EdW 06 1997.pdf

(7113 KB) Pobierz
Projekty AVT
Generator funkcji, część 2
2114
R7...R10, które powinny mieć tolerancję
1...2%. Warto uzyskać podane wartości
(stosując połączenie dwóch lub więcej
elementów), bowiem przy zastosowaniu
elementów o tolerancji 10%, lub co gor−
sza 20%, zniekształcenia przebiegu sinu−
soidalnego mogą sięgnąć 5%.
Dla zmniejszenia zakłóceń, część płyt−
ki zawierającą transformator (lub też sam
transformator wyposażony w nóżki) moż−
na zamontować z
rzystać jakikolwiek transformator o napię−
ciu wyjściowym (zmiennym) w zakresie
11...15V i prostownik jednopołówkowy
(w tzw. układzie podwajacza).
Przy wykorzystaniu transformatora
TS2/037 należy wykonać zwory zazna−
czone na rysunku 7. Trzeba zwrócić uwa−
gę na sposób wlutowania transformato−
ra, aby nie pomylić uzwojeń (coś takiego
zdarzyło się przy montażu modelu).
Montaż elementów na płytce jest ty−
powy. Tym razem można zastosować
podstawki. Choć autor jest zadeklarowa−
nym przeciwnikiem tanich podstawek,
tym razem dopuszcza taką możliwość,
a to ze względu na możliwość późniejszej
wymiany wzmacniaczy operacyjnych.
Na płycie czołowej należy zamocować
wszystkie elementy, które na rysun−
ku 3 znajdują się poza zaznaczonym obry−
Montaż i uruchomienie
Model opisywanego urządzenia pokaza−
no na fotografiach. Układ z rysunku 3 moż−
na zmontować na płytce drukowanej, prze−
stawionej na rysunku 7. Montaż jest kla−
syczny, nie wymaga komentarza.
W wersji standardowej nie montuje
się rezystora R15.
Części można zdobyć we własnym za−
kresie. W praktyce najwięcej kłopotów
sprawia zdobycie wielopozycyjnego prze−
łącznika obrotowego. Zestaw AVT−2114
zawiera także komplet elementów mon−
towanych na płycie czołowej, w tym 12−
pozycyjny przełącznik obrotowy.
Osoby, które nie zdecydują się na za−
kup zestawu AVT−2114 i zechcą skomple−
tować części samodzielnie, powinny
zwrócić uwagę na wartości elementów
dala od pozostałej
części układu.
W modelu z małym transformatorem
TS2/037 nie stwierdzono negatywnego
wpływu (pola rozproszenia) transforama−
tora na pracę układu.
Na płytce przewidziano otwory pod
różne typy transformatorów sieciowych.
Niekoniecznie musi to transformator
z dzielonym uzwojeniem – można wyko−
Rys. 7. Schemat montażowy.
E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/97
17
823171081.477.png 823171081.488.png 823171081.499.png 823171081.510.png 823171081.001.png 823171081.012.png 823171081.023.png 823171081.034.png 823171081.045.png 823171081.056.png 823171081.067.png 823171081.078.png 823171081.089.png 823171081.100.png 823171081.111.png 823171081.122.png 823171081.133.png 823171081.144.png 823171081.155.png 823171081.166.png 823171081.177.png 823171081.188.png 823171081.198.png 823171081.209.png 823171081.220.png 823171081.231.png 823171081.242.png 823171081.253.png 823171081.264.png 823171081.275.png 823171081.286.png 823171081.297.png 823171081.308.png 823171081.319.png 823171081.330.png 823171081.341.png 823171081.352.png 823171081.363.png 823171081.374.png 823171081.385.png 823171081.396.png 823171081.407.png 823171081.418.png 823171081.429.png 823171081.440.png 823171081.451.png 823171081.462.png 823171081.470.png 823171081.471.png 823171081.472.png 823171081.473.png 823171081.474.png 823171081.475.png 823171081.476.png 823171081.478.png 823171081.479.png 823171081.480.png 823171081.481.png 823171081.482.png 823171081.483.png 823171081.484.png 823171081.485.png 823171081.486.png 823171081.487.png 823171081.489.png 823171081.490.png 823171081.491.png 823171081.492.png 823171081.493.png 823171081.494.png 823171081.495.png 823171081.496.png 823171081.497.png 823171081.498.png 823171081.500.png 823171081.501.png 823171081.502.png 823171081.503.png 823171081.504.png 823171081.505.png 823171081.506.png 823171081.507.png 823171081.508.png 823171081.509.png 823171081.511.png 823171081.512.png 823171081.513.png 823171081.514.png 823171081.515.png 823171081.516.png 823171081.517.png 823171081.518.png 823171081.519.png 823171081.520.png 823171081.002.png 823171081.003.png 823171081.004.png 823171081.005.png 823171081.006.png 823171081.007.png 823171081.008.png 823171081.009.png 823171081.010.png 823171081.011.png 823171081.013.png 823171081.014.png 823171081.015.png 823171081.016.png 823171081.017.png 823171081.018.png 823171081.019.png 823171081.020.png 823171081.021.png 823171081.022.png 823171081.024.png 823171081.025.png 823171081.026.png 823171081.027.png 823171081.028.png 823171081.029.png 823171081.030.png 823171081.031.png 823171081.032.png 823171081.033.png 823171081.035.png 823171081.036.png 823171081.037.png 823171081.038.png 823171081.039.png 823171081.040.png 823171081.041.png 823171081.042.png 823171081.043.png 823171081.044.png 823171081.046.png 823171081.047.png 823171081.048.png 823171081.049.png 823171081.050.png 823171081.051.png 823171081.052.png 823171081.053.png 823171081.054.png 823171081.055.png 823171081.057.png 823171081.058.png 823171081.059.png 823171081.060.png 823171081.061.png 823171081.062.png 823171081.063.png 823171081.064.png 823171081.065.png 823171081.066.png 823171081.068.png 823171081.069.png 823171081.070.png 823171081.071.png 823171081.072.png 823171081.073.png 823171081.074.png 823171081.075.png 823171081.076.png 823171081.077.png 823171081.079.png 823171081.080.png 823171081.081.png 823171081.082.png 823171081.083.png 823171081.084.png 823171081.085.png 823171081.086.png 823171081.087.png 823171081.088.png 823171081.090.png 823171081.091.png 823171081.092.png 823171081.093.png 823171081.094.png 823171081.095.png 823171081.096.png 823171081.097.png 823171081.098.png 823171081.099.png 823171081.101.png 823171081.102.png 823171081.103.png 823171081.104.png 823171081.105.png 823171081.106.png 823171081.107.png 823171081.108.png 823171081.109.png 823171081.110.png 823171081.112.png 823171081.113.png 823171081.114.png 823171081.115.png 823171081.116.png 823171081.117.png 823171081.118.png 823171081.119.png 823171081.120.png 823171081.121.png 823171081.123.png 823171081.124.png 823171081.125.png 823171081.126.png 823171081.127.png 823171081.128.png 823171081.129.png 823171081.130.png 823171081.131.png 823171081.132.png 823171081.134.png 823171081.135.png 823171081.136.png 823171081.137.png 823171081.138.png 823171081.139.png 823171081.140.png 823171081.141.png 823171081.142.png 823171081.143.png 823171081.145.png 823171081.146.png 823171081.147.png 823171081.148.png 823171081.149.png 823171081.150.png 823171081.151.png 823171081.152.png 823171081.153.png 823171081.154.png 823171081.156.png 823171081.157.png 823171081.158.png 823171081.159.png 823171081.160.png 823171081.161.png 823171081.162.png 823171081.163.png 823171081.164.png 823171081.165.png 823171081.167.png 823171081.168.png 823171081.169.png 823171081.170.png 823171081.171.png 823171081.172.png 823171081.173.png 823171081.174.png 823171081.175.png 823171081.176.png 823171081.178.png 823171081.179.png 823171081.180.png 823171081.181.png 823171081.182.png 823171081.183.png 823171081.184.png 823171081.185.png 823171081.186.png 823171081.187.png
 
Projekty AVT
sem. Należy po prostu zastosować mon−
taż przestrzenny.
Model został umieszczony w taniej,
plastikowej obudowie. W trakcie prób
stwierdzono, że wszystkie metalowe ele−
menty umieszczone na płycie czołowej
powinny być połączone z masą – w prze−
ciwnym wypadku w skrajnym lewym po−
łożeniu potencjometru płynnej regulacji
częstotliwości, dotknięcie ręką metalo−
wych części przełączników powodowało
szkodliwą modulację częstotliwością sie−
ci energetycznej. W praktyce należy po
prostu tylną stronę płyty czołowej (jesz−
cze przez zamontowaniem potencjomet−
rów i przełączników) wykleić kuchenną
folią aluminiową lub po prostu folią z tab−
liczki czekolady. Folia ta musi być połą−
czona z masą układu.
Innym dobrym rozwiązaniem jest wy−
korzystanie metalowej obudowy typu T−
82 (również dostępna w ofercie AVT).
Na rysunku 8 pokazano projekt opisu
płyty czołowej dla plastikowej obudowy
Kradex o wymiarach 188×197×70mm, na−
tomiast na wkładce umieszczono rysunek
płyty czołowej dla metalowej obudowy T−
82. W każdym przypadku trzeba rysunek
skserować na papierze samoprzylepnym.
Nie przewidziano szczegółowego opisu
płyty czołowej, ponieważ aby opis zgadzał
się z rzeczywistością, należałoby zastoso−
wać elementy o bardzo wąskiej tolerancji,
co jest bardzo trudne, zwłaszcza jesli chodzi
o kondensatory stałe C2...C12. Użytkownik
może nanieść orientacyjne wartości częs−
totliwości, napięć i wypełnienia po urucho−
mieniu układu i sprawdzeniu poszczegól−
nych zakresów regulacji (a przed polakiero−
waniem lub zafoliowaniem płyty czołowej).
Połączenia przewodowe należy wyko−
nać na podstawie schematu ideowego (ry−
sunek 3), pomocą będą fotografie modelu.
Urządzenie, zbudowane ze sprawnych
elementów nie wymaga uruchomiania
i od razu powinno pracować poprawnie.
W każdym razie należy sprawdzić, do−
łączając oscyloskop do wyjścia, czy gene−
rator rzeczywiście dostarcza przebiegi
o właściwym kształcie (i współczynniku
wypełnienia).
W praktyce, przy znacznej ilości ele−
mentów i połączeń przewodowych łatwo
o pomyłkę, dlatego w przypadku braku na
wyjściu sygnałów należy najpierw dokład−
nie sprawdzić poprawność montażu. Naj−
częstszą przyczyną niesprawności są właś−
nie błędy w montażu: zamiana elementów,
niewłaściwe łączenie przewodów. Niepo−
równanie rzadziej powodem są uszko−
dzenia elementów – przy obecnym
poziomie technologii są to zda−
rzenia naprawdę rzadkie. Na−
leży się natomiast liczyć
z możliwością pomyłek,
jeśli chodzi o wartoś−
ci elementów, łatwo
pomylić paski rezysto−
rów, a czasem zdarza się, że
element ma inną wartość, niż
wynika z nadruku.
Jeśli połączenia i elementy są
właściwe, należy po kolei sprawdzić os−
cyloskopem sygnały w poszczególnych
punktach układu. Jeśli generator nie pra−
cuje, przede wszystkim należy sprawdzić,
czy występują prawidłowe napięcia zasila−
jące (±12V). Następnie trzeba sprawdzić
z pomocą oscyloskopu, czy w punktach
G i H występują odpowiednio przebieg
trójkątny i prostokątny. Jeśli nie, należy
oscyloskopem lub woltomierzem zmie−
rzyć napięcia w poszczególnych punktach
układu i na podstawie podanego wcześ−
niej opisu i rysunku 2 określić przyczynę
niesprawności.
W dalszej kolejności trzeba sprawdzić
pracę przetwornika trójkąt/sinus, oraz bu−
fora wyjściowego U4B. W sumie układ
nie jest wcale skomplikowany i nie po−
winno być kłopotów z odszukaniem
ewentualnej pomyłki. W razie kłopotów
warto poprosić o pomoc kogoś, kto
„świeżym okiem” spojrzy na problem,
i łatwiej odnajdzie pomyłkę.
Z podanych względów osoby, które nie
czują się mocne w elektronice, mogą przez
zmontowaniem, sprawdzić z pomocą mier−
nika uniwersalnego rzeczywiste wartości
rezystorów i ewentualnie kondensatorów.
Przy umieszczaniu układu w obudowie
należy zwrócić uwagę na kwestie bez−
pieczeństwa. Na płytce przewidzia−
no miejsce na bezpiecznik sie−
ciowy. Zastosowany trans−
formator nie wymaga
w zasadzie takiego
bezpiecznika, dlate−
go w wykazie
elementów został
on pominięty. Prze−
wody sznura sieciowe−
go będą wtedy przylutowa−
ne do płytki od strony druku.
Jeśli ktoś chce, może zastosować
bezpiecznik zwłoczny (WTAT) o jak
najmniejszym prądzie: 35...100mA.
Wtedy należałoby jednak zabezpieczyć ob−
wód bezpiecznika przez przypadkowym
dotknięciem (przy zdjętej górnej pokrywie).
Uwaga!
W urządzeniu
występują napięcia
mogące stanowić śmiertel−
ne zagrożenie dla życia! Osoby
niepełnoletnie mogą wykonać i uru−
chomić opisany układ tylko
pod opieką wykwalifi−
kowanych osób
dorosłych.
Opis regulatorów i obsługa
przyrządu
Jak wszystkie urządzenia z tej serii, ge−
nerator nie ma wyłącznika sieciowego –
będzie zasilany ze wspólnej listwy siecio−
wej. Włączenie do sieci sygnalizuje dioda
LED umieszczona na płycie czołowej.
Rys. 8. Projekt opisu płyty czołowej.
18
E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/97
823171081.189.png 823171081.190.png 823171081.191.png 823171081.192.png 823171081.193.png 823171081.194.png 823171081.195.png 823171081.196.png 823171081.197.png 823171081.199.png 823171081.200.png 823171081.201.png 823171081.202.png 823171081.203.png 823171081.204.png 823171081.205.png 823171081.206.png 823171081.207.png 823171081.208.png 823171081.210.png 823171081.211.png 823171081.212.png 823171081.213.png 823171081.214.png 823171081.215.png 823171081.216.png 823171081.217.png 823171081.218.png 823171081.219.png 823171081.221.png 823171081.222.png 823171081.223.png 823171081.224.png 823171081.225.png 823171081.226.png 823171081.227.png 823171081.228.png 823171081.229.png 823171081.230.png 823171081.232.png 823171081.233.png 823171081.234.png 823171081.235.png 823171081.236.png 823171081.237.png 823171081.238.png 823171081.239.png 823171081.240.png 823171081.241.png 823171081.243.png 823171081.244.png 823171081.245.png 823171081.246.png 823171081.247.png 823171081.248.png 823171081.249.png 823171081.250.png 823171081.251.png 823171081.252.png 823171081.254.png 823171081.255.png 823171081.256.png 823171081.257.png 823171081.258.png 823171081.259.png 823171081.260.png 823171081.261.png 823171081.262.png 823171081.263.png 823171081.265.png 823171081.266.png
Projekty AVT
Na rysunku 8 pokazano projekt płyty
czołowej, wyróżnione są na niej grupy re−
gulatorów.
Przełącznik i potencjometr opisane
FREQUENCY służą do ustawienia po−
trzebnej częstotliwości.
Wielkość sygnału wyjściowego mozna
dokładnie ustawić z pomocą regulatorów
z grupy AMPLITUDE. W dolnym położeniu
przełączników tej grupy sygnał jest najwięk−
szy (x1). Z pomocą przełączników można
go stłumić dziesięcio−, sto− i tysiąckrotnie.
Grupa DUTY (CYCLE) pozwala zmie−
niać wypełnienie generowanych przebie−
gów. W większości przypadków wyko−
rzystywany będą przebiegi o wypełnieniu
50%, dlatego typowo przełącznik powi−
nien być ustawiony w górnym położeniu
(50%). W tym położeniu przełącznika usta−
wienie potencjometru nie ma znaczenia.
Dwa przełączniki umieszczone pod
diodą LED umożliwiają wybór kształtu
przebiegu. W dolnym położeniu obu prze−
łaczników, na wyjściu pojawi się przebieg
sinusoidalny (sine). Dla uzyskania prze−
biegu trójkątnego (triangle) lub prostokąt−
nego (square) należy przestawić w górne
położenie jeden z przełączników.
Zazwyczaj potrzebny jest przebieg
zmienny bez składowej stałej. Dlatego
potencjometr DC SHIFT powinien być
ustawiony w środkowym położeniu. Do−
kładnie można ustawić ten potencjometr
na zero woltów, dołączając do wyjścia
woltomierz napięcia stałego, ustawiając
potencjometr amplitudy na zero (wskrę−
cony w lewo) i wyłączając tłumiki (x1).
Jak widać z podanego opisu, najczęś−
ciej wykorzystywane będą regulatory
częstotliwości i amplitudy.
Wykaz elementów
Rezystory
R1: 1,5k
R2, R3: 15...22k
R4, R24: 1k
C13, C14: 470µF/40V
C15, C16: 100µ/16V
C17: nie stosować
Półprzewodniki
D1 ... D4: 1N4001...7
D5...D30: 1N4148
D31: LED 5mm ziel. lub czerw.
U1: LM7812
U2: LM7912
U3: TL082 (072)
U4: NE5532
TS 2/037
Pozostałe
S1: przełącznik obrotowy 12−pozy−
cyjny
S2...S4: przełącznik dwupozycyjny
jednoobwodowy
S5, S6: przełącznik dwupozycyjny
dwuobwodowy
pokrętła do potencjometrów
i przełącznika S1
płytka drukowana
naklejka na płytę czołową
obudowa plastikowa KRADEX
188×197×70mm
przewód sieciowy
R5, R8, R11: 10k
R6, R18: 100k
R7: 9,09k
1%
R9: 40,2 k
1%
R10: 24,3 k
1%
R12: 33k
R13: 5,6k
R14, R20, R22: 590
R15: nie stosować (patrz tekst)
R16, R17: 1,2k
R19: 130
(120...150
)
R21: 5,9k
R23: 59k
P1, P3, P4: 10k
liniowy
P2: 220 k
liniowy
Kondensatory
C1, C12: 220nF foliowe MKT
C2: 82pF
C3: 1nF foliowy
C4: 10nF foliowy
C5: 100nF foliowy
C6, C11: 1µF foliowy
C7...C10: 2,2µF foliowy
umożliwi bardziej doświadczonym elek−
tronikom wprowadzić pewne zmiany.
Na pewno generator można uprościć,
usuwając elementy służące do zmiany
współczynnika wypełnienia przebiegu,
oraz do regulacji składowej stałej. Wtedy
generator można umieścić w mniejszej
obudowie (i być może zasilać z dwóch
baterii 9V). W przypadku zasilania bateryj−
nego warto dla zmniejszenia poboru prą−
du zastosować obie kostki typu TL082
lub TL072.
Z drugiej strony, zaawansowani elekt−
ronicy mogą spróbować zwiększyć mak−
symalną
W opisanym układzie została ona ograni−
czona do około 20kHz. Przeprowadzone
próby wykazały, że z tego typu wzmac−
niaczami operacyjnymi można uzyskać
przyzwoite kształty przebiegów przy
częstotliwościach do 50kHz. Ogranicze−
niem jest tu szybkość zastosowanych
wzmacniaczy operacyjnych. Szybkość
narastania napięcia wyjściowego (SR)
wynosi dla kostek NE5532 – 9V/µs, a dla
TL082(072) – 13V/µs. Możliwe jest wyko−
rzystanie innych, szybszych podwójnych
wzmacniaczy operacyjnych i wtedy moż−
na próbować uzyskać zakres częstotliwś−
ci do 100kHz lub 200kHz. W takim wy−
padku nie należy zmniejszać pojemności
C2 poniżej 82pF, trzeba raczej zmniejszać
rezystancję R18.
Przewidując możliwość takiej zmiany
kostek, warto zastosować podstawki.
Jeśli wykonawca opisywanego gene−
ratora ma dostęp do miernika zniekształ−
ceń nieliniowych, powinien zmniejszyć
zniekształcenia do poziomu 0,4...0,5%
przez dokładniejsze dobranie R7 oraz za−
stosowanie R15. Rezystor R15 pozwala
wyeliminować wpływ napięcia niezrów−
noważenia wzmacniacza U4A i rozrzut
parametrów zastosowanych diod. Dla
konkretnej kostki U4 należy dobrać war−
tość i punkt dołączenia tego rezystora –
zapewne będzie on miał wartość rzędu
megaomów.
Możliwości zmian
(dla zaawansowanych)
Przedstawiony przed miesiącem wy−
czerpujący opis działania generatora
częstotliwość
generatora.
Piotr Górecki
Zbigniew Orłowski
E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/97
19
823171081.267.png 823171081.268.png
Układy cyfrowe
Pierwsze kroki
W dwóch poprzednich odcinkach
prześledziliśmy zaszłości ciągnące
się od czasów powstania pierw−
szych kostek rodziny TTL serii stan−
dardowej. Wiesz już, że układy TTL
stały się niekwestionowanym stan−
dardem – z czasem powstało wiele
rodzin pokrewnych, które (z pewny−
mi wyjątkami) mają taki sam układ
wyprowadzeń i spełniają te same
funkcje, a różnią się przede wszyst−
kim poborem prądu, szybkością
i właściwościami wejść i wyjść.
w cyfrówce
część 6
Omówiliśmy sprawę układów CMOS.
Wiesz już, że w wielkiej grupie TTL poja−
wiły się rodziny wykonane w technologi−
i CMOS – są to rodziny przede wszystkim
rodziny 74HC i 74HCT.
Obecnie na rynku spotyka się wiele ro−
dzin, o wyprowadzeniach zgodnych ze
standardem TTL. Generalnie, jeśli w ozna−
czeniu występuje literka S (np. 74LS,
74AS, 74FAST), mamy do czynienia
z układami z tranzystorami bipolarnymi ze
złączem Schottky’ego. Literka A pochodzi
od Advanced – zaawansowany i wskazu−
je na nowszą, czy też ulepszoną wersję.
Literka C wskazuje na technologię CMOS
(np. 74C, 74HC(T), 74AC(T), 74FACT). Li−
tery LV – Low Voltage, albo też sama liter−
ka L, wskazują na kostki przeznaczone do
zasilania napięciami niższymi niż 5V.
Poszczególne firmy produkcyjne rekla−
mują swoje własne rodziny, więc w litera−
turze można spotkać jeszcze kilka innych
określeń, które trudno byłoby zidentyfiko−
wać na podstawie literek oznaczenia (np.
ABT) – wtedy trzeba sięgnąć do katalogu.
Najczęściej najnowsze rodziny nie są inte−
resujące dla amatorów, ponieważ bywa, że
kostki produkowane są wyłącznie w ma−
leńkich obudowach do montażu powierz−
chniowego; w przypadku najszybszych
kostek inny bywa też układ wyprowadzeń
– spowodowane to jest przede wszystkim
innym umieszczeniem końcówek zasilania.
Uważaj teraz!
Jeśli będziesz projektował układ lo−
giczny z kostkami standardu 74, powinie−
neś użyć układów rodziny 74HC. Są to
kostki CMOS, a więc w spoczynku
zupełnie nie pobierają prądu. Mo−
żesz też wykorzystać kostki 74HCT
lub ostatecznie bipolarne 74LS. Star−
szych typów (74, 74L, 74H, 74S,
74C) już się nigdzie nie stosuje.
Szybsze układy z rodzin 74F, 74AC,
74ACT wykorzystywane są tylko
sporadycznie, gdy sygnały przetwa−
rzane mają częstotliwość większą
niż 20...30MHz. Tych szybkich ukła−
dów nie należy stosować bez wyraź−
nej konieczności, ponieważ duża szyb−
kość może spowodować nieprzewidzia−
ne kłopoty (jest to związane z powstawa−
niem zakłóceń w przewodach i ścieżkach
zasilających podczas przełączania).
Pamiętaj, że kostki 74HC i 74HCT
otych samych numerach mogą być wza−
jemnie zamieniane, i to nie tylko między
sobą, ale też z kostkami bipolarnych ro−
dzin 74, 74LS, 74ALS. Powiem więcej:
właśnie kostki rodzin 74HC i 74HCT wy−
pierają, a w zasadzie już wyparły, bipolar−
ne kostki z rodziny 74LS (nie mówiąc już
o74, 74L, 74H).
Generalnie w jednym układzie, w razie
konieczności mogą ze sobą współpraco−
wać kostki różnych rodzin, zwłaszcza
74HC, 74HCT i 74LS. W przypadku ko−
nieczności użycia kostek 74, 74F, 74H czy
74S, powinieneś przeliczyć, czy wydaj−
ność współpracujących wyjść jest wy−
starczająca do wysterowania wejść
współpracujących kostek.
Dowiedziałeś się także o zupełnie in−
nym standardzie – rodzinie CMOS4000.
W przeciwieństwie do układów 74HC,
74HCT (oraz wszystkich innych rodzin te−
go standardu, zasilanych napięciami nie
większymi niż 6V) kostki rodziny
CMOS4000 mają szeroki zakres napięć za−
silania (3...18V). Wszystkie kostki wykona−
ne w technologii CMOS w spoczynku nie
pobierają prądu, także ich wejścia nie po−
bierają prądu – prąd jest potrzebny tylko do
przeładowania pojemności wejściowej,
wynoszącej od 2,5...10pF (porównaj
EdW 5/97 str. 67 rys. 33). Trzeba też pa−
miętać, iż na wszystkich wejściach
umieszczono obwody zabezpieczające
z diodami dołączonymi do szyn zasilania.
Wydajność prądowa wyjść zależy od na−
pięcia zasilającego. Można przyjąć w upro−
szczeniu, że wyjście układu CMOS to re−
zystor dołączany do dodatniej lub ujemnej
szyny zasilania (zobacz rysunek 35). War−
tość tego „rezystora” zależy od napięcia
zasilającego – maleje ze wzrostem napię−
cia zasilania. Dla układów rodziny
CMOS4000 rezystancja ta wynosi szacun−
kowo 1k
przy zasilaniu napięciem 5V
i około 100
przy zasilaniu 15V. Trzeba jed−
nak wiedzieć, że kostki różnych producen−
tów mogą mieć te rezystancje różniące się
kilkakrotnie. Układy 74HC(T) mają zdecy−
dowanie mniejszą oporność wyjściową,
wynoszącą kilkadziesiąt omów, i to przy
napięciu zasilania wynoszącym 5V.
Współczesny elektronik−hobbysta sto−
suje w swoich konstrukcjach przede
wszystkim kostki z rodziny CMOS4000,
a znacznie rzadziej 74HC, 74HCT (nie
wspominając o pozostałych rodzinach
TTL, które stosowane są w nowych kon−
strukcjach bardzo rzadko lub wcale).
Dlatego w dalszych rozważaniach za−
jmiemy się głównie kostkami rodziny
CMOS4000, a znacznie mniej uwagi po−
święcimy rodzinie TTL.
W jednym z najbliższych numerów
EdW znajdziesz to, na co tak niecierpliwie
czekasz – układ wyprowadzeń najpopu−
larniejszych kostek CMOS4000 i TTL.
A teraz przedstawię ci garść podsta−
wowych i praktycznych sposobów wyko−
rzystywania bramek i innych prost−
szych układów. Materiał ten nie
obejmuje przerzutników, rejestrów,
liczników, dekoderów – tymi układa−
mi zajmiemy się później. Podane
materiały i propozycje układowe do−
tyczą układów CMOS (4000 oraz
74HC, 74HCT). Jeśli chciałbyś je
wykorzystać z bramkami bipolarny−
mi (74, 74LS. 74ALS), musisz
uwzględnić znaczne prądy wejścio−
we i zastosować rezystory o małej
Rys. 35.
44
E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/97
823171081.269.png 823171081.270.png 823171081.271.png 823171081.272.png 823171081.273.png 823171081.274.png 823171081.276.png 823171081.277.png 823171081.278.png 823171081.279.png 823171081.280.png 823171081.281.png 823171081.282.png 823171081.283.png 823171081.284.png 823171081.285.png 823171081.287.png 823171081.288.png 823171081.289.png 823171081.290.png 823171081.291.png 823171081.292.png 823171081.293.png 823171081.294.png
Układy cyfrowe
rezystancji, rzędu kilkuset omów do kilku
kiloomów. Natomiast przy bramkach
CMOS, których wejścia wcale nie pobie−
rają prądu śmiało możesz stosować re−
zystancje rzędu 4,7k
a)
b)
c)
do 10M
ikon−
densatory o dowolnej pojemności.
Nietypowe bramki
Na rysunku 36 znajdziesz nietypowe,
a często spotykane w praktyce sposoby
realizacji bramek OR i AND. Zwróć uwa−
gę na bardzo przydatny w praktyce
„oszczędny” sposób podany na rysun−
kach d i f. Co prawda w takich układach
traci się podstawową zaletę bramek
CMOS – brak poboru prądu w spoczyn−
ku, ale w wielu wypadkach warto wyko−
rzystać taki właśnie prosty sposób, za−
miast stosować dodatkową kostkę
z bramkami NAND lub NOR. Zresztą
można zastosować rezystor o wartości
100k
d)
złącze emiter−baza jest spolaryzowane
wstecznie i... pracuje jako dioda Zenera.
Pomimo, że przez rezystor R1 płynie nie−
wielki prąd, nie przeszkadza to wcale
w pracy tranzystora w charakterze
bramki.
Zwiększanie obciążalności
wyjść
W wielu przypadkach wydajność
wyjść układów CMOS4000 jest za mała
dla istniejących potrzeb. Należy wziąć
pod uwagę możliwość wykorzystania
układów 4049 lub 4050, które mają więk−
szą wydajność prądową wyjścia, albo też
układów 74HC. Ale zwykle stosujemy
prostsze rozwiązanie: albo łączymy rów−
nolegle kilka inwerterów pochodzących
z jednej kostki (rys.. 38a), albo stosujemy
tranzystor (38a......c), albo dwa tranzystory
(38e......g). W przypadku współpracy bipo−
larnych kostek TTL z tranzystorami polo−
wymi (rys. 38c) trzeba pamiętać, że
w stanie wysokim, na wyjściu bramki pa−
nuje napięcie około 3,5...4V. Tymczasem
tranzystory polowe większej mocy przy
takim napięciu bramki zaczynają się do−
piero otwierać. Dla pełnego otwarcia, na−
leży albo zastosować tranzystory o nis−
kim napięciu progowym, np. małej mocy
– BS107, BS170, albo też tranzystory
MOSFET dużej mocy zawierające
w oznaczeniu literkę L, np. BUZ10L (ale
są one trudniej osiągalne), albo trzeba za−
stosować rezystor podciągający, zazna−
czony na rysunku 38c linią przerywaną.
Rys. 37.
Problem ten nie występuje zupełnie
w układach CMOS4000 zasilanych napię−
ciem 9...15V. Nie stosuje się tranzysto−
rów MOSFET w układzie ze wspólnym
drenem – dlatego rysunek 38d jest prze−
kreślony. Podobnie układ z rysunku 38h
nie może być stosowany z bramkami
z tranzystorami bipolarnymi, a jedynie
z kostkami CMOS.
Układy z rysunków 38c, f, g pozwalają
sterować dużymi prądami, nawet rzędu
kilku amperów.
), a wtedy
pobór prądu pozostanie niewielki.
Rysunek 37 przedstawia kolejny niety−
powy „wynalazek”: coś, co można na−
zwać bramką „prawie NAND”. Tranzys−
tor, zwykły lub lepiej polowy, może z po−
wodzeniem pełnić, i często pełni, funkcję
logiczną. Zauważ, że w układzie z rysun−
ku 37a i 37b w punkcie C pojawi się stan
niski tylko wtedy, gdy na wejściu A bę−
dzie stan wysoki, a na wejściu B stan nis−
ki . Analogicznie pracują „bramki” z rysun−
ku 37c – 37d. Osobiście często stosuje
takie rozwiązanie, zwłaszcza wtedy, gdy
akurat brakuje mi jednej jedynej bramki
i nie warto stosować całej kostki zawiera−
jącej cztery bramki.
Uważny Czytelnik zauważy, że tran−
zystory bipolarne pracują tu w nietypo−
wych warunkach – przykładowo w ukła−
dzie z rysunku 37a przy napięciu zasilają−
cym większym niż 7V, przy stanie niskim
na wejściu A i wysokim na wejściu B,
i więcej (nawet do 1M
b)
a)
2b)
c)
d)
e)
a)
b)
c)
f)
g)
d)
e)
h)
Rys. 36.
Rys. 38.
E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/97
45
823171081.295.png 823171081.296.png 823171081.298.png 823171081.299.png 823171081.300.png 823171081.301.png 823171081.302.png 823171081.303.png 823171081.304.png 823171081.305.png 823171081.306.png 823171081.307.png 823171081.309.png 823171081.310.png 823171081.311.png 823171081.312.png 823171081.313.png 823171081.314.png 823171081.315.png 823171081.316.png 823171081.317.png 823171081.318.png 823171081.320.png 823171081.321.png 823171081.322.png 823171081.323.png 823171081.324.png 823171081.325.png 823171081.326.png 823171081.327.png 823171081.328.png 823171081.329.png 823171081.331.png 823171081.332.png 823171081.333.png 823171081.334.png 823171081.335.png 823171081.336.png 823171081.337.png 823171081.338.png 823171081.339.png 823171081.340.png 823171081.342.png 823171081.343.png 823171081.344.png 823171081.345.png 823171081.346.png 823171081.347.png 823171081.348.png 823171081.349.png 823171081.350.png 823171081.351.png 823171081.353.png 823171081.354.png 823171081.355.png 823171081.356.png 823171081.357.png 823171081.358.png 823171081.359.png 823171081.360.png 823171081.361.png 823171081.362.png 823171081.364.png 823171081.365.png 823171081.366.png 823171081.367.png 823171081.368.png 823171081.369.png 823171081.370.png 823171081.371.png 823171081.372.png 823171081.373.png 823171081.375.png 823171081.376.png 823171081.377.png 823171081.378.png 823171081.379.png 823171081.380.png 823171081.381.png 823171081.382.png 823171081.383.png 823171081.384.png 823171081.386.png 823171081.387.png 823171081.388.png 823171081.389.png 823171081.390.png 823171081.391.png 823171081.392.png 823171081.393.png 823171081.394.png 823171081.395.png 823171081.397.png 823171081.398.png 823171081.399.png 823171081.400.png 823171081.401.png 823171081.402.png 823171081.403.png 823171081.404.png 823171081.405.png 823171081.406.png 823171081.408.png 823171081.409.png 823171081.410.png 823171081.411.png 823171081.412.png 823171081.413.png 823171081.414.png 823171081.415.png 823171081.416.png 823171081.417.png 823171081.419.png 823171081.420.png 823171081.421.png 823171081.422.png 823171081.423.png 823171081.424.png 823171081.425.png 823171081.426.png 823171081.427.png 823171081.428.png 823171081.430.png 823171081.431.png 823171081.432.png 823171081.433.png 823171081.434.png 823171081.435.png 823171081.436.png 823171081.437.png 823171081.438.png 823171081.439.png 823171081.441.png 823171081.442.png 823171081.443.png 823171081.444.png 823171081.445.png 823171081.446.png 823171081.447.png 823171081.448.png 823171081.449.png 823171081.450.png 823171081.452.png 823171081.453.png 823171081.454.png 823171081.455.png 823171081.456.png 823171081.457.png 823171081.458.png 823171081.459.png 823171081.460.png 823171081.461.png 823171081.463.png 823171081.464.png 823171081.465.png 823171081.466.png 823171081.467.png 823171081.468.png 823171081.469.png
Zgłoś jeśli naruszono regulamin