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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Drei Geräte pro Betriebssystem. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Anfänger Funkamateur [Bei der Verarbeitung dieser Anweisung ist ein Fehler aufgetreten.] Die in diesem Artikel vorgeschlagenen Designs zeigen Optionen für den Aufbau von Schaltungen unter aktiver Nutzung der Möglichkeit, den Stromverbrauch der Mikroschaltung KR140UD1208 zu steuern. Die Mikroschaltung KR140UD1208 kann mit ihrer geringen Größe (Gehäuse 2101.8-1), ihrem geringen Stromverbrauch (von 25 bis 170 μA), ihrem großen Versorgungsspannungsbereich (von 2x1,5 bis 2x18 V) und ihrer hohen Verstärkung (von 2x105 bis 1x2 V) die Aufmerksamkeit von Funkamateuren auf sich ziehen ( bis XNUMX XNUMX). Es besteht ein Schutz der Endstufe gegen Überlastung [XNUMX]. Die Verwendung einer Mikroschaltung in einem Ultraschallfrequenzwandler, einem Mikrofonverstärker und einem Komparator ist in [XNUMX] beschrieben. Aber dieser Mikroschaltkreis hat noch eine weitere einzigartige Eigenschaft – die Fähigkeit, den Stromverbrauch über einen speziellen Ausgang zu regulieren. Am häufigsten wird diese Funktion passiv genutzt. Wählen Sie einfach einen Löschwiderstand aus der Bedingung Iupr = (Upit - 1.7 / Rupr, wobei Iupr der Strom im Steuerkreis an einem speziellen Ausgang ist, mA; Upit ist die Versorgungsspannung, V; Rupr ist der Widerstand des Löschwiderstands, kOhm, angeschlossen zwischen dem genannten Ausgang und den Versorgungs-Minus-Mikroschaltungen. Durch Manipulation des Stroms des Steuerkreises ist es möglich, die Betriebsparameter des Mikroschaltkreises in einem weiten Bereich zu ändern. Wir müssen jedoch sofort warnen, dass Iupr gemäß den technischen Spezifikationen nicht mehr als 200 μA betragen sollte, was bedeutet, dass bei einer Versorgungsspannung von 9 V der Widerstand Rupr nicht weniger als 41,5 kOhm betragen sollte. Anzeige für schwache Batterie Dieses Gerät (Abb. 1) enthält eine Einheit zum Vergleich der voreingestellten Spannung mit der tatsächlichen Batteriespannung und eine Anzeigeeinheit (Tongenerator).
Der Tongenerator ist auf einem DA1 KR140UD1208-Chip aufgebaut. Die Widerstände R1, R2 und R3 sorgen in unserem Fall einer Einzelversorgung für eine Vorspannung am nichtinvertierenden Eingang (Pin 3). Die Elemente C1, R4, R5 sind im Rückkopplungskreis enthalten und sorgen für die Erzeugung. Vom Ausgang der Mikroschaltung (Pin 6) werden die Schallfrequenzschwingungen dem piezokeramischen Schallsender BF1 zugeführt. Der Tongenerator beginnt jedoch erst zu arbeiten, wenn die Verstärkung, die vom vom Mikroschaltkreis verbrauchten Strom abhängt, den für die Selbsterregung erforderlichen Mindestschwellenwert überschreitet. Wenn der Stromverbrauchssteuereingang (Pin 8) über die Widerstände R4 und R6 mit der negativen Stromversorgung (Pin 7) kurzgeschlossen wird, erzeugt die Mikroschaltung Schallschwingungen. Wenn Pin 8 über den Widerstand R6 (Pin 7) mit positiver Spannung verbunden ist, ist die Mikroschaltung gesperrt und ihr Stromverbrauch ist minimal. Die Spannungsvergleichseinheit besteht aus einem Transistor VT1, einer Zenerdiode VD1 und den Widerständen R8–R10. Der Widerstand R8 ist installiert, um den Transistor VT1 sicher zu schließen. Der Widerstand R10 verhindert eine Überlastung und einen Ausfall des Transistors VT1 während des Aufbaus. Der Kondensator C2 dämpft verschiedene Tonabnehmer im Basiskreis. Das Gerät funktioniert so. Bei der Nenn-EMF der Batterie reicht die vom Teiler R9R10 entnommene Spannung aus, um die Zenerdiode durchzubrechen und den Transistor VT1 zu öffnen. Seine Emitter-Kollektor-Verbindung über den Widerstand R6 schließt den Steuerausgang der Mikroschaltung mit positiver Leistung. Der Sender BF1 schweigt. Obwohl im Standby-Modus der Transistor VT1 ständig geöffnet ist, ist der Stromverbrauch der Anzeige aufgrund des hohen Widerstandswerts des Widerstands R7 gering. Bei einer bestimmten, am Widerstand R9 voreingestellten Batteriespannung nimmt der Strom durch die Zenerdiode VD1 merklich ab und der Transistor VT1 schließt. Der von der Mikroschaltung verbrauchte Strom steigt und der Tongenerator schaltet sich ein, was einen Abfall der Batteriespannung signalisiert. Das Einrichten des Indikators ist einfach. Nachdem Sie den Schieberegler des Widerstands R9 in die obere Position (gemäß Diagramm) gebracht haben, wird der Anzeiger an die Laborstromversorgung angeschlossen, während der Generator arbeiten sollte und der BF1-Emitter ertönen sollte. Reduzieren Sie anschließend die Versorgungsspannung auf den erforderlichen Steuerpegel. Besteht die Leistungsbatterie beispielsweise aus sechs TsNK-0,45-Batterien und ist bekannt, dass die Entladung jeder Batteriezelle auf eine Spannung von mindestens 1 V zulässig ist, dann sind 6,5 V (mit einem Spielraum) das Maximum Spannungsniveau, bei dem die Anzeige funktioniert. Danach wird der Motor des Abstimmwiderstands R9 in die Position gebracht, in der die Tonanzeige stoppt. Stellen Sie sicher, dass sich der Tongenerator rechtzeitig einschaltet, indem Sie die Spannung auf 9 V erhöhen und schrittweise auf 6,5 V reduzieren. Durch mehrmaliges Wiederholen dieses Vorgangs wird die genaue Position des Schiebers des Widerstands R9 gefunden, bei der die Anzeige bei der geplanten Unterspannungsgrenze ausgelöst wird. Durch die Auswahl des Kondensators C1 wird der Schallgenerator auf die Resonanzfrequenz des piezokeramischen Emitters abgestimmt. Aufgrund der geringen Anzahl von Teilen und der geringen Größe der aktiven Elemente lässt sich der Indikator problemlos in jedem REA-Gehäuse unterbringen. Wenn das Gerät in einem Taschenradiosender früherer Produktionsjahre (Laspi, VIS-R) montiert ist, ist es besser, es nicht an die gemeinsame Klemme der Netzschalter „RX“ und „TX“ anzuschließen, sondern an die Klemme „RX“, da ein erheblicher Spannungsabfall während der Betriebsübertragung zu Fehlalarmen der Anzeige führen kann. Wenn es der Platz zulässt, wird die Anzeige über einen Mikroschalter (MP-8, MP-9) direkt am Pluspol der Batterie eingeschaltet, um jederzeit deren Zustand zu überprüfen. Der Vergleichsknoten verwendet einen veralteten Miniatur-Germanium-Transistor, der im Vergleich zu Silizium-Transistoren mit einem geringeren Spannungsabfall an ihm verbunden ist. Die Verwendung anderer Transistoren ist zulässig. Und weiter. Um die Lautstärke des Geräts zu reduzieren, empfiehlt es sich, die Widerstände R9 und R10 durch zwei Konstanten zu ersetzen und diese während der Einstellung experimentell auszuwählen. Wenn keine akustische Anzeige des Batteriestatus erforderlich ist, schlage ich eine andere Option vor – mit einer Lichtanzeige. In diesem Fall ist die Schaltung stark vereinfacht (Abb. 2). Dabei fungiert der KR140UD1208-Chip als schaltender (oder abschaltender) Spannungsfolger. Mit anderen Worten, seine Ausgangsspannung ist gleich der Eingangsspannung, diese Bedingung ist jedoch nur erfüllt, wenn die Mikroschaltung für den Signaldurchgang geöffnet ist. Ansonsten ist die Ausgangsspannung klein und entspricht der unteren Grenzspannung. Der Knoten zum Vergleichen der Spannungen (Batteriestatus) ähnelt dem oben besprochenen Knoten. Um die Gesamtzahl der Teile zu reduzieren, ist die Schlüsselstufe (Transistor VT1) an denselben Spannungsteiler angeschlossen wie der nichtinvertierende Eingang der Mikroschaltung (Pin 3). Sein invertierender Eingang (Pin 2) ist direkt mit dem Ausgang (Pin 6) verbunden.
Das Funktionsprinzip des Geräts ist wie folgt. Bei normaler Versorgungsspannung des REA ist die Schlüsselstufe am Transistor VT1 geöffnet und schließt den Steuerausgang 8 über den Widerstand R2 an das Leistungsplus. Der Mikroschaltkreis ist geschlossen und der Ausgang (Pin 6) wird auf eine Spannung nahe Null eingestellt. Sobald die Batteriespannung unter die Öffnungsschwelle der Zenerdiode VD1 fällt, schließt der VT1-Transistor, die Mikroschaltung wechselt in den aktiven Modus und die LED leuchtet auf und signalisiert damit, dass die Batterie schwach ist. Der Schwellenwert für den Indikator wird durch Auswahl des Widerstands R3 eingestellt. Bei den im Diagramm angegebenen Werten der Elemente und einer anfänglichen Batteriespannung von 9 V leuchtet die LED auf, wenn die Spannung auf 6,5 V sinkt. Im Standby-Modus verbrauchen beide beschriebenen Indikatoren Strom nicht mehr als 0,1 mA. Dieser Strom hängt hauptsächlich vom Widerstandswert des Widerstands im Kollektorkreis des Transistors VT1 ab (Abb. 1 - R7, Abb. 2 - R1). Im Anzeigemodus steigt der Strom auf ca. 1 mA. Elektrische Feldanzeige Der Elektrofeldanzeiger wurde als zusätzliches Mittel zum persönlichen Schutz für Schlosser entwickelt, die an der Wartung und Reparatur elektrischer Geräte mit einer Betriebsspannung von bis zu 6000 V beteiligt sind. Er dient dazu, den Elektriker rechtzeitig vor unzulässiger Annäherung zu warnen spannungsführende Teile einer elektrischen Anlage, die unter Spannung steht. Aufgrund der geringen Größe und des geringen Stromverbrauchs im Standby-Modus kann der Indikator bequem in der Brusttasche des Overalls mitgeführt werden. Das Schema des Geräts ist in Abb. dargestellt. 3.
In diesem Gerät fungiert der KR140UD1208-Chip als Komparator. Wenn wir bedenken, dass der Komparator eine Art Waage ist, die die vorgeschlagene Last (Spannung) mit der Referenzlast vergleicht, und die Maßeinheit nicht ein Kilogramm, sondern ein Volt ist, dann wird das Ergebnis eines solchen Vergleichs in zwei Teilen ausgedrückt besagt: Entweder ist die Ausgangsspannung minimal, also Uout = U0, oder maximal, also Uout = U1 [1]. Für die Mikroschaltung KR140UD1208 wird der erste Zustand gebildet, wenn die Spannung am invertierenden Eingang U2 größer ist als die Spannung am nichtinvertierenden Eingang: U2 > U3 und dann Uout = U0. Der zweite Zustand wird erreicht, wenn U2 < U3, in diesem Fall Uout = U1. Nach diesem Prinzip wird der Indikator des elektrischen Feldes aufgebaut. Der Feldeffekttransistor VT1 und der Widerstand R1 bilden einen Spannungsteiler mit gesteuertem Widerstand. Das daraus entnommene Signal verstärkt den Transistor VT2 weiter. Die Widerstände R3 und R4 teilen die Versorgungsspannung in zwei Hälften und bilden so ein „Referenzgewicht“, mit dem die „Last“ – die Signalspannung – verglichen wird. Im Ausgangszustand ist der Widerstand des Source-Drain-Kanals des Transistors VT1 klein, da an seinem mit der „Antenne“ WA1 verbundenen Gate kein Signal anliegt. Transistor VT2 ist geschlossen. Die Spannung an Pin 2 des DA1-Chips liegt nahe bei Upit, das heißt, sie ist größer als an Pin 3, wo sie gleich Upit / 2 ist. Es gilt die Bedingung U2 > U3, bei der Uout = U0 die Transistoren VT3 und VT4 geschlossen sind. Wenn der Indikator in ein elektrisches Feld ausreichender Stärke eingeführt wird, erhöht sich der Widerstand des Source-Drain-Kanals des Feldeffekttransistors VT1, da er durch die am pn-Gate-Übergang erfasste induzierte Spannung geschlossen wird. Der Transistor VT2 öffnet und reduziert die Spannung an Pin 2 von DA1. Irgendwann schaltet der Komparator um und die Spannung an seinem Ausgang nähert sich der Versorgungsspannung. Der Transistor VT3 öffnet und ermöglicht den Betrieb des Impulsgenerators (VT3, VT4). Die Impulswiederholungsrate hängt von den Werten des Kondensators C3 und des Widerstands R8 ab. Bei den im Diagramm angegebenen Werten beträgt die Pulsfrequenz 2,5 ... 3 Hz. Mit der gleichen Frequenz sendet der Tongenerator BF1 Alarmsignale aus, die durch Blinken der HL1-LED bestätigt werden. Zusätzlich zum Widerstand R8 ist der Kondensator C6 in der Schaltung zur Steuerung des verbrauchten Stroms der Mikroschaltung (Pin 2) enthalten, und wir können sagen, dass Rupr → ∞. Tatsächlich hat Rupr einen endlichen Wert, der von der Qualität des Kondensators C2 abhängt. Aber das ist DC. Und was die Variable betrifft, hängt Rupr auch von der Kapazität dieses Kondensators ab. Sobald der Generator (VT3, VT4) zu arbeiten beginnt, lädt der erste Impuls den Kondensator C2 wieder auf. Der resultierende Strom durch die C2R6-Schaltung ist viel größer als der Ruhestrom und dadurch erhöht sich die Ausgangsleistung der Mikroschaltung. Da die Zeitkonstante R8C3, die die Einschaltfrequenz des Generators bestimmt, viel kleiner ist als die Zeitkonstante R6C2 und der Kondensator C2 keine Zeit hat, sich in seinen ursprünglichen Zustand zu entladen, folgen Ton- und Lichtsignale, während der Transistor VT2 eingeschaltet ist offen. In dem Moment, in dem der Indikator aus dem elektrischen Feld entfernt wird, schaltet der Komparator. Der Kondensator C2 wird über die Kapsel BF1 und die LED HL1 entladen. Das Gerät geht in den Standby-Modus. In diesem Fall sinkt der Verbrauchsstrom auf 60...70 μA. Das Gerät ist recht empfindlich. Mit einer „Antenne“ aus foliertem Fiberglas mit den Maßen 55x33 mm (Vorderwand des Anzeigegehäuses) „erkennt“ es den Stromverbraucher (eine eingeschaltete Lampe, einen Wasserkocher) in einer Entfernung von mehr als 0,5 m . In Bewegung reagiert der Indikator auf statische Elektrizität. Das Bewegen auf Kunstflorteppichen löst bei fast jedem Schritt aus. Der Indikator ist auf einer Leiterplatte aus doppelseitiger Glasfaserfolie mit den Abmessungen 42x30 mm montiert. Zusammen mit einer V23GA-Batterie (Durchmesser 10 mm, Länge 27 mm) ist es in einem 55x33x14 mm großen Gehäuse aus Weißblech untergebracht. Die Vorderwand des Gehäuses besteht aus dem gleichen Material wie die Leiterplatte. Die Folie auf der Außenseite ist mit dem Gate des Transistors VT1 verbunden. Außen ist das Gehäuse zu dekorativen Zwecken mit einer farbigen Selbstklebefolie überklebt. Der Transistor VT1 kann durch KP103L oder KP103K ersetzt werden. Die Transistoren KT3102 und KT3107 können beliebige Buchstabenindizes haben. Bei Verwendung der Transistoren KT315 und KT361 (was ebenfalls akzeptabel ist) ist eine Änderung der Verdrahtung der Leiterbahnen erforderlich. Kondensator C1 – Keramik, mit einer Kapazität von 0,068 bis 0,68 Mikrofarad. Die restlichen Kondensatoren sind kleine Oxidkondensatoren. Für die LED HL1 ist es besser, ein rotes Leuchten zu verwenden, was dem Funkamateur vorbehalten bleibt. Wenn der Ton zu laut ist, ist es sinnvoll, einen Löschwiderstand mit einem Widerstand von bis zu 300 Ohm in Reihe mit der LED einzuschalten (im Diagramm nicht dargestellt), um die Kapsel und den eingebauten Generator nicht zu überlasten. . Ein fehlerfrei aus zu wartenden Teilen zusammengebauter Indikator muss nicht justiert werden. Wenn Sie sich zum Ziel setzen, den Strom im Ruhemodus zu minimieren, dann sollte besonderes Augenmerk auf die Auswahl des Kondensators C2 (für den minimalen Leckstrom) gelegt werden. Die Anzeige bleibt betriebsbereit, wenn die Batteriespannung auf 6 V sinkt. Literatur
Autor: V. Markov, Dorf Tuloma, Region Murmansk.
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