Ungewöhnliche Berufe von Mikrochips für Uhren. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Anwendung von Mikroschaltungen

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In elektronischen Uhren werden häufig spezielle Mikroschaltungen K176IE5, K176IE12, K176IE18 verwendet, die Kaskaden für Hauptoszillatoren (Generatorteil) und Frequenzteilerzähler (durch interne Kommunikation mit dem Generatorteil verbunden) enthalten. Ihre Schaltkreise sind im Artikel von S. Alekseev „Anwendung von Mikroschaltungen der K176-Serie“ („Radio“, 1984, Nr. 4, S. 25-28; Nr. 5, S. 36-40; Nr. 6, S. 32-35).

Auf diesen Mikroschaltungen können jedoch eine Reihe nützlicher Geräte aufgebaut werden. Erstens, wenn wir die herkömmliche Frequenz aufgeben, die durch einen "Uhr"-Quarzresonator (32 Hz) stabilisiert wird, können sie verwendet werden, um einen Präzisions-Rechteckwellengenerator zusammenzubauen, der in einem weiten Frequenzbereich arbeiten kann. Außerdem ist zu beachten, dass die maximale Pulswiederholrate, bei der die Zähler noch stabil geschaltet werden, von der Versorgungsspannung abhängt und von 768 (bei +1,5 V) bis 5 (bei +5 V) MHz reicht.

Es ist zu beachten, dass bei vielen elektronischen Geräten eine hohe Stabilität der Pulswiederholungsrate überhaupt nicht erforderlich ist. Sie müssen lediglich ihren eingestellten Wert erreichen und die Möglichkeit haben, ihn innerhalb von ± 5 ... 10 % zu ändern. In solchen Fällen empfiehlt es sich, die Frequenz mit einer Schaltung zu stabilisieren, die eine Langzeitstabilität von nicht schlechter als 104 bietet. Sollte sich herausstellen, dass sie zu hoch ist, kann mit diesen Mikroschaltungen ein Multivibrator mit einer relativen Frequenzstabilität von 1 realisiert werden ... 3%, wenn sich die Versorgungsspannung von 4-5 auf + 12 V ändert. Die Ausgänge der Geräte sind die Ausgänge der Gegenteiler, die mit dem Generatorteil innerhalb der Mikroschaltungen verbunden sind.

Abhängig von der verwendeten Mikroschaltung werden zusätzliche Elemente auf unterschiedliche Weise mit dem Generatorteil verbunden, wie in Abb. 1 und 2. Aufgrund des hohen Eingangswiderstands der Mikroschaltungen der „MOS“-Struktur fällt der Qualitätsfaktor der angeschlossenen Schaltung (Abb. 1) recht hoch aus, wodurch eine stabile Erzeugungsfrequenz im LC erzielt werden kann Generatoren, die nach der kapazitiven Dreipunktschaltung aufgebaut sind. Sie wird durch die Parameter der Elemente aus dem Ausdruck f = 1 /2nVL1C1C2/(C1+C2) bestimmt. Darüber hinaus sollte das Verhältnis der Kapazitäten der Kondensatoren C1 und C2 für eine stabile Erzeugung sein innerhalb von 2...4.

Ris.1

Das große maximale Teilungsverhältnis der Zähler gewährleistet die Bildung stabiler Schwingungen über den gesamten Bereich der Tonfrequenzen bei kleinen Abmessungen der Schaltungsspule, so dass es nicht schwierig ist, beispielsweise ein Gerät zum Stimmen von Musikinstrumenten auf ihrer Basis zu bauen.

Die Oszillationsfrequenz (unter 1 MHz) von Multivibratoren (Abb. 2) mit einem Widerstand R1 von mehr als 20 kΩ ist umgekehrt proportional zum Produkt R1C1, und der Proportionalitätsfaktor hängt von der Mikroschaltungsprobe ab. Aus der Formel lässt sich ein typischer Frequenzwert ermitteln

f=2/C1,

wobei f in Megahertz und C1 in Picofarad ist.

Ris.2

Geräte zusammengebaut gemäß den Diagrammen in Abb. 2 sind Einzelvibratoren mit hoher Genauigkeit. Sie bilden Einzelimpulse mit einer Dauer von 20 ms bis zu mehreren zehn Stunden mit einer Genauigkeit von nicht schlechter als 1 ... 2 % bei angemessener Dimensionierung der Zeitglieder. Einzelrüttler haben praktisch keine Erholungszeit und können sogar vor dem Ende des aktuellen Ausgangsimpulses neu gestartet werden. In diesem Fall verlängert sie sich um den vollen Wert der angegebenen Dauer.

Beim Einschalten des Gerätes zählt der Mikroschaltzähler die Impulse der als Taktgeber dienenden Kippstufe, bis am Ausgang 15 (K176IE5) bzw. S1 (K176IE12, K176IE18) der Pegel 1 erscheint, sobald dies geschieht, stellt die Kippstufe ihre Arbeit ein Kopplung über die Diode VD1. Der Pegel 1 am Ausgang wird beliebig lange gehalten, bis der Start-(Reset-)Impuls den gesamten Zähler auf Null setzt und der Zählvorgang erneut beginnt. Die Dauer des erzeugten Impulses ist gleich 16384 Schwingungsperioden des Multivibrators.

Die Chipzähler K176IE12 und K176IE18 können auch als Verteiler frequenzstabiler Impulse zB in Steuergeräten für Schritt- und Synchronmotoren verwendet werden. Solche Motoren werden zunehmend in der industriellen Automatisierung und in Haushaltsfunkgeräten eingesetzt, insbesondere in hochwertigen elektrischen Playern.

Das Gerät, dessen Schema in Abb. 3 sorgt für das notwendige Schalten des Stroms in den Wicklungen eines Dreiphasen-Schrittmotors SD-300/300 mit einem Schritt von 3°. Es enthält einen Verteilungsgenerator auf dem DD1-Chip und zweistufige Transistorschalter VT1VT4, VT2VT5 und VT3VT6. Sie können den Motor in jeder Position abstellen, indem Sie den Schalter SA1 einschalten.

Abb.3 (zum Vergrößern anklicken)

Die Parameter der Elemente L1, C1 und C2 werden durch die erforderliche Schrittfrequenz bestimmt und sind für eine Frequenz von 100 Hz angegeben. Die maximale Schrittfrequenz dieses Elektromotors beträgt 250...300 Hz.

Das gleiche Gerät kann erfolgreich verwendet werden, um den Elektromotor 0-EPU-82SK des Elektrospielers "Radiotekhnika-001" anstelle von sechs Mikroschaltkreisen und allen anderen Elementen der Motorsteuerplatine zu steuern. Dies erhöht die Stabilität der Frequenz seiner Drehung. Um das Gerät mit Strom zu versorgen, können Sie den im elektrischen Player verfügbaren +15-V-Spannungsregler verwenden.

Im Fall der Drehzahlsteuerung von Synchronelektromotoren durch Ändern der Frequenz der Versorgungsspannungswicklungen ist es am schwierigsten, zwischen ihnen eine konstante Phasenverschiebung (normalerweise 90 °) zu erreichen. Wenn er für diesen Zweck verwendet wird, liefert ein digitaler Stromtreiber eine Phasenverschiebung, die nicht von der Frequenz abhängt und keine Verwendung großer Phasenverschiebungskondensatoren erfordert.

Abb.4 (zum Vergrößern anklicken)

Eine solche Vorrichtung wird nach dem in Abb. 4 und wurde entwickelt, um den Stromgenerator des Elektromotors TSK-1 im Elektro-Player Elektronika B1-01 zu ersetzen. Es besteht aus einem Impulsgenerator-Verteiler auf einem DD1-Chip und zwei identischen Gegentakt-Leistungsverstärkern basierend auf den Transistoren VT1-VT4, VT5-VT8. Die Form der Spannung an den Motorwicklungen, in Abb. 5 unterscheidet sich deutlich von der sinusförmigen.

Ris.5

Aufgrund der induktiven Natur der Motorwicklungen ändert sich der Strom durch sie jedoch gleichmäßig und enthält hauptsächlich die erste Harmonische, die ein Drehmoment erzeugt. Mit dem Coiltrimmer L1 kann die Drehzahl der Drehtellerscheibe verändert werden. Da Leistungsverstärker im Key-Mode arbeiten, hat das Gerät einen hohen Wirkungsgrad. Die Ausgangstransistoren der Verstärker müssen auf einem Kühlkörper mit einer effektiven Oberfläche von nur 20 ... 40 cm2 installiert werden.

Es ist zu beachten, dass bei Geräten, die gemäß den Diagrammen in Abb. 3 und 4 müssen die Schlussfolgerungen 7 und 9 der DD1-Mikroschaltungen an einen gemeinsamen Draht angeschlossen werden.

Autor: D. Lukyanov, Moskau; Veröffentlichung: N. Bolschakow, rf.atnn.ru

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