Υπόμνημα αναλογικά μάρκες

Μεταξύ των πολλών μαρκών που παρουσιάζονται στη σύγχρονη αγορά των μικροηλεκτρονικών στοιχείων, υπάρχουν πραγματικοί μύθοι που δικαίως έχουν κερδίσει τη φήμη τους. Σε αυτό το άρθρο, θα επικεντρωθούμε σε τέσσερα τέτοια θρυλικά αναλογικά μικροκυκλώματα, δηλαδή: NE555, A741, TL431 και LM311.

Ενσωματωμένος χρονοδιακόπτης NE555

Αναλογικό ολοκληρωμένο κύκλωμα NE555 είναι ένα γενικό χρονοδιακόπτη. Χρησιμεύει με επιτυχία σε πολλά σύγχρονα ηλεκτρονικά κυκλώματα για την παραγωγή επαναλαμβανόμενων ή μεμονωμένων παλμών με σταθερά χρονικά χαρακτηριστικά. Το τσιπ είναι ουσιαστικά ασύγχρονο RS σκανδάλημε συγκεκριμένα κατώφλια εισόδου τα οποία ορίζονται με ακρίβεια από εσωτερικούς αναλογικούς συγκριτές και έναν ακριβή διαιρέτη τάσης.

Η ολοκληρωμένη δομή του μικροκυκλώματος περιλαμβάνει 23 τρανζίστορ, 16 αντιστάτες και 2 διόδους. Το NE555 είναι ακόμα διαθέσιμο σε διάφορα πακέτα, αλλά είναι πιο δημοφιλές στις περιπτώσεις DIP-8 και SO-8 και είναι σε αυτή τη μορφή που μπορεί να βρεθεί σε πολλά διοικητικά συμβούλια. Οι εγχώριοι κατασκευαστές παράγουν ανάλογα αυτού του χρονομέτρου με το όνομα KR1006VI1.

Η ιστορία του τσιπ NE555 ξεκινά το 1970, όταν ο Hans Kamensind, υπάλληλος της αμερικανικής μικροηλεκτρονικής εταιρείας Signetics, ειδικός σε κυκλώματα PLL, έσβησε ένα PLL με VCO, η συχνότητα του οποίου ήταν πλέον ανεξάρτητη από την τάση, που πυροδότησε λόγω της οικονομικής κρίσης.

Αυτή η εξέλιξη ονομαζόταν αργότερα NE566 και περιείχε όλα τα στοιχεία του μελλοντικού χρονιστή NE555, συμπεριλαμβανομένων των συγκριτών, διαιρέτη τάσηςενεργοποίησης και κλειδιού. Το κύκλωμα θα μπορούσε να παράγει τριγωνικούς παλμούς με το πλάτος που έχει οριστεί από τον εσωτερικό διαχωριστή και με τη συχνότητα που έχει οριστεί από το εξωτερικό κύκλωμα RC.

Ο Hans Kamensind πώλησε την εξέλιξή του στη Signetics και στη συνέχεια προσφέρθηκε να το βελτιώσει στον multivibrator αναμονής - μία μόνο γεννήτρια παλμών. Η ιδέα δεν υποστηρίχθηκε αμέσως, αλλά ο διαχειριστής πωλήσεων της Signetics, Art Fury, επέμεινε και το έργο εγκρίθηκε, το μελλοντικό chip ονομαζόταν NE555 (NE από SigNEtics).

Η βελτίωση και ο εντοπισμός σφαλμάτων του χρονομέτρου χρειάστηκαν αρκετούς μήνες, και τέλος το 1971, οι πωλήσεις του NE555 σε μια υπόθεση οκτώ ακίδων ξεκίνησαν σε τιμή 75 σεντ. Σήμερα, τα λειτουργικά ανάλογα του αρχικού NE555 είναι διαθέσιμα σε μια ποικιλία από διπολικές και CMOS εκδόσεις από όλους σχεδόν τους μεγάλους κατασκευαστές ηλεκτρονικών εξαρτημάτων.

Τώρα εξετάστε το σκοπό των συμπερασμάτων του ενσωματωμένου χρονοδιακόπτη NE555, αυτό θα επιτρέψει στον αναγνώστη να καταλάβει το λόγο για τον οποίο αυτό το τσιπ έχει αποκτήσει τεράστια δημοτικότητα τόσο μεταξύ των ειδικών όσο και μεταξύ των ερασιτεχνών ραδιοφωνικών ενθουσιωδών.

• Το πρώτο συμπέρασμα είναι η γη. Συνδέεται στο αρνητικό καλώδιο της πρίζας.

• Το δεύτερο συμπέρασμα είναι η σκανδάλη. Όταν η τάση σε αυτόν τον ακροδέκτη είναι μικρότερη από το 1/3 της τάσης τροφοδοσίας, ξεκινά ο χρονοδιακόπτης. Ταυτόχρονα, το ρεύμα που καταναλώνεται από αυτή την είσοδο δεν υπερβαίνει τα 500 nA.

• Το τρίτο συμπέρασμα είναι η διέξοδος. Όταν ο χρονομετρητής είναι ενεργοποιημένος, η τάση σε αυτόν τον ακροδέκτη είναι 1,7 volts μικρότερη από την τάση τροφοδοσίας και το μέγιστο ρεύμα αυτού του ακροδέκτη φθάνει τα 200 mA.

• Το τέταρτο συμπέρασμα επαναφέρεται. Όταν μια τάση χαμηλής τάσης τροφοδοτείται σε αυτήν την έξοδο, κάτω από 0,7 volts, ο μικροκυκλώτης επιστρέφει στην αρχική του κατάσταση. Εάν δεν απαιτείται επαναφορά κατά τη λειτουργία στο κύκλωμα, αυτή η έξοδος απλά συνδέεται με το συν της πηγή ισχύος του μικροκυκλώματος.

• Το πέμπτο συμπέρασμα είναι ο έλεγχος. Αυτή η έξοδος βρίσκεται υπό τάση αναφοράς και συνδέεται στην είσοδο αναστροφής του πρώτου συγκριτή.

• Το έκτο συμπέρασμα είναι το όριο, σταματήστε. Όταν μια τάση μεγαλύτερη από 2/3 της τάσης τροφοδοσίας τροφοδοτείται στην έξοδο αυτή, ο χρονοδιακόπτης θα σταματήσει και η έξοδος του θα τεθεί σε κατάσταση ηρεμίας.

• Το έβδομο συμπέρασμα είναι η απαλλαγή. Όταν το επίπεδο εξόδου του μικροκυκλώματος είναι χαμηλό, αυτός ο πείρος στο εσωτερικό του μικροκυκλώματος συνδέεται με το έδαφος και όταν η έξοδος του μικροκυκλώματος είναι υψηλή, αυτή η ακίδα είναι αποσυνδεδεμένη από το έδαφος. Αυτός ο πείρος είναι ικανός να αντέχει ρεύματα μέχρι 200 ​​mA.

• Το όγδοο συμπέρασμα είναι η διατροφή. Αυτός ο ακροδέκτης είναι συνδεδεμένος στο θετικό καλώδιο της πηγής ισχύος του μικροκυκλώματος, η τάση του οποίου μπορεί να κυμαίνεται από 4,5 έως 16 βολτ.

Το chip NE555 έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως λόγω της ευελιξίας του. Στη βάση του, κατασκευάζονται γεννήτριες, διαμορφωτές, χρονοδιακόπτες, συσκευές κατωφλίου και πολλοί άλλοι κόμβοι διαφόρων ηλεκτρονικών συσκευών, η ποικιλία των οποίων περιορίζεται μόνο από τη φαντασία και τη δημιουργική προσέγγιση των μηχανικών και των προγραμματιστών.

Παραδείγματα εργασιών που πρέπει να επιλυθούν είναι: η λειτουργία της αποκατάστασης ενός ψηφιακού σήματος που έχει παραμορφωθεί στις γραμμές επικοινωνίας, φίλτρα συσκότισης, τροφοδοτικά τροφοδοσίας, ρυθμιστές on-off σε αυτόματα συστήματα ελέγχου, ελεγκτές PWM, χρονοδιακόπτες και πολλά άλλα.

Πρόσθετα υλικά για το τσιπ NE555:

555 Ενσωματωμένος χρονοδιακόπτης - Μετακίνηση μέσω του φύλλου δεδομένων

555 Ενσωματωμένα σχέδια χρονοδιακόπτη

Συγκρότημα προστασίας από διαρροή νερού

PWM - ελεγκτής βασισμένος στο ενσωματωμένο χρονιστή NE555 για τη μείωση των LED

Λειτουργικός ενισχυτής uA741

Ο uA741 είναι ένας λειτουργικός ενισχυτής που βασίζεται σε διπολικά τρανζίστορ. Αυτός ο λειτουργικός ενισχυτής δεύτερης γενιάς, που αναπτύχθηκε το 1968 από τον μηχανικό της Fairchild Semiconductor David Fullagar, είναι μια τροποποίηση του λειτουργικού ενισχυτή LM101, ο οποίος απαιτούσε έναν εξωτερικό πυκνωτή διόρθωσης συχνότητας. Από το uA741, δεν απαιτείται πλέον εξωτερικός πυκνωτής, επειδή εδώ εγκαθίσταται αμέσως στο ίδιο το τσιπ.

Τα χαρακτηριστικά του uA741 ήταν τέλεια για εκείνη την εποχή και η ευκολία χρήσης του τσιπ συνέβαλε στην ευρεία χρήση του. Έτσι, το uA741 έχει καταστεί παγκοσμίως σταθερός επιχειρησιακός ενισχυτής, και μέχρι σήμερα τα αναλόγά του παράγονται από πολλούς κατασκευαστές μικροηλεκτρονικών εξαρτημάτων, για παράδειγμα: AD741, LM741 και το εγχώριο αναλογικό - K140UD7. Αυτά τα μικροκυκλώματα διατίθενται τόσο σε πακέτα DIP όσο και σε πακέτα chip.

Στην καρδιά των λειτουργικών ενισχυτών είναι η ίδια αρχή, οι διαφορές είναι μόνο σε δομή. Οι επιχειρησιακοί ενισχυτές της δεύτερης και της επόμενης γενιάς περιλαμβάνουν τα ακόλουθα λειτουργικά τμήματα:

• Η βαθμίδα εισόδου είναι ένας διαφορικός ενισχυτής που παρέχει ενίσχυση σε υψηλή σύνθετη αντίσταση εισόδου και σε χαμηλό επίπεδο θορύβου.

• Ο ενισχυτής υψηλής τάσης, η απόκριση συχνότητας μειώνεται όπως σε ένα μονοπολικό φίλτρο χαμηλής διέλευσης. Αυτό δεν είναι μια διαφορά, η μόνη διέξοδος.

• Η βαθμίδα εξόδου (ενισχυτής), η οποία δίνει υψηλή χωρητικότητα φορτίου, χαμηλή αντίσταση εξόδου και παρέχει προστασία από βραχυκύκλωμα και περιορισμό του ρεύματος εξόδου.

Ένας ενσωματωμένος πυκνωτής 30 pF παρέχει αρνητική ανάδραση που εξαρτάται από τη συχνότητα και αυξάνει τη σταθερότητα του λειτουργικού ενισχυτή όταν εργάζεται με εξωτερική ανατροφοδότηση. Αυτή είναι η λεγόμενη αντιστάθμιση Miller, η οποία λειτουργεί σχεδόν σαν ένας ολοκληρωτής που βασίζεται σε ένα λειτουργικό ενισχυτή. Η αντιστάθμιση συχνότητας δίνει στον λειτουργικό ενισχυτή άνευ όρων σταθερότητα σε ένα ευρύ φάσμα συνθηκών και έτσι απλοποιεί τη χρήση του σε ένα ευρύ φάσμα ηλεκτρονικών συσκευών.

Στο στάδιο εξόδου uA741 υπάρχει αντίσταση με αντίσταση 25 ohms, η οποία χρησιμεύει ως αισθητήρας ρεύματος. Μαζί με το τρανζίστορ Q17, αυτή η αντίσταση περιορίζει το ρεύμα του ακολούθου εκπομπού Q14 σε περίπου 25 mA. Στον κάτω βραχίονα του σταδίου εξόδου push-pull, ο περιορισμός ρεύματος μέσω του τρανζίστορ Q20 εκτελείται από το μέτρηση ρεύματος μέσω του πομπού του τρανζίστορ Q19 και τον επακόλουθο περιορισμό του ρεύματος που ρέει στη βάση του Q15. Σε πιο σύγχρονες τροποποιήσεις του κυκλώματος uA741, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μέθοδοι περιορισμού του ρεύματος εξόδου οι οποίες είναι ελαφρώς διαφορετικές από αυτές που περιγράφονται εδώ.

Το τσιπ έχει δύο εξόδους Offset για εξισορρόπηση, επιτρέποντάς σας να προσαρμόσετε τη μεροληψία εισόδου του λειτουργικού ενισχυτή σε ακριβώς μηδέν. Για το σκοπό αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα εξωτερικό ποτενσιόμετρο. Η τάση τροφοδοσίας του μικροκυκλώματος μπορεί να φτάσει από + -18 έως +22 βολτ, ανάλογα με την τροποποίηση, ωστόσο, το συνιστώμενο εύρος κυμαίνεται από + -5 έως +15 βολτ.

Δείτε επίσης σχετικά με αυτό το θέμα:

Τι είναι οι λειτουργικοί ενισχυτές

Ανατρέξτε στο κύκλωμα λειτουργικού ενισχυτή

Λειτουργικά κυκλώματα ενισχυτή

Ρυθμιζόμενος ρυθμιστής τάσης TL431

Το TL431 ξεκίνησε από την Texas Instruments το 1978 και τοποθετήθηκε ως ρυθμιζόμενος ρυθμιστής τάσης ακριβείας. Η προηγούμενη έκδοση ήταν ένα λιγότερο ακριβές τσιπ TL430. Σήμερα, το TL431 παράγεται από πολλούς κατασκευαστές με τα σήματα: LM431, KA431, και τον εγχώριο αντίτυπο - KR142EN19A.

Το TL431 είναι ουσιαστικά μια ελεγχόμενη δίοδος zener, η οποία βρίσκεται συχνά στο πακέτο TO-92 με τρία πινάκια. Αυτό το τσιπ μπορεί ίσως να φαίνεται στον πίνακα οποιωνδήποτε σύγχρονων εναλλαγή τροφοδοτικών, τουλάχιστον - στο σχήμα της γαλβανικής απομόνωσης των δευτερευόντων κυκλωμάτων.

Ο μικροκυκλώνας είναι απλά ρυθμιζόμενος: όταν τροφοδοτείται μία τάση στο ηλεκτρόδιο ελέγχου πάνω από μια τάση κατωφλίου των 2,5 βολτ, το εσωτερικό τρανζίστορ, το οποίο εκτελεί τη λειτουργία μιας διόδου zener, εισέρχεται σε μια αγώγιμη κατάσταση.

Η σημασία των ευρημάτων είναι προφανής από το διάγραμμα ροής:

• Το πρώτο συμπέρασμα είναι το ηλεκτρόδιο ελέγχου.

• Το δεύτερο συμπέρασμα - φέρει τη λειτουργία της ανόδου της διόδου zener.

• Το τρίτο συμπέρασμα - παίζει το ρόλο της καθόδου της διόδου zener.

Η τάση λειτουργίας στην κάθοδο μπορεί να κυμαίνεται από 2,5 έως 36 βολτ και το ρεύμα στην κατάσταση αγωγιμότητας δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 100 mA, ενώ το ρεύμα ελέγχου δεν υπερβαίνει τα 4 μΑ. Η εσωτερική τάση αναφοράς έχει ονομαστική τιμή 2,5 βολτ.

Το μικροκύκλωμα είναι τόσο εύκολο στη διαμόρφωση και τη χρήση, που έχει ήδη βρει την ευρύτερη εφαρμογή σε διάφορες ηλεκτρονικές συσκευές, ξεκινώντας με τροφοδοτικά εναλλαγής, όπου παραδοσιακά συνεργάζεται με ένα optocoupler, που τελειώνει με αισθητήρες φωτός και θερμοκρασίας.

Σήμερα είναι δύσκολο να βρεθεί μια οικιακή συσκευή, όπου υπάρχει ένα TL431, γι 'αυτό το τσιπ είναι διαθέσιμο σε πολλές διαφορετικές περιπτώσεις. Έτσι, το TL431 είναι ιδανικό για την κατασκευή κυκλωμάτων ανατροφοδότησης σε εντελώς διαφορετικές πτυχές αυτής της έννοιας.

Παραδείγματα χρήσης τσιπ TL431:

Απλός ελεγκτής θερμοκρασίας

Ενδείξεις και διατάξεις σηματοδότησης σε ρυθμιζόμενη δίοδο Zener TL431

Αναλογική σύγκριση LM311

Ο αναλογικός συγκριτής LM311 έχει κατασκευαστεί από την National Semiconductor από το 1973 (από τις 23 Σεπτεμβρίου 2011, η εταιρεία έχει αποτελέσει επίσημα μέρος της Texas Instruments). Το εγχώριο ανάλογο αυτού του συγκριτή είναι KR554CA3.

Ο εν λόγω ολοκληρωμένος συγκριτής τάσης χαρακτηρίζεται από ένα πολύ μικρό ρεύμα εισόδου (150 nA). Έχει σχεδιαστεί ειδικά για χρήση σε ένα ευρύ φάσμα τάσεων τροφοδοσίας: από το πρότυπο + - 15V έως το μονοπολικό + 5V, παραδοσιακό για ψηφιακή λογική. Η έξοδος του συγκριτή είναι συμβατή με τα επίπεδα TTL, RTL, DTL και MOS.

Η βαθμίδα εξόδου με ανοιχτό συλλέκτη σας επιτρέπει να φορτίσετε απευθείας την έξοδο σε ένα ρελέ ή μια λάμπα πυράκτωσης και να μετατρέψετε ρεύμα μέχρι 50 mA σε τάση μέχρι 50 V. Η κατανάλωση ισχύος του μικροκυκλώματος είναι μόνο 135 mW με τάση + -15 V. Τα δεδομένα του συγκριτή LM311 φαίνονται πολλά τυπικά σχήματα των εφαρμογών του.

Ο μικροκυκλώτης περιέχει 20 αντιστάτες, 22 διπολικά τρανζίστορ, 1 τρανζίστορ με φαινόμενα πεδίου και 2 διόδους. Η είσοδος και η έξοδος LM311 μπορούν να απομονωθούν από το έδαφος του κυκλώματος έτσι ώστε το κύκλωμα εξόδου του μικροκυκλώματος να λειτουργεί με γειωμένο φορτίο ή με φορτίο συνδεδεμένο στον αρνητικό ή θετικό πόλο της πηγής ισχύος.

Στο κύκλωμα σύγκρισης υπάρχουν δυνατότητες εξισορρόπησης της μετατόπισης και της εξόδου και οι έξοδοι αρκετών LM311 μπορούν να συνδεθούν χρησιμοποιώντας ένα καλωδιωμένο κύκλωμα OR. Η πιθανότητα ψευδών θετικών για το τσιπ είναι πολύ χαμηλή.

Πρόσθετα υλικά για αυτό το θέμα:

Πώς είναι ρυθμισμένος ο αναλογικός συγκριτής και λειτουργεί

Συγκριτικά κυκλώματα

Θερμοστάτης για το κελάρι στο συγκριτή LM311