Необычные профессии микросхем для часов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Применение микросхем

 Комментарии к статье

В электронных часах широко применяют специализированные микросхемы К176ИЕ5, К176ИЕ12, К176ИЕ18, которые содержат каскады для задающих генераторов (генераторную часть) и счетчики-делители частоты (соединенные внутренней связью с генераторной частью). Их схемы включения приведены в статье С. Алексеева "Применение микросхем серии К176" ("Радио", 1984, № 4, с. 25-28; № 5, с. 36-40; № 6, с. 32-35).

Однако на этих микросхемах можно построить еще ряд полезных устройств. Прежде всего, если отказаться от традиционной частоты, стабилизируемой "часовым" кварцевым резонатором (32 768 Гц), на них можно собрать прецизионный генератор прямоугольных импульсов, который сможет работать в широком диапазоне частот. Причем нужно иметь в виду, что максимальная частота повторения импульсов, при которой еще устойчиво переключаются счетчики, зависит от напряжения питания и находится в пределах от 1,5 (при +5 В) до 5 (при +15 В) МГц.

Следует отметить, что во многих радиоэлектронных устройствах высокая стабильность частоты следования импульсов совсем не нужна. В них лишь требуется получить ее заданное значение и возможность изменения в пределах ±5...10 %. В таких случаях частоту целесообразно стабилизировать контуром, который обеспечивает долговременную стабильность не хуже 104. Если же и она оказывается чрезмерной, то на этих микросхемах можно реализовать мультивибратор с относительной стабильностью частоты 1...3 % при изменении напряжения питания от 4-5 до +12 В. Выходами устройств будут служить выходы счетчиков- делителей, соединенных с генераторной частью внутри микросхем.

В зависимости от примененной микросхемы дополнительные элементы к генераторной части подключают различно, как показано на рис. 1 и 2. Благодаря высокому входному сопротивлению микросхем структуры "МОП добротность подключенного контура (рис. 1) оказывается довольно высокой, позволяя получить стабильную частоту генерации в LC-генераторах, собранных по схеме емкостной трехточки. Ее определяют по параметрам элементов из выражения f= 1 /2nVL1C1C2/(C1+C2). Причем отношение емкостей конденсаторов С1 и С2 для устойчивой генерации должно находиться в пределах 2...4.

Рис.1

Большой максимальный коэффициент деления счетчиков обеспечивает формирование стабильных колебаний во всем диапазоне звуковых частот при небольших габаритах катушки контура, поэтому на их основе нетрудно построить, например, прибор для настройки музыкальных инструментов.

Частота колебаний (ниже 1 МГц) мультивибраторов (рис. 2) при сопротивлении резистора R1 более 20 кОм обратно пропорциональна произведению R1C1, а коэффициент пропорциональности зависит от образца микросхемы. Типичное значение частоты можно определить по формуле

f=2/C1,

где f - в мегагерцах, С1 - в пикофарадах.

Рис.2

Устройства, собранные по схемам на рис. 2, представляют собой одновибраторы повышенной точности. Они формируют одиночные импульсы длительностью от 20 мс до десятков часов с точностью не хуже 1...2% при разумных габаритах времязадающих элементов. Одновибраторы имеют практически нулевое время восстановления и могут быть повторно запущены вновь даже до окончания текущего выходного импульса. В этом случае он продлевается на полное значение заданной длительности.

При запуске устройства счетчик микросхемы считает импульсы мультивибратора, служащего тактовым генератором, до тех пор, пока на выходе 15 (К176ИЕ5) или S1 (К176ИЕ12, К176ИЕ18) не появится уровень 1. Как только это происходит, мультивибратор прекращает работу из-за связи через диод VD1. Уровень 1 на выходе удерживается сколь угодно долго, пока импульс запуска (сброса) не установит весь счетчик в нулевое состояние, и счет начнется снова. Длительность формируемого импульса равна 16384 периодам колебаний мультивибратора.

Счетчики микросхем К176ИЕ12 и К176ИЕ18 можно использовать и в качестве распределителей стабильных по частоте импульсов, например, в устройствах управления шаговыми и синхронными электродвигателями. Такие двигатели все более широко применяют в промышленной автоматике и бытовой радиоаппаратуре, в частности в высококачественных электропроигрывателях.

Устройство, схема которого показана на рис. 3, обеспечивает необходимую коммутацию тока в обмотках трехфазного шагового электродвигателя ШД-300/300 с шагом 3°. Оно содержит генератор-распределитель на микросхеме DD1 и двухкаскадные транзисторные ключи VT1VT4, VT2VT5 и VT3VT6. Остановить двигатель можно в любом положении, включив выключатель SA1.

Рис.3 (нажмите для увеличения)

Параметры элементов L1, C1 и C2 определяются требуемой частотой шагов и указаны для частоты 100 Гц. Максимальная частота шагов этого электродвигателя - 250...300 Гц.

Это же устройство может быть с успехом применено для управления электродвигателем 0-ЭПУ-82СК электропроигрывателя "Радиотехника-001" вместо шести микросхем и всех остальных элементов платы управления двигателем. При этом повышается стабильность частоты его вращения. Для питания устройства можно использовать имеющийся в электропроигрывателе стабилизатор напряжения +15 В.

В случае регулирования частоты вращения синхронных электродвигателей изменением частоты питающих обмотки напряжений сложнее всего получить неизменный сдвиг фаз между ними (обычно 90°). При использовании для этой цели цифрового формирователя тока обеспечивается сдвиг фаз, не зависящий от частоты, и не требуется применение крупногабаритных фазосдвигающих конденсаторов.

Рис.4 (нажмите для увеличения)

Такое устройство реализовано по схеме, изображенной на рис. 4, и предназначено для замены генератора питания электродвигателя ТСК-1 в электропроигрывателе "Электроника Б1-01". Оно состоит из генератора-распределителя импульсов на микросхеме DD1 и двух одинаковых двухтактных ключевых усилителей мощности на транзисторах VT1-VT4, VT5-VT8. Форма напряжения на обмотках двигателя, показанная на рис. 5, заметно отличается от синусоидальной.

Рис.5

Однако благодаря индуктивному характеру обмоток двигателя ток через них изменяется плавно и содержит в основном первую гармонику, создающую вращающий момент. Частоту вращения диска проигрывателя можно изменять подстроечником катушки L1. Так как усилители мощности работают в ключевом режиме, устройство имеет высокий КПД. Выходные транзисторы усилителей нужно установить на теплоотводе с эффективной площадью поверхности всего 20... 40 см2.

Следует иметь в виду, что в устройствах, собранных по схемам на рис. 3 и 4, выводы 7 и 9 микросхем DD1 нужно соединить с общим проводом.

Автор: Д. Лукьянов, г. Москва; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Применение микросхем.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Модульный робот Direct Drive Technology D1 26.11.2025 Интерес к адаптивным роботам растет по мере того, как различные отрасли требуют все более универсальных машин, способных работать в условиях, где традиционная техника быстро достигает своих ограничений. Развитие модульных систем в робототехнике открывает дорогу к устройствам, которые могут менять свои физические свойства под задачу, и одним из самых ярких примеров такого подхода стал D1 от гонконгской компании Direct Drive Technology. Создатели называют D1 "первым в мире полностью модульным роботом со встроенным интеллектом". Он способен менять способы передвижения, переключаясь между колесной платформой, двуногой и четвероногой конфигурациями. Это позволяет машине быстро адаптироваться к различным поверхностям и условиям, используя преимущества каждого формата, будь то высокая скорость на ровном участке или стабильность на неровной почве. В демонстрационных материалах видно, что робот может передвигаться по влажному покрытию, сохранять устойчивость после падений и самостоятельно возвращать себе равновесие. Возможность функционировать в нескольких режимах делает D1 гибким инструментом: он может быть разведывательной платформой на колесах, работать как четвероногий переносчик грузов или принимать вертикальное положение в двуногом режиме, чтобы взаимодействовать с окружающей средой. Каждый двуногий модуль весит 24,3 килограмма, развивает скорость до 11 километров в час и способен функционировать свыше пяти часов после зарядки, которая занимает около двух часов. Внутри установлен вычислительный модуль Jetson Orin NX 8GB под управлением Ubuntu 22.04, что обеспечивает возможность как дистанционного контроля, так и автономного выполнения задач. Особенно интересной становится конфигурация из двух модулей: они объединяются в полноценного четвероногого робота, который способен переносить груз массой до 100 килограммов. Такая конструкция делает D1 потенциально полезным в сфере охраны территорий, при поисково-спасательных операциях, для доставки на короткие расстояния или мобильной видеосъемки. На фоне других разработок робот воспринимается как концептуальный шаг вперед. Например, Spot от Boston Dynamics давно доказал свою надежность в полевых условиях и активно используется промышленными компаниями. Однако D1 стремится предложить более гибкую архитектуру, обещающую расширенные возможности в сложной среде и на различных поверхностях. Стоимость одного двуногого модуля составляет 7 499 долларов, тогда как объединенная четвероногая версия оценивается в 13 999 долларов.

Другие интересные новости:

▪ Динамическая технология сетевой архитектуры

▪ Очистка воды от маслянистых примесей

▪ Надувная печь

▪ Электрический горный велосипед Vitus E-Mythique LT

▪ Телескоп PICTURE-C

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Применение микросхем. Подборка статей

▪ статья Темные люди. Крылатое выражение

▪ статья В каком городе изначально спроектирована пневматическая система сбора мусора? Подробный ответ

▪ статья Петрушка посевная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Краска для мрамора и алебастра. Простые рецепты и советы

▪ статья Автоматика и телемеханика. Автоматическое регулирование возбуждения, напряжения и реактивной мощности. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026