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OS ごとに XNUMX つのデバイス。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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この記事で提案する設計は、KR140UD1208 マイクロ回路の消費電力を制御する機能を積極的に使用して回路を構築するためのオプションを示しています。

KR140UD1208マイクロ回路は、その小型サイズ（ケース2101.8-1）、低消費電流（25～170μA）、広い供給電圧範囲（2x1,5～2x18V）、および高利得（最大2 105）により、アマチュア無線家の注目を集めずにはいられません。出力段には過負荷に対する保護機能があります [1]。超音波周波数変換器、マイクアンプ、コンパレータでの超小型回路の使用については、[2] に記載されています。

しかし、この超小型回路には別のユニークな特性、つまり特別な出力を通じて消費電流を調整する機能があります。ほとんどの場合、この機能は受動的に使用されます。彼らは単に条件 Iupr = (Upit - 1.7 / Rupr からクエンチング抵抗を選択します。ここで、Iupr は特別な出力での制御回路の電流、mA、Upit は電源電圧、V、Rupr は前述の出力とマイクロ回路の電源のマイナスの間に接続されたクエンチング抵抗の抵抗 kOhm です。

制御回路の電流を操作することにより、マイクロ回路の動作パラメータを広範囲で変更することが可能です。ただし、技術仕様によれば、Iupr は 200 μA 以下である必要があることをすぐに警告する必要があります。これは、9 V の電源電圧で、抵抗 Rupr が 41,5 kOhm 以上である必要があることを意味します。

バッテリー低下インジケーター

この装置（図1）には、事前に設定された電圧と実際のバッテリー電圧を比較するユニットと表示ユニット（サウンドジェネレーター）が含まれています。

オペアンプごとにXNUMXつのデバイス

サウンドジェネレーターはDA1 KR140UD1208チップ上に組み込まれています。単電源の場合、抵抗 R1、R2、および R3 は非反転入力 (ピン 3) にバイアスを提供します。要素 C1、R4、R5 はフィードバック回路に含まれており、生成を提供します。マイクロ回路の出力 (ピン 6) から、音響周波数振動が圧電セラミックサウンドエミッタ BF1 に供給されます。

ただし、サウンドジェネレーターは、マイクロ回路によって消費される電流に依存するゲインが自己励起に必要な最小しきい値を超えた場合にのみ動作し始めます。消費電流制御入力 (ピン 8) が抵抗 R4 および R6 を介して負電源 (ピン 7) に短絡されると、マイクロ回路は音の振動を生成します。ピン 8 が抵抗 R6 (ピン 7) を介して正電源に接続されている場合、マイクロ回路は禁止され、その電流消費は最小限になります。

電圧比較ユニットは、トランジスタ VT1、ツェナーダイオード VD1、および抵抗 R8 ～ R10 で構成されています。抵抗 R8 は、トランジスタ VT1 を確実に閉じるために取り付けられています。抵抗 R10 は、確立中のトランジスタ VT1 の過負荷と故障を防止します。コンデンサ C2 は、ベース回路内のさまざまなピックアップを減衰させます。

装置はこのように動作します。バッテリの公称EMFでは、分圧器R9R10から得られる電圧はツェナーダイオードを破壊するのに十分であり、トランジスタVT1は開いています。抵抗器 R6 を介したエミッタとコレクタの接合により、マイクロ回路の制御出力が正の電力に接続されます。エミッタ BF1 は沈黙しています。スタンバイモードでは、トランジスタVT1が常に開いているという事実にもかかわらず、抵抗器R7の抵抗が高いため、インジケーターの電流消費は小さくなります。

特定のプリセット抵抗器 R9、バッテリ電圧では、ツェナーダイオード VD1 を流れる電流が著しく減少し、トランジスタ VT1 が閉じます。マイクロ回路によって消費される電流が増加し、サウンドジェネレーターがオンになり、バッテリー電圧の低下を知らせます。

インジケーターの設定は簡単です。抵抗器 R9 のスライダーを（図に従って）上の位置に設定すると、インジケーターが実験室の電源に接続され、同時に発電機が動作し、BF1 エミッターが鳴るはずです。次に、供給電圧を必要な制御レベルまで下げます。たとえば、電源バッテリーが 0,45 個の TsNK-1 バッテリーで構成されており、各バッテリーセルの放電が少なくとも 6,5 V の電圧まで許容されることがわかっている場合、インジケーターが動作する最大電圧レベルは XNUMX V (マージンあり) になります。

その後、サウンド表示が停止したときの位置にチューニング抵抗 R9 のエンジンが設定されます。電圧を 9 V に上げ、徐々に 6,5 V まで下げ、サウンドジェネレーターが適切なタイミングでオンになることを確認します。この手順を数回繰り返すことによって、抵抗器 R9 スライダーの正確な位置がわかり、その位置で計画された不足電圧制限で表示がトリガーされます。コンデンサ C1 を選択することにより、サウンドジェネレータは圧電セラミックエミッタの共振周波数に同調されます。

部品の数が少なく、アクティブな要素のサイズが小さいため、インジケーターは REA ケース内に簡単に設置できます。デバイスが生産前のポケットラジオ局（Laspi、VIS-R）に取り付けられている場合は、送信中の電圧の大幅な低下がインジケーターの誤警報を引き起こす可能性があるため、電源スイッチ「RX」と「TX」の共通出力ではなく「RX」端子に接続することをお勧めします。スペースが許せば、バッテリーのプラス側にあるマイクロスイッチ (MP-8、MP-9) を介してインジケーターをオンにし、いつでもバッテリーの状態を確認できます。

比較ノードには時代遅れの小型ゲルマニウムトランジスタが使用されており、シリコントランジスタに比べて両端の電圧降下が低くなります。他のトランジスタを使用してもよい。そしてさらに。デバイスの体積を減らすには、抵抗 R9 と R10 を XNUMX つの定数に置き換え、調整中に実験的に選択することをお勧めします。

バッテリーの状態を音で知らせる必要がない場合は、光で知らせる別のオプションをお勧めします。この場合、回路は大幅に簡素化されます (図 2)。ここで、KR140UD1208 チップはスイッチング (またはスイッチオフ) 電圧フォロワとして動作します。言い換えれば、その出力電圧は入力電圧に等しいが、この条件は超小型回路が信号通過のために開いている場合にのみ満たされます。それ以外の場合、出力電圧は小さくなり、下限電圧に相当します。電圧 (バッテリー状態) を比較するノードは、上で説明したノードと同様です。部品の総数を減らすために、キーステージ (トランジスタ VT1) はマイクロ回路の非反転入力 (ピン 3) と同じ分圧器に接続されています。反転入力 (ピン 2) は出力 (ピン 6) に直接接続されています。

オペアンプごとにXNUMXつのデバイス

装置の動作原理は次のとおりです。 REA の通常の電源電圧では、トランジスタ VT1 の主要な段が開き、抵抗 R8 を介して制御出力 2 をプラス電源に閉じます。マイクロ回路は閉じられ、出力 (ピン 6) はゼロに近い電圧に設定されます。バッテリー電圧が VD1 ツェナーダイオードの開放しきい値を下回るとすぐに、VT1 トランジスタが閉じ、マイクロ回路がアクティブモードになり、LED が点灯してバッテリーが低下していることを示します。

インジケーターのしきい値は、抵抗 R3 を選択することによって設定されます。図に示されている要素の値と初期バッテリー電圧 9 V では、電圧が 6,5 V に低下すると LED が点灯します。

スタンバイモードでは、説明されている両方のインジケータの消費電流は 0,1 mA 未満です。この電流は主に、トランジスタVT1のコレクタ回路内の抵抗器の抵抗値に依存します(図1 - R7、図2 - R1)。表示モードでは電流は約1mAまで上昇します。

電界インジケータ

電界インジケータは、動作電圧が最大 6000 V の電気機器のメンテナンスと修理に携わる鍵屋のための追加の個人保護手段として開発されました。その目的は、通電中の電気設備の充電部分への容認できないアプローチについて電気技師にタイムリーに警告することです。

小型でスタンバイ時の消費電力も低いため、オーバーオールの胸ポケットに入れて持ち運ぶのに便利です。デバイスのスキームを図に示します。 3.

（クリックして拡大）

このデバイスでは、KR140UD1208 チップがコンパレータとして機能します。コンパレータが提案された負荷 (電圧) を基準負荷と比較する一種の天秤であり、測定単位がキログラムではなくボルトであることを考慮すると、そのような比較の結果は 0 つの状態で表されます: 出力電圧が最小 (Uout = U1) または最大 (Uout = U1) のいずれかです [XNUMX]。

KR140UD1208 マイクロ回路の場合、反転入力 U2 の電圧が非反転入力の電圧より大きい場合、つまり U2 > U3、そして Uout = U0 のときに最初の状態が形成されます。 2 番目の状態は、U3 < U1、この場合は Uout = UXNUMX の場合に得られます。この原理に従って、電界のインジケーターが構築されます。

電界効果トランジスタ VT1 と抵抗 R1 は、抵抗が制御された分圧器を形成します。そこから得られる信号は、トランジスタ VT2 をさらに強化します。抵抗 R3 と R4 は電源電圧を半分に分割し、「負荷」 (信号電圧) が比較される「基準重み」を形成します。

初期状態では、「アンテナ」WA1に接続されたゲートに信号がないため、トランジスタVT1のソース・ドレインチャネルの抵抗は小さい。トランジスタ VT2 は閉じています。 DA2 チップのピン 1 の電圧は Upit に近く、これはピン 3 よりも大きく、Upit / 2 に等しいことを意味します。 U2 > U3 という条件が観察され、Uout = U0 となると、トランジスタ VT3 と VT4 が閉じます。

指示薬が十分な強度の電界に導入されると、電界効果トランジスタ VT1 のソースドレインチャネルの抵抗が増加します。これは、pn ゲート接合で検出される誘導電圧によってチャネルが閉じるためです。トランジスタ VT2 が開き、DA2 のピン 1 の電圧が低下します。ある時点でコンパレータが切り替わり、その出力の電圧が電源電圧に近くなります。トランジスタ VT3 が開き、パルス発生器 (VT3、VT4) が動作できるようになります。パルス繰り返し率は、コンデンサC3と抵抗R8の値に依存します。図に示されている値では、パルス周波数は 2,5 ～ 3 Hz です。同じ周波数で、BF1 サウンドジェネレーターがアラーム信号を発し、HL1 LED の点滅で確認されます。

マイコン（8ピン）の消費電流を制御する回路には抵抗R6の他にコンデンサC2が入っており、Rupr→∞と言えます。実際、Rupr の値は有限であり、コンデンサ C2 の品質に依存します。しかし、ここはDCです。そして変数に関して言えば、Rupr はこのコンデンサの静電容量にも依存します。発電機 (VT3、VT4) が動作し始めるとすぐに、最初のパルスがコンデンサ C2 を再充電します。 C2R6 回路を流れる電流は静止電流よりもはるかに大きくなり、その結果、マイクロ回路の出力電力が増加します。

発電機をオンにする周波数を決定する時定数 R8C3 は時定数 R6C2 よりもはるかに小さく、コンデンサ C2 には元の状態まで放電する時間がないため、トランジスタ VT2 が開いている間、音と光の信号が続きます。インジケーターが電界の領域から離れた瞬間に、コンパレーターが切り替わります。コンデンサ C2 は、カプセル BF1 および LED HL1 を介して放電されます。デバイスはスタンバイモードになります。この場合、消費電流は 60...70 μA に減少します。

このデバイスは非常に敏感です。寸法 55x33 mm のフォイルグラスファイバー製の「アンテナ」 (インジケータハウジングの前壁) により、0,5 m 以上離れた電気の消費者 (スイッチが入ったランプ、電気ケトル) を「認識」します。動作中、インジケータは静電気に反応します。合成パイルカーペットの上を移動すると、ほぼ一歩ごとに刺激が発生します。

このインジケータは、寸法 42x30 mm の両面フォイルグラスファイバー製のプリント基板上に組み立てられています。 V23GAバッテリー（直径10mm、長さ27mm）とともに、55×33×14mmのブリキ製ケースに収められています。ハウジングの前壁は回路基板と同じ材料で作られています。外側のフォイルはトランジスタ VT1 のゲートに接続されます。外側には、装飾目的で、ケースの表面に着色された粘着フィルムが貼り付けられています。

トランジスタ VT1 は KP103L または KP103K に置き換えることができます。トランジスタ KT3102 および KT3107 には、任意の文字インデックスを付けることができます。トランジスタKT315、KT361（これでも可）を使用する場合は、プリント導体の配線を変更する必要があります。コンデンサ C1 - セラミック、容量は 0,068 ～ 0,68 マイクロファラッドです。残りのコンデンサは酸化物であり、サイズが小さい。 LED HL1 は、アマチュア無線の予備の赤色光を使用することをお勧めします。音が大きすぎる場合は、カプセルと内蔵発電機に過負荷がかからないように、LED と直列に最大 300 オームの抵抗を持つクエンチング抵抗器をオンにすると便利です (図には示されていません)。

保守可能な部品からエラーなく組み立てられたインジケーターは調整する必要がありません。静止モードでの電流を最小限に抑えるという目標を設定する場合は、(漏れ電流を最小限に抑えるため) コンデンサ C2 の選択に特別な注意を払う必要があります。バッテリー電圧が 6 V に低下しても、インジケーターは動作し続けます。

文学

Myachin Yu. A. 180 個のアナログマイクロ回路。 - M .：「パトリオット」、MP「シンボルR」、雑誌「ラジオ」編集局、1993年、p。 7-9、23。
Vinogradov Yu. A. 制御および保護システムの無線アマチュア設計。 - M.: 「Solon-R」、2001、p. 63、120、121。

著者: V.マルコフ、ムルマンスク地方、ツロマ村。

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