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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Professioni insolite di chip per orologi. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Applicazione dei microcircuiti Negli orologi elettronici sono ampiamente utilizzati microcircuiti specializzati K176IE5, K176IE12, K176IE18, che contengono cascate per oscillatori principali (parte oscillatore) e contatori divisori di frequenza (collegati internamente alla parte generatore). I loro schemi di collegamento sono riportati nell'articolo di S. Alekseev "Applicazione dei microcircuiti della serie K176" (Radio, 1984, n. 4, pp. 25-28; n. 5, pp. 36-40; n. 6, pp. 32-35). Tuttavia, su questi microcircuiti è possibile costruire una serie di dispositivi utili. Innanzitutto, se abbandoniamo la tradizionale frequenza stabilizzata da un risonatore al quarzo "a orologio" (32 Hz), possono essere utilizzati per assemblare un generatore di onde quadre di precisione in grado di operare in un'ampia gamma di frequenze. Inoltre va tenuto presente che la massima frequenza di ripetizione degli impulsi a cui i contatori sono ancora stabilmente commutati dipende dalla tensione di alimentazione e va da 768 (a +1,5 V) a 5 (a +5 V) MHz. Va notato che in molti dispositivi radioelettronici non è affatto necessaria un'elevata stabilità della frequenza di ripetizione degli impulsi. Richiedono solo di ottenere il valore specificato e la possibilità di modificarlo entro ±5...10%. In tali casi, è consigliabile stabilizzare la frequenza con un circuito che fornisca stabilità a lungo termine non inferiore a 104. Se risulta essere eccessiva, su questi microcircuiti è possibile implementare un multivibratore con una stabilità di frequenza relativa di 1...3% quando la tensione di alimentazione cambia da 4-5 a + 12 V. Le uscite dei dispositivi saranno le uscite dei controdivisori collegati alla parte del generatore all'interno dei microcircuiti. A seconda del microcircuito utilizzato, gli elementi aggiuntivi sono collegati in modo diverso alla parte del generatore, come mostrato in Fig. 1 e 2. A causa dell'elevata resistenza di ingresso dei microcircuiti della struttura MOS, il fattore di qualità del circuito collegato (Fig. 1) risulta essere piuttosto elevato, consentendo di ottenere una frequenza di generazione stabile negli oscillatori LC assemblati secondo un circuito capacitivo a tre punti. È determinato dai parametri degli elementi dall'espressione f = 1 /2nVL1C1C2/(C1+C2). Inoltre, il rapporto tra le capacità dei condensatori C1 e C2 per la generazione stabile dovrebbe essere entro 2...4.
L'ampio rapporto di divisione massimo dei contatori garantisce la formazione di oscillazioni stabili sull'intera gamma di frequenze sonore con dimensioni ridotte della bobina del circuito, quindi non è difficile costruire, ad esempio, un dispositivo per l'accordatura di strumenti musicali sulla base. La frequenza di oscillazione (inferiore a 1 MHz) dei multivibratori (Fig. 2) con una resistenza del resistore R1 superiore a 20 kΩ è inversamente proporzionale al prodotto R1C1 e il fattore di proporzionalità dipende dal campione del microcircuito. Un valore di frequenza tipico può essere determinato dalla formula f=2/DO1, dove f è in megahertz, C1 è in picofarad.
Dispositivi assemblati secondo gli schemi di fig. 2 sono vibratori singoli ad alta precisione. Formano impulsi singoli con una durata da 20 ms a decine di ore con una precisione non inferiore a 1 ... 2% con dimensioni ragionevoli degli elementi di temporizzazione. I vibratori singoli hanno un tempo di recupero praticamente nullo e possono essere riavviati anche prima della fine dell'impulso di corrente in uscita. In questo caso, viene prorogato dell'intero valore della durata specificata. Quando il dispositivo viene avviato, il contatore del microcircuito conta gli impulsi del multivibratore che funge da generatore di clock fino a quando all'uscita 15 (K176IE5) o S1 (K176IE12, K176IE18) compare il livello 1. Non appena ciò accade, il multivibratore smette di funzionare a causa di accoppiamento tramite il diodo VD1. Il livello 1 all'uscita viene mantenuto per un tempo arbitrariamente lungo fino a quando l'impulso di avvio (reset) azzera l'intero contatore e il conteggio ricomincia. La durata dell'impulso generato è pari a 16384 periodi di oscillazione del multivibratore. I contatori di chip K176IE12 e K176IE18 possono essere utilizzati anche come distributori di impulsi stabili in frequenza, ad esempio nei dispositivi di controllo per motori passo-passo e sincroni. Tali motori sono sempre più utilizzati nell'automazione industriale e nelle apparecchiature radio domestiche, in particolare nei riproduttori elettrici di alta qualità. Il dispositivo, il cui schema è mostrato in Fig. 3 fornisce la necessaria commutazione della corrente negli avvolgimenti di un motore passo-passo trifase SD-300/300 con un passo di 3°. Contiene un generatore di distribuzione sul chip DD1 e interruttori a transistor a due stadi VT1VT4, VT2VT5 e VT3VT6. È possibile arrestare il motore in qualsiasi posizione attivando l'interruttore SA1.
I parametri degli elementi L1, C1 e C2 sono determinati dalla frequenza dei passi richiesta e sono indicati per una frequenza di 100 Hz. La frequenza massima del passo di questo motore elettrico è 250...300 Hz. Lo stesso dispositivo può essere utilizzato con successo per controllare il motore elettrico 0-EPU-82SK del lettore elettrico "Radiotekhnika-001" invece di sei microcircuiti e tutti gli altri elementi della scheda di controllo del motore. Ciò aumenta la stabilità della frequenza della sua rotazione. Per alimentare il dispositivo è possibile utilizzare il regolatore di tensione +15 V disponibile nel lettore elettrico. Nel caso del controllo della velocità dei motori sincroni modificando la frequenza degli avvolgimenti della tensione di alimentazione, è molto difficile ottenere uno sfasamento costante tra di loro (solitamente 90°). Se utilizzato per questo scopo, un driver di corrente digitale fornisce uno sfasamento che non dipende dalla frequenza e non richiede l'uso di grandi condensatori di sfasamento.
Tale dispositivo è implementato secondo lo schema mostrato in Fig. 4, ed è progettato per sostituire il generatore di corrente del motore elettrico TSK-1 nel lettore elettrico Elektronika B1-01. È costituito da un generatore di impulsi-distributore su un chip DD1 e due identici amplificatori di potenza a chiave push-pull sui transistor VT1-VT4, VT5-VT8. La forma della tensione sugli avvolgimenti del motore, mostrata in fig. 5 differisce notevolmente da quella sinusoidale.
Tuttavia, a causa della natura induttiva degli avvolgimenti del motore, la corrente che li attraversa cambia dolcemente e contiene principalmente la prima armonica, che crea una coppia. La velocità di rotazione del disco del giradischi può essere modificata con il trimmer bobina L1. Poiché gli amplificatori di potenza funzionano in modalità chiave, il dispositivo ha un'elevata efficienza. I transistor di uscita degli amplificatori devono essere installati su un dissipatore di calore con una superficie effettiva di soli 20 ... 40 cm2. Va tenuto presente che nei dispositivi assemblati secondo gli schemi di Fig. 3 e 4, le conclusioni 7 e 9 dei microcircuiti DD1 devono essere collegate a un filo comune. Autore: D. Lukyanov, Mosca; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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