромощный интервальный таймер, управляемый 46 микропроцессором 3.43 Вариант 43. Измеритель периода и частоты до 40 МГц 47 3.44 Вариант 44. Измеритель частоты и периода до 100 МГц 47 3.45 Вариант 45.Универсальный счетчик на частоту до 10 МГц 48 3.46 Вариант 46.Многофункциональный счетчик на частоту 100МГц 48 3.47 Вариант 47. Измеритель периода до 2МГц и частоты до 100 МГц 49 3.48 Вариант 48. Многофункциональный счетчик на частоту 100МГц 493.49 Вариант 49. Миниатюрный стабилизатор с малым падением напряжения 50 3.50 Вариант 50. Частотомер на 40 МГц 50 3.51 Вариант 51. Универсальный счетчик на 10 МГц 51 3.52 Вариант 52. Функциональный преобразователь 10 sin 9E_вх513.53 Вариант 53. Функциональный преобразователь 10 cos 9E_вх533.54 Вариант 54. Вычислитель арктангенса 53 3.55 Вариант 55. Вычислительдлины вектора 54 3.56 Вариант 56. Быстродействующий высоковольтный ЦАП 54 3.57 Вариант 57. Генератор коэффициентов полинома 55 3.58 Вариант 58. Тахометр на АЦП семействаICL7106 55 3.59 Вариант 59. Недорогой АЦП на трех ИМС 56 3.60 Вариант 60. Восьми разрядный следящий ЦАП 56 3.61 Вариант 61. Устройство мгновенной непрерывной индикация 57 при измерении сопротивления 3.62 Вариант 62. Измеритель емкости на базе 3,5 - разрядного АЦП 57 3.63 Вариант 63. Предусилитель с переключением 59 3.64 Вариант 64. Передатчик сигнала по электросети 60 3.65 Вариант 65. Приемник сигнала из электросети 60 3.66 Вариант 66. Недорогой частотомер 61 3.67 Вариант 67. Прецизионный частотомер до 1 МГц613.68 Вариант 68. Изолированный источник питания от 0 до 300 В 62 3.69 Вариант 69. Фотоэлектрический детектор дыма 62 3.70 Вариант 70. Адаптивный заграждающий фильтр для дуплексных модемов 63 3.71 Вариант 71. Стабилизатор температуры с управляемым симистором 63 3.72 Вариант 72. Приемопередающий модем V21 64 3.73 Вариант 73. Стабилизатор температуры с управлением на реле 64 3.74 Вариант 74. Инвертор на частоту 50 - 240 Гц с прецизионным возбудителем 65 3.75 Вариант 75. ФормировательШИМ. в усилителе мощности 66 3.76 Вариант 76. Пробник-индикатор с шестью состояниями 66 3.77 Вариант 77. Двухполупериодный усилитель переменного тока 67

3.78 Вариант 78. Частотомер на 100 МГц 68 3.79 Вариант 79. Высоковольтный генератор для воздухоочистителя 69 3.80 Вариант 80. Источник питания с цифровым управлением 69 3.81 Вариант 81. Недорогой импульсный стабилизатор напряжения на ток до 3А 70 3.82 Вариант 82. Импульсный стабилизатор напряжения с защитой от перегрузки 70

на ток до 4А 3.83 Вариант 83. Восьмиразрядный следящий АЦП 71 3.84 Вариант 84. Следящий АЦП для электропривода 713.85 Вариант 85. Десятиразрядный АЦП последовательного приближения 72 3.86 Вариант 86. Высококачественный кассетный стереопроигрыватель (2×10 Вт) 72 3.87 Вариант 87. Монофонический кассетный магнитофон 73 3.88 Вариант 88. Трехполосный активный регулятор тембра 73 3.89 Вариант 89. Стереоусилитель (2 ×10 Вт) с регулировками тембра, баланса 74

и громкости с компен­сацией 3.90 Вариант 90. Двухкаскадный УПЧ на частоту 60 МГц с коэффициентом 74 усиления Ку = 80 дБ и полосой пропускания ~ 1,5 МГц. 3.91 Вариант 91. Линейный усилитель для передатчика мощностью 140 Вт 75 в диапазоне 2 - 30 МГц 3.92 Вариант 92. 80- тиваттный усилитель мощности на диапазон частот 75 143—156 МГц 3.93 Вариант 93. Двухтактный линейный усилитель мощностью 100 Вт на 76

диапазон частот 420—450 МГц 3.94 Вариант 94. Модуль 60-ти ваттного усилителя на диапазон частот 77 225 - 400 МГц 3.95 Вариант 95. 25-ти ваттный усилитель на диапазоне частот 450 — 470 МГц 77 3.96 Вариант 96. Усилитель с напряжением питания 12,5 В 78 3.97 Вариант 97. Генератор, управляемый напряжением, на диапазон 79 10 Гц — 10 кГц 3.98 Вариант 98. Генератор синусоидальных колебаний, управляемый напряжением 79 3.99 Вариант 99. Простой супергетеродинный радиоприемника 80 3.100 Вариант 100. АМ-радиоприемник на одной микросхеме 80 3.101 Вариант 101 Приемник коммерческого диапазона частот 81

Приложение А Рекомендации по применению конденсаторов и резисторов 83 Приложение Б Рекомендации по замене конденсаторов и резисторов 87

Приложение В Зарубежные конденсаторы и резисторы 89 Приложение В Приложение Г Правила выполнения электрических схем и перечня элементов 101 Приложение Д Б_{уквенные обозначения элементов на} электрических _{схемах 110} Приложение Е _{УГО дискретных элементов 111} Приложение Ж _{УГО цифровых микросхем 112} Приложение И _{УГО аналоговых микросхем 156} Приложение К _{УГО интегральных оптоэлектронных элементов 157} Приложение Л _{Запись в КД зарубежной ЭБ 162} Приложение М _{Полное условное обозначение зарубежной ЭБ 165} Приложение Н _{Пример описания работы} электрической схемы 168 Приложение П _{Типичные ошибки при выполнении СЭП и перечня элементов 175}

1 Общие положения

1.1Цель работы

Целью работы является получение практических навыков по оформлению схемы электрической принципиальной и перечения элементов согласно требованиям ЕСКД, а также подготовка к выполнению выпускной квалификационной работы.

1.2 Содержание и порядок выполнения работы

Основным содержанием работы является адаптация исходных электрических схем и других сопровождающих их документов, которые получены из источников информации, выполненных с отступлениями от норм ЕСКД (научно-популярные журналы, справочная, учебная литература и др.) под требования ЕСКД.

Особенно существенные отличия от норм ЕСКД имеют место в исходных электрических схемах, полученных из источников информации зарубежных или переводных изданий.

Понятие «исходная электрическая схема» в ЕСКД отсутствует, однако в ГОСТ 2.118-73 «Техническое предложение», ГОСТ 2.119-73 «Эскизный проект» и ГОСТ 2.120-73 «Технический проект» в разделе «Требования к выполнению документов» указывается, что в состав чертежа общего вида (ВО) входит схема или несколько вариантов схем. Разработкой этих схем занимаются инженеры-схемотехники и предоставляют их конструкторам для реализации на основе этих схем комплекта КД , необходимого для производства изделия. Кроме схемы предоставляется перечень элементов и ее описание. Описание электрической схемы производится на уровне функционального назначения каждого составляющего ее элемента. Кроме этого предоставляется углубленная информация об оригинальных функциональных узлах и предостережения о возможности нарушения нормального функционирования электрической схемы из-за нарушения принципов температурной и электромагнитной совместимости.

На этапах технического предложения, эскизного и технического проектирования сведения об элементах, помещаемые на схеме и в перечне элементов, могут быть неполными согласно ГОСТ 2.701-84 «Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению», подраздел 2.6 «Перечень элементов». В неполном перечне элементов указываются только электрические параметры элемента, выход за допустимые значения которых приводит к отказу работы электрической схемы. Выбор конструктивных параметров (корпус, расположение и форма выводов и т.д .) элемента является пререгативой конструктора.

В роли инженера-схемотехника на этапе подготовки ТЗ на дипломный проект выступает руководитель дипломного проекта, который и предоставляет дипломнику электрическую схему, описание ее работы и неполный перечень элементов. К сожалению, в реальных условиях руководитель обычно выдает дипломнику только электрическую схему, иногда с очень кратким ее описанием. Перечень элементов в популярных информационных источниках, которыми обычно пользуются руководители при выборе тем дипломных проектов, практически не встречается. Информация о параметрах элементов располагается непосредственно на электрической схеме рядом с соответствующим элементом и в большинстве случаев представляет собой номинальное значение основного параметра, а для катушек индуктивности даже этот параметр редко указывается. На зарубежных электрических схемах буквенная часть позиционного обозначения некоторых компонентов отличается от принятого в России. Буквой Q обычно обозначает аналоговые транзисторы, буквой D – ключевые транзисторы и диоды, Z или ZD – стабилитроны, обозначение резисторов - R, конденсаторов – C и индуктивности – L такое же, как и в России.

Такое представление информации об элементах является явно недостаточной для выполнения даже неполного перечения элементов. Поэтому дипломнику совместно с руководителем необходимо определиться с недостающими электрическими параметрами элементов. Для резисторов это номинальная мощность, допуск на сопротивление, температурный коэффициент сопротивления при необходимости, собственные шумы при необходимости. Для конденсаторов это рабочее напряжение, допуск на номинал при необходимости, температурный коэффициент емкости при необходимости, один из параметров диэлектрических потерь при необходимости. Для катушек индуктивности это номинал и допуск на индуктивность, добротность при необходимости, допустимое значение тока.

Для проведения оценочных расчетов этих параметров необходимо знать как работает предложенная электрическая схема, а также владеть методами их оценки не обязательно расчетными способами, а также с использованием простых логических рассуждений. Например, в радиоприемном устройстве в подавляющем большинстве случаев напряжение на всех конденсаторах не может превысить напряжения источника питания. Значение допуска на номиналы резисторов и конденсаторов можно определить исходя из принадлежности значений номиналов к соответствующему ряду номиналов (Е6, Е12, Е24, Е48, Е96, Е192). Допуск для каждого ряда определен однозначно. Либо можно воспользоваться аналитическими выражениями для определения значения n-го номинального значенияRn(Сn) в любом ряду Е

Rn(Сn) = 10^(n-1)/E ,

а значение допуска δR(С) для каждого рядаEиз условия безотходного производства для значений от 1 до 10 определяется из выражения

.

Если номинал принадлежит нескольким рядам, то за искомый принимается ряд с минимальным числом номиналов.

Для познания работы схемы необходимо подобрать и ознакомиться с литературой, где более подробным образом описываются аналогичные по функциональному и схемотехническому построению другие электрические схемы. При этом надо опираться на знания, полученные по дисциплинам «Схемотехника ЭС», «ОРЭ и С», «Метрология ЭС», «Источники питания» и «Микропроцессорная техника». Без знания работы электрической схемы практически невозможно произвести компоновку и трассировку печатной платы, обеспечивающих требования электромагнитной совместимости особенно в условиях одновременного присутствия в ограниченном пространстве малых аналоговых сигналов и стандартных цифровых.

После идентификации электрических параметров элементов электрической схемы необходимо определиться с типами элементов, то есть выполнить обязательную часть РПЗ ВКР «Выбор и обоснование элементной базы». При этом надо опираться на знания, полученные по дисциплинам «Электротехника», где рассматриваются вопросы конструктивного исполнения активных радиоэлементов и «Элементная база ЭС», где рассматриваются вопросы взаимосвязи электрических параметров и конструктивного исполнения пассивных радиоэлементов.

Прежде всего необходимо определится с типом электрического соединения (монтажа) элементов согласно электрической схеме:

- с помощью монтажных проводов на пистонах и монтажных планках (навесной монтаж);

- с помощью плоских проводников печатной платы на ее поверхности;

- комбинированным способом.

Остальные типы монтажа (модульный, внутренний и др.) требуют применение оригинальной элементной базы и практически не встречаются в дипломных проектах

Основным преимуществом навесного монтажа является возможность получения более лучших условий обеспечения электромагнитной совместимости. Такой монтаж применяется при малом числе элементов на электрической схеме. При этом, если эти элементы были бы размещены на плате, электрические соединения между платой и точками ее подключения к остальным элементам изделия, которые принципиально нельзя разместить на плате, требуют относительно большого числа длинных проводников, что недопустимо особенно для ВЧ изделий.

В большинстве остальных случаев предпочтение отдается монтажу подавляющего числа элементов электрической схемы изделия на печатную плату. Остальные элементы схемы устанавливаются на других несущих конструкциях изделия. Поэтому в принципе мы имеем дело с комбинированным монтажом.

На схеме электрической принципиальной (СЭП) разделение элементов расположенных на разных несущих конструкциях указывается путем выделения штрихпунктирной линией частей этой схемы, конструктивно расположенных на печатных платах, и указанием позиционного обозначения (А1, А2 и т.д.) каждого выделенного участка. Наименование и обозначение выделенных участков такое же, как и соответствующей сборки на печатной платы. Естественно, что на исходной электрической схеме такое разделение отсутствует и появляется только после завершения конструкторских работ по окончательной компоновке элементов изделия, то есть на этапе создания рабочей документации.

В процессе дипломного проектирования в большинстве случаев отсутствуют мероприятия, связанные с изготовлением и испытанием макетов и тем более опытной и установочной партий. Поэтому процесс компоновки производится только априори, а его содержание отражается в разделе РПЗ «Эскизный проект» или «Выбор и обоснование конструкции». Алгоритм компоновки изучается в курсе «Конструирование РЭС» и других дисциплинах конструкторского профиля.

Исходные электрические схемы контрольной работы относительно простые и предполагают в большинстве случаев одноплатный вариант компоновки. За пределы печатной платы наиболее часто выносятся элементы оперативного управления и индикации, а также электрические соединители, предназначенные для подключения внешних устройств. При этом необходимо отметить, что в большинстве случаев конструктивное исполнение элементов, предназначенных для установку на печатную плату отличается от аналогичной, но предназначенной, например, для установки на корпусе изделия. Последний факт отражается в полном условном обозначении элемента, приводимой в КД.

В современных электронных устройствах различного назначения широко используются компоненты, предназначенные для поверхностного монтажа (SMD). Причем не толь- ко в малогабаритных изделиях, где их применение диктуется суровой необходимостью, но и в таких устройствах, где место экономить не требуется.

Преимущества использования SMDэлементов: - печатные платы получаются меньшего размера, так как используются маломощные SMD-компоненты с отсутствующими или очень короткими выводами; - низкие наводки — нет проводников, пронзающих плату, соответственно меньше наводки от соседних компонентов; - ниже паразитная ёмкость и индуктивность — выше надёжность высокочастотных устройств; - возможность размещения деталей на обеих сторонах печатной платы; - меньшее число отверстий, которое необходимо просверлить в плате; - ошибки при расположении компонентов частично компенсируются поверхностным натяжением припоя; - проще автоматизированная сборка; - ниже цена результирующего устройства (при большой программе выпуска). Недостатки: - ниже ремонтопригодность устройства; - высокие начальные затраты (связанные с установкой и настройкой станков-авто- матов, а также с более сложным созданием опытных образцов).

Технология изготовления опытных образцов и изделий единичного производства практически одинакова. Поэтому при выполнении контрольной работы основным критерием применения HMDилиSMDэлементов является программа выпуска или тип производства ( единичное, серийное, массовое), которое задается в ТЗ. При этом большинство вариантов контрольных работ предполагает серийный тип производства.

Конечно, применить в изделии только SMDэлементы невозможно исходя из особенностей работы некоторых из них – резисторы большой мощности, конденсаторы большой емкости, индуктивности на большие токи и номинальные значения, трансформаторы и силовые транзисторы используются вHMDисполнении, но доля крупногабаритных деталей в современных устройствах невелика. Кроме этого необходимо учитывать, что компоненты схемы, установленные на других несущих конструкциях изделия, в частности, на корпусе имеют как правило выводы, адаптированные для пайки к ним проводов.

После того, как определились, какие элементы электрической схемы будут иметь HMDилиSMDисполнение, необходимо выбрать тип и серию компонентов. Для микросхем, транзисторов и различных диодов информации, представленной на электрической схеме почти достаточно для однозначной идентификации этих компонентов. Для некоторых вариантов контрольных заданий приводятся краткие сведения о принципах работы и конструктивного исполнения устройства в целом или их определяющих функциональных элементов, которыми являются активные элементы. Кроме этого, непосредственно перед вариантами контрольных заданий приводятся расшифровки обозначений, которые использовались в электрических схемах контрольных заданий. В частности, в этом файле приводятся функциональные назначения выводов микросхем.

Недостающие данные: номера выводов микросхем, их функциональное назначение, варианты конструктивных исполнений, полное условное обозначение при заказе и другие характеристики можно найти на сайте «allcomponents.ru», каталогах или других информационных источниках.

Выбор типа и серии для пассивных RиCкомпонентов производится по их функциональному назначению и согласно рекомендаций, приведенных в приложении А. Значительное число типов и серий резисторов, приведенные в данном приложении относятся к старой элементной базе, которая до сих пор часто встречается в описаниях и перечнях элементов исходных электрических схем. Поэтому необходимо, пользуясь рекомендациями, приведенными в приложении Б, заменить ее на современную ЭБ.

С целью получения навыков по применению зарубежной элементной базы половина элементной базы в контрольной работе должна быть импортной. В приложении В приведены рекомендации по замене отечественных конденсаторов на зарубежные, а также типы и основные параметры импортных резисторов, наиболее широко представленных на российском рынке.

После проведения в процессе компоновки разбивки электрической схемы на части, которые расположены на разных несущих конструкциях, необходимо определиться со способом межплатных и внешних соединений:

- паяные неразъемные соединения;

- с помощью разъемных электрических соединителей;

- комбинированным методом.

Паяноенеразъемное соединение предполагает наличие контактного элемента на печатной плате, в качестве которого конструктивно могут быть контактные площадки, пистоны и специальные штифты, к которым припаиваются соединительные провода. Этот контактный элемент отображается на схеме электрической схеме в виде окружности диаметром 2 мм. Жесткая регламентация по форме представления позиционного обозначения паяного соединения на электрической схеме стандартами не регламентируется. Обычно их обозначают таким же образом как они обозначены при маркировке на соответствующей печатной плате: цифрами, буквами, сокращенными названиями функциональной цепи или адресом. Процесс изготовления паяного соединения обычно предполагает предварительную механическую фиксацию проводника к контактному элементу и самого процесса пайки. На электрической схеме указывается проводник, исходящий из запаянного контактного элемента, который из окружности превращается в круг черного цвета (заполняется проводником и припоем).

Паяное соединение обычно изготавливается малопроизводительным ручным образом, а сам процесс изготовления межплатных и внешних соединений методом пайки является одним из элементов критического пути технологического процесса сборки, то есть напрямую влияет на длительность изготовления изделия. Присутствие ручных операций на критическом пути являются нежелательным фактором технологического процесса при серийном и массовом производстве, одним из основных преимуществ которых перед единичным производством является высокая производительность труда. Поэтому этот метод применяется в основном при единичном или мелкосерийном типах прозводствах.

В остальных случаях используют э_{лектрические соединители} или _{разъемы. Изготовление внеплатных сборок соединителей (вилки или розетки плюс кабели или провода и др.) в этом случае производится параллельно с критическим путем. В сложных электронных устройствах при расположении его схемы на большом число плат очень часто межплатные соединения осуществляются с помощью соединительных плат, на которых устанавливаются ответные части электрических соединителей.}

_{В процессе проведения регулировочных работ с целью устранении влияния предыдущих и последующих каскадов (функциональных узлов) на показания измерительных приборов необходимо оперативно отключить регулируемый каскад по сигнальным цепям от остальной электрической схемы. Для этой цели используются перемычки, которые отображаются на электрической принципиальной схеме с помощью стандартного УГО и позиционного обозначения для разборного соединения (ХТ1, ХТ2 и т.д.). На исходной электрической схеме вариантов контрольных работ перемычки не указываются. Поэтому необходимо представить себя в роли инженера-технолога по регулировке и с помощью руководителя дипломного проекта или прикрепленного преподавателя по проведению практических занятий дисциплины УНПР, а также на основе знаний, полученных при анализе работы электрической схемы, ввести при необходимости эти перемычки в электрическую схему.}

_{Наименование «Перемычка» и документ, по которому он применен в электрической схеме записывается в перечень элементов. Различными зарубежными фирмами выпускаются перемычки (джемперы), конструктивно оформленные как самостоятельные элементы общего применения, а для технологии поверхностного монтажа (SMT ) - SMD резисторы с нулевым сопротивлением. В этом случае производится запись полного условного обозначения, принятого на фирме-изготовителе с указанием этой фирмы. В условиях единичного или мелкосерийного производств в виду высокой квалификации регулировщиков и отсутствием жесткой временной регламентации перемычки тоже как правило не используются, а отделение регулируемого фрагмента от остальной электрической схемы и подключение измерительных приборов производится с помощью паяльника}

Оперативный контроль параметров промежуточных _{каскадов (функциональных узлов) в условиях} серийного и массового производства, а также _{в процессе эксплуатации при проведении регламентных и ремонтных работах осуществляется с помощью контрольных точек на печатных платах, которые отображаются на электрической принципиальной схеме с помощью стандартного УГО (окружность) и позиционного обозначения разборного соединения (XТ1, XТ2 и т.д.). В качестве конструктивного элемента для контрольной точки наиболее часто используется контакты одно- или двухполюсных вилок, представляющих из себя штифты, адаптированные под установку на печатную плату.}

_{Также как и перемычки, на исходной электрической схеме вариантов контрольных работ контрольные точки не указываются. Поэтому необходимо снова представить себя в роли инженера-технолога по регулировке и с помощью руководителя дипломного проекта или прикрепленного преподавателя по проведению практических занятий дисциплины УНПР, а также на основе знаний, полученных при анализе работы электрической схемы, ввести при необходимости эти контрольные точки в электрическую схему. Наименование «Штифт» или другой конструктивный элемент и документ, по которому он применен в электрической схеме записывается в перечень элементов. Если этот элемент импортный, то производится запись полного условного обозначения, принятого на фирме-изготовителе с указанием этой фирмы.}

В условиях единичного или мелкосерийного производств в виду высокой квалификации регулировщиков и отсутствием жесткой временной регламентации контрольные точки как правило не используются, а подключение измерительных приборов производится непосредственно к контактным площадкам элементов с помощью паяльника.

Согласно ГОСТ 2.701-84 «Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению» понятие « устройство – это совокупность элементов, представляющая единую конструкцию (блок, плата, шкаф, механизм, разделительная панель и т.п.)». Устройство является частью изделия и может не иметь в изделии определенного функционального назначения. Электрическая схема изделия отражает все изделие в целом и состоит из электрических схем устройств.

_{Поэтому электрическая принципиальная схема изделия может быть представлена двумя способами:}

_{- как одна схема всего изделия с выделением штрих-пуктирной линией схем устройств и присвоением им позиционных обозначений (А1, А2 и т.д.) и наименований с одним перечнем элементов, внутри которого элементы также разделены по устройствам;}

_{- как пакет из упрощенного изображения схемы всего изделия и схем, составляющих его устройств и полностью раскрывающих упрощенное изображения схемы изделия с перечнями элементов для каждой схемы.}

_{Выбор способа представления электрической принципиальной схемы зависит от программы выпуска (типа производства) и сложности изделия.}

_{В условиях единичного или мелкосерийного производств процесс изготовления и регулировки изделия идет последовательно во времени и исполняется высококвалифицированными работниками. Поэтому процесс подготовки производства в этом случае упрощен, что выражается в меньшем количестве КД и более упрощенной форме ее представления, но в пределах требований ЕСКД.}

_{В частности, спецификация изделия содержит по возможности минимальное число сборочных единиц. Последнее обусловлено экономическими требованиями унификации и минимизации числа рабочих мест при данном типе производстве. Процесс регулировки осуществляется для всего изделия в целом и как правило на одном рабочем месте. Регулировщику из документации предоставляется в большинстве случаев сборочный чертеж, схема электрическая принципиальная с перечнем элементов, а также краткое описание работы электрической схемы и инструкция по регулировке наиболее сложных и оригинальных частей схемы. Отсутствует даже схема расположения элементов по печатным платам. В случае возникновения трудностей предполагается оказание помощи со стороны разработчиков.}

_{Поэтому для данного типа производства схему электрическую принципиальную наиболее удобно представлять в виде одной схемы. Более того, в этом случае, если имеется такая возможность, перечень элементом также желательно располагать на поле чертежа электрической схемы над основной надписью, отступив от нее не менее 12 мм.}

_{В условиях серийного и массового производств процесс изготовления и регулировки изделия идет параллельно – последовательно во времени и исполняется работниками невысокой квалификации. Параллельность процесса производства диктуется сокращением времени производства и повышением производительности труда, а использование низкоквалифицированной рабочей силы – с целью снижения трудозатрат в структуре себестоимости. Поэтому процесс подготовки производства в этом случае проводится по полной программе. Состав и содержание КД должны быть достаточными для организации процесса серийного и массового производств в пределах требований ЕСКД.}

_{В этом случае спецификация изделия содержит максимальное технически и экономически обоснованное число сборочных единиц и, следовательно, большое число рабочих мест по их изготовлению и регулировке. В виду низкой квалификации работников каждое рабочее место должно быть по максимуму оснащено документацией, информация в которой должна быть представлена в удобной для восприятия форме, но в пределах требований ЕСКД.}

_{Конструкторские подразделения разработчика должны предоставлять КД, информация в которой должна быть максимально адаптирована к условиям данного типа производства. Однако на этапе проектирования они еще не знают на каком заводе будет производится разрабатываемое ими изделие, или оно будет изготавливаться на нескольких заводах, каждый из которых имеет свои особенности по организации производства, номенклатуре, количеству и качеству оборудования, квалификации работников и т. Д. Поэтому разработчики привязывают содержание своей КД к некому усредненному технологическому процессу, называемому типовым технологическим процессом}

_{В частности, разработчики предполагают, что регулировка каждой группы однотипных печатных плат будет вестись на отдельных рабочих местах. Поэтому каждая плата должна сопровождаться своей электрической принципиальной схемой, схемой расположения элементов, перечнем элементов и инструкцией по регулировке, то есть электрическую принципиальную схему всего надо представлять как пакет вложенных схем. Однако для простых электрических схем с небольшим общим числом элементов, основная масса которых расположена всего на одной печатной плате и несколькими элементами вне этой платы возможен вариант исполнения в виде одной схемы. Таковыми являются большинство вариантов контрольной работы.}

_{Адаптация типового технологического процесса под особенности конкретного производства (завода) является одной из составляющей организационно-технологичес- кой подготовки производства и проводится на этапе запуска изделия в производство совместными силами конструкторских, экономических и технологических подразделений разработчика и производителя.}

_{В частности, представленная разработчиками форма электрической схемы может корректироваться и после этого она должна содержать информацию, которая необходима только для выполнения работ на данном рабочем месте и не отвлекать внимание работника на остальные части электрической схемы. Например, какой- либо функциональный узел или функциональная группа электрической схемы сборки печатной платы. Таким же образом должна быть представлена информация и для других документов, обслуживающих данное рабочее место, что позволит работнику в течение достаточно короткого времени довести свои действия до автоматизма и повысить производительность своего труда.}

_{После того, как мы определились с формой представления электрической принципиальной схемы необходимо приступить к ее исполнению. Правила выполнения этого документа и перечня элементов в соответствие с ЕСКД представлены в приложении Г,}

_{буквенные обозначения УГО – в приложении Д, УГО дискретных элементов- в приложении Е, УГО цифровых микросхем – в приложении Ж, УГО аналоговых микросхем – в приложении И, УГО интегральных оптоэлектронных элементов – в приложении К,} рекомендации по записи в перечень элементов и спецификацию полного условного обозначения отечественных и импортных дискретных компонентов –_{в приложении Л, примеры полного условного обозначения в КД импортных конденсаторов и резисторов – в приложении М, пример описания работы электрической схемы – в приложении Н, описания типовых ошибок при выполнении электрических схем и перечней элементов – в приложении П.}

2 Обозначения, которые использовались в исходных электрических схемах

контрольных заданий

AM - амплитудная модуляция;

АРУ - автоматическая регулировка усиления; АЦП - аналого-цифровой преобразователь; ГУН - генератор, управляемый напряжением;

ЕМР - единица младшего разряда;

ЖК - жидкий кристалл;

КОСС - коэффициент ослабления синфазного сигнала;

МЗР - младший значащий разряд;

ОУ - операционный усилитель;

ПФ - полосовой фильтр;

РПП - регистр последовательного приближения;

СЗР - старший значащий разряд;

СИД - светодиод;

ФАП - фазовая автоподстройка;

ФАПЧ - фазовая автоподстройка частоты;

ФВЧ - фильтр верхних частот;

ФНЧ - фильтр нижних частот;

ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь;

ЧМ. – частотная модуляция;

ШИМ - широтно-импульсная модуляция;

a_U - коэффициент усиления по напряжению;

АDJ - регулировка, подстройка;

ALE - стробирование адреса;

BIAS - смещение;

BV - полоса пропускания;

C_INT - конденсатор интегрирующей цепочки;

С_L - емкость нагрузки;

С_T ,C_TD - конденсатор времязадающей цепочки;

СЕР, СЕТ - входы управления режимом работы счетчика; СK - синхронизация;

СО - выход сигнала;

СОМР - компаратор, компенсация;

DBIN - ввод с шины данных; DC - постоянный ток;

DP - импульсы вызова;

e_in, e_in - входное напряжение;

Е_о,Е_оuт- - выходное напряжение;

ЕА - разрешение адреса;

e_s - управление временными интервалами;

f - частота;

FB - обратная связь;

GND - земля;

HI - высокий уровень;

i_d - ток стока полевого транзистора;

I _D(OFF) - ток стока запертого полевого транзистора;

I_gss ток затвора полевого транзистора;

I_iN - входной ток;

Io - потребляемый ток;

i_l - ток нагрузки;

I_R - обратный ток;

IN, in - вход, входной;

INT - вход запрoса прерывания;

INV, inv - инвертирующий вход; IOR - чтение из устройства ввода;

IOW - запись в устройства ввода;

К_у - коэффициент усиления по напряжению;

КТ - контроль клавиатуры;

LED - светодиод;

LO - низкий уровень;

LOAD - нагрузка;

MEMR - чтение из памяти;

M/S - посылка/пауза;

NAB - частотная характеристика усилителя, соответствующая нормам Национального акустического бюро США;

NC, N.C. – вывод не подключен или нормально замкнутый контакт; NHOLD - запрос на захват шины; N.I. - неинвертирующий вход;

NO, N.O. – нормально разомкнутый контакт; NRD - чтение из устройства ввода;

NWDS - запись в устройство ввода;

ОС, OI, OR- выводы для подключения времязадающей цепочки; OSC - генератор;

OUT - выход, выходной;

p_d - потребляемая мощность;

PROG - программирование;

PSEN - выбор ПЗУ;

Q - добротность колебательногоконтура или фильтра;

RD - чтение;

R_DS(ON) - сопротивление сток-исток полевого транзистора в открытом состоянии; R_FB - резистор обратной связи;

RFC - высокочастотный дроссель;

READY - готовность; RESET - сброс; RESIN - входной сигнал сброса;

RIAA - частотная характеристика усилителя, соответствующая стандарту

Ассоциации промышленных устройств регистрации; r_int -резистор интегрирующей цепочки;

r_l - сопротивление нагрузки;

R_REF - эталонное сопротивление;

R_T, R_TD - резистор времязадающей цепочки;

r_x -неизвестное (измеряемое) сопротивление; SAR - регистр последовательного приближения; SCR - тиристор;

SDI - последовательный ввод данных;

SDO - последовательный вывод данных;

S/N - отношение сигнал – шум;

SW - выключатель;

T/R - передача/прием;

t - время установления сигнала;

V+, V-, V_CC, V_DD, V_SS - напряжение питания; v_gs - напряжение затвор-исток полевого транзистора; v_in - входное напряжение;

v_h - напряжение гистерезиса;

V_os - напряжение сдвига ОУ;

V_o, V_ОUT - выходное напряжение; V_р - пиковое напряжение;

V_R - обратное напряжение;

v_ref - опорное напряжение;

WAIT - ожидание;

WR - запись;

XTAL - кварцевый генератор;

Z_i - входной импеданс;

Z_Q - выходной импеданс.

3 Варианты контрольных заданий 3.1 Вариант 1. Блок питания для монохромного дисплея 3.1.1 Импульсный источник питания

ИС ТЕА2018А представляет собой недо­рогую интегральную схему, размещенную в 8-выводном корпусе СВ-98 и предназначен­ную для управления импульсными источни­ками питания, работающими в режиме пре­рывистых токов с передачей энергии во вре­мя паузы.

Использование внешнего переключающего транзистора дает возможность управлять уровнем мощности свыше 90 Вт.

Возможные области применения: дисп­леи, видеоигры, телевизионные приемники,

высококачественные усилители, генераторы функций.

Когда необходима внешняя синхрониза­ция, следует использовать ИС ТЕА2019.

Основные особенности и характеристики ИС:

- непосредственное управление внешним переключающим транзистором;

- положительное или отрицательное выходное напряжение при токах до 0,5 А; - ограничение тока; - контроль перемагничивания сердечника;

- полная защита от перегрузок и короткого замыкания;

- выходной ток определяется током коллектора переключающего транзистора,

программируемым извне, I_c = kI_Н ;

- малый ток покоя до запуска схемы;

- минимальное время включения 2 мкс;

- тепловая защита.

Более подробная информация приведена в руководстве по применению NA041.

3.1.2 Общее описание

Описанный здесь импульсный стабилиза­тор в нормальных условиях работает в ре­жиме прерывистых токов с постоянной час­тотой. Однако генерации не будет, если раз­мещенная на кристалле ИС схема контроля перемагничивания сердечника обнаружит пе­регрузку или короткое замыкание. В этом случае очередной цикл работы невозможен до тех пор, пока выходной ток не спадет до нуля. На каждый период пилообразного напря­жжения генератора триггер вырабатывает им­пульс длительностью 2 мкс, создающий на выходе схемы мощный импульс тока, обес­печивающий, таким образом, быстрое вклю­чение переключающего транзистора. Этим импульсом тока также определяется мини­мальное время включения. В нормальных условиях функционирова­ния триггер сбрасывается сигналом, получаю­щимся при сравнении следующих сигналов: пилообразного сигнала, создаваемого током , коллектора переключающего транзистора, протекающим через эмиттерный резистор, выходного сигнала усилителя ошибки. Если падение напряжения на этом рези­сторе достигает -1 В, триггер сбрасывается и выходной ток ограничивается. За пределами области стабилизации и в отсутствие ограни­чения тока триггер может сбрасываться сиг­налом длительностью около 0,7 периода генератора. Чтобы сохранить мощность, положитель­ный ток базы, вызванный приходом запуска­ющего импульса, приводит к возрастанию тока коллектора (этот ток контролируется по падению напряжения на эмиттерном резисторе). Отношение I_С / I_В можно задать следу­ющим образом

I_С / I_В = R_B / R_e .

Величина R_e рассчитывается таким об­разом, чтобы получить падение напряжения 1 В при токе, равном току ограничения. Тогда сопротивление резистора R выбирает­ся таким, чтобы получить необходимое уси­лие.

Когда положительный ток базы прекра­тится, через 1 мкс подается отрицательный ток базы, обеспечивающий быстрый спад то­16А коллектора.

На вывод 4 ИС (V_cc) необходимо по­дать отрицательное напряжение от минус 2 до минус 3 В.

3.1.3 Запуск схемы

Перед запуском не­большой ток от источника питания плюс 300 В протекает через высокоомный резистор. Этот ток заряжает накопительный кон­денсатор источника питания ИС. Никаких импульсов на выходе не будет, пока падение напряжения на конденсаторе не достигнет 6 В. В течение этого времени устройство бу­дет потреблять ток лишь около 1 мА. Когда падение напряжения на конденсаторе достиг­нет 6 В, на выходе появятся импульсы тока базы. Заряд, уносимый этими импульсами будет способствовать разряду накопительного конденсатора источника питания. Тем не ме­нее, наличие гистерезиса порядка 1 В позво­ляет обеспечить надежную работу даже при 5 В. В этом случае дополнительная обмотка трансформатора обеспечит мощность, необхо­димую для питания ИС.

3.1.4 Предельно-допустимые значения

Положительное напряжение питания V⁺_c 15В

Отрицательное напряжение V^-cc 5 В

Выходной ток I_о 0,5 А

Пиковый выходной ток (коэффициент заполнения < 5%) I_o(peak) ±1А

Входной ток по выводу 3, Ij ± 5 мА Температура кристалла Т. +150°С Рабочая температура окружающей среды Т_oper_ от минус 20 до плюс 70°С Температура хранения ИС Т_stg от минус 40 до плюс 150°С

Кристалл-окружающая среда E_{th (j – b)} 80°С/Вт

Например, при рассеиваемой ИС мощности 0,7 Вт температура кристалла превысит температуру окружаю­щей среды на 56 градусов. Для сохранения высокой надежности максимальная рабочая температура кристалла не должна превышать 100 С.

Назначение выводов: 1 – С_t – конденсатор и резистор генератора; 2 – GND – общий; 3 - I _С – контроль I _с (отрицательный) ; 4 - - отрицательный источник питания (выходной каскад); 5 - V₀ - выход; 6 - - положительное напряжение пита­ния; 7 –I_s – контроль перемагничивания; 8 – Е⁺ - неинвертирующий вход усилителя ошибки

Рисунок 1 – Блок-схема ИС

ТЕА2018А

Рисунок 2 – Расположение выводов ИС (вид сверху)

Таблица 1 – Электрические характеристики

Температура окружающей среды +25°С, напряжения измерены относительно общего прово­да (если не указано иное)

Максимальная мощность 30 Вт

Рабочая частота 30 кГц

I(nominal) = 0,75 А

I(limit) = 1 А

R_e = I В/1 А = 1 Ом

R_b = 8,2 Ом = I_c/I_b = 8,2

Трансформатор: TRACO, L = 3 мГн ±10%.

Рисунок 3 – Электрическая схема блока питания для монохромного дисплея

3.2 Вариант 2. Блок питания с отрицательным напряжением минус 2 В

Рисунок 4– Электрическая схема блока питания с отрицательным напряжением минус 2 В

3.3 Вариант 3. Регулируемый высоковольтный источник питания

Эта схема была разработана для обеспе­чения высокого напряжения на малогабарит­ной ЭЛТ векторного графического дисплея. Предыдущая сходная разработка на биполяр­ных транзисторах требовала большего тока базы, чем можно было обеспечить недорогим ОУ. В высоковольтном источнике питания используется полевой транзистор VNI116N2, образующий вместе с обмотками строчного трансформатора Murata блокинг-генератор. Можно использовать и другие типы строч­ных трансформаторов, если они имеют под­ходящую отдельную обмотку, обеспечиваю­щую получение импульсов амплитудой около 10 В для управления затвором полевого транзистора. Конденсаторы емкостью 0,01 и 0,0018 мкФ необходимы для подавления вы­сокочастотных колебаний и улучшают форму импульса, что повышает эффективность ра­боты выпрямителя.

Уникальная полезная особенность генера­тора появляется вследствие того, что коэф­фициент насыщения сердечника и результи­рующее высокое напряжение легко регулиру­ется в широком диапазоне изменением на­пряжения смещения, приложенного к затво­ру полевого транзистора. Напряжение сме­щения нетрудно получить с помощью недо­рогого ОУ, обеспечив в результате весьма просто регулировку и стабилизацию высокого напряжения. Добиться этого можно, подклю­чив один вход усилителя к выходу фокуси­рующего напряжения строчного трансформа­тора и подав на другой вход напряжение, регулируемое с помощью потенциометра.

Схема позволяет получать напряжение от 3 до 12 кВ.

Рисунок 5 – Электрическая схема регулируемого высоковольтного источника питания

3.4 Вариант 4. Перестраиваемый высоковольтный источник питания

Использование биполярных транзисторов в высоковольтном сильноточном оборудовании требует изолированных теплоотводов большо­го размера, что снижает безопасность и на­дежность работы. Эта практическая схема с минимальными требованиями к теплоотводу реализована на полевых транзисторах серии VP03 с широкой областью надежной работы и заземленным выводом стока (никакие другие компоненты теплоотвода не требуют). Для улучшения выходных характеристик в схему включают параллельно несколько транзисторов серии VP03. Выходное напря­20А20т20и от 0 до 490 В при токе 0,2 А стабилизированное, с ограничением тока. Корпус транзистора с заземленным выводом стока дает возможность осуществить безопасный отвод тепла.

Рисунок 6 – Электрическая схемаперестраиваемого высоковольтного источника питания

3.5 Вариант 5. Импульсный источник питания на 5В с частотой преобразования

250 кГц

Полевой транзистор VP1204N5, соединен­ный непосредственно с управляющей ИС, образует компактную систему. В импульсном стабилизаторе используется диод, имеющий в корпусе транзистор серии VI'12, работающий в качестве защитного диода для ограничения индукционных выбросов напряжения. Он ис­ключает необходимость применения отдель­ных дорогостоящих диодов Шотки. Транс­форматор Arnold A149098-2 #18 GA 42 вит­ка.

Рисунок 7 – Импульсный источник питания на 5В с частотой преобразования 250 кГц

3.6 Вариант 6. Автономный 200 Ваттный источник питания с обратным включением диодов

Выходной транзистор Q1 воспринимает колебания с генератора до тех пор, пока пе­ренапряжение на выходе не включит оптрон, что приведет к срабатыванию блокирующего транзистора Q2, выключающего генератор. При токе первичной обмотки трансформатора около 5 А на резисторе 0,22 Ом в цепи стока возникает сигнал автоматического от­ключения генератора. Затвор транзистора Q1 подключен непосредственно к выходу ИС 311.Рабочая частота переключения вначале определяется постоянной времени внутри схемы генератора, однако когда напряжение ошибки на выходе становится минимальным, частота генератора возрастает и зависит больше от постоянных времени системы. За­мена генератора на таймер 555 со схемой управления сбросом стабилизирует частоту переключения.

Рисунок 8 – Автономный 200 Ваттный источник питания с обратным включением диодов

3.7 Вариант 7. Стабилизатор на 15А 3.7.1 Регулируемый стабилизатор

Во время работы в ИС LM338 возникает опорное напряжение V_ref = 1,25 В, прило­женное между выводами выхода и регули­ровки. Это опорное напряжение падает на резисторе R1 и так как оно постоянно, ток I₁, протекающий через резистор установки выходного напряжения R2, дает на выходе напряжение

Vo = Vref (1+R2/R1) ₊ I_adj R2

Так как ток 50 мкА, протекающий через вывод регулировки, вносит погрешность, при разработке ИС LM338 этот ток I_adj был ми­нимизирован и сделан весьма стабильным относительно изменения входного напряже­ния и тока нагрузки. Для этого весь потреб­ляемый рабочий ток возвращается на выход, определяя минимальный ток нагрузки. Если нагрузка на выходе для этого недостаточна, выходное напряжение возрастает.

3.7.2 Внешние конденсаторы

Рекомендуется шунтирующий конденсатор на входе. Керамический дисковый конденса­тор емкостью 0,1 мкФ или полупроводниковый танталовый емкостью 1 мкФ на входе подходят для шунтирования входа почти для всех приложений. Устройство более чувстви­тельно к отсутствию шунтирования входа, когда используется регулирование напряже­ния или выходные конденсаторы, однако применение конденсаторов большей емкости исключает эту проблему.

Вывод регулировки ИС LM338 (adj) можно шунтировать на землю конденсато­ром, что улучшит подавление пульсаций. Этот конденсатор препятствует усилению су­ществующих пульсаций при возрастании вы­ходного напряжения. При шунтирующем конденсаторе 10 мкФ подавление пульсаций на 75 дБ достигается при любом выходном напряжении. Увеличение емкости свыше 20 мкФ незначительно улучшает подавление пульсаций на частотах свыше 120 Гц. Если используется шунтирующий конденсатор, то иногда необходимо включать защитные дио­ды, чтобы предотвратить разряд конденсатора через внутренние слаботочные цепи ИС и ее разрушение.

Лучше всего использовать полупроводниковые танталовые конденсаторы. Танталовые конденсаторы имеют низкий импеданс даже на высоких частотах. В зависимости от кон­струкции алюминиевый электролитический конденсатор емкостью примерно 25 мкФ на высоких частотах эквивалентен танталовому конденсатору емкостью 1 мкФ. Керамиче­ские конденсаторы также хороши на высо­ких частотах, однако емкость конденсаторов некоторых типов значительно снижается на частотах около 0,5 МГц. По этой причине дисковый конденсатор емкостью 0,01 мкФ на практике может лучше подойти в качест­ве шунтирующего, чем дисковый конденсатор емкостью 0,1 мкФ.

Несмотря на то что ИС LM338 обеспечи­вает стабильность и без выходных конденса­торов, как любая схема обратной связи, не­которые номиналы внешних конденсаторов могут привести к чрезмерному переходному процессу. Это бывает при номиналах кон­денсаторов от 500 до 5000 пФ. Танталовый конденсатор емкостью 1 мкФ (или алюми­ниевый электролитический конденсатор емко­стью 25 мкФ) на. Выходе подавляет этот эф­фект и обеспечивает стабильность.

3.7.3 Стабилизация нагрузки

ИС LM338 в состоянии обеспечить чрез­вычайно хорошую стабилизацию нагрузки, однако для достижения максимальной точно­сти необходимы некоторые предосторожности. Резистор установки тока, подключенный между выводом регулировки и выходным выводом ИС (обычно 240 Ом), лучше под­ключать непосредственно к выходу стабили­затора, чем к нагрузке. Это исключает паде­ние напряжения в линии, действующее по­следовательно с опорным напряжением, и ухудшает стабилизацию. Например, стабилизатор на 15 В с сопротивлением 0,05 Ом между стабилизатором и нагрузкой будет иметь стабильность напряжения на нагрузке из-за конечного сопротивления провода 0,05 Ом × × I_L. Если задающий резистор подклю­чен вблизи нагрузки, эффективное сопротив­ление линии будет 0,05 Ом × (1 + R2/R1) или в данном случае в 11,5 раза хуже.

При использовании стабилизаторов в корпусе ТО-3 легко минимизировать сопротивление линии от корпуса ИС до задающего резистора использованием двух отдельных проводов к корпусу. Холодный конец резистора R2 можно подключить к общему проводу нагрузки для обеспечения контроля удаленного провода и улучшения стабильности нагрузки.

Рисунок 9 – Электрическая схема стабилизатора на 15 А

3.8 Вариант 8. Биполярный стабилизатор из однополярного источника питания

3.8.1 Программируемые микромощные КМОП-стабилизаторы напряжения

Последовательные стабилизаторы типов ICL7663 для положительного напряжения и ICL7664 для отрицательного напряжения представляют собой маломощные высокоэф­фективные устройства, допускающие работу с входными напряжениями от 1,6 до 10 В и обеспечивающие регулировку выходного на­пряжения в вышеупомянутом диапазоне при токах до 40 мА. Потребляемый ток обычно не превышает 4 мкА независимо от нагруз­ки.

В обоих устройствах предусмотрен конт­роль выходного тока и дистанционное от­ключение, посредством чего обеспечивается защита стабилизатора и схем, которые онпитает. Уникальной особенностью, присущей только ИС ICL7663, является отрицательный температурный коэффициент выходного на­пряжения. Ее можно использовать, напри­мер, для эффективного отслеживания напря­жения, приложенного к мультиплексирован­ному ЖК-индикатору через согласующий ка­скад, например, 1СДО7231/2/3/4, что расши­рит рабочий диапазон температур индикато­ра в несколько раз.

ИС ICL7663 и ICL7664 поставляются в 8-выводных пластмассовых корпусах, корпу­сах ТО-99, керамических, малогабаритных корпусах и т.д.

3.8.2 Свойства

Прекрасно подходит для автономных уст­ройств: потребляемый ток <4 мкА.Работает с входными напряжениями от 1,6 до 16 В.

Очень низкое дифференциальное напря­23А23т23и вход-выход.

Опорное напряжение 1,3 В.

Выходной ток до 40 мА.

Отключение выхода по контролю пре­дельного тока или внешним логическим сиг­налом.

Установка выходного напряжения в пре­делах от 1,3 до 16 В.

Управляемый отрицательный температур­ный коэффициент (только для ИС ICL7663).

Рисунок 10 – Биполярный стабилизатор из однополярного источника питания

Частота генерации ИС ICL7660 пониже­на внешним конденсатором генератора так, что он более эффективно инвертирует на­пряжение источника питания.

3.9 Вариант 9. Лабораторный источник питания с регулировкой предельного тока

и выходного напряжения

Рисунок 11 – Электрическая схема лабораторного источника питания с регулировкой предельного тока и выходного напряжения

Диоды Dl, D2 и транзистор Q2 дают возможность регулирования выходного напряжения от 0 В. Диод D6 защищает обе ИС LM317 от короткого замыкания по входу.

3.10 Вариант 10. Отслеживающий стабилизатор напряжения

Рисунок 12 – Электрическая схема отслеживающего стабилизатора напряжения

3.11 Вариант 11. Импульсный стабилизатор

Рисунок 13 – Электрическая схема импульсного стабилизатора

3.12 Вариант 12. Стабилизатор напряжения с полной защитой от перегрузок

Рисунок 14 – Электрическая схема стабилизатора напряжения с полной защитой от

перегрузок

Номиналы резисторов R4 и R5 подбира­ются так, чтобы обеспечить через них ток 20 мА от нестабилизированного источника отрицательного напряжения. Конденсатор C_L - полупроводниковый танталовый.