close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

РАДИОЛОЦМАН 2 2013

код для вставкиСкачать
РАДИОЛОЦМАН
37
Параллельное включение
IGBT транзисторов
Февраль 2013 (21)
Журнал для тех, кто интересуется электроникой
Altium Designer 2013.
Новая версия. Новые возможности
Актаком –
победитель Best in Test
23
39
Две микросхемы
умножают аналоговый сигнал
на цифровой
56
16-Я МЕЖДУНАРОДНАЯ ВЫСТАВКА
ЭЛЕКТРОННЫХ КОМПОНЕНТОВ И КОМПЛЕКТУЮЩИХ
16-Я МЕЖДУНАРОДНАЯ ВЫСТАВКА
ЭЛЕКТРОННЫХ КОМПОНЕНТОВ И КОМПЛЕКТУЮЩИХ
ВЕСЬ ЦВЕТ
ЭЛЕКТРОНИКИ
10-1210-12
АПРЕЛЯ 2013АПРЕЛЯ 2013
КРОКУС ЭКСПО
МОСКВА
КРОКУС ЭКСПО
МОСКВА
МЕСТО ПРОВЕДЕНИЯ:
Организаторы:Организаторы:
При участии:При участии:
т. (812) 380 6003/07/00, ф. (812) 380 6001, electron@primexpo.ruт. (812) 380 6003/07/00, ф. (812) 380 6001, electron@primexpo.ru
Над номером работали:
А. Грицаенко
В. Колесник
С. Муратчаев
А. Николаев
М. Русских
В. Чистяков
Обложка:
А. Кравчук
По вопросам размещения рекламы, публикации авторских материалов, с замечаниями и пожеланиями обращаться:
Главный редактор:
А. Николаев
Директор:
С. Муратчаев
+7 (495) 721-72-14
??
Февраль 2013 (21)
www.rlocman.ru
РАДИОЛОЦМАН
Оформление
бесплатной подписки:
Fusion Optix предлагает наборы для OEM изготовителей осветительных приборов
DropTag позволит не беспокоиться о грузе
Новая микросхема International Rectifier заменит автомобильные реле
Touchstone Semiconductor выпустила самый энергоэффективный и дешевый в отрасли 12-разрядный АЦП последовательного приближения
Sharp представила самый яркий в отрасли светодиод
AVX начала производство диплексеров в низкопрофильных корпусах 0805
Micrel выпустила драйверы затворов MOSFET в сверхминиатюрном
4-выводном корпусе
Nuvoton анонсировала сверхэкономичные усилители класса D, не нуждающиеся в выходных фильтрах
Малошумящие альтернативы линейным регуляторам напряжения
Altium Designer 2013. Новая версия. Новые возможности
Lexand LR-4500: компактный авторегистратор с Full HD-записью и G-
сенсором
Вольтметр с аналоговой шкалой
Параллельное включение IGBT транзисторов
Актаком – победитель Best in Test
Arduino Due – официальная плата Arduino на микроконтроллере ARM
Светодиодный индикатор включения с импульсным питанием потребляет 4 мВт
Преобразователь несимметричного сигнала в дифференциальный с программируемым усилением
Трехканальный пульт для управления приводами шаговых двигателей
Две микросхемы умножают аналоговый сигнал на цифровой
Статьи
Новости
Схемы
5
5
7
7
8
9
9
10
17
23
30
33
37
39
42
45
47
49
56
Официальные версии журнала распространяются бесплатно и без регистрации только на сайте РадиоЛоцман
rlocman@rlocman.ru
www.rlocman.ru/magazine
Custom MMIC представляет ультрамалошумящий усилитель CMD132P3
Saelig предлагает генератор СВЧ сигналов с синтезатором частот в форме флеш-накопителя
International Rectifier расширила семейство быстродействующих контроллеров синхронных выпрямителей
Bourns анонсировала новые бесконтактные датчики углового положения для тяжелых условий эксплуатации
В семействе мостов UART-USB компании FTDI появилась микросхема с 12 выводами
11
11
12
13
14
Недорогой датчик удара на основе пьезоэлектрического преобразователя
58
Разработчикам микропроцессорных
систем управления
Разработчикам микропроцессорных
систем управления
Руководителям
предприятий
Руководителям
предприятий
Менеджерам
по снабжению
Менеджерам
по снабжению
Потребителям СВЧ
и RF-компонентов
Потребителям СВЧ
и -компонентовRF
Разработчикам
силовой электроники
Разработчикам
силовой электроники
Разработчикам дизайн-бюро
микроэлектроники
Разработчикам дизайн-бюро
микроэлектроники
Контрактным разработчикам
и производителям
Контрактным разработчикам
и производителям
главная российская выставка электронных компонентов и модулей
МОСКВАМОСКВА
ЭКСПОЦЕНТРЭКСПОЦЕНТР
НА КРАСНОЙ ПРЕСНЕНА КРАСНОЙ ПРЕСНЕ
www.new-electronics.info
тел. +7 (495) 221-5015
факс+7 (495) 946-1874
info@chipexpo.ru
НОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
/ РОССИЯ
26-28
2013
МАРТАМАРТА
5
НОВОСТИ
РадиоЛоцман – февраль 2013
Fusion Optix сообщила о начале произво-
дства наборов плоских панелей с торцевой подсветкой, предназначенных для использо-
вания в тонких трофферах и линейных под-
весных светильниках.
При системной эффективности свыше 70?лм/Вт предлагаемые наборы позволят OEM производителям создавать самые Каждый набор содержит все компоненты, современные осветительные приборы в раз-
необходимые для создания высокоэффек-
нообразных форм-факторах.
тивных светильников:
!
Световод
!
Отражатель
!
610 ? 610 мм
!
Диффузные рассеиватели
!
610 ? 1219 мм
!
Линейки светодиодов
!
1219 ? 114 мм
!
Опции
!
610 ? 301 мм
#
Корпус
!
1219 ? 301 мм
#
Антибликовая пленка
Благодаря наличию большого ассорти-
мента опций наборы гибко подстраиваются под требования любого приложения.
Доступные размеры:Доступные размеры:
Fusion Optix предлагает наборы для OEM изготовителей осветительных приборов
Fusion Optix предлагает наборы для OEM изготовителей осветительных приборов
годаря новой системе датчиков и приложе-
Теперь отслеживать упавшие и повреж-
нию, разработанным фирмой Cambridge денные посылки станет намного проще, бла-
Consultants. Показывая, что происходило с грузом в пути, устройство, названное DropTag, может избавить от рисков, связан-
ных с подписанием бумаг о приеме груза без предварительной его распаковки и проверки, а также предоставит транспортным компани-
ям и производителям достоверную информа-
цию в реальном времени о состоянии посы-лок при их транспортировке.
«Стремительный рост популярности интернет-магазинов привел к огромному уве-
личению количества доставляемых посы-
лок», – говорит менеджер по развитию бизне-
DropTag позволит не беспокоиться о грузеDropTag позволит не беспокоиться о грузе
Рассеиватель (Опция – антибликовое покрытие)
Высококачественный световод
Высокоэффективная светодиодная панель
Диффузный рефлектор
Корпус/Теплоотвод (Опция)
НОВОСТИ
6
РадиоЛоцман – февраль 2013
са компании Cambridge Consultants Том ленно и автоматически проверять состояние Лори-Фьюзи (Tom Lawrie-Fussey) – «Но, груза на каждом участке его пути, отсылая наверно, все мы допускаем ошибку, подписы- данные в штаб-квартиру, что позволяет сво-
вая документы о приеме посылки, не прове- евременно реагировать на происшествия.
ряя при этом целостность ее содержимого. И Такая организация локальной сети пред-
потом приходится преодолевать множество оставляет широкие возможности для отсле-
трудностей, чтобы организовать возврат живания. Например, местоположение груза поврежденного товара».
может быть проверено в реальном времени, если информация о нем передается на смар-
тфон с поддержкой GPS. И больше не нужно сканировать каждую коробку на контрольно-
пропускных пунктах. Подключенные «пропус-
кные» зоны в пределах складов могли бы выполнять эту роль автоматически, удаленно определяя состояние и местоположение каж-
дой посылки при ее переходе с одного учас-
тка склада на другой.
Существующие системы мониторинга состояния груза, как правило, представляют собой простейшие механические датчики или очень дорогие регистраторы. DropTag отличается от них простой и дешевой сенсор-
ной платформой, подключаемой к смартфо-
ну через Bluetooth Low Energy. Компания раз-
работала легкое в использовании приложе-
ние, которое показывает, что происходит с посылкой в пути. Например, оно сразу же сообщит о грубом обращении с ней.
Сейчас Cambridge Consultants дорабаты-
вает сенсорную платформу для того, чтобы она регистрировала критически важные собы-
тия. Тогда DropTag сможет «рассказать» о том, что конкретно случилось с посылкой и в какое время это произошло. Также в компа-
нии изучают, как интеграция с датчиками дру-
гого типа сможет расширить область приме-
нения устройства. Например, можно доба-
«За счет минимизации сложности элек-
вить датчик температуры для использования троники в DropTag, как мы подсчитали, это разработки для контроля «цепочки холодиль-
ников», сопровождающей продукцию фарма-
устройство может анализировать и регистри-
ровать важные события в течение многих цевтической и пищевой отраслей промыш-
ленности.
недель, работая лишь на одном дисковом DropTag можно опрашивать удаленно на элементе питания», – говорит Лори-Фьюзи – любом этапе процесса доставки при макси-
«Благодаря такой простоте мы уверены, что мальном удалении 50 м внутри помещения. затраты на компоненты будут менее $2, что И пока посылка перемещается по складу или сделает DropTag доступным как для потреби-
загружается в фургон, смартфоны могут уда-
телей, так и для поставщиков».
НОВОСТИ
РадиоЛоцман – февраль 2013
7
International Rectifier (IR) выпустила на Новые приборы соответствуют требовани-
рынок новый драйвер MOSFET, предназна-
ям группы стандартов AEC-Q101, безопасны ченный для схем автомобильной электрони-
для окружающей среды, не содержат свинца ки. Снабженная всеми средствами защиты и и отвечают предписаниям директивы RoHS. диагностики микросхема AUIR3200S может Контроль микросхем осуществляется в соот-
служить надежной заменой электромехани-
ветствии с правилами, установленными ини-
ческих реле, а также найдет применение в циативой IR «Ноль дефектов для приборов коммутаторах питания.
автоэлектроники».
!
Обозначение прибора: AUIR3200S
!
Топология: драйвер верхнего плеча
!
Корпус: SO-8
!
Рабочее напряжение: 6…36 В
!
Выходное напряжение: 5.7 В
!
Специальные функции:
#
Защита от перегрузки по току
#
Защита от перегрева
Выпускаемый в корпусе SO8 прибор защи-
щен от перегрузки по току и перегрева крис-
Цены, установленные на AUIR3200S, начи-
талла, а также имеет средства диагностики, наются от $0.65 за штуку при объеме заказа сообщающие о коротком замыкании в нагруз-
100,000 микросхем. Заявки на поставку в про-
ке. В комплекте с двумя мощными MOSFET мышленных объемах выполняются немед-
AUIRLS3034-7P драйвер позволяет создать ленно. Возможно последующее изменение ключ с сопротивлением открытого канала цен.
0.75 мОм.
Технические характеристики
Цены и доступность
Технические характеристики
Цены и доступность
Новая микросхема International Rectifier заменит автомобильные реле
Новая микросхема International Rectifier заменит автомобильные реле
и другие микросхемы Touchstone Semi-
Компания Touchstone Semiconductor объя-
conductor, TS7001 находятся на складе и вила о начале продаж микросхемы 12-
могут быть приобретены через официально-
разрядного АЦП TS7001 с частотой выборки го дистрибьютора Touchstone – компанию 187.5 ksps, полностью заменяющего Digi-Key.
AD7887A компании Analog Devices. По срав-
нению с AD7887A в корпусе SOIC-8 TS7001 занимает на плате вдвое меньше места и работает в 1.5 раза быстрее.
В партиях от 1000 компонентов TS7001 стоит $1.15 – на $3 дешевле, чем АЦП AD7887B и на $2 дешевле, чем AD7887A. Как Touchstone Semiconductor выпустила самый энергоэффективный и дешевый в отрасли 12-разрядный АЦП последовательного приближения
Touchstone Semiconductor выпустила самый энергоэффективный и дешевый в отрасли 12-разрядный АЦП последовательного приближения
Новый АЦП TS7001 имеет четыре программируемых пользователем режима работы и стоит $1.15
НОВОСТИ
8
РадиоЛоцман – февраль 2013
Выпускаемый в корпусе MSOP-8, АЦП переход в режим ожидания и автоматичес-
кое отключение питания
TS7001 имеет трехпроводный последова-
тельный цифровой интерфейс и внутренний !
Интегральная нелинейность ±1 LSB
источник опорного напряжения +2.5 В с !
Потребление тока в выключенном состоя-
начальной точностью ±0.5%. При частоте нии не более 1 мкА
выборки 187.5 ksps и напряжении питания от !
Диапазон рабочих температур от –40 до +2.7 до +3.6 В микросхема потребляет при-
+85 °C
мерно 3 мВт.
!
Встроенный источник опорного напряже-
ния 2.5 В с точностью ±0.5% и температур-
ным коэффициентом 30 ppm/°C
!
Цена $1.15 при заказе от 1000 штук – на $3 TS7001 может быть идеальным и простым дешевле, чем AD7887B, и на $2, чем в использовании решением при создании AD7887A
маломощных систем управления технологи-
!
Потребляемая мощность 3 мВт при часто-
ческими процессами, устройств промышлен-
те выборки 187.5 ksps и напряжения пита-
ной автоматизации и сбора данных. TS7001 ния +2.7 … +3.6 В
найдет применение во многих портативных и !
Один или два аналоговых входа с диапа-
стационарных устройствах, включая опти-
зонами входных напряжений от 0 В до ческие датчики, сенсорные панели, персо-
VREF или 0 В до VDD
нальные цифровые помощники, программи-
!
Четыре программируемых пользователем руемые логические контроллеры и медицин-
режима работы, включая автоматический ские приборы.
Особенности TS7001:Особенности TS7001:
Компания Sharp объявила о завершении Применив для подложки светодиодов разработки и начале производства образцов материал с высокой теплопроводностью, с в е т о д и о д о в в ы с о к о й я р к о с т и Sharp значительно улучшила характеристики GW7GAL50SGC.
теплового излучения. Кроме того, увеличен-
Модель GW7GAL50SGC, предназначен-
ная до 143 лм/Вт световая отдача повышает ная для осветительных приборов в диапазо-
эффективность энергосбережения. Создан-
не мощностей 100 Вт, является светодиодом ный компанией продукт имеет мощность с высочайшим в отрасли световым потоком порядка 50 Вт и светоотдачу 110 лм/Вт.
14,000 лм, говорится в сообщении компании. Кроме того, за счет срока службы нового Светодиод может использоваться в уличных светодиода, достигшего 40,000 часов, сущес-
фонарях и в осветительных приборах, уста-
твенно сократились эксплуатационные навливаемых на высоких потолках.
издержки прибора. Для подключения к элек-
трической проводке предусмотрен разъем, исключающий необходимость пайки.
Размеры модели GW7GAL50SGC без учета выступов разъема не превышают
86.6 ? 75.0 ? 3.9 мм. Индекс цветопередачи светодиода не меньше 70, а цветовая темпе-
ратура равна 7000К. Цена образца с учетом налогов составляет около $97.3. Массовое производство начнется с конца мая 2012 года.
Sharp представила самый яркий в отрасли светодиодSharp представила самый яркий в отрасли светодиод
Световой поток светодиода составляет 14,000 лм
НОВОСТИ
9
РадиоЛоцман – февраль 2013
чая WCDMA, CDMA, WLAN и GSM, будет иде-
Корпорация AVX начала производство альным решением для коммутации диапазо-
новой серии лучших в своем классе MLO дип-
нов в двух- и многополосных системах.
лексеров в низкопрофильных корпусах типо-
размера 0805. Название MLO происходит от слов «multilayer organic» – фирменного обозначения технологии изготовления устройств со сверхвысокой плотностью мно-
гослойных межсоединений, разделенных органической изоляцией. MLO диплексеры Выпускаемые в миниатюрных 6-выводных корпусах с габаритами 2.12 ? 1.28 ? 0.55 мм диплексеры рассчитаны на пропускаемую мощность до 4.5 Вт при работе в диапазоне температур от –40 °C до +85 °C. Температур-
ный коэффициент расширения корпуса согласован с большинством материалов, используемых в производстве печатных плат.
отличаются высокой диэлектрической посто-
Приборы изготавливаются с двумя видами янной, низкими потерями и высокой доброт-
покрытия выводов (золото или олово-никель) ностью печатных пассивных компонентов. и делятся на четыре группы, в соответствии с Созданные по этой технологии приборы рабочим диапазоном частот. Все устройства имеют низкие вносимые потери и минималь-
проходят стопроцентный электрический и ную величину паразитных составляющих. визуальный контроль, после которого упако-
Новая серия, поддерживающая несколько вываются в стандартную блистер ленту.
основных беспроводных стандартов, вклю-
AVX начала производство диплексеров в низкопрофильных корпусах 0805
AVX начала производство диплексеров в низкопрофильных корпусах 0805
0
–5
–10
–15
–20
–25
–30
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
Нижний
диапазон
Возвратные
потери
дБ
Верхний диапазон
S11
S21
S31
Частота, ГГц
S-параметры диплексера для частотного диапазона стандарта WLAN
ленных объемах и в партиях из 1000 Micrel выпустила два драйвера нижне-
приборов стоят $0.43 за штуку.
го плеча для управления затворами N-
канальных силовых MOSFET. Микрос-
Вероятно, на сегодняшний день хемы MIC4414/15 найдут примене-
это самые миниатюрные драйверы ние в импульсных источниках пита-
MOSFET из всех, которые можно ния, семах управления соленоидами найти на рынке. Новые приборы и в приводах электродвигателей. Мик-
могут работать в системах с шинами росхемы уже выпускаются в промыш-
питания 5 В, 12 В и 15 В, коммутируют Micrel выпустила драйверы затворов MOSFET в сверхминиатюрном 4-выводном корпусе
Micrel выпустила драйверы затворов MOSFET в сверхминиатюрном 4-выводном корпусе
НОВОСТИ
10
РадиоЛоцман – февраль 2013
Выпускаемые в низкопрофильном 4-
выводном корпусе QFN размером 1.2 ? 1.2?мм, приборы MIC4414/15 рассчитаны на рабочее напряжение от 4.5 до 18 В. При изме-
нении напряжения от 18 В до 5 В выходное сопротивление возрастает от 3.5 Ом до 9 Ом. Драйверы могут отдавать пиковый втекаю-
щий и вытекающий ток до 1.5 А и переклю-
чать емкостную нагрузку в 1000 пФ всего за 12 нс. При низком управляющем напряжении входной ток микросхем равен 77 мкА, а при большие токи, отличаются высоким быстро-
высоком – 445 мкА. Устройства работоспо-
действием и низким температурным сопро-
собны при температуре кристалла от –40 до тивлением.
+125 °C.
н а р а с т а н и я. Nuvoton Technology представила новую серию одноканальных аудиоусилителей клас-
Кроме того, уси-
са D, оптимизированную для использования литель отличает-
в портативных устройствах. Имеющие анало-
ся исключитель-
говый вход и фиксированный коэффициент ной устойчивос-
усиления 12 дБ высокоэффективные микрос-
тью, как к возде-
хемы NAU82039 могут отдавать в нагрузку йствию внешних мощность до 3.2 Вт. Приборы предназначены помех, так и к для различных изделий бытовой электрони-
пульсациям пита-
ки, включая смартфоны, планшетные ПК, ния, коэффици-
док-станции, портативные аудио- и видеоп-
ент подавления лееры, GPS-навигаторы, телевизоры и которых (PSRR) превышает 90 дБ на частоте игрушки.
217 Гц. Перечисленные особенности позво-
С током покоя 1.25 мА при напряжении ляют сделать вывод, что прибор идеально питания 3.6 В NAU82039 устанавливает подходит для устройств беспроводной связи новый стандарт экономичности для аудиоу-
и радиоприемников диапазона АМ.
силителей класса D. Входной каскад нового Усилитель NAU82039 отдает 3.2 Вт в усилителя может использоваться как в нагрузку 4 Ом и в режиме ожидания, для вклю-
несимметричной, так и в дифференциальной чения которого предусмотрен специальный конфигурации.
вывод, потребляет сверхмалый ток 0.1 мкА. Переход в активный режим происходит за 4 мс.
NAU82039 выпускается серийно в миниа-
NAU82039 не нуждается во внешнем выходном фильтре, поскольку для подавле-
тюрном корпусе WLCSP-9 размером 1.21 ? ния помех используется специальная техно-
1.23 мм с расстоянием между контактами логия расширения спектра сигнала задаю-
0.4 мм. Приобрести микросхемы можно за щего генератора и управление скоростью $0.20.
Превосходная устойчивость к воздействию внешних помех, отсутствие необходимости во Доступность и цена
внешнем фильтре
Превосходная устойчивость к воздействию внешних помех, отсутствие необходимости во Доступность и цена
внешнем фильтре
Nuvoton анонсировала сверхэкономичные усилители класса D, не нуждающиеся в выходных фильтрах
Nuvoton анонсировала сверхэкономичные усилители класса D, не нуждающиеся в выходных фильтрах
Новое высокоэффективное устройство NAU82039 будет идеальным решением для смартфонов, планшетных ПК, док-станций, портативных аудио- и видеоплееров, GPS-
навигаторов, телевизоров и игрушек
НОВОСТИ
11
РадиоЛоцман – февраль 2013
омные импедансы входа и выхода усилители Американская компания Custom MMIC не нуждаются в каких-либо внешних компо-
добавила еще один прибор к семейству своих нентах, кроме обычных блокировочных кон-
монолитных СВЧ ИС. Усилитель CMD132P3 денсаторов.
диапазона 5…11 ГГц имеет ультранизкий коэффициент шума 1.3 дБ, усиление более 20 дБ во всей рабочей полосе частот и точку компрессии 1 дБ при выходной мощности +10?дБм.
Для оценки возможностей усилителя раз-
работана демонстрационная плата CM1074A.
Микросхемы выпускаются в 16-выводном корпусе QFN, соответствующем требовани-
ям директивы RoHS. Для работы усилителей требуется источник питания, способный отдать ток 30 мА при напряжении +3.6 В. При-
боры найдут применение в средствах сверх-
высокочастотной связи C- и X-диапазонов, в беспроводных сетях конфигураций точка-
точка и мультиточка-точка, в военном и аэро-
космическом оборудовании и в измеритель-
ных приборах. Имеющие согласованные 50-
Custom MMIC представляет ультрамалошумящий усилитель CMD132P3
Custom MMIC представляет ультрамалошумящий усилитель CMD132P3
5 … 11
21
Типовое
значение
Параметр
ГГц
дБ
Единицы
1.4
10
дБ
дБ
15
дБ
Диапазон частот
10
дБм
Усиление
Коэффициент шума
Обратные потери на входе
Обратные потери на выходе
Точка компрессии P1dB
30
мА
Ток потребления
Электрические характеристики (V = 3.6 В, DD
T = 25 °C)
A
Демонстрационная плата CM1074A
Американская дистрибьюторская компа- стоит намного меньше настольных аналогов. ния Saelig анонсировала разработанный На выходной разъем типа SMA поступает Telemakus USB генератор СВЧ сигналов радиочастотная мощность до +1 дБм, уро-
TEG4000-1, имеющий габариты флеш- вень которой контролируется и устанавлива-
накопителя (Рисунок 1). Созданный на осно- ется с использованием поставляемого ПО ве синтезатора частот генератор перекрыва- для ПК. Удобный в использовании и простой ет полосу частот от 200 МГц до 4 ГГц. В при- графический интерфейс пользователя позво-
боре предусмотрена возможность качания ляет вводить информацию как в цифровой частоты. Стартовая точка свипирования форме с помощью клавиатуры, так и посре-
может выбираться с шагом 1 кГц в любой дством слайдеров, перемещаемых мышью области рабочего диапазона частот. Новый (Рисунок 2). Важным преимуществом прибо-
генератор, по характеристикам фактически ра является возможность лабораторной пред-
не уступающий лабораторным приборам, установки конфигурации, сохраняющейся Saelig предлагает генератор СВЧ сигналов с синтезатором частот в форме флеш-накопителя
Saelig предлагает генератор СВЧ сигналов с синтезатором частот в форме флеш-накопителя
гими продуктами Telemakus это позволяет быстро создавать законченные измеритель-
ные системы. Заключенный в миниатюрный корпус, похожий на флеш-накопитель генера-
тор TEG4000-1 весит всего 28 г и легко уме-
щается в кармане.
после отключения от ПК, в целях последую-
щего использования настроек при автоном-
ной работе с прибором в полевых условиях.
TEG4000-1 содержит внутренний высо-
костабильный кварцевый генератор 10 МГц с температурным уходом не боле ±2 ppm и уровнем фазовых шумов –100 дБн/Гц при отстройке 100 кГц. При напряжении питания 5 В прибор потребляет всего 150 мА. Устро-
йство содержит флеш-память емкостью 0.5?ГБ для хранения инсталляционных фай-
лов, калибровочных параметров и сопрово-
дительной документации. Интерфейсом при-
кладных программ обеспечивается совмес-
тимость с C++, C#, VB.NET, Agilent VEE, Lab-
View и многими другими средствами разра-
ботки.
В комплект приложений для TEG4000-1 включена программа управления автоном-
ной генерацией ВЧ сигналов для преобразо-
вания частоты или скалярных измерений, а также средства объединения двух или нескольких приборов для организации много-
сигнальных измерений. В комбинации с дру-
НОВОСТИ
12
Рисунок 1. Генератор СВЧ сигна-
лов TEG4000-1.
Рисунок 2. Вводить информацию можно как в цифровой форме, так и посредством слайде-
ров.
International Rectifier (IR) добавила новый используемых в AC/DC адаптерах, персо-
прибор в семейство SmartRectifier, выпустив нальных компьютерах, серверах и телеком-
микросхему высокоскоростного контроллера муникационном оборудовании.
синхронного выпрямителя IR1169, предназ-
Встроенная в IR1169 функция SYNC наченную для обратноходовых, прямоходо-
отключает MOSFET синхронного выпрямите-
вых и полумостовых преобразователей, ля для предотвращения протекания обратно-
International Rectifier расширила семейство быстродействующих контроллеров синхронных выпрямителей
International Rectifier расширила семейство быстродействующих контроллеров синхронных выпрямителей
РадиоЛоцман – февраль 2013
НОВОСТИ
13
го тока при работе в режиме непрерывной тивность преобразования даже при легких проводимости, повышая, таким образом, нагрузках. Надежность и помехозащищен-
функциональность и надежность. В отличие ность микросхемы при работе как на фикси-
от существующих решений, в новом устро- рованной, так и на переменной частоте, обес-
йстве используется прямой метод измерения печиваются внутренней схемой гашения тока с использованием конденсаторной свя- выбросов и усовершенствованной логикой зи, упрощающий схему и снижающей стои- подавления двойных импульсов.
мость конечной системы.
Максимальная рабочая частота контрол-
лера равна 500 кГц. Защитные функции при-
бора включают блокировку при пониженном входном напряжении и отключение при пре-
вышении пиковым током драйвера затвора уровня 4 А. Среди прочих особенностей мик-
росхемы можно выделить:
!
микромощный запуск,
!
низкий ток потребления,
!
выходное напряжение управления затво-
ром 10.7 В (ограничивается внутренней схемой),
!
время задержки прохождения сигнала Прибор изготавливается на основе ориги-
выключения 50 нс,
нальной технологии 200-вольтовых ИС ком-
пании IR. Благодаря наличию режима генера-
!
широкий диапазон рабочих напряжений от ции пачек, IR1169 сохраняет высокую эффек-
11 В до 20 В.
SO-8
Корпус
Прибор
Обратноходовая, прямоходо-
вая, полу- и полномостовая
Топология
IR1169SPBF
IR1169STRPBF
200 В
V
D
10.7 В
V
OUT
1 А / 4 А
I/I
O+ O–
70 нс/50 нс (тип.)
Время задержки
включения/выключения
Доступность и цена
единицу в партиях от 10,000 штук. Любые количества поставляются со склада немед-
Микросхема выпускается в 8-выводном ленно. Приборы не содержат свинца и отве-
корпусе SOIC и продается по цене от $0.73 за чают требованиям директивы RoHS.
Доступность и цена
Технические харакетристикиТехнические харакетристики
Верная своим обязательствам предостав-
лять инновационные продукты наивысшего качества с уникальными характеристиками, компания Bourns сообщила о выпуске двух Многооборотные цифровые моделей бесконтактных датчиков углового датчики углового положения положения.
имеют разрешение 12 бит и при Модели AMM20B и AMS22U разработаны изготовлении запрограммиро-
в соответствии с требованиями, предъявляе-
ваны на диапазон электричес-
мыми к приборам, эксплуатируемым в тяже-
ких углов поворота от 1080° до лых условиях и требующим повышенной над-
3600°.
ежности и увеличенного срока службы.
Бесконтактный многооборотный датчик углового положения AMM20B
Бесконтактный многооборотный датчик углового положения AMM20B
Bourns анонсировала новые бесконтактные датчики углового положения для тяжелых условий эксплуатации
Bourns анонсировала новые бесконтактные датчики углового положения для тяжелых условий эксплуатации
РадиоЛоцман – февраль 2013
НОВОСТИ
14
ния запрограммировано на диапазон измере-
Датчики AMM20B выдерживают до 50 млн. ний углов поворота от 10° до 360°. Однообо-
оборотов и отличаются высокой универсаль-
ротные датчики AMS22U, которые по заказу ностью. Основные особенности и области могут поставляться в конфигурации для применения датчиков перечислены ниже.
сопряжения с сервомотором, имеют ресурс, достигающий 100 млн. оборотов и отличают-
!
Технология бесконтактных магнитных ся исключительной универсальностью. измерений
Основные особенности и области примене-
!
ния датчиков перечислены ниже.
Повышенная устойчивость к вибрации и ударам
!
Высокая степень защиты от проникнове-
!
Технология бесконтактных магнитных ния жидкостей и пыли
измерений
!
Заводское программирование начальной !
Повышенная устойчивость к вибрации и позиции
ударам
!
Особо надежная конструкция для про-
!
Высокая степень защиты от проникнове-
мышленных приложений
ния жидкостей и пыли
!
Высокая воспроизводимость параметров
!
Заводское программирование начальной !
Соответствие требованиям директивы позиции
RoHS
!
Особо надежная конструкция для про-
мышленных приложений
!
Управление положением платформы !
Высокая воспроизводимость параметров
пациента
!
Соответствие требованиям директивы !
Контроль положения пневмоклапанов
RoHS
!
Позиционирование камер
!
Управление положением исполнительных !
Управление положением платформы двигателей
пациента
!
Контроль абсолютного положения рулево-
!
Контроль положения пневмоклапанов
го колеса
!
!
Позиционирование камер
Системы контроля угла наклона
!
Управление положением исполнительных !
Системы активного рулевого управления, активной подвески, управления механизи-
двигателей
рованными паркингами
!
Контроль абсолютного положения рулево-
го колеса
!
Системы контроля угла наклона
!
Системы контроля положения педалей, Положение опирающего-
активного рулевого управления, активной ся с двух сторон на подвески, управления механизированны-
шариковые под-
ми паркингами и пр.
шипники вала В настоящее время доступны как образ-
прибора диамет-
цы, так и промышленные партии обоих дат-
ром 1/8” в про-
чиков.
цессе изготовле-
Особенности
Особенности
Применение
Применение
Бесконтактный аналоговый датчик углового положения AMS22U
Особенности
Особенности
Применение
Применение
Бесконтактный аналоговый датчик углового положения AMS22U
Продолжая расширять семейство X-Chip tional (FTDI) выпустила сверхкомпактную многофункциональных мостов UART-USB, микросхему FT234XD. В миниатюрном 12-
компания Future Technology Devices Interna-
контактном корпусе DFN размером 3???3?мм В семействе мостов UART-USB компании FTDI появилась микросхема с 12 выводами
В семействе мостов UART-USB компании FTDI появилась микросхема с 12 выводами
РадиоЛоцман – февраль 2013
НОВОСТИ
15
РадиоЛоцман – февраль 2013
FTDI разместила высокоинтегрированный перепрограммированием объемом 2048 интерфейс UART, способный передавать байт можно хранить дескрипторы устройства последовательный поток асинхронных дан- и различные конфигурационные параметры.
ных со скоростью от 300 бит/с до 3 Мбит/с.
Благодаря механизму обнаружения зарядного устройства (battery charger detection – BCD) периферийные устройства USB могут получать информацию о допусти-
мом выходном токе USB хаба и, тем самым, увеличивать эффективность зарядки. Диапа-
зон рабочих температур от –40 °C до +85 °C позволяет использовать приборы в тяжелых условиях эксплуатации.
Поскольку протокол USB и процедуры сое-
динения полностью реализованы средства-
Устройство поддерживает режимы энер-
ми микросхемы, разработчик избавлен от госбережения, потребляя 8 мА в активном необходимости писать собственные специ-
режиме и 70 мкА в режиме приостановки. альные программы. В тех случаях, когда опе-
Встроенный высокостабильный синхрогене-
рационная система не поддерживает драй-
ратор делает ненужным внешний кварцевый веры FTDI, разработчики могут загрузить с резонатор. Кроме того, дополнительный сайта компании бесплатный драйвер вирту-
выход генератора дает возможность без ального COM порта и драйверы D2XX. Соп-
использования дополнительной логики под-
ровождение и обновление всех драйверов ключаться к системному микроконтроллеру производятся компанией на протяжении или ПЛИС. 512 байт буферов приема и пере-
всего жизненного цикла продукта.
дачи, в которых реализована технология оптимизации заполнения, значительно уве-
Стартовая цена микросхем FT234XD личивают пропускную способность схемы. В составляет $1.97 за штуку в партиях от 10 до интегрированной памяти с многократным 49 приборов.
FT234XD
1
2
3
4
5
ЭКРАН
Ферритовая
бусина
VCC
VCC
3V3OUT
USBDM
USBDP
VCCIO
VCC
A
GND
G
ND
RESET#
100nF
100nF
10nF
4.7uF
+
27R
27R
47pF
47pF
Включение микросхемы FT234XD в конфигурации с питанием от шины USB.
инструмент для
разделки кабеляи снятия изоляции
клеммы
на DIN рейку
и для печатных плат
настоящее немецкое качество
промышленные корпуса
выключатели
датчики
контрольно-
измерительноеоборудование
СТАТЬИ
РадиоЛоцман – февраль 2013
17
Малошумящие
альтернативы
линейным регуляторам напряжения
Don Rhodes, Texas Instruments
Power Electronics Technology
Д
соидальный сигнал, и, изменяя его частоту в ля корректной работы очень многих некотором диапазоне, измеряют амплитуду элементов электронных схем, таких как узлы сигнала, дошедшего до выхода. В результате ФАПЧ, приемопередатчики ПЛИС и прецизи-
получается отношение выходного сигнала к онные операционные усилители требуются входному, которое принято измерять в деци-
особо чистые шины питания с минимальным белах (дБ). Частотная зависимость парамет-
уровнем шумов. Чаще всего, сталкиваясь с ров линейных регуляторов приводит к спаду задачей создания малошумного источника PSRR с ростом частоты (Рисунок 1). Это озна-
питания, разработчики, почти инстинктивно, чает, что высокочастотные помехи подавля-
тянутся к линейным стабилизаторам напря-
ются хуже, чем низкочастотные.
жения. Такой выбор часто основывается на убеждении, что линейный регулятор являет-
ся самым надежным и простым средством управления малошумящей шиной питания. Важнейшим параметром линейного стабили-
затора, подкрепляющим это убеждение, явля-
ется коэффициент подавления пульсаций питания (PSRR). PSRR – это количественная мера способности регулятора ослаблять входные пульсации и показатель того, какой чистоты можно ожидать от выходного напря-
жения. При грамотном выборе линейный ста-
билизатор может быть хорошим решением, но в случае ошибки шумы на выходе регуля-
тора и рассеиваемая мощность могут намно-
го превысить ожидаемые уровни.
При выборе линейного стабилизатора для малошумящих шин питания необходимо, прежде всего, внимательно изучить специ-
фикации PSRR. Это позволит разработчику с определенной долей уверенности оценить, какое количество входных шумов проникнет PSRR большинства сильноточных регуля-
на выход. Для измерения PSRR на входное торов приближается к 0 дБ на частотах постоянное напряжение накладывают сину-
порядка нескольких сотен килогерц. Это осо-
Коэффициент подавления пульсаций питания
Качество выходного напряжения линейных регуляторов не может быть очень высоким из-за характерных ограничений этого класса приборов. В то же время, некоторые особо малошумные импульсные преобразователи при использовании определенных конструк-
торских решений могут обеспечить исключительно чистое напряжение.
100
10
1k
10k
100k
1M
Частота (Гц)
Подавление пульсаций (Гц)
Рисунок 1. Пример зависимости коэффици-
ента подавления пульсаций от частоты.
Д
СТАТЬИ
18
РадиоЛоцман – февраль 2013
бенно справедливо для мощных линейных имеет немаловажное значение для миними-
стабилизаторов с выходным током более зации амплитуды помех.
0.5?А. Поэтому при оценке PSRR разработчик На идеальной шине питания отсутствуют не должен забывать об амплитуде и частоте помехи, а напряжение в точности равно тре-
пульсаций и шумов на входе регулятора. буемому и не меняется во времени. Поэтому Часто PSRR воспринимают просто как одну любой шум можно рассматривать просто как из строк в справочном листке, как параметр, нежелательные колебания выходного напря-
измеренный на частоте 1 кГц, или, что еще жения. Разработчики источников питания хуже, на частоте 120 Гц, возвращаясь к вре-
часто дифференцируют выходные шумы, менам, когда к входу линейного стабилизато-
выделяя пульсации напряжения и шум, ра подключалось выпрямленное выходное обусловленный работой силовых ключей. На напряжение 60-герцового трансформатора. самом деле, это не так уж важно, поскольку При этом не учитывают, что реальная рабо-
нагрузке просто нужна чистая шина питания с чая частота источника питания и, соотве-
минимальной амплитудой пульсаций, выра-
тственно, частота пульсаций на входе линей-
жаемой, как правило, в процентах от V OUT
ного стабилизатора в типичном случае пре-
или просто в вольтах, без уточнения причин вышают 1 МГц, а ширина спектра порождае-
их возникновения. Однако некоторое пред-
мых пульсациями помех легко может выйти ставление об источниках шумов поможет в за пределы 100 МГц.
борьбе с ними.
Даже для самого хорошего линейного регу-
лятора задача обеспечения чистоты на шине питания будет трудновыполнимой, если не невозможной, при частоте входных шумов Выходные пульсации импульсных источ-
более 10 МГц. Чтобы эффективность линей-
ников питания, в основном, определяются ного стабилизатора была максимальной, пульсацией тока индуктивности и величиной рабочую частоту предшествующего ему импу-
эквивалентного последовательного сопро-
льсного источника питания следует выбирать тивления (ESR) выходного конденсатора как можно более низкой. Кроме того, необхо-
(или нескольких выходных конденсаторов). димо тщательно отфильтровывать любые Использование конденсаторов с низким ESR высокочастотные шумы, прежде чем они дос-
минимизирует пульсации напряжения, позво-
тигнут входа линейного стабилизатора. И, ляя увеличивать величину накопительной наконец, выбранный регулятор должен индуктивности и повышать рабочую частоту. иметь наибольший PSRR на максимально Выбор силового модуля решает многие из возможной частоте.
рассмотренных выше проблем, но значи-
Альтернативой может быть импульсный мость низкого ESR конденсаторов сохраня-
источник питания (ИИП), в первую очередь, с ется. Шум ИИП связан с переключением сило-
очень низким уровнем создаваемых помех. В вых MOSFET и передается на выход через последние годы достигнут значительный про-
паразитную емкость накопительной индук-
гресс в совершенствовании конструкции мно-
тивности. Этот шум, проявляющийся в виде гих микросхем и модулей импульсных стаби-
лизаторов, что позволило им по уровню шумов конкурировать с линейными регулято-
рами, и даже нередко превосходить их. Добиться этого удалось, в частности, благо-
даря развитию технологии мощных полупро-
водниковых приборов, разработке новых типов корпусов, а также интеграции в эти кор-
пуса силовых индуктивностей. Любой ИИП в принципе не может не создавать пульсаций и шума определенного уровня, поэтому самым главным является выбор такого прибора, у которого это уровень будет минимальным. Кроме того, для снижения шумов ИИП используют некоторые простые схемные решения. Конструкция печатной платы также Минимизация выходных пульсаций
?: 15.3mV
@
: 6.00mV
2.00ns
M
A
Ch2
–100µV
80.00000 ps
T
2
T
5.00mV
Ch2
Рисунок 2. Наблюдение «звона» на выходе.
СТАТЬИ
РадиоЛоцман – февраль 2013
19
пичков напряжения, похож на «звон» с часто-
той, намного превышающей частоту преоб-
разования, и легко может преодолеть грани-
цу 100 МГц. Например, показанный на Рисун-
ке 2 «звон» напряжения ИИП, измеренный при выходном токе 1 А, имеет частоту поряд-
ка 500 МГц. Амплитуду шума можно снизить установкой правильно подобранных блоки-
ровочных конденсаторов, дополняющих основной конденсатор выходного фильтра. Чтобы определить величину емкости блоки-
ровочных конденсаторов, прежде всего, необ-
ходимо измерить частоту «звона» на выходе, ИИП ряд преимуществ. Texas Instruments выпускает семейство силовых модулей с исключительно малошумными выходами и, в то же время, миниатюрных и высокоэффек-
тивных. Особенно выделяются приборы а затем подставить ее значение в формулу:
где
f – частота шума («звона»),
L – оценка паразитной индуктивности кон-
денсатора и проводников печатной платы.
Если подставить в это выражение частоту 500 МГц из Рисунка 2, а оценочную величину индуктивности взять равной 1 нГ, что вполне правдоподобно, если конденсатор располо-
жен в непосредственной близости от выво-
дов модуля и «земли» и длина проводников печатной платы минимальна, то требуемая емкость блокировочного конденсатора будет равна 100 пФ. Не забывайте, что это доста-
LMZ10501 и LMZ10500. В эти миниатюрные точно грубая оценка, поэтому емкость кон-
понижающие преобразователи встроены денсатора, скорее всего, придется подкор-
мощные MOSFET, силовая индуктивность и ректировать, экспериментально определив цепи коррекции. Модули, известные также оптимальное значение. Для минимизации под именем Nano, способны отдавать в собственной паразитной индуктивности ком-
нагрузку ток, соответственно, 1 А и 650 мА, понентов лучше использовать конденсаторы работают на частоте 2 МГц и имеют пиковый небольших типоразмеров 0402 или 0603. Чтобы воспользоваться еще одним, и воз-
можно, самым простым способом определе-
ния емкости конденсатора, потребуется номограмма реактивных сопротивлений. Многие десятилетия номограммы были люби-
мым инструментом ветеранов аналоговой техники и часто лежали у них под рукой на лабораторном или письменном столе. Так или иначе, это несложный и эффективный способ снижения пиков напряжения на выхо-
де ИИП.
Как уже отмечалось, выбор ИИП с мини-
мальным уровнем шумов – самый первый и самый ответственный шаг. Сегодня разработ-
чикам доступно огромное множество вариан-
тов, однако силовые модули имеют перед ?
?
,
f
2
L
1
C
2
?
?
Рисунок 3. Корпус модуля LMZ10501 (3 ? 2.5 ? 1.2 мм).
Рисунок 4. Модуль питания LMZ10501.
R
T
R
S
C
IN
V
IN
C
VC
C
OUT1
C
OUT2
C
OUT3
V
IN
V
OUT
FB
EN
PGND
SGND
V
REF
V
CON
LMZ10501
?: 3.72mV
@
: 2.12mV
2.00mV
Ch1
400ns
M
A
Ch1
2.00mV
0.00000 s
T
1
T
Рисунок 5. Выходные пульсации и шум моду-
ля LMZ10501.
СТАТЬИ
20
РадиоЛоцман – февраль 2013
КПД 96%. Приборы выпускаются в показан- что пульсации напряжения будут менее 5 мВ ных на Рисунке 3 8-контактных безвыводных п-п, а амплитуда пичков коммутационных шумов окажется ниже 50 мВ п-п. Кроме того, корпусах размером 2.5 ? 3 мм. Технические линейный регулятор рассеивал бы значи-
характеристики модулей приведены в Табли-
тельную мощность при более «грязном» це 1.
выходе, чем у модуля регулятора типа Nano.
Амплитуда пульсаций и шума, измерен-
Разумеется, это всего лишь пример, одна-
ная в выходной цепи модуля Nano, включен-
ко суть в том, что при правильном выборе и ного в конфигурации, изображенной на грамотной схемотехнике импульсный стаби-
Рисунке 4, составила 3.7 мВ п-п при входном лизатор напряжения может быть таким же напряжении 5 В и выходном 2.5 В (Рисунок 5). «тихим», как линейный, или даже превосхо-
Это достаточно чистое напряжение для боль-
дить его. Миниатюрные модули подобные шинства устройств, при питании которых Nano позволяют конструктору разместить обычно используются линейные стабилиза-
2
торы. На самом деле входное напряжение всю схему на площади менее 13 мм (без 5?В является самым худшим случаем. Изме-
учета площади проводников печатной пла-
рения в этой же схеме показали, что при вход-
ты).
ном напряжении 3.3 В амплитуда пульсаций Если бы источник питания с выходным и шума снижается до уровня менее 3 мВ п-п. током 1 А делался на основе линейного регу-
При измерениях использовались компонен-
лятора, такого, скажем, как LP38512, общая ты следующих номиналов: C = 100 пФ, OUT1
площадь элементов схемы составила бы C = C = 10 мкФ. Два одинаковых кон-
OUT2 OUT3
2
115?мм.
денсатора C и C включены парал-
OUT2 OUT3
лельно для уменьшения общего ESR и сни-
жения результирующих выходных пульса-
С помощью компактных силовых модулей ций. Оба конденсатора сделаны на основе подобных LMZ10501 и LMZ10500 можно полу-
керамики X7R. Указанные значения емкостей чать напряжение с исключительно низким могут потребовать некоторой корректировки, уровнем шумов при плотности выходной мощ-
в зависимости от топологии конкретной 2
печатной платы и индивидуальных требова-
ности до 118 Вт/см ) и пиковым КПД равном ний конструкции.
96%. Такие модули столь же просты в исполь-
Теперь сравните рассмотренные выше зовании, как и линейные стабилизаторы, но характеристики с характеристиками линей-
лишены такого присущего им недостатка, как ного регулятора с выходным током 1 А, если большие потери мощности. К имеющимся у амплитуда пульсаций на его входе равна 30 модулей Nano входам VCON можно подклю-
мВ, а коммутационные шумы при частоте чать выходы ЦАП и создавать регуляторы переключения 250 кГц находятся в области напряжения с цифровым управлением. Нес-
100 МГц. Регулятор, частотная зависимость мотря на свои миниатюрные размеры, моду-
PSRR которого приведена на Рисунке 1, на ли выполняют полный набор функций, вклю-
частоте 250 кГц мог бы обеспечить подавле-
чая блокировку при пониженном напряже-
ние 15 дБ. Что-либо сказать о подавлении нии, ограничение выходного тока, темпера-
шумов с частотой 100 МГц, создаваемых турную защиту, внутреннюю компенсацию переключением силовых транзисторов, эта петли ОС и мягкий старт. Кроме того, модули зависимость не позволяет. Для современных Nano отличаются очень низким уровнем излу-
линейных регуляторов значение PSRR для чаемых электромагнитных помех, полностью частот более 10 МГц, как правило, не приво-
соответствуя по этому параметру классу B дится. Поэтому у нас нет оснований ожидать, группы стандартов CISPR 22. Помимо моду-
Низкий уровень выходного шума
LMZ10500
LMZ10501
Прибор
0.65 А
1.0 А
Выходной
ток
LMZ10503/4/5
3/4/5 А
2.7 … 5.5 В
2.7 … 5.5 В
Входное
напряжение
2.95 … 5.5 В
0.6 … 3.6 В
0.6 … 3.6 В
Выходное
напряжение
0.8 … 5 В
96%
96%
Пиковый
КПД
96%
< 5 мВ
< 5 мВ
Пульсации
и шум
6 мВ
3 ? 2.5 ? 1.2 мм
3 ? 2.5 ? 1.2 мм
Габариты корпуса
(включая выводы)
10.2 ? 13.8 ? 4.6 мм
Таблица 1. Малошумящие модули питания
СТАТЬИ
РадиоЛоцман – февраль 2013
21
лей Nano Texas Instruments выпускает выходных пульсаций и шума не хуже, а в неко-
полную линейку силовых модулей, несколько торых случаях и лучше, чем линейные регу-
из которых перечислены в Таблице 1.ляторы. Таким образом, разработчики, кото-
рым требуется особо чистое и малошумное Измерение малых амплитуд пульсаций и напряжение на шинах питания, теперь полу-
шумов требует аккуратности и соблюдения чили исключительно компактную и высоко-
определенных требований. Узнать больше о эффективную альтернативу линейным ста-
технологии таких измерений можно в [1].
билизаторам.
Помимо семейства модулей Nano, TI выпускает серию понижающих регуляторов Nano в монолитном исполнении, способных отдавать в нагрузку ток до 2 А при входном напряжении до 42 В, а также повышающие 1. AN-2169. «LMZ10501 and LMZ10500 SIMPLE преобразователи Nano с входным напряже-
SWITCHER® Nano Module Low Output Ripple Designs». нием до 40 В и выходным током до 2.1 А. http://www.ti.com/lit/an/snva494/snva494.pdf
Дополнительно надо отметить, что описан-
ные здесь модули могут обеспечить уровни Ссылки
РЛ
Проектирование
электроники
нового поколения
www.altium.com/ru
СТАТЬИ
РадиоЛоцман – февраль 2013
23
Altium Designer 2013
Новая версия. Новые возможности
ГОСТ, ЕСКД, прозрачность слоев, таблица отверстий, пользовательские настройки
Компания Altium, ведущий разработчик электрические схемы. Теперь пользователю систем автоматизированного проектирова- стал доступен целый ряд настроек, напри-
ния электронных устройств, сообщает о выхо- мер, шрифтов выводов компонентов, портов; де Altium Designer 2013. Новая версия пред- положения надписей вывода; размеров оставляет широкие возможности адаптации портов и др.
программы к требованиям ГОСТ по офор-
Расскажем о некоторых интересных млению документации на принципиальные новых возможностях подробнее.
К
Для удобства работы файлы проектов рячая» клавиша CTRL+`). На странице теперь можно объединять в рабочие группы Workspace можно предварительно просмот-
(Workspace). В Altium Designer 2013 рабочая реть все входящие в состав текущего проек-
группа графически отображается в виде та документы, которые сгруппированы по отдельной страницы (View - Workspace, «го- типу.
Предварительный просмотр документов
СТАТЬИ
24
РадиоЛоцман – февраль 2013
Эта таблица будет доступна всем подпис- лист чертежа будет использоваться специ-
чикам в одном из ближайших обновлений альная команда Drill Table. Вы сможете изме-
Altium Designer 2013. Данные в ней будут ото- нять свойства таблицы, такие как шрифты бражаться не только при выводе на печать, надписей, список выводимых граф и их наи-
как было ранее, но и при просмотре платы в менования, условные изображения отвер-
PCB-редакторе. Для добавления таблицы на стий и формат заполнения.
При работе в Редакторе плат часто возни- Configuration раздела Transparently устано-
кает необходимость отключить отображение вить индивидуальные настройки прозрач-
некоторых объектов и наиболее загружен- ности для всех примитивов каждого слоя ных слоев. Теперь вы можете в окне View платы.
Настройки прозрачности для слоев и объектов Редактора плат
Настраиваемая таблица отверстий
СТАТЬИ
РадиоЛоцман – февраль 2013
25
В Altium Designer 2013 решены некоторые понента на схеме. Теперь вы можете редак-
проблемы с Редактором схем, связанные с тировать как шрифт данных надписей, так и соответствием требованиям ГОСТ. Одной из их положение в рабочей области относитель-
таких проблем ранее являлась невозмож- но самого вывода. Осталась и возможность ность пользовательской настройки тексто- задавать эти параметры глобально, на уров-
вых надписей, относящихся к выводам ком- не Редактора схем.
Ранее размер порта в Редакторе схем был позволяло оформлять схему в соответствии недоступен для редактирования, а при изме- с ГОСТ. В Altium Designer 2013 оба параметра нении шрифта для названия вывода надпись внесены в ряд пользовательских настроек выходила за пределы графики порта. Это не порта.
Управление размерами и текстом для портов
Пользовательские настройки надписей выводов
СТАТЬИ
26
РадиоЛоцман – февраль 2013
Для правила проверки Silk to solder mask схемы прямые ссылки на Интернет-
clearance, которое определяло места на пла-
источники;
те, где шелкография совпадала с контактны-
!
Smart PDF – теперь в PDF-документе хра-
ми площадками, добавлен новый режим. нится информация о компонентах проек-
Проверку данного правила теперь можно та, которая отображается в выпадающем выполнять в режиме To exposed copper или To окне при наведении курсора на компонент solder mask openings. В первом случае будет схемы;
определяться зазор от шелкографии до !
металлизированной площадки, а во втором управление в режиме 3D – предусмотрена до выреза в маске.
возможность выбрать вид 3D-просмотра платы, указав один из стандартных режи-
Кроме того, к существенным новшествам мов: Top (Сверху), Bottom (Снизу), Front следует отнести:
(Спереди), Back (Сзади), Left (Слева), !
Hyperlink – новый инструмент Редактора Right (Справа), Isometric (Изометрия).
схем, позволяющий вставлять на лист Правило зазора между шелкографией и вырезами в маске
Подробную информацию об Altium Designer и о специальных предложениях вы можете получить у авторизованных дилеров на территории России и стран СНГ, а также отправив запрос по адресу altium@nanocad.ru или позвонив по телефону (495) 645-8626.
СТАТЬИ
27
До 31 марта 2013 года вы можете обме- новый Altium Designer 2013 и Altium Designer нять любые версии продуктов Altium на 2013 SE по специальной цене.
Обмены на Altium Designer 2013 по специальным ценам
Altium Designer 10 CBI, 12 CBI
Altium Designer Summer 09 CBI
Версия продукта Altium
для обновления
89 000
Специальная цена
обновления *, руб
9 0009 000
Ваша экономия при
обновлении**, руб
119 000
13 00013 000
Altium Designer Winter 09 CBI
Altium Designer Summer 08 CBI
142 500
23 50023 500
166 000
19 00019 000
P-CAD
Altium Designer 12 FED
149 000
80 00080 000
22 500
24 50024 500
Altium Designer 10 FED
Altium Designer Summer 09
22 500
47 50047 500
28 000
66 50066 500
Altium Designer Winter 09 FED
Altium Designer Summer 08 FED
33 500
61 00061 000
36 000
58 50058 500
С 1 апреля 2013 года обмены будут доступны только для версий Altium Designer 10 и Altium Designer 12.
* Цены указаны без учета НДС.
** Размер скидки при обновлении до 31 марта 2013 года.
РадиоЛоцман – февраль 2013
СТАТЬИ
28
РадиоЛоцман – февраль 2013
Новые лицензии и Подписки Altium Designer 2013 SE по старым ценам
Только до 31 марта у вас будет возмож- Designer SE 2013 и Подписки на техническую ность приобрести новые лицензии Altium поддержку и обновления по прежней цене.
Altium Designer 2013 SE
Altium 2013 SE Subscription 1 год
Версия продукта Altium
42 000
Специальная цена
обновления *, руб
48 00048 000
Ваша экономия при
обновлении**, руб
16 000
11 50011 500
Altium 2013 SE Subscription 3 года
48 000
34 50034 500
* Цены указаны без учета НДС.
** Размер скидки при обновлении до 31 марта 2013 года.
Новые лицензии и Подписки Altium Designer 2013 со скидкой 10%
Если вы приобрели Altium Designer до 1 Designer 2013, то у вас есть возможность при-
февраля 2013г. и у вас есть хотя бы одна обрести со скидкой 10% неограниченное действующая подписка на лицензию Altium количество дополнительных рабочих мест!
Altium Designer 2013
Altium 2013 Subscription 1 год
Версия продукта Altium
191 000
Специальная цена
обновления *, руб
21 00021 000
Ваша экономия при
обновлении**, руб
67 500
7 5007 500
* Цены указаны без учета НДС.
** Размер скидки при обновлении до 31 марта 2013 года.
СТАТЬИ
29
РадиоЛоцман – февраль 2013
В рамках акции все пользователи нелицен- ленной версии P-CAD, подтвержденное выда-
зионного P-CAD смогут приобрести лицензи- чей серийного номера и сертификата на каж-
онный сертификат на программное обеспече- дое лицензируемое рабочее место. Покупка ние P-CAD.лицензии в рамках данной акции дает пользо-
вателю право в дальнейшем перейти на систе-
Сертификат на P-CAD предоставляет право му Altium Designer по специальной цене.
на легальное использование любой установ-
PCAD certificate, 1 рабочее место
PCAD certificates, 10-pack
100 000
Специальная цена
обновления *, руб
900 000
* Цены указаны без учета НДС.
Предложение действительно до 30 июня 2013 года.
Включи легальный P-CAD
СТАТЬИ
30
РадиоЛоцман – февраль 2013
Видеорегистраторов сегодня развелось Lexand LR-4500 оснащен 2-дюймовым видимо-невидимо – в продаже есть сотни экраном. Да, дисплей не очень большой, но моделей от десятков торговых марок от мала просмотреть видео и фото на нем все же мож-
до велика. При этом действительно качес- но. Если же указанной диагонали вам будет твенных устройств довольно мало. Сегодня мало, то LR-4500 можно подключить к теле-
мы обсудим модель Lexand LR-4500, которая визору или монитору; поддерживаются была выпущена в самом конце 2013 года, и интерфейсы AV и HDMI, причем соответству-
вынесем свой суровый вердикт. Для начала – ющие «шнурки» поставляются вместе с пару слов о ее происхождении: марка Lexand регистратором. Здесь же добавим, что в моде-
известна прежде всего своими GPS- ли реализована функция отключения дис-
навигаторами, это один из крупнейших плея без прекращения записи – это весьма поставщиков таких устройств в Россию с удобно при ночных поездках, когда свет от долей более 11% (по итогам первой полови- экрана может мешать водителю. ны 2012 года). При этом в ее портфолио также есть электронные ридеры и видеоре-
гистраторы.
В Lexand LR-4500 установлены 5-мега-
пиксельная CMOS-камера и современный видеопроцессор AIT 8427. Эта «связка» позволяет записывать видео с разрешением Итак, Lexand LR-4500. Модель может быть 1920 ? 1080 точек (Full HD 1080p, 30 или заключена в серебристый или темно-серый 60?к/с), причем без использования интерпо-
корпус – на выбор покупателя. Регистратор ляции (разрешение реальное, а не «растяну-
достаточно аккуратно изготовлен, а ее он тое» из более низкого, как в бюджетных виде-
орегистраторах) в любое время суток. Угол весьма компактный: 67 ? 50 ? 13 мм при весе обзоры объектива, имеющего стеклянные в 54 г. Таким образом, его можно унести в кар-
линзы, составляет 140 градусов; это приво-
мане куртки или дамской сумочке – модель дит к тому, что на видео фиксируются и про-
почти в два раза меньше современного смар-
странство перед автомобилем, и – частично – тфона. Lexand LR-4500:
компактный авторегистратор
с Full HD-записью иG-сенсором
В
СТАТЬИ
31
обочины дорог. Видеопоток может идти или запись в специальную область на карте памя-
непрерывно, или фрагментами по 1, 3, 5 или ти, где она будет храниться вплоть до ручного 10 минут. Полученные записи сохраняются удаления (то есть информация не будет на карту памяти формата microSD (объем до перезаписана при циклической записи). При 32 Гб).этом Lexand LR-4500 позволяет «сохранить» любую запись и вручную, с помощью опции в Встроенная Lexand LR-4500 аккумулятор меню. Есть в модели и датчик движения, кото-
позволяет модели работать без подзарядки рый запускает запись видео при попадании около получаса. Это не много, но даже такая движущегося объекта в поле зрения камеры автономность позволяет использовать регис-
(полезно в парковочном режиме).
тратор вне автомобиля – например, для съем-
ки места ДТП. Цена Lexand LR-4500 – около 5,000 тысяч рублей. Думается, за эти деньги это неплохой Отметим и наличие G-сенсора, который вариант, учитывая комплектацию (вспомним о отслеживает ускорения по всем трем осям. В двух кабелях – HDMI и AV), довольно высокое момент резкого торможения, разгона, удара качество записи видео и небольшие габариты. или поворота регистратор фиксирует проис-
Модель можно рекомендовать к покупке.
ходящее и поместит такую «аварийную» Загрузки
Дневное видео: http://www.youtube.com/watch?v=ET5w0DLI564
Ночное видео: http://www.youtube.com/watch?v=O00MKRiUsfA
РЛ
РадиоЛоцман – февраль 2013
ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ
ОКО Архив 4NET
ОКО Архив 4NET LE
ОКО Архив LITE CF
ОКО Архив АВТО GPS/GSM
ОКО Мобайл 3G
построение простой, надежной, автономной системы видеонаблюдения для частного и коммерческого секторов
видеорегистратор с возможностью
передачи видео по беспроводным сетям 3G
также в продаже моделиОКО Мобайл и ОКО Мобайл II - передача видео по GSM
специализированный видеорегистратор для автотранспорта
надежно схохраняет и воспроизводит видео- и аудиоинформацию,
маршрут движеня, выполняет охранные функции
во время стоянки и передает информацию по GSM
также в продаже модели
ОКО Архив АВТО и ОКО Архив АВТО GPS
ВИДЕОРЕГИСТРАТОРЫ СЕРИИ “ОКО АРХИВ”
подключение по LAN/internet
сменный жесткий диск
подключение по LAN/internet
встроенный жесткий диск
запись на карту Compact Flash
“Децима”
Москва, Зеленоград, проезд 4922, дом 4, строение 1
тел: +7 (495) 988 48 58
http://www.decima.ruhttp://www.decima.ru
СТАТЬИ
33
РадиоЛоцман – февраль 2013
Вольтметр
с аналоговой шкалой
Михаил Сизов, Троицк
Введение
Принцип работы устройства
В стрелочных приборов – лучше 1% от полной шкалы преобразования.
настоящее время стрелочные аналого-
На Рисунке 1 показано аналоговое табло вые измерительные приборы полностью преобразователя при измерении напряжения вытеснены цифровыми. Но, обладая высо-
3.55 В. Табло состоит из двух шкал – грубой, кой точностью, они не обеспечивают визу-
красного цвета (цена деления 1 В), и точной ального контроля над поведением сигнала, шкалы зеленого цвета, показывающей деся-
так как мелькание цифр на экране прибора не тые доли вольта, подобно нониусной шкале позволяет определить характер и тенденции штангенциркуля.
его изменения. Для обеспечения качествен-
Пониженная яркость свечения сегмента ного контроля над сигналом цифровые при-
означает, что фактическое значение напря-
боры дополняют дискретными аналоговыми жения больше 3 В, но меньше 4 В. Зеленая шкалами, обычно состоящими из десяти сег-
шкала показывает десятые доли вольта изме-
ментов жидкокристаллического или светоди-
ренного напряжения (5 ярких сегментов) и одного индикатора. Разрешающая способ-
приблизительное значение сотых долей воль-
ность таких шкал очень низка – 10% от та, которые можно определить по яркости полной шкалы прибора.
шестого сегмента зеленого индикатора.
Способ измерения напряжения аналоги-
чен измерению размера детали с помощью штангенциркуля, имеющего дополнительную шкалу (нониус), где грубое значение линей-
ного размера (целое число миллиметров) определяется по рискам на корпусе штанген-
циркуля, а точное количество десятых долей миллиметра – по рискам шкалы нониуса. Фун-
кциональная схема преобразователя напря-
жения с аналоговым отображением инфор-
мации на двух шкалах (грубого и точного Разрешающая способность стрелочных отсчета) показана на Рисунке 2, а временная аналоговых приборов намного выше, чем у диаграмма сигналов – на Рисунке 3. В устро-
дискретных аналоговых шкал, и обычно йстве используется промежуточное преобра-
составляет 1% от полной шкалы. Если учиты-
зование напряжения в длительность импуль-
вать, что глаз человека может различить са с последующим измерением величины во ј часть пространства между рисками шка-
временной области. Основным элементом лы, разрешение может достигать 0.25% от преобразователя является фазо-импульс-
полной шкалы прибора.
ный модулятор (ФИМ) [1]. Каждая шкала имеет отдельный ФИМ и общий опорный гене-
В данной статье предлагается преобразо-
ратор (G), задающий частоту преобразова-
ватель напряжения в длительность импуль-
ния. Выходная частота F генератора поступа-
сов с аналоговой шкалой, обеспечивающей ет на вход десятичного делителя частоты с разрешающую способность такую же, как у Рисунок 1. Аналоговое табло преобразова-
теля.
0
1
2
5
4
3
8
7
6
9
0.1
0.2
0.4
0.3
0.6
0.5
0.9
0.8
0.7
0
1.0
3.55 В
10
условное обозначение пониженной яркости
свечения сегмента светодиодной шкалы
В
СТАТЬИ
34
РадиоЛоцман – февраль 2013
F0
CA
0
8
1
2
3
7
4
5
6
9
10 LED
5
7
4
8
1
10
6
3
9
2
11
K = 10
Up
Tx
Tn
C2
D2
R2
F0
ФД-1
F1-1
+
G
_
Tx
Делитель
частоты
на 10
F=F0?10
Ux
ФНЧ-1
C1
R3
R2
R1
R4
C2
V1
+
Up
F
tx
Детектор
импульса tx
CA
10 LED
5
7
4
8
1
10
6
3
9
2
11
CLK
Q0
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
Q8
Q9
CO
VCC
GND
R5
C3
R6
3k
R7
27k
F
0
8
1
2
3
7
4
5
6
9
Фазовый
детектор
+
–
Генератор, управляемый
напряжением
ГУН-1
ФАПЧ-1
Фильтр нижних частот
Un
C4
R10
R8
F0
ФД-2
F1-2
+
_
Tn
R9
R11
C5
+
–
ГУН-2
ФНЧ-2
ФАПЧ-2
+
–
НЧ фильтр
с усилителем
C1
D1
R1
Источник
питания
схемы
Генератор
опорной
частоты
Рисунок 2. Функциональная схема преобразователя с аналоговой шкалой.
дешифратором (4/10). С выхода делителя управляют которыми выходные сигналы сигнал поступает на входы F0 фазовых основного (Ux –> Тх) и нониусного (Un –> Tn) детекторов ФД-1 и ФД-2. Дешифратор дели-
преобразователей.
теля частоты формирует десять импульсных Измеряемое напряжение Ux преобразует-
сигналов Q0 … Q9, сдвинутых по фазе друг ся в длительность импульса Tx в соотве-
относительно друга на 1/10 часть периода Т1. тствии с выражением
Частота следования этих импульсов равна частоте преобразования ФИМ. Десять импу-
льсных сигналов используются для динами-
ческой индикации, управляя десятью ключа-
ми (например, транзисторными), поочередно где
подключающими катоды сегментов светоди-
одных шкал к общей цепи питания устро-
Up – амплитуда выходных импульсов йства.
фазового детектора ФД-1,
Аноды светодиодных шкал подключаются Т1 – период частоты, на которой работает к цепи питания Up через электронные ключи, преобразователь с ФИМ.
1
T
Tx
Up
Ux
?
СТАТЬИ
35
РадиоЛоцман – февраль 2013
6
9
8
7
4
3
5
T0 = 10?t
1
2
6
8
7
4
3
2
5
F0
1
T0 = 10?t
Q1
Q3
Q4
Q6
Q7
Q2
Q8
Q9
Q5
tx
2
F0
Tx
F1-1
1
0
0
1
2
3
5
6
7
9
4
8
3?t
0
1
t
2
0
tx
CLK
9
Tn
F1-2
0
0
1
2
3
5
6
7
9
4
8
5?t
0
1
t
2
1
0
2
Q0
tn
CLK
Un
Q3
Q1
Q0
Q2
Q4
Q5
Q7
Q6
Q9
Q8
Рисунок 3. Временная диаграмма сигналов преобразователя, на вход которого подано напряжение Ux=3.55 В (см. Рисунок 1).
В установившемся режиме работы преоб- Путем незначительных изменений реали-
разователя частоты F1 и F0 равны, а фазо- зуется второй вариант, когда входное напря-
вый сдвиг между ними пропорционален вход- жение преобразуется в отрицательный фазо-
ному напряжению [1].вый сдвиг, и частота ГУН опережает по фазе опорную частоту преобразователя. Для этого В преобразователе с фазо-импульсной в схеме на Рисунке 4 надо поменять места модуляцией, в состав которого входит ФАПЧ, подключения сигналов к входам ФД и изме-
можно применять два варианта преобразо-
нить знак характеристики ГУН на противопо-
вания.
ложный. Именно такой вариант преобразова-
В первом варианте входное напряжение теля применен в описываемом устройстве. преобразуется в положительный фазовый Это позволило простой схемой выделять ту сдвиг, и частота ГУН отстает по фазе от опор-
часть длительности импульса Тх (детектиро-
ной частоты преобразователя (Рисунок 4). вать tx), в которую не укладывается целое Такой вариант схемы описан в [1]. Напомним, число периодов опорной частоты преобразо-
что импульсы, поступающие на вход «+» вателя (tx меньше периода t). Детектор импульсного ФД, устанавливают на его выхо-
импульса tx выполнен на двух D-триггерах, де уровень «лог. 1», а импульсы, поступаю-
включенных по схеме фазового детектора [1]. щие на вход «–», устанавливают уровень Длительность импульса tx не может превы-
«лог. 0».
СТАТЬИ
36
РадиоЛоцман – февраль 2013
Рисунок 4. Преобразователь напряжения, в котором часто-
та ГУН отстает по фазе от опорной частоты.
F0
ФД
F1
+
_
ГУН
Ux
ФНЧ
C1
R3
R2
R1
R4
C2
+
–
Tx
G
яркости свечения светодиода, что позволяет оценивать доли деле-
ния шкалы.
Аналогично, при временнум совпадении импульса Tn с выход-
ными импульсами дешифратора происходит поочередное включе-
ние тех зеленых сегментов точной шкалы (нониуса), катоды которых в это время будут подключаться к общей цепи питания. Так происхо-
дит отображение величины точ-
ного значения измеряемого на-
пряжения (на шкале нониуса).
Если требуется повысить раз-
решающую способность, можно добавить еще один преобразова-
тель напряжения со светодиодной шкалой, который станет вторым шать 1/10 части периода частоты на которой нониусом. Обработка сигналов выполнятся работают преобразователи напряжения. аналогично схеме с одним нониусом.
Выделив среднее напряжение импульса tx с помощью НЧ фильтра R5, C3 и усилив его в 10 раз, мы получили напряжение нониуса Un, из которого вторым преобразователем фор-
Описанный в статье принцип построения мируется импульс Tn пропорциональной дли-
вольтметра с аналоговой шкалой позволяет тельности, управляющий шкалой нониуса.
создать полный аналог стрелочного прибора При временнум совпадении импульса Тх с с более высокими метрологическими харак-
выходными импульсами дешифратора про-
теристиками.
исходит поочередное включение тех красных сегментов грубой шкалы, катоды которых в это время будут подключаться к общей цепи питания устройства. Так происходит отобра-
жение величины измеряемого напряжения. 1. Сизов М. Преобразователь напряжения в дли-
Яркость свечения последнего сегмента будет тельность импульса, стабилизированный зависеть от длительности импульса tx. Чело-
ФАПЧ. М.: Современная электроника, 2012 веческий глаз различает 2 – 4 градации №6.
Выводы
Литература
РЛ
СТАТЬИ
37
РадиоЛоцман – февраль 2013
Параллельное включение
IGBT транзисторов
Alan Ball, ON Semiconductor
PowerPulse
С
между импульсами включения и выключения ростом мощности силового оборудова-
в несколько десятков наносекунд. Это время ния повышаются требования к электронике вполне соразмерно с временем переключе-
управления высоковольтной и сильноточной ния IGBT, составляющим сотни наносекунд.
нагрузкой. В мощных импульсных преобразо-
вателях, где элементы работают одновре-
менно с высокими уровнями напряжений и токов, зачастую требуется параллельное соединение силовых ключей, таких, напри-
мер, как IGBT транзисторы, хорошо работаю-
щие в подобных схемах.
Существует множество нюансов, которые необходимо учитывать при параллельном включении двух и более IGBT. Один из них – соединение затворов транзисторов. Затворы параллельных IGBT могут подключаться к драйверу через общий резистор, отдельные резисторы или комбинацию общего и отдель-
ных сопротивлений (Рисунок 1). Больши-
нство специалистов сходится во мнении, что обязательно нужно использовать отдельные резисторы. Однако существуют веские дово-
ды в пользу схемы с общим резистором.
В первую очередь при расчете схемы с параллельными IGBT нужно определить мак-
симальный ток управления транзисторами. Если выбранный драйвер не может обеспе-
чить суммарный базовый ток нескольких IGBT, придется ставить отдельный драйвер на каждый транзистор. В этом случае индиви-
дуальный резистор будет у каждого IGBT. Быстродействия большинства драйверов достаточно, чтобы обеспечить интервал R
C
R
C
R
I
R
C
R
I
R
I
а) Индивидуальные резисторы
б) Общий резистор
в) Комбинированное включение резисторов
Рисунок 1. Различные конфигурации схем управления затворами IGBT.
С
СТАТЬИ
38
РадиоЛоцман – февраль 2013
При использовании одного драйвера пред- зисторы рассчитаны на рабочее напряжение метом обсуждения может быть конфигура- 600 В и ток 40 А.
ция резисторов в цепях затворов. Недостат-
При использовании одного общего драй-
ком схемы с отдельными резисторами (Рису-
вера с отдельными 22-омными резисторами, нок 1а) является возможность увеличения наблюдалось ярко выраженное несовпаде-
разброса времени переключения вследствие ние кривых тока в момент выключения из-за того, что управляющие напряжения затворов несоответствия скоростей переключения, не будут отслеживать выходные сигналы неравенства порогов, крутизны и зарядов драйвера. Даже если импульсы управления, затворов двух приборов. Замена двух резис-
подающиеся на резисторы с драйвера, будут торов одним общим с сопротивлением 11 Ом абсолютно идентичны, различия в зарядах в любой момент времени уравнивает потен-
затворов в совокупности с сопротивлениями циалы на затворах обоих IGBT. В такой кон-
затворов и импеденсами проводников печат-
фигурации существенно уменьшается пере-
ной платы приведут к несовпадению времен кос токов в момент выключения. С точки зре-
нарастания, спада и задержки сигналов на ния рассогласования по постоянному току затворах IGBT. Тем не менее, многие высту-
конфигурация резисторов значения не имеет.
пают в защиту индивидуальных резисторов, Поскольку до разработки и сборки реаль-
поскольку последние минимизируют вероят-
ного прототипа определить, возникнет ли ность возникновения паразитной генерации между приборами паразитная генерация, между IGBT.
невозможно, рекомендуется использовать Причиной генерации может стать паразит-
комбинированную схему включения резисто-
ная индуктивность платы (обычно в цепи ров в цепях затворов (Рисунок 1в).
эмиттера) в сочетании с емкостью затвора и Комбинированная схема обеспечивает усилением транзисторов. Минимизация гибкость подбора сопротивлений резисто-
индуктивности в цепи эмиттера играет важ-
ров, основанную на учете паразитных импе-
ную роль в предотвращении паразитной гене-
дансов реальной схемы. Если в схеме с рации.
общим резистором наблюдается генерация, Общий резистор (Рисунок 1б) гарантирует, активную часть полного сопротивления цепи что потенциалы затворов обоих IGBT в затвора можно разделить на отдельный и любой момент времени будет практически общий компонент. Для получения оптималь-
одинаковыми, имея лишь незначительный ных характеристик сопротивления индивиду-
разброс, обусловленный вариациями пара-
альных резисторов должны, насколько воз-
зитных импедансов платы. При переходных можно, превышать значение сопротивления процессах это может уменьшить различие в затвора, но оставаться в пределах, при кото-
уровнях потерь и способствовать более рав-
рых исключается риск возникновения генера-
номерному распределению тока между тран-
ции. Эта схема легко может быть приведена в зисторами. С точки зрения режима по посто-
соответствие с конкретными условиями экс-
янному току не имеет значения, используют-
плуатации и использоваться в качестве ся ли отдельные резисторы или один общий, самостоятельного функционального блока. поскольку, в конечном счете, затворы всех Таким способом можно максимальную бли-
IGBT заряжаются до напряжения смещения. зость потенциалов на затворах IGBT в Аргументы в пользу общего резистора можно моменты переключения, но с учетом опас-
найти и в других источниках, но приводимые ности возникновения генерации лучше доба-
там рекомендации нельзя использовать как вить небольшие индивидуальные сопротив-
общие указания в случае с отдельными ления.
резисторами в цепях затворов.
Оптимизация параметров мощных схем с Для тестирования различных конфигура-
параллельным включением силовых ключей ций резисторов из 22 выпускаемых ON позволяет повысить надежность устройства Semiconductor IGBT типа NGTB40N60IHL и улучшить его рабочие характеристики. Рас-
были выбраны два транзистора с наиболь-
шим взаимным разбросом параметров. Их смотренные в статье схемы управления потери при включении составляли 1.65 мДж и затворами IGBT – один из факторов повыше-
ния эффективности мощных коммутацион-
1.85 мДж, а потери при выключении 0.366?мДж и 0.390 мДж, соответственно. Тран-
ных узлов преобразовательной техники.
РЛ
СТАТЬИ
39
РадиоЛоцман – февраль 2013
29 января 2013, Санта-Клара, Калифор- Agilent Technologies и др., но инновационные ния, США – в рамках выставки DesignCon разработки команды высококвалифициро-
были объявлены результаты конкурса Best in ванных специалистов Актаком под руково-
Test, ежегодно проводимого авторитетным дством Александра Афонского были оцене-
американским изданием Test & Measurement ны по достоинству и получили заслуженное World.международное признание.
Победителем в номинации «Power Главной интригой конкурса является номи-
Supply» (Источник Питания) стала серия про- нация «Test Product of the Year». В этом году граммируемых источников питания награду «Лучший прибор Года» получила Актаком APS-73ххL. За приз в данной номи- серия источников питания Актаком APS-
нации боролись такие гиганты электронной 73ххL. (Фото 1). Обе награды были торжес-
промышленности, как Keithley Instruments, твенно вручены Александру Афонскому, руко-
Актаком –
победитель Best in Test
Серия источников питания Актаком APS-73ххL стала победителем в номинации «Power Supply», а также признана «Прибором Года» конкурса Best in Test
29
Фото 1
40
СТАТЬИ
РадиоЛоцман – февраль 2013
!
водителю этого креативного технического Режим удаленного управления источни-
ком питания Актаком APS-73хxL от ком-
проекта и автору программного обеспечения пьютера по LAN интерфейсу.
Aktakom Power Manager. (Фото 2)
!
Режим удаленного управления источни-
Источники питания эконом-класса Актаком ком питания Актаком APS-73хxL c исполь-
серии APS-73ххL предназначены для питания зованием WEB интерфейса. Этот режим радиотехнических устройств стабилизиро-
дистанционного управления позволяет ванными напряжением или током при нала-
осуществлять дистанционное управление живании, ремонте и лабораторных исследо-
прибором не только с компьютера, но ваниях. Одноканальные программируемые также и с iPad, iPhone или любого мобиль-
источники питания Актаком серии APS-73xxL ного устройства на Android.
снабжены цифровыми светодиодными инди-
каторами, обеспечивают регулируемые !
Режим удаленного управления источни-
выходное напряжение 0…30 В, выходной ток ком питания Актаком APS-73хxL с исполь-
0…3 А (APS-7303L) или 0…5 A (APS-7305L), зованием удаленного доступа к компьюте-
имеют защиту от перегрева и режимы стаби-
ру, соединенному по USB интерфейсу с лизации тока и напряжения.
APS-73хxL. Программное обеспечение Актаком Power Manager обеспечивает Серию источников питания Актаком APS-
работу в режиме «сервер-клиент» даже 73xxL от других аналогичных устройств отли-
для приборов, не имеющих встроенного чают широкие возможности локального и LAN-интерфейса. При этом само устро-
дистанционного управления с помощью про-
йство физически подключается к компью-
граммного обеспечения Aktakom Power теру-серверу по интерфейсу USB, а чте-
Manager.
ние данных возможно с любого компьюте-
Источники питания APS-73xxL способны ра сети.
работать в нескольких режимах:
Программное обеспечение Актаком Power !
Режим ручного управления. В том числе с Manager (APM) предлагает широкие возмож-
использованием 4-х ячеек памяти для ности по управлению выходным напряжени-
хранения, предварительно установлен-
ем и током стабилизации как в произвольном ных значений напряжения и тока.
(ручном), так и в функциональном режиме. !
Режим управления с использованием Функциональное управление является мощ-
встроенной памяти.
ным инструментом программы АРМ, позво-
!
Режим удаленного управления источни-
ляющим не только автоматически управлять ком питания Актаком APS-73хxL от ком-
прибором с помощью компьютера, но и про-
пьютера по интерфейсу USB с помощью граммировать его режим автономной работы программного обеспечения Aktakom по заранее заданному алгоритму. Режим Power Manager. При этом интерфейс USB функционального управления в АРМ позво-
имеет полноценную гальваническую ляет автоматически управлять выходными развязку между источником питания и параметрами (напряжение или ток) источни-
компьютером.
Фото 2
СТАТЬИ
41
РадиоЛоцман – февраль 2013
ка питания по закону, заданному при помощи Актаком APS-73ххL. Драйвер содержит все графического и табличного редакторов. В необходимые функции для работы с прибо-
удобном графическом редакторе пользова- ром и представляет собой динамическую тель может задать как 10 стандартных форм библиотеку (DLL) Windows, сопровождаемую изменения параметров (среди которых: сину- заголовочным файлом для языка Си, функ-
соида, прямоугольник, треугольник, пила, циональным деревом LabWindows и полнос-
вспышка, импульс, 2 типа экспонент, 2 типа тью повторяющей его библиотекой инстру-
S-кривых), так и практически любую произ- ментов для NI LabVIEW. Функции библиотеки вольную форму, которую можно описать фор- драйвера могут быть также вызваны из мулой. Возможна работа с программой в любой другой среды программирования режиме эмуляции работы аппаратуры.обычным для DLL способом. Подробнее о приборе читайте .
В состав комплекса программного обеспе-
чения для источника питания Актаком APS-
73хxL входит комплект разработчика про-
граммного обеспечения (SDK), который содержит инструментальный драйвер для 1. http://www.aktakom.ru/.
управляемых источников питания семейства здесь
Ссылки
РЛ
42
СТАТЬИ
РадиоЛоцман – февраль 2013
Arduino Due
– официальная плата Arduino
на микроконтроллере ARM
wired.com
Открытая платформа Arduino, безусловно, гократно возросшая производительность и помогает в решении самых разных задач мно- намного больший объем памяти.
жеству разработчиков и любителей, требуя Долгожданная Arduino Due только выходит от них лишь минимальных представлений об на рынок. В ней 8-битный 16 МГц микрокон-
электронике и программировании. Платфор-
троллер AVR, использовавшийся в популяр-
ма содержит все необходимое – интегриро-
ной плате Arduino Uno, заменен 32-
ванную среду разработки, компилятор, про-
разрядным процессором с рабочей частотой грамматор и отладочную плату. Огромное 84 МГц, Кроме того, увеличено количество количество библиотек и плат расширения входов и значительно расширен перечень прочно укрепило лидерство Arduino в сорев-
возможностей (Рисунок 1).
новании с другими платформами. Тем не Для любителей, увлеченных разработкой менее, имеется немало претензий в отноше-
робототехники и электроники, это волную-
нии производительности, памяти и возмож-
щий момент. Но остальным из нас, что же ностей Arduino, основанной на микрокон-
предложит новый микроконтроллер по срав-
троллере AVR. С появлением Arduino Due нению с предшественником?
такое положение вещей должно измениться, «Имея 32-битный ARM процессор, работа-
по крайней мере, в некоторых областях. Прав-
ющий на частоте 84 МГц, можно выполнять да, новая плата сделает бесполезными намного больше задач, и гораздо быстрее», – созданную среду разработки и большинство объясняет соучредитель Arduino Массимо библиотек, но компенсацией за это будет мно-
Банци (Massimo Banzi) в письме порталу Рисунок 1. С помощью платы Arduino Due с микроконтроллером Atmel AT91SAM3X8E можно сконструировать 3-D принтер, имеющий более высо-
кое разрешение.
СТАТЬИ
43
РадиоЛоцман – февраль 2013
Arduino DUO
Рисунок 2. Для управления квадрокоптером используется плата Arduino Due.
Wired.com. – «Например, представьте себе научные приборы с открытой документацией, квадрокоптеры (Рисунок 2), которые строят используя плату Arduino. Теперь же с Arduino Крис Андерсон (Chris Anderson) и его сооб- Due они получат 12-разрядные аналоговые щество. Там необходимо получать данные от входы и 12-разрядные аналоговые выходы», множества датчиков настолько быстро, – говорит Банци. Теоретическая скорость насколько возможно, а затем все эти данные преобразования увеличилась колоссально – обрабатывать для формирования правиль- до 1 миллиона выборок в секунду. Для срав-
ных команд управления. С быстрым процес- нения, платы Arduino Uno, Leonardo и Mega сором и таким полезными дополнительными 2560 имеют теоретическую скорость преоб-
функциями, как, скажем, прямой доступ к разования 15 тысяч выборок в секунду.
памяти, можно повысить стабильность, реак-
Due также является первой в семействе тивность и управляемость этих летательных Arduino платой со встроенными цифро-
аппаратов, к тому же используя для этого аналоговыми преобразователями, которых у меньше чипов».
Due два. В этой связи анонсированы библио-
«Сердцем» Arduino Due является микро- теки аудио функций, поддерживающие зало-
контроллер Atmel SAM3X8E с ядром Cortex- женную в плату возможность воспроизведе-
M3. По функциональным возможностям ния wav-файлов. Одновременно появились плата аналогична Arduino Leonardo, выпу- слухи об использовании в Arduino Due кода щенной на несколько месяцев раньше. OGG плеера, разработанного Google.
Arduino Due имеет два порта MicroUSB: один Команда Arduino сотрудничала с разра-
предназначен для программирования и ком-
ботчиками Google Android Developer Kit на муникаций, а второй позволяет использовать платформе ADK 2012 (Android Accessory Due в качестве клиента или Host-устройства, Development Kit), которые для своей платы предоставляя плате возможность поддержи-
использовали версию Due. Но, несмотря на вать подключение USB клавиатуры или общую популярность Android, Банци видит мыши, или же самой выступать в роли этих много возможностей роста в сообществе раз-
устройств. «В последние годы интерфейс работчиков ADK.
USB Host востребован пользователями, и это «К сожалению, мы видели совсем немного нововведение позволит расширить сферу приложений, разработанных сообществом», применения платформы», – утверждает Мас-
– говорит он. – «Я думаю, что Google должна симо Банци.
уделять больше внимания сотрудничеству с Благодаря возможностям нового микро-
сообществом ADK, чтобы создавать хорошие контроллера Atmel платформа Arduino Due руководства, учебники, документацию, и тем сделала гигантский скачок вперед в части самым привлечь пользователей. Если вду-
характеристик аналого-цифрового преобра-
маться, Apple имеет аналогичную техноло-
зователя, и позволила разработчикам расши-
гию, которая является ее собственностью, рить границы своих творений. «До сих пор защищена соглашением о неразглашении и многие люди создавали интереснейшие требует использования специализированно-
44
СТАТЬИ
РадиоЛоцман – февраль 2013
го чипа, однако это не препятствует разра-
Что касается задержки с выпуском Arduino ботке множества аппаратных аксессуаров Due, Банци объясняет это болезнями роста. для iPhone/iPad. Напротив, Android реализо-
«В последние два года мы вынуждены были вана как хорошая платформа с открытым перейти от практики подключения к проектам исходным кодом, но такого развития она до свободных групп людей к формированию сих пор не имеет».
компаний, способных выполнять весь спектр деловых функций», – говорит он. – «Сейчас При этом платформа Due продолжает под-
по всему миру вы можете встретить двери с держивать протокол ADK 2.0, что делает ее табличкой «Arduino» (или «Officine Arduino»), совместимой с библиотеками Google и неко-
за которыми выполняет свою работу профес-
торыми кодами, написанными для ADK 2012.
сиональная команда. Рост иногда замедляет Плата Due выполнена в стандартном для работу».
Arduino форм-факторе, поэтому с ней будут Плата Arduino Due, официально представ-
работать все платы расширения и схемы, ленная в октябре 2012 года, продается по например, датчики движения и матрицы све-
цене $49.
тодиодов, что соответствует Ревизии 3 офи-
циальной плат. Однако, Due имеет напряже-
ние питания 3.3 В, в то время как платы на микроконтроллерах AVR работают при напряжении питания 5 В. Это означает, что некоторые неофициальные платы расшире-
ния, не отвечающие спецификации Ревизии 3, могут быть несовместимы с Due. Разработ-
чики, которые захотят использовать Arduino Due в существующих приложениях, должны учитывать это обстоятельство, чтобы избе-
жать повреждения своей платы.
Команда Arduino также заверила, что изме-
нения в интегрированной среде разработки Arduino IDE сделают ее кроссплатформен-
ной. Коды (скетчи), написанные для плат-
формы Uno, или другой платформы на мик-
роконтроллере AVR, смогут выполняться и на Due. Конечно же, под капотом вы увидите различия в том, как компилируются Ваши программы, но снаружи все будет гладко и беспроблемно для пользователя.
Несмотря на увеличение вычислительной мощности и возможностей, начинающие пользователи, вероятно, будут отдавать пред-
почтение классической платформе Uno. «Ба-
зовые платы Arduino, такие как Uno и Leonardo, остаются самыми лучшими для 1. «Как создавали и продвигали Arduino». Ради-
оЛоцман, 2011, ноябрь, стр. 13.
изучения», – говорит Банци. – «Они исключи-
2. «Открытая платформа Arduino высвобождает тельно просты, стабильны в работе, и для творческий потенциал». РадиоЛоцман, 2011, них уже есть огромное количество примеров декабрь, стр. 44.
и библиотек».
Технические характеристики Arduino Due
Ссылки по теме
Микроконтроллер
Flash-память
AT91SAM3X8E
512 Кбайт
ОЗУ
Тактовая частота
96 Кбайт
(64 + 32 Кбайт)
84 МГц
Напряжение питания
3.3 В
Входное напряжение
(рекомендованное)
7…12 В
Входное напряжение (мин./макс.)
Цифровые линии ввода/вывода
6…20 В
54 (из них
6 выходы ШИМ)
Аналоговые входы
12
Аналоговые выходы (ЦАП)
2
Общий постоянный выходной ток
на всех линиях ввода/вывода
130 мА
Постоянный ток для вывода 3.3 В
800 мА
Постоянный ток для вывода 5 В
800 мА
(теоретически до 1 А)
Отладочный интерфейс
JTAG/SWD
РЛ
45
РадиоЛоцман – февраль 2013
СХЕМЫ
Светодиодный индикатор
включения
с импульсным питаниемпотребляет 4 мВт
Marian Stofka, Словакия
EDN
В
выходных колебаний составляет порядка оборудовании с батарейным питанием 0.5?с, а коэффициент заполнения очень мал, для индикации включения часто используют-
и равен примерно 1%. Время T, в течение ся светодиоды, которые, однако, потребляют L
значительную мощность. Ниже приведена которого напряжение на выходе генератора схема индикатора с импульсным питанием, имеет низкий уровень, можно найти из выра-
расходующая в среднем всего 4 мВт, но впол-
жения
не адекватно выполняющая свою функцию.
Миниатюрная одновентильная микросхе-
ма инвертора с триггером Шмитта во входном каскаде (SN74AHC1G14), дополненная парой резисторов, диодом Шоттки и конден-
сатором, образует задающий импульсный генератор, показанный на Рисунке 1. Период GND
V
CC
IC
1
+
C
6.8 µF
Танталовый
R
T
240k
R
CH
2.2k
100 nF
D
1S
TMM BAT42
D
2S
TMM BAT42
D
1
1N914
D
2
1N914
R
S
68
R
B
2k
R
E
2k
Q
1
4.4 В
Светодиод
2N4403
Q
2
2N3904
ЗАМЕЧАНИЕ: Необходимо использовать светодиод с повышенной яркостью излучения.
Рисунок 1. Источник тока на транзисторах Q и Q питает светодиод постоянным током, в опре-
1 2
деленных пределах независящим от прямого напряжения светодиода. На инверторе с триггером Шмитта собран классический генератор прямоугольных импульсов, дополненный элементами R и D, создающими асимметрию выходного сигнала.
CH 1S
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
1
V
V
2
1
ln
C
R
T
HYST
CC
T
L
В
46
РадиоЛоцман – февраль 2013
СХЕМЫ
.
мс
5
T
100
1
L
?
?
?
?
?
?
?
ветственно, образующих коммутируемый где
источник тока. При «лог. 1» на катоде диода V – напряжение гистерезиса входа HYST
Шоттки D через светодиод протекает посто-
2S
микросхемы IC,
1
янный ток, приблизительно равный V – напряжение питания микросхемы CC
I ? 0.7V/R, что для данной схемы составля-
O? ? S
IC.
1
ет порядка 10 мА.
При V = 4.5 В типичная величина гисте-
Включенные последовательно кремние-
CC
вые диоды D и D образуют цепь резко нели-
резиса V составляет 0.75 В. Для выпол-
1 2
HYST
нейной отрицательной обратной связи. Если нения условия T = 0.5 с следует выбрать L
по какой-либо причине падение напряжения резистор R с сопротивлением 200 кОм. T
на резисторе R возрастет, это приращение S
Емкость времязадающего конденсатора C, напряжения через диоды D и D, практичес-
найденная из приведенного выражения, под-
1 2
вергнутого небольшим алгебраическим пре-
ки без изменения, передастся на эмиттер Q, 2
образованиям, равна 7.45 мкФ. Останавли-
что приведет к уменьшению коллекторного ваемся на ближайшем стандартном значе-
тока Q и, соответственно, базового тока Q. 2 1
нии 6.8 мкФ. Желательно использовать тан-
На этом цепь обратной связи замкнется. В таловый конденсатор с твердым электроли-
результате ток коллектора Q уменьшится, 1
том. Для получения малого коэффициента возвращаясь к прежнему значению.
заполнения импульсов генератора длитель-
Заметим, что при низком уровне напряже-
ность положительного полупериода T укора-
H
ния на выходе IC ток через D и резистор R чивается путем принудительного разряда 1 2S B
конденсатора C через дополнительный очень незначителен, так как базовый ток Q 2
резистор R и диод Шоттки D. Прямым CH 1S
практически отсутствует, и транзистор, как и напряжением на D, не превышающим 1S
источник тока в целом, выключен. Светодиод при этом также выключен, и потребление 200?мВ, можно пренебречь. Среднее время, в течение которого светодиод будет нахо-
схемы определяется лишь током утечки через D и R, не превышающим единиц диться во включенном состоянии, равно при-
2S B
близительно микроампер. При использовании элементов для поверхностного монтажа схему можно собрать на печатной плате площадью не более 16 ? 16 мм.
Финансовую поддержку этому проекту оказало Словацкое агентство по исследова-
Драйвер светодиода состоит из PNP и NPN биполярных транзисторов Q и Q, соот-
ниям и развитию.
1 2
РЛ
СХЕМЫ
47
РадиоЛоцман – февраль 2013
Преобразователь
несимметричного сигнала
в дифференциальныйс программируемым усилением
Sandro Herrera и Moshe Gerstenhaber, Analog Devices
EDN
OUT
+IN
–IN
–IN
V
IN
+IN
V
OCM
5 В
V
S
V
S
V
S
–V
S
–V
S
V
REF
R
G
C
F
OP1177
1M
1M
10k
10k
10k
10k
–OUT
+OUT
V
ON
V
OP
5 В
–V
S
–5 В
R
F
AD8476
–5 В
+
–
+
–
Рисунок 1. Коэффициент усиления этого преобразователя несимметричного сигнала в диффе-
ренциальный устанавливается выбором соотношения сопротивлений R и R.
F G
При управлении современными АЦП, при преобразовывать несимметричные сигналы передаче сигналов по витой паре или при в дифференциальные.
обработке аудио высокой верности для улуч-
В большинстве случаев функции такого шения отношения сигнал/шум, повышения преобразования более чем успешно может устойчивости к синфазным помехам и сниже-
выполнять малопотребляющий, прецизион-
ния уровня второй гармоники требуется диф-
ный, полностью дифференциальный усили-
ференциальное подключение входных сиг-
тель AD8476, на кристалле которого интегри-
налов. В связи с этим требованием возникает рованы прецизионные резисторы. Если, все же, потребуется еще более высокая точ-
необходимость в схемных узлах, способных П
.
R
R
1
2
V
V
УСИЛЕНИЕ
G
F
IN
.
ДИФФ
,
OUT
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
.
C
R
2
1
2
1
Я
ПРОПУСКАНИ
ПОЛОСА
F
F
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
ность, можно, как показано на Рисунке 1, му конечная ширина полосы пропускания добавить каскад на прецизионном операци- AD8476 при замкнутой цепи ОС добавляет онном усилителе OP1177. Такой преобразо- полюс к передаточной функции OP1177 с раз-
ватель несимметричного сигнала в диффе- омкнутой ОС. Чтобы обеспечить устойчи-
ренциальный имеет высокое входное сопро- вость, полоса пропускания AD8476 должна тивление, входной ток смещения не более быть выше частоты единичного усиления 2?нА, напряжение смещения не более 60 мкВ OP1177. Это требование смягчается, когда и температурный дрейф напряжения смеще- коэффициент усиления при замкнутой цепи ния не более 0.7 мкВ/°C.ОС больше двух, поскольку обратная связь через резистор эффективно уменьшает час-
Представленная схема состоит из двух тоту единичного усиления OP1177 в усилителей, охваченных общей обратной R/(R +R ) раз. AD8476 имеет полосу про-
G G F
связью (ОС). ОУ определяет здесь точность и шумовые характеристики схемы, а диффе-
пускания 5 МГц, а частота единичного усиле-
ренциальный усилитель выполняет преобра-
ния OP1177 равна 1 МГц, поэтому представ-
зование несимметричного сигнала в диффе-
ленная схема не имеет проблем с устойчи-
ренциальный. Такая организация обратной востью при любом коэффициенте усиления.
связи, ослабляет все ошибки, создаваемые При использовании ОУ с частотой единич-
AD8476, включая шум, нелинейные искаже-
ного усиления, намного превышающей поло-
ния, смещение и дрейф, благодаря располо-
су пропускания дифференциального усили-
жению AD8476 внутри петли ОУ и большому теля, можно ограничить полосу, добавив кон-
коэффициенту усиления включенного перед денсатор C, как показано на Рисунке 1. Кон-
F
ним операционного усилителя.
денсатор C с резистором обратной связи R F F
Коэффициент усиления изображенного на образуют интегратор, благодаря которому Рисунке 1 преобразователя устанавливается полоса пропускания всей схемы становится резисторами R и R в соответствии с форму-
F G
равной
лой
Коэффициент Ѕ в выражении для полосы пропускания появляется в связи с тем, что Минимальный коэффициент усиления, обратная связь с выхода схемы подключена равный двум, получится, если резистор R F
несимметрично, а не дифференциально. В закоротить, а R удалить.
G
результате коэффициент обратной связи и полоса пропускания схемы уменьшаются Как и в случае любой системы с обратной вдвое.
связью, необходимо позаботиться об устой-
чивости схемы. Каскад из OP1177 и AD8476 Если эта ограниченная полоса будет мень-
образует составной операционный усили-
ше полосы пропускания дифференциально-
тель с дифференциальным выходом, го усилителя с замкнутой петлей ОС, схема собственный коэффициент усиления которо-
будет устойчива. Такой метод ограничения го равен произведению усиления OP1177 при полосы пропускания также может быть при-
разомкнутой цепи ОС на коэффициент уси-
менен при коэффициенте усиления равном 2 ления AD8476 с замкнутой петлей ОС. Поэто-
посредством разрыва цепи на месте R.
G
РЛ
СХЕМЫ
48
РадиоЛоцман – февраль 2013
Сергей Шишкин, г. Саров, Нижегородская обл.
Трехканальный пульт
для управления приводами
шаговых двигателей
В статье представлено схемное решение микропроцессорного пульта управления при-
водами шаговых двигателей
В общем случае, задача по управлению модулями FM-NC, FM 353 и FM357-2 выпол-
шаговыми двигателями (ШД) сводится к ком- няет высокоточные задачи позиционирова-
мутации его обмоток для вращения вала дви- ния в диапазоне мощностей от 50 Вт до гателя в нужном направлении и с нужной час- 600 Вт. Этот привод показателен тем, что в тотой (скоростью). Это невозможно сделать нем представлены все основные сигналы без блока управления. Обычно шаговый дви- управления: ШАГ, НАПРАВЛЕНИЕ, РАЗРЕ-
гатель (с редуктором или без) с блоком управ- ШЕНИЕ и ГОТОВНОСТЬ, которые могут ления называют приводом шагового двигате- использоваться в приводах ШД других фирм.
ля. Фирмы, реализующие на рынке ШД, как Подробную информацию по приводу FM-
правило, предлагают к ним блоки управления STEPDRIVE можно найти в [1].
с законченными сетевыми интерфейсами FM-STEPDRIVE управляется с помощью управления: RS-485, CAN, USB, PROFIBUS, импульсного и сигнального интерфейсов. Ethernet, и пр. Кроме того, блоки управления Через импульсный интерфейс подаются:
ШД могут управляться и импульсными сигна-
PULSE (вход) – тактовые импульсы
лами (например, уровня ТТЛ). В сложных DIR (вход) – сигнал направления движе-
изделиях приводы ШД могут применяться в ния
составе законченных функциональных ENABLE (вход) – сигнал разрешения рабо-
узлов, которые управляются распределен-
ты
ной системой сбора данных и контроля всего изделия. Зачастую бывает так, что функцио-
READY1_N (выход) – сигнал готовности
нальный узел изготовлен раньше, чем вся Линии сигнального интерфейса:
система управления изделием. На этапе пус-
L+(24V) – питание 24 В
ко-наладочных работ, при проверке и M (24V GND) – общий провод для 24 В
настройке функционального узла, содержа-
щего приводы ШД, целесообразно приме-
GATE_N (вход) – сигнал разреше-
нить местный пульт управления (далее ния/блокировки тактовых импульсов (при пульт), который позволяет задавать направ-
уровне 0 В считывание сигналов не произ-
ление и скорость вращения вала ШД. Пред-
водится)
ставленный пульт будет полезен на этапе READY2 (выход) – сигнал готовности при-
макетирования и отработки конструкции изде-
вода (для ЧПУ)
лия.
Все цепи гальванически отвязаны от сети.
Рассмотрим привод FM-STEPDRIVE Принципиальная схема пульта приведена фирмы SIEMENS, достаточно широко пред-
на Рисунке 1.
ставленный на рынке в различных системах Через соединители пульта Х1, Х2 и Х3 по-
автоматизации для обрабатывающих стан-
даются соответствующие сигналы управле-
ков. FM-STEPDRIVE применяется для управ-
ния приводами FM-STEPDRIVE №1, №2 и ления шаговыми двигателями SIMOSTEP №3. В пульте можно задавать следующие серии 1FL3, и вместе с функциональными В
СХЕМЫ
49
РадиоЛоцман – февраль 2013
CPU
ZQ1
РК100КА-12БН-10000К
1
DD3
КР580ВИ53
Q0
Q1Q2
RT
1
234
RG
DD2
К555ИР23
+5V
1
5
9
P3.0
+5V
2
6
10
HL1
3Л341К
HL4 3Л341К
HL5 3Л341К
HL6 3Л341К
X1 WF-9
1
23456789
Цепь
PULSE
PULSE_NDIRDIR_NENABLEENABLE_NREADY1_NGNDGND
5
678
X2 WF-9
1
23456789
Цепь
PULSE
PULSE_NDIRDIR_NENABLEENABLE_NREADY1_NGNDGND
9
10
11
12
X3 WF-9
1
23456789
Цепь
PULSE
PULSE_NDIRDIR_NENABLEENABLE_NREADY1_NGNDGND
D1 К155ЛН1
DD1.1
1
ЛH1
2
1
DD1.3
1
ЛH1
6
5
DD1.2
1
ЛH1
4
3
8
7654321
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
19
20
A0
A1
F1
F1
F1
1
DD1.4
1
ЛH1
9
8
DD1.6
1
ЛH1
12
13
DD1.5
1
ЛH1
10
11
R1 300
“В1”
+5V
HL2
3Л341К
1
R2 300
“В2”
+5V
HL3
3Л341К
1
R3 300
“В3”
10
1317
22
23
21
RD
WR
CS
A1
A2
9
11
15
14
18
16
C0
CE0
C1
CE1
C2
CE2
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
Q0
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
1
2345678
3
478
13141718
P3.2
11
1
C
OE
DD5
К555ИР23
2
56912151619
RG
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
Q0
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
2
3671011
3
47813141718
P3.1
11
1
C
OE
2
569
12151619
A1
A2
1
2345678
R15 3k
+5V
R14 390
“Н3”
1
234
R12 390
R4 390
R8 390
R10 390
R6 390
R11 3k
R7 3k
R13 300
5
678
9
101112
R9 300
R5 300
“Н2”
“Н1”
DD4
AT89C4051-24PI
12
13141516171819
P3.0
P3.1P3.2P3.3
2
367
5
4
8
9
11
4
812
AIN1
AIN2
P12
P13
P14
P15
P16
P17
RST
RXD
TXD
INT0
INT1
T0
T1
P3.7
X1
X2
СХЕМЫ
50
РадиоЛоцман – февраль 2013
Рисунок 1. Принципиальная схема пульта управления.
РадиоЛоцман – февраль 2013
СХЕМЫ
51
R27
3k
P3.3
+5V
+5V
R28 2.4к
F1
VT1...VT4
КТ3107Е
D6 К555ЛН1
К выв. 14 DD1, DD6, DD7,
выв. 20 DD2, DD4, DD5,выв. 24 DD3
R29 220
C2 3600
16
A
B
CD
E
F
G
H
a
g
d
f
e
b
c
h
+U
1
2345678
1
2345678
R17...R24
200
1
2345678
R25
3k
R26
1k
VT1
+5V
9
10
9854237
16
+U
HG1
HDSP-F201
A
B
CD
E
F
G
H
a
g
d
f
e
b
c
h
+U
1
2345678
R30
3k
R31
1k
VT2
+5V
10
10
9854237
16
+U
HG2
HDSP-F201
A
B
CD
E
F
G
H
a
g
d
f
e
b
c
h
+U
1
2345678
R32
3k
R33
1k
VT3
+5V
11
10
9854237
16
+U
HG3
HDSP-F201
A
B
CD
E
F
G
H
a
g
d
f
e
b
c
h
+U
1
2345678
R34
3k
R35
1k
VT4
+5V
12
10
9854237
16
+U
HG4
HDSP-F201
+5V
C4
10 мкФ?25 В
X4
WF-4
1
234
+5V
GND
Цепь
К выв. 7 DD1, DD6, DD7,
выв. 10 DD2, DD4, DD5,выв. 12 DD3
VD1
КД522Б
S1
ПКН125
“?”
1
“?”
VD2
КД522Б
S2
ПКН125
2
“Н”
VD3
КД522Б
S3
ПКН125
3
“В”
VD4
КД522Б
S4
ПКН125
4
“С1”
VD5
КД522Б
S5
ПКН125
5
“С2”
VD6
КД522Б
S6
ПКН125
6
“С”
VD8
КД522Б
S8
ПКН125
8
“С3”
VD7
КД522Б
S7
ПКН125
7
1
ЛH1
DD6.1
DD6.2
DD6.3
1
2
1
ЛH1
3
4
1
ЛH1
5
6
C3 3600
C1
10 мкФ?25 В
16
R16
15k
1
2345678
13
1415
9
10
11
12
13
14
15
1
2345678
РадиоЛоцман – февраль 2013
СХЕМЫ
52
значения частот вращения ротора шаговых Индикаторы дисплея имеют следующее двигателей (об./мин): 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, назначение (слева направо на Рисунке 1):
42, 44, 45, 46, 48, 50, 51, 53, 55, 57, 60, 62, 65, 1 разряд (индикатор НG1) отображает «1» 68, 71, 75, 78, 83, 88, 93, 100, 107, 115, 125, в режиме «привод 1», «2» – в режиме «при-
136, 150, 166, 187, 214, 250, 300, 375. К приво-
вод 2», «3» – в режиме «привод 3».
дам FM-STEPDRIVE подключались двигате-
2 разряд (индикатор НG2) отображает ли SIMOSTEP 1FL3043 при установленном разряд значения сотен об./мин во всех разрешении 1000 шагов на оборот.
перечисленных режимах.
В интерфейс пульта входит клавиатура 3 разряд (индикатор НG3) отображает (кнопки S1…S8), индикаторы HL1…HL6 и разряд значения десятков об./мин во всех блок индикации (дисплей) из четырех цифро-
режимах.
вых семисег ментных индик аторов 4 разряд (индикатор НG4) отображает HG1…HG4. Кнопки клавиатуры имеют следу-
разряд значения единицы об./мин во всех ющее назначение:
режимах.
S1 (?) – увеличение скорости (об./мин) Сразу после подачи питания устройство шагового двигателя. Каждое нажатие на переходит в режим работы «привод 1». На кнопку увеличивает частоту вращения дисплее индицируется значение 35 об./мин ротора выбранного ШД (ряд задаваемых (минимальное значение), ротор шагового значений приведен выше). Удержание двигателя привода №1 не вращается. Для кнопки в нажатом состоянии более трех запуска двигателя необходимо нажать на секунд, приводит к непрерывному увели-
кнопку S5 (С1). Кнопками S1, S2 (?, ?) уста-
чению значения выбранного привода навливается необходимое значение через каждые 0.5 с.
(об./мин) скорости вращения ШД, кнопкой S3 S2 (?) – уменьшение скорости (об./мин) – направление его вращения. При этом вклю-
шагового двигателя. Каждое нажатие на чаются, соответственно, индикаторы HL1 эту кнопку уменьшает частоту вращения (вперед) или HL4 (назад). Все заданные пара-
ротора выбранного ШД. Удержание кнопки метры для данного привода сохраняются при в нажатом состоянии более трех секунд переходе на другой режим пульта («привод приводит к периодическому снижению 2» или «привод 3»).
скорости выбранного привода через каж-
Рассмотрим главные функциональные дые 0.5 с.
узлы принципиальной схемы пульта. Осно-
S3 (Н)
вой устройства служит микроконтроллер – направление вращения вала выбранного шагового двигателя: вперед DD4 с частотой синхронизации 10 МГц, зада-
ваемой кварцевым резонатором ZQ1. Микро-
(по часовой стрелке), назад (против часо-
контроллер управляет работой всего устро-
вой стрелки). При выбранном направле-
йства вцелом. Клавиатура собрана на кноп-
нии вращения включаются индикаторы ках S1…S8. Для определения нажатия кно-
HL1, HL2, HL3 (вперед для приводов №1-
пок клавиатуры задействован вывод 7 микро-
3) или HL4, HL5, HL6 (назад для приводов контроллера. Резисторы R1…R3, R5, R9, R13 №1-3).
ограничивают ток индикаторов HL1…HL3, S4 (В) – выбор привода (выбор ШД) в HL4, HL5, HL6. Динамическая индикация цикле («привод 1», «привод 2», «привод собрана на регистре DD5, транзисторах 3») после режима «привод 3» выбирается VT1…VT4 и цифровых семисегментных инди-
режим «привод 1».
каторах HG1…HG4. Тактовая частота (сигнал S5 (С1) – кнопка старт/стоп для привода PULSE) на три привода ШД поступает с про-
№1.
граммируемого таймера DD3 КР580ВИ53. S6 (С2) – кнопка старт/стоп для привода Его подробное описание приведено в [2]. Канал 0 таймера формирует последователь-
№2.
ность тактовых импульсов для привода №1, S7 (С3) – кнопка старт/стоп для привода канал 1 – для привода №2, и канал 2 – для №3.
привода №3. Все три канала работают в режи-
S8 (С) – общий останов всех приводов, ме 3 (режим генератора меандра). Коэффи-
независимо от того, какой привод был циент деления задается однобайтным чис-
выбран в текущий момент.
лом. Тактовая частота F1, равная приблизи-
СХЕМЫ
53
РадиоЛоцман – февраль 2013
тельно 6.25 кГц, поступает на входы каналов подачи питания и инициализации) сигнал таймера (выводы 9, 15, 18 DD3) от генерато- ENABLE установлен в «лог. 0», сигнал ра, собранного на микросхеме DD6. Резисто- READY1_N – в «лог. 1». После задания с кла-
ром R29 осуществляется регулировка часто- виатуры какого-либо значения для привода ты. Питающее напряжение на пульт поступа- №1 микроконтроллер устанавливает ет через соединитель Х4. Конденсатор С4 ENABLE в «лог. 1». По этому сигналу привод фильтрует пульсации в цепи питания +5V.FM-STEPDRIVE устанавливает READY1_N в «лог. 0». Микроконтроллер анализирует уро-
В режиме 3 каждый канал таймера работа-
вень сигнала, поступающего на вход 8. При ет как делитель входных сигналов на N
«лог. 0» на этом входе на выводе 11 таймера (N – коэффициент деления, который может (вход разрешения счета канала 0) будет при-
принимать значения от 0 до 255). При этом
сутствовать «лог. 1». При этом счет канала 0 !
длительность положительного и отрица-
разрешен. Микроконтроллер управляет дан-
тельного полупериодов выходного сигна-
ным входом таймера через регистр DD5. Сиг-
ла для четных N равна Т N/2, где
С
нал на вывод 11 таймера поступает с вывода Т – период сигнала тактовой частоты,
С
12 регистра DD5. Если привод №1 выставил !
для нечетных N положительный полупери-
READY1_N в «лог. 1», на входе 11 таймера од равен Т (N + 1)/2, а отрицательный – будет уровень «лог. 0», запрещающий счет С
канала 0 таймера. На выходе канала 0 (вы-
Т (N – 1)/2.
С
вод 10 таймера) будет установлена «лог. 1». В режиме 3 каналы не выполняют свои Соответственно, сигнал PULSE (контакт 1 функции при записи в счетчики числа N = 3. соединителя Х1) после инвертора DD1.1 при-
Поэтому реализовано программное ограни-
мет значение «лог. 0».
чение N ? 4. Перезагрузка счетчика во время Совершенно аналогично выходные сигна-
счета не влияет на текущий период, однако лы READY1_N приводов №1 и №2 формиру-
последующий период будет соответствовать ются каналами 1 и 2 таймера.
уже новой уставке счета. Минимальная час-
Программное обеспечение микроконтрол-
тота каждого канала определяется мини-
лера DD4 состоит из трех основных частей: мальной частотой вращения ротора ШД, и процедуры инициализации, основной про-
для нашего случая (35 об./мин) равна при-
граммы, работающей в замкнутом цикле и мерно 595 Гц, максимальная (для подпрограммы обработки прерываний от 375?об./мин) – 6.25кГц. Для вычисления час-
таймера TF0. В основной программе проис-
тоты вращения ротора в оборотах в минуту в ходит вычисление частоты вращении рото-
программе заложена формула F=1500/N, где ров шаговых двигателей и преобразование N – вышеуказанный коэффициент деления в получившегося двухбайтного двоичного канале таймера DD3 (4 ? N ? 42). Исходными числа в десятичные двоично-кодированные данными для получения этой формулы явля-
(BCD) числа для отображения информации ются частота генератора 6.25 кГц и количес-
на дисплее пульта. В подпрограмме обработ-
тво шагов на один оборот шагового двигателя ки прерываний от таймера в каждом цикле (1000). Десятые доли, полученные при деле-
происходит опрос клавиатуры, перекодиров-
нии двухбайтного двоичного числа 1500 на ка двоично-десятичного числа в код семисег-
однобайтное двоичное N, в программе отбра-
ментного индикатора и запись информации сываются.
из порта P1 микроконтроллера в регистры Рассмотрим взаимодействие пульта и при-
DD2 и DD5. Запись в регистры происходит по вода FM-STEPDRIVE через импульсный фронту импульсов, подаваемых, соотве-
интерфейс на примере привода №1, подклю-
тственно, с выводов 3 и 6 микроконтроллера. чаемого к соединителю Х1 пульта. Сигналы Таймер TF0 формирует запрос на прерыва-
управления на приводы через соединители ние чрез каждые 3400 мкс и выполняет функ-
Х1…Х3 поступают с регистра DD2 и инверто-
цию счетчика времени, формируя времен-
ров DD1.1 – DD1.3. На входы инверторов под-
ные интервалы, необходимые для отображе-
аются сигналы тактовой частоты с програм-
ния разрядов в динамической индикации мируемого таймера DD3. С контакта 7 соеди-
блока.
нителя Х1 сигнал READY1_N поступает на Сразу после подачи питания на выводе 1 вход 8 микроконтроллера DD4. При нулевом микроконтроллера DD4 через цепь R16, С1 значении на дисплее пульта (сразу после СХЕМЫ
54
РадиоЛоцман – февраль 2013
формируется сигнал аппаратного сброса бить на три группы. Каждая группа, в соотве-
микроконтроллера. Далее идет инициализа- тствии с количеством знакомест, занимает ция программы, в которой задаются парамет- четыре ячейки памяти:
ры работы динамической индикации, про-
30Н…33H – адреса текущих значений час-
граммируемого таймера DD3 и режимы при-
тоты вращения вала ШД (об./мин) для при-
водов FM-STEPDRIVE. Затем запускается вода №1. Индицируются в режиме «при-
таймер TF0 и разрешается работа устро-
вод 1». По адресу 30Н хранится число 1.
йства по описанному выше алгоритму. В под-
34Н…37Н – адреса текущих значений час-
программе опроса клавиатуры байт, выводи-
тоты вращения вала ШД (об./мин) для при-
мый в порт Р1 микроконтроллера, представ-
вода №2. Индицируются в режиме «при-
ляет собой код «бегущий ноль». После запи-
вод 2». По адресу 34Н хранится число 2.
си этого байта в порт Р1 микроконтроллер 38Н…3ВН – адреса текущих значений час-
анализирует сигнал на входе 7 (Р3.3). При тоты вращения вала ШД (об./мин) для при-
нажатии любой кнопки на входе 7 появляется вода №3. Индицируются в режиме «при-
«лог. 0». Таким образом, каждая кнопка кла-
вод 3». По адресу 38Н хранится число 3.
виатуры «привязана» к своему разряду бай-
Указанные адреса загружаются в регистр та. Нажатием кнопки S4 инкрементируется R0 микроконтроллера. В подпрограмме обра-
регистр R2, и, тем самым, задается один из ботки прерываний от таймера TF0 (метка OT) трех режимов работы пульта. При нажатии на каждый байт функциональной группы после кнопку S1 устанавливается флаг, разрешаю-
перекодировки выводится в порт Р1 микро-
щий увеличивать текущее значение частоты контроллера. Для включения индикаторов вращения вала ШД выбранного привода, HG1…HG4 необходимо установить «лог. 0», индицируемого на дисплее пульта. Одновре-
соответственно, на выводах 2, 5, 6 или 9 менно запускается счетчик на регистре R3. регистра DD5. Так например, для того, чтобы Если кнопка удерживается нажатой более в режиме «привод 1» на индикаторе HG1 трех секунд, значение, отображаемое на дис-
индицировалась «1», необходимо двоично-
плее, увеличивается непрерывно с перио-
десятичное число, расположенное по адресу дичностью 0.5 с. Счетчик, формирующий 30H перекодировать, вывести в порт Р1 мик-
интервал 0.5 с, организован на регистре R4. роконтроллера, и записать «лог. 0» в первый При отпускании кнопки S1 все счетчики обну-
разряд регистра DD5 (вывод 2). Поочередно ляются. Точно таким же образом организова-
записывая в порт Р1 микроконтроллера пере-
на работа кнопки S2 для уменьшения текуще-
кодированные байты из функциональной го значения частоты вращения вала ШД. При группы буфера отображения и «лог. 0» в соот-
нажатии на S2 текущее значение на дисплее ветствующий разряд регистра DD5, мы полу-
блока уменьшается. Счетчики, поддержива-
чаем режим динамической индикации. ющие алгоритм работы кнопки S2, организо-
Понятно, что каждый разряд индикатора ваны на регистрах R5 и R6. Одновременно с устройства «привязан» к своему адресу в изменением на дисплее пульта числа для функциональной группе. На регистре R1 реа-
текущего канала меняется коэффициент лизован счетчик разрядов.
деления, записываемый в соответствующий канал таймера DD3.
При каждом обращении к подпрограмме обработки прерываний регистры R0 и R1 С выходов регистра DD5 (выводы 2, 5, 6, 9) инкрементируется. При инициализации в R0 через ключи на транзисторах VT1…VT4 загружается адрес 30H (режим «привод 1»), а управляются индикаторы HG1…HG4. Сигна-
в R1 число 1. В ячейке ОЗУ с адресом 20Н лами с выводов 12, 15 и 16 регистра DD5 раз-
находится байт, управляющий разрядами решается работа каналов 0, 1, 2 таймера динамической индикации и входами разре-
DD3. Адреса таймера выбираются сигнала-
шения счета каналов 0, 1, 2 таймера DD3. ми с выводов 16 и 19 регистра DD2. Посколь-
Байт записывается в регистр DD5 сразу ку таймер работает только в режиме записи, после опроса клавиатуры. Младшая тетрада его вывод 22 (RD) подключен к шине питания в этом байте представляет собой код «бегу-
+5V. В памяти данных микроконтроллера с щий ноль» для поочередного включения зна-
адреса 30Н по 3BН организован буфер ото-
комест (разрядов) динамической индикации. бражения для динамической индикации. По Цикл индикации, как уже отмечалось, равен функциональному назначению адресное 3.4 мс. По адресу 21Н в ОЗУ находится байт, пространство буфера можно условно раз-
СХЕМЫ
55
РадиоЛоцман – февраль 2013
который управляет сигналами импульсных общим проводником полезно установить бло-
интерфейсов приводов (сигналы DIR и кировочные конденсаторы К10-17-Н90-
ENABLE) и задает адреса каналов в таймере 0.1мкФ. Микроконтроллер DD4 типа DD3. Данный байт в цикле подпрограммы АТ89С4051-24PI.
обработки прерываний выводится в регистр В дисплее выделен разряд индикатора DD2. Написанная на ассемблере программа (HG1), отображающий текущий режим рабо-
занимает порядка 1 Кбайт flash-памяти. ты устройства на фоне остальных разрядов Конструктивно пульт выполнен в виде функ-
интерфейса. Поэтому для него выбран семи-
ционально законченного модуля. Фотогра-
сегментный индикатор красного цвета HDSP-
фия макета пульта представлена на Рисун-
F001 (можно использовать HDSP-F151). ке?2.
Индикаторы HG2…HG4 типа HDSP-F501 имеют зеленый цвет свечения. Светодиоды HL1…HL6 могут быть любыми с IПР = 10 мА. Потребление тока по шине +5 В не превыша-
ет 100 мА. В схеме нет никаких настроек и регулировок, кроме небольшой подстройки частоты генератора на микросхеме DD6, и если монтаж выполнен правильно, она начи-
нает работать сразу после подачи напряже-
ния питания. Сначала следует проверить работоспособность пульта, не подключая к нему приводы. Для этого необходимо подать «лог. 1» на контакты 7 соединителей Х1…Х3 (сигналы READY1_N_N). Затем, подключив приводы, проверить работоспособность, начиная с первого. Подключать приводы к пульту, а также шаговые двигатели к приводу, можно только при выключенном питании.
В устройстве использованы резисторы С2-33Н-0.125. Подойдут любые другие с 1. http://www.automation.siemens.com
такой же мощностью рассеивания и погреш-
2. Микропроцессоры и микропроцессорные ком-
ностью 5%. Резистор R29 типа СП5-16ВВ. плекты интегральных схем: Справочник. В 2-х Конденсаторы С1, С4 – К50-35, С2, С3 – К10-
т./ Под. ред. В. А. Шахнова. М., Радио и связь, 17а. У всех микросхем между цепью +5V и 1988.
Литература
Рисунок 2. Внешний вид макета пульта.
Загрузки
Исходный код и HEX файл
РЛ
СХЕМЫ
56
РадиоЛоцман – февраль 2013
Две микросхемы
умножают аналоговый сигнал
на цифровой
Rick Mally, Independent Designs LLC, США
EDN
В представленной здесь схеме аналого- частот для удаления составляющих сигнала вый сигнал смешивается со стандартным с частотой ШИМ.
сигналом ШИМ с помощью аналогового ком-
На Рисунке 1а изображен умножитель, мутатора, в качестве которого предлагается содержащий низкочастотный фильтр Салле-
использовать, например, DG419 или одну на-Кея второго порядка. Именно активный треть микросхемы CD4053. Сигналы ШИМ фильтр позволяет наиболее эффективно способно формировать большинство микро-
подавлять частоту коммутации, пропуская контроллеров. При объединении сигнала более медленные сигналы переменного тока ШИМ с аналоговым сигналом и последующей практически без ослабления. Аналоговый фильтрации высокочастотных компонентов ключ поочередно выбирает либо аналоговый смеси получается схема, эффективно умно-
входной сигнал, либо уровень «земли», поэ-
жающая аналоговый сигнал на цифровое тому среднее значение его выходного напря-
значение. Подобная схема может найти при-
жения будет равно
менение при обработке сигналов, коррекции V ? D,
IN
коэффициента мощности, автоматической где
регулировке усиления и при создании интер-
D – коэффициент заполнения импульсов фейсов датчиков. Все четыре варианта ШИМ, величина которого может находить-
схемы основаны на одном и том же принципе, ся в диапазоне от 0 до 1.
использующем аналоговый ключ для управ-
ления соотношением времени подключения На Рисунке 1б показан видоизмененный двух аналоговых входов и фильтр нижних вариант схемы. К входу, заземленному в пре-
+
–
2
3
1
V
O
U
T
R
2
10k
R
1
10k
S
1
C
2
C
1
V
IN
A
(а)
(б)
B
ШИМ
0.0047 µF
ШИМ
Рисунок 1. Аналоговый КМОП ключ и операционный усилитель, включенный в конфигурации фильтра нижних частот, образуют простую схему умножителя, которая может использоваться в качестве блока автоматической регулировки усиления (а) или микшера (б).
В
СХЕМЫ
57
РадиоЛоцман – февраль 2013
дыдущей схеме, теперь подключен второй C ? 0.5 ? C. При двукратном увеличении 2? 1
аналоговый сигнал. Выходное напряжение значений сопротивлений или емкостей час-
описывается выражением
тота среза уменьшается вдвое, и наоборот, (A?D) + B?(1 – D).
если уменьшить номиналы наполовину, час-
тота среза удвоится.
Коэффициент заполнения импульсов ШИМ определяет соотношение времени под-
Упрощенная версия предыдущих схем ключения двух входных сигналов, а результат представлена на Рисунках 2а и 2б. Частота операции представляется напряжением среза этих схем намного ниже, поэтому они пригодны только для формирования посто-
V.
OUT
янного напряжения или медленно меняю-
Частоту среза фильтра следует выбирать щихся сигналов переменного тока. Как и в в соответствии с используемой частотой схемах на Рисунке 1, частота среза фильтра ШИМ. При номиналах показанных на схеме должна соответствовать частоте ШИМ. Для частота среза равна приблизительно 10 кГц. 8-битной ШИМ из предыдущего примера при Этого должно быть достаточно для больши-
R = 10 кОм и C = 0.1 мкФ время отклика 1 1
нства приложений с 8-разрядными микрокон-
равно 5 мс, а шумы не превышают 1 ЕМР.
троллерами, работающими на частоте Поскольку для всех описанных схем коэф-
16?МГц (частота ШИМ – 62.5 кГц). Время фициент усиления по постоянному току отклика такой схемы не превысит 200 мкс, а равен 1, величины дискретных элементов уровень шумов будет меньше единицы млад-
влияют только на передачу переменной шего разряда (ЕМР). Частоту среза легко составляющей сигнала. Это означает, что изменить подбором резисторов R и R или 1 2
высокая точность схемы обеспечивается без конденсаторов C и C. При этом важно, 1 2
использования дорогостоящих прецизион-
чтобы выполнялись соотношения R = R и ных компонентов.
1 2
A
(а)
(б)
B
V
IN
S
1
R
1
10k
C
1
V
OUT
0.1 µF
ШИМ
ШИМ
Рисунок 2. В том случае, когда допустимо большое время отклика, активный двухполюсный фильтр нижних частот можно заменить более простой пассивной однополюсной схемой.
РЛ
СХЕМЫ
58
РадиоЛоцман – февраль 2013
Недорогой датчик удара
на основе пьезоэлектрического
преобразователя
T.K. Hareendran, Индия
Electronic Design Europe
Рисунок 1. При воздействии механического удара пьезоэлектрический датчик (PZT) вырабатыва-
ет сигнал, переключающий моностабильный мультивибратор (IC1), который, в свою очередь, управляет светодиодами двухканального оптоизолятора (IC2).
PZT
C1
2.2 µF
40 В
R1
1.2M
T1
BC547B
R2
12k
C2
10 nF
R3
12k
+
C3
10 µF
40 В
C5
100 nF
R4
470k
1
2
3
4
5
6
7
8
C4
100 nF
R5
1k
D1
1N4148
R6
1k
+12 В
1
2
3
4
5
6
7
8
IC2
TLP621-2
IC1
LM555
N/C
N/O
0 В
Хотя пьезоэлектрические элементы и ет на вход IC1 (вывод 2) и переключает выход раньше использовались в качестве датчиков микросхемы в противоположное состояние.
ударов и вибраций, предлагаемая схема, Напряжение на выходе IC1 (вывод 3) на представляющая собой дешевую альтерна-
короткое время, определяемое номиналами тиву твердотельным датчикам удара общего времязадающих компонентов R4 и C3, стано-
применения, отличается особой дешевиз-
вится высоким. Выход таймера подключен к ной. В схеме используется стандартный пье-
выводам 2 и 3 двухканального транзисторно-
зоэлемент (PZT), воспринимающий происхо-
го оптрона IC2 (TLP621-2).
дящие в непосредственной близости вибра-
При низком уровне напряжения на выходе ции и удары (Рисунок 1).
IC1 первый светодиод оптоизолятора IC2 В исходном состоянии на выходе таймера (выводы 1 и 2) включается, и, соответствен-
LM555 (IC1), включенного по схеме ждущего но, открывает фототранзистор первого кана-
мультивибратора, сохраняется низкий уро-
ла (выводы 7 и 8). При высоком уровне напря-
вень напряжения. В базу транзистора T1 жения на выходе мультивибратора первый включен пьезоэлемент PZT, на котором при светодиод гаснет, а второй (выводы 3 и 4) ударе возникает импульс напряжения. Уси-
зажигается, открывая второй фототранзис-
ленный транзистором, этот импульс поступа-
тор. Таким образом, получилось устройство с Х
СХЕМЫ
59
РадиоЛоцман – февраль 2013
нормально открытым и нормально закрытым пус. Затем подключите пьезодатчик к схеме, выходами, которые можно подключить к используя короткий отрезок коаксиального внешней схеме. При использовании оптрона кабеля. Наклейте круглую резиновую шайбу с другого типа, возможно, вам придется изме- лицевой стороны керамической подложки нить значения сопротивлений R5 и R6.пьезодатчика и с помощью нанесенного на шайбу клея закрепите датчик на защищае-
Собрав схему на макетной плате, подбе-
мой поверхности.
рите для нее подходящий пластиковый кор-
РЛ
Скоро новые
тематические номера:
Если Вам небезразличны эти темы или Вы являетесь носителем передовых знаний в других областях электроники и готовы их популяризировать -
приглашаем к сотрудничеству!
автоматизация
автоэлектроникааккумуляторы и зарядные
устройства
Журнал для тех, кто интересуется электроникойЖурнал для тех, кто интересуется электроникой
Автор
barmaley
Документ
Категория
Наука и техника
Просмотров
1 011
Размер файла
9 321 Кб
Теги
радиолоцман
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа