categorieën: Aanbevolen artikelen » Praktische elektronica
Aantal keer bekeken: 35233
Reacties op het artikel: 0
Legendarische analoge chips
Onder de vele chips die op de moderne markt van micro-elektronische componenten worden gepresenteerd, zijn er echte legendes die terecht hun hoge reputatie hebben verdiend. In dit artikel zullen we ons concentreren op vier van dergelijke legendarische analoge microschakelingen, namelijk: NE555, A741, TL431 en LM311.
Geïntegreerde timer NE555
Analoge geïntegreerde schakeling NE555 is een universele timer. Het dient met succes in vele moderne elektronische schakelingen om repetitieve of enkele pulsen met constante tijdkarakteristieken te produceren. De chip is in wezen asynchroon RS triggermet specifieke ingangsdrempels die nauwkeurig worden bepaald door interne analoge comparators en een nauwkeurige spanningsdeler.
De geïntegreerde structuur van de microschakeling omvat 23 transistoren, 16 weerstanden en 2 diodes. NE555 is nog steeds beschikbaar in verschillende pakketten, maar het is het populairst in DIP-8 en SO-8 hoesjes en het is in deze vorm dat het op veel boards te vinden is. Binnenlandse fabrikanten produceren analogen van deze timer onder de naam KR1006VI1.
De geschiedenis van de NE555-chip begint in 1970, toen Hans Kamensind, een medewerker van het Amerikaanse micro-elektronische bedrijf Signetics, een specialist in PLL-circuits, een PLL debugde met een VCO, waarvan de frequentie nu onafhankelijk van spanning was, ontslagen vanwege de economische crisis.
Deze ontwikkeling werd later NE566 genoemd en bevatte alle elementen van de toekomstige NE555-timer, inclusief comparators, spanningsdelertrigger en sleutel. Het circuit zou driehoekige pulsen kunnen genereren met de amplitude ingesteld door de interne deler en met de frequentie ingesteld door het externe RC-circuit.
Hans Kamensind verkocht zijn ontwikkeling aan Signetics en bood aan deze te verfijnen aan de wachtende multivibrator - een enkele pulsgenerator. Het idee werd niet onmiddellijk ondersteund, maar de verkoopmanager van Signetics, Art Fury, stond erop en het project werd goedgekeurd, de toekomstige chip heette NE555 (NE van SigNEtics).
Verfijning en foutopsporing van de timer duurde nog enkele maanden, en uiteindelijk in 1971 begon de verkoop van NE555 in een achtpins geval tegen een prijs van 75 cent. Tegenwoordig zijn functionele analogen van de originele NE555 beschikbaar in een verscheidenheid aan bipolaire en CMOS-versies door bijna alle grote fabrikanten van elektronische componenten.
Overweeg nu het doel van de conclusies van de geïntegreerde timer van de NE555, hierdoor kan de lezer de reden begrijpen waarom deze chip een enorme populariteit heeft verworven, zowel bij specialisten als bij amateurradiofanaten.
-
De eerste conclusie is de aarde. Het is verbonden met de negatieve draad van de stroombron.
-
De tweede conclusie is de trigger. Wanneer de spanning op deze pen lager is dan 1/3 van de voedingsspanning, start de timer. Tegelijkertijd is de stroom die door deze ingang wordt verbruikt niet groter dan 500 nA.
-
De derde conclusie is de uitweg. Wanneer de timer is ingeschakeld, is de spanning op deze aansluiting 1,7 volt minder dan de voedingsspanning en bereikt de maximale stroom van deze aansluiting 200 mA.
-
De vierde conclusie is gereset. Wanneer een lage niveauspanning aan deze uitgang wordt geleverd, onder 0,7 volt, keert de microschakeling terug naar zijn oorspronkelijke staat. Als een reset tijdens bedrijf in het circuit niet nodig is, wordt deze uitgang eenvoudig verbonden met de plus van de stroombron van de microschakeling.
-
De vijfde conclusie is controle. Deze uitgang staat onder referentiespanning en is verbonden met de inverterende ingang van de eerste comparator.
-
De zesde conclusie is de drempel, stop. Wanneer een spanning hoger dan 2/3 van de voedingsspanning aan deze uitgang wordt geleverd, stopt de timer en wordt de uitgang in een rusttoestand gebracht.
-
De zevende conclusie is kwijting. Wanneer het uitgangsniveau van de microschakeling laag is, is deze pen in de microschakeling verbonden met de aarde, en wanneer de uitvoer van de microschakeling hoog is, wordt deze pen losgekoppeld van de aarde. Deze pin is bestand tegen stromen tot 200 mA.
-
De achtste conclusie is voeding. Deze pen is verbonden met de positieve draad van de stroombron van de microschakeling, waarvan de spanning 4,5 tot 16 volt kan zijn.
De NE555-chip is op grote schaal gebruikt vanwege zijn veelzijdigheid. Op basis daarvan worden generatoren, modulatoren, tijdrelais, drempelapparaten en vele andere knooppunten van verschillende elektronische apparatuur gebouwd, waarvan de verscheidenheid alleen wordt beperkt door de verbeelding en de creatieve benadering van ingenieurs en ontwikkelaars.
Voorbeelden van op te lossen taken zijn: de functie van het herstellen van een digitaal signaal vervormd in communicatielijnen, chattering filters, schakelende voedingen, aan-uit controllers in automatische controlesystemen, PWM-controllers, timers en nog veel meer.
Extra materialen over de chip NE555:
555 Integrated Timer - Reis door het gegevensblad
555 Geïntegreerde timerontwerpen
PWM - controller gebaseerd op de NE555 geïntegreerde timer voor het dimmen van LED's
Operationele versterker uA741
uA741 is een operationele versterker op basis van bipolaire transistoren. Deze operationele versterker van de tweede generatie, ontwikkeld in 1968 door Fairchild Semiconductor engineer David Fullagar, is een aanpassing van de operationele versterker LM101, waarvoor een externe frequentiecorrectiecondensator nodig was. Door uA741 was een externe condensator niet langer nodig, omdat deze hier onmiddellijk op de chip zelf wordt geïnstalleerd.
De kenmerken van de uA741 waren perfect voor die tijd en het gebruiksgemak van de microschakeling heeft bijgedragen aan het wijdverbreide gebruik ervan. Dus uA741 is een universele standaard operationele versterker geworden, en tot op de dag van vandaag worden de analogen geproduceerd door veel fabrikanten van micro-elektronische componenten, bijvoorbeeld: AD741, LM741 en de binnenlandse analoog - K140UD7. Deze microschakelingen zijn beschikbaar in zowel DIP- als chip-pakketten.
De kern van operationele versterkers is hetzelfde principe, de verschillen zijn alleen in structuur. De operationele versterkers van de tweede en volgende generaties omvatten de volgende functionele blokken:
-
De ingangstrap is een differentiële versterker die versterking biedt bij een hoge ingangsimpedantie en bij een laag ruisniveau.
-
Hoogspanningsversterker, frequentierespons vermindert als in een enkelpolig laagdoorlaatfilter. Dit is geen verschil, de enige uitweg.
-
De uitgangstrap (versterker), die een hoge belastbaarheid, lage uitgangsweerstand geeft en bescherming biedt tegen kortsluiting en beperking van de uitgangsstroom.
Een geïntegreerde 30 pF condensator biedt frequentieafhankelijke negatieve feedback die de stabiliteit van de operationele versterker verhoogt bij het werken met externe feedback. Dit is de zogenaamde Miller-compensatie, die bijna werkt als een integrator die is gebouwd op een operationele versterker. Frequentiecompensatie geeft de operationele versterker onvoorwaardelijke stabiliteit in een breed scala van omstandigheden en vereenvoudigt daarmee het gebruik in een breed scala van elektronische apparaten.
In de uitgangstrap uA741 bevindt zich een weerstand met een weerstand van 25 ohm, die dienst doet als stroomsensor. Samen met transistor Q17 beperkt deze weerstand de stroom van de emittervolger Q14 tot ongeveer 25 mA. In de onderste arm van de push-pull-uitgangstrap wordt stroombegrenzing door de Q20-transistor uitgevoerd door huidige meting door de emitter van de transistor Q19 en de daaropvolgende beperking van de stroom die vloeit naar de basis van Q15. In modernere modificaties van het uA741-circuit kunnen methoden worden gebruikt voor het beperken van de uitgangsstroom die enigszins verschillen van de hier beschreven.
De chip heeft twee offset-pinnen voor het balanceren, zodat u de ingangsbias van de operationele versterker exact op nul kunt instellen. Hiervoor kan een externe potentiometer worden gebruikt. De voedingsspanning van de microschakeling kan variëren van + -18 tot + -22 volt, afhankelijk van de aanpassing, echter, het aanbevolen bereik is van + -5 tot + -15 volt.
Zie ook over dit onderwerp:
Wat zijn operationele versterkers
Feedback operationele versterker circuits
Feedback operationele versterkingscircuits
Regelbare spanningsregelaar TL431
De TL431 werd in 1978 gelanceerd door Texas Instruments en werd gepositioneerd als een nauwkeurig instelbare spanningsregelaar. De vorige versie was een minder nauwkeurige TL430-chip. Tegenwoordig wordt TL431 door veel fabrikanten geproduceerd onder de markeringen: LM431, KA431 en zijn binnenlandse tegenhanger - KR142EN19A.
De TL431 is in wezen een gecontroleerde zenerdiode, vaak te vinden in het drie-pins TO-92-pakket. Deze chip is misschien te zien op het bord van een van de moderne schakelende voedingen, tenminste - in het schema van galvanische isolatie van secundaire circuits.
De microschakeling is eenvoudig geregeld: wanneer een spanning wordt geleverd aan de stuurelektrode boven een drempelspanning van 2,5 volt, gaat de interne transistor, die de functie van een zenerdiode vervult, in een geleidende toestand.
De betekenis van de bevindingen blijkt duidelijk uit het stroomdiagram:
-
De eerste conclusie is de controle-elektrode.
-
De tweede conclusie - draagt de functie van de anode van de zenerdiode.
-
De derde conclusie - speelt de rol van de kathode van de zenerdiode.
De werkspanning bij de kathode kan in het bereik van 2,5 tot 36 volt liggen en de stroom in de geleidende toestand mag 100 mA niet overschrijden, terwijl de stuurstroom niet hoger is dan 4 μA. De interne spanningsreferentie heeft een nominale waarde van 2,5 volt.
De microcircuit is zo eenvoudig te configureren en te gebruiken dat hij al de breedste toepassing heeft gevonden in verschillende elektronische apparaten, te beginnen met schakelende voedingen, waar hij traditioneel samenwerkt met een optocoupler, eindigend met licht- en temperatuursensoren.
Tegenwoordig is het moeilijk om een huishoudapparaat te vinden waar de TL431 zich bevindt, juist om deze reden is deze chip in veel verschillende gevallen beschikbaar. TL431 is dus geweldig voor het bouwen van feedbackcircuits in totaal verschillende aspecten van dit concept.
Voorbeelden van chipgebruik TL431:
Eenvoudige temperatuurregelaar
Indicatoren en signaalgevers op een instelbare zenerdiode TL431
Analoge vergelijker LM311
De analoge comparator LM311 wordt sinds 1973 geproduceerd door National Semiconductor (sinds 23 september 2011 maakt het bedrijf officieel deel uit van Texas Instruments). De binnenlandse analoog van deze comparator is KR554CA3.
Deze geïntegreerde spanningsvergelijker wordt gekenmerkt door een zeer kleine ingangsstroom (150 nA). Het is specifiek ontworpen voor gebruik in een breed scala van voedingsspanningen: van standaard + - 15V tot unipolair + 5V, traditioneel voor digitale logica. De comparatoruitgang is compatibel met TTL-, RTL-, DTL- en MOS-niveaus.
De uitgangstrap met een open collector stelt u in staat om de uitgang rechtstreeks naar een relais of een gloeilamp te laden en de stroom tot 50 mA te schakelen bij een spanning van maximaal 50 V. Het stroomverbruik van de microschakeling is slechts 135 mW met een spanning van + -15 V. De gegevens op de LM311-comparator worden getoond veel typische schema's van zijn toepassingen.
De microschakeling bevat 20 weerstanden, 22 bipolaire transistoren, 1 veldeffecttransistor en 2 diodes. De LM311-ingang en -uitgang kunnen worden geïsoleerd van de circuitaarde, zodat het uitgangscircuit van de microschakeling werkt op een geaarde belasting of op een belasting die is verbonden met de negatieve of positieve pool van de stroombron.
In het comparatorcircuit zijn er mogelijkheden om de shift en gating te balanceren en de uitgangen van verschillende LM311 kunnen worden aangesloten met behulp van een bedraad OF-circuit. De kans op valse positieven voor deze chip is erg laag.
Extra materiaal over dit onderwerp:
Zie ook op i.electricianexp.com
: