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LIVROS E ARTIGOS
Sintetização de sinais indicadores e blocos de exibição digital. Rádio - para iniciantes
Diretório / Rádio - para iniciantes Convencionalmente chamamos de unidades de exibição digital as peças e conjuntos mais importantes de instrumentos de medição e controle, relógios eletrônicos e muitos outros instrumentos e dispositivos com informações digitais visualmente observáveis. Eles são formados por decodificadores - microcircuitos especiais que convertem (decifram) o estado do código lógico dos contadores de pulso anteriores em sinais do sistema decimal e indicadores de síntese de sinais - dispositivos eletrônicos que exibem informações. Um decodificador e um indicador de síntese de sinal correspondente formam um bloco de display digital de um dígito. O que são indicadores sintetizadores de sinais e como funcionam? Da variedade de indicadores que exibem os estados lógicos dos contadores de pulso, os mais populares entre os projetistas de rádio amadores são os indicadores digitais de descarga de gás, cada elemento representando um número independente, e os indicadores de sete elementos, cujos números são formados por várias combinações de faixas de elementos luminosos. A aparência, pinagem e designação gráfica simbólica de um dos indicadores de descarga de gás da série IN - o indicador IN8 - são mostrados na Fig. 1.
Em um cilindro de vidro cheio de néon (o enchimento é indicado por um ponto preto), eletrodos de arame na forma de números de 0 a 9 são colocados um após o outro (em uma embalagem) em finos suportes de metal. Esses eletrodos são os cátodos do indicador, que são indicados no diagrama por pequenos círculos com derivações deles. A forma e o tamanho dos números são feitos de forma que sejam iguais. que estão localizados na frente, talvez se sobreponham menos aos localizados atrás deles. A função do ânodo é desempenhada por uma fina grade colocada na frente do pacote de números, através da qual o brilho de todos os cátodos dos números é claramente visível. Os fios flexíveis são feitos de todos os cátodos e do ânodo, numerados no sentido horário (quando vistos da parte inferior do cilindro), como mostrado na Fig. 1, b. Outra versão da designação do circuito indicador é mostrada na Fig. 1, c. O princípio de funcionamento de tal indicador é o seguinte. Uma tensão bastante alta (cerca de 200 V) é fornecida ao ânodo a partir do terminal positivo da fonte CC. Quando conectado ao terminal negativo da fonte de um dos cátodos, uma descarga elétrica brilhante aparece próximo a este cátodo, cujo brilho vermelho-alaranjado repete o formato do sinal indicador digital ligado. Na unidade display digital, a conexão dos cátodos digitais ao condutor comum (negativo) da fonte de alimentação do dispositivo é realizada por um decodificador. Um exemplo é um bloco montado de acordo com o diagrama da Fig. 2. É formado pelo decodificador DD1 e pelo indicador de descarga de gás HG1.
O chip K155ID1 é um decodificador binário decimal com “alta tensão” saída, ou seja, projetado para funcionar em conjunto com uma descarga de gás digital indicador. O decodificador possui quatro entradas endereçáveis que conectam diretamente às saídas do contador operando no código de peso 1-2-4-8, e dez saídas que se conectam aos cátodos do indicador digital. O decodificador converte os sinais de saída do contador em sinais de código do sistema numérico decimal, que ativam os cátodos de dígitos correspondentes do indicador. Execute a instalação e testes experimentais das peças e do dispositivo como um todo na sequência a seguir. Primeiro, conecte apenas o indicador de descarga de gás IN8 à placa de ensaio, tendo previamente colocado tubos isolantes de PVC em seus fios. Nas proximidades, monte o diodo VD1, que desempenha a função de retificador de meia onda no bloco, alimentando o circuito anódico do indicador, e o resistor R1, que limita a corrente neste circuito. A fonte de tensão alternada pode ser a própria rede de iluminação elétrica, mas é melhor, do ponto de vista da segurança elétrica, utilizar para esse fim o enrolamento secundário do transformador de rede da fonte de alimentação de um receptor valvulado de radiodifusão. Conecte um dos terminais do enrolamento ao ânodo do diodo VD1 e solde um pedaço de fio com isolamento de borracha ou cloreto de polivinila ao outro. Descasque a extremidade livre do fio do isolamento e, ligando o transformador na fonte de alimentação, toque-o alternadamente nos pinos 10, 1, 2, 3, etc. até o pino 9 do indicador. Neste caso os números 0, 1, 2, .... deverão acender na mesma sequência 9. Realize o teste com extremo cuidado para não ficar sob alta tensão. Em seguida, monte o decodificador K155ID1 no painel da placa de ensaio e conecte seus pinos de saída aos pinos de entrada correspondentes do indicador. O resultado é um bloco de display digital de um dígito. Ligue as fontes de alimentação (AC e DC) e, com cuidado, aplique baixa tensão em todas as quatro entradas do decodificador conectadas entre si. O indicador deve mostrar o número 0. A seguir, aplique um sinal de baixo nível alternadamente aos pinos 4, 7 e 6 interligados; 4, 7 e 3; 4 e 7; 4, 6 e 3; 4 e 6; 4 e 3; 4; 7, 6 e 3; 7 e 6. Deixe os pinos sem nome livres, o que equivale a aplicar-lhes uma tensão de alto nível. O indicador deve exibir números sequenciais de 1 a 9. A verificação experimental da unidade de exibição digital pode continuar. Por exemplo, coloque outro contador K155IE2 na placa e conecte suas saídas às entradas de endereço correspondentes do decodificador. Depois disso, é necessário aplicar uma série de pulsos do gerador à entrada C1 do contador, seguindo com frequência de 1 ... 3 Hz. Como o indicador deve reagir a isso? Exibe ciclicamente os números de O a 9. Sim, o contador de pulsos de um dígito conta até 9, transborda e imediatamente começa a contar os próximos dez pulsos de entrada a partir de 0. É possível utilizar outros indicadores de descarga de gás da série IN nesse bloco? Claro que você pode. Por exemplo, IN8-2 ou IN14. Mas eles têm uma pinagem ligeiramente diferente. No indicador IN8-2, além dos números que conhecemos, existe um sinal de vírgula, e no indicador IN14 existem dois desses sinais. No entanto, você pode reconhecer a pinagem desses indicadores sem recorrer à literatura de referência. O fato é que através do frasco indicador de vidro não é difícil examinar os racks internos e os terminais dos dígitos catódicos e assim encontrar o terminal anódico. Se você aplicar agora uma tensão positiva ao terminal deste eletrodo indicador e tocar alternadamente o condutor negativo da mesma fonte de tensão constante (ou pulsante) com outros terminais, então números brilhantes ou outros sinais indicarão os terminais indicadores correspondentes. Esta também é uma experiência de aprendizagem. Indicadores de sete elementos, que podem ser de vácuo ou semicondutores, estão unidos pelo princípio de sintetizar sinais de informação digital ou alfabética. Esses sinais em cada categoria formam sete elementos de faixas luminosas dispostos em forma de oito retos ou ligeiramente inclinados para a direita. A designação padrão dos elementos de tais indicadores e os números que eles indicam de 0 a 9 são mostrados na Fig. 3.
Via de regra, a indicação de determinado sinal ocorre pela extinção de elementos desnecessários a determinado sinal. Assim, por exemplo, para indicar o número 0, apenas o elemento g é extinto, para o número 4 - os elementos a, d e e. Os indicadores de sete elementos também permitem exibir algumas letras maiúsculas do alfabeto russo ou latino. Para indicar a letra A, por exemplo, é necessário desligar o elemento d, para indicar a letra B, desligar o elemento b, etc. A aparência e as opções para a designação gráfica convencional de um dos indicadores luminescentes de vácuo da série IV-indicador IV6 (ou IVZA) são mostradas na Fig. 4.
O indicador é um tubo eletrônico contendo um cátodo - um filamento direto, uma grade de controle, sete elementos de sinalização anódica localizados no mesmo plano e outro ponto divisor de ânodo. Uma tensão constante ou pulsante de 7... ...8 V (dependendo do tipo de indicador) é fornecida ao filamento (pinos 0,8 e 1,5), à grade (pino 9) e aos elementos anódicos (pinos 1- 6 , 10) - tensão constante 20... 25 V. O filamento quente emite elétrons, que correm para a grade carregada positivamente, voam principalmente através dela e, bombardeando os elementos anódicos, fazem brilhar a camada de fósforo aplicada a eles. A mesma tensão dos demais eletrodos do indicador é fornecida ao ponto divisor do ânodo (pino 11), mas não através de um decodificador, mas de um gerador de pulsos. Em um relógio eletrônico, por exemplo, esse ponto, piscando na frequência de 1 Hz, separa os minutos da hora atual das horas. O indicador IV6 (ou IVZA) possui 12 fios flexíveis, que são contados no sentido horário (se você olhar para eles de baixo). A chave de contagem é o pino livre 12 encurtado. A prática mostra que os sinais dos indicadores IV6 e IVZA brilham bastante, mesmo em tensões mais baixas na rede e nos elementos anódicos. Portanto, os rádios amadores costumam usá-los em projetos baseados em microcircuitos da série K176. Um exemplo disso poderia ser uma unidade de display digital, cujo diagrama é mostrado na Fig. 5.
Nele, o filamento do indicador HG1 é alimentado por um elemento G1 com tensão de 1,5 V, e sua grade, ânodos do elemento e microcircuito DD1 são alimentados por uma bateria GB1 com tensão de 9 V. O ponto anódico do indicador não é utilizado, portanto não é mostrado no diagrama de montagem. O microcircuito K176IE4 (DD1) é um contador de pulsos de dez dias (símbolo ST2) e um conversor (ou seja, um decodificador) de seus estados em código binário em sinais de controle para um indicador de sete elementos (símbolo DC) combinados em um invólucro. Os pulsos de contagem são fornecidos à entrada C. À direita estão as saídas a - g, correspondentes às entradas de endereço a - g do indicador. Os disparos do contador são zerados quando uma tensão de alto nível é aplicada à entrada R, o que equivale a interromper o circuito (botão SB1) entre o pino 5 e o fio comum. Os gatilhos são comutados pelo declínio dos pulsos positivos na entrada C. Durante a operação do dispositivo, são gerados sinais nas saídas a-g do contador-decodificador, garantindo que o indicador acenda os números correspondentes ao estado lógico do contador. A saída P (pino 2) do microcircuito é a saída de transferência, na qual se forma a queda do pulso de alto nível no momento em que o contador passa do estado 9 para o estado 0. Em seguida, monte o microcircuito K176IE4 no painel da placa de ensaio, conecte suas saídas aos pinos indicadores correspondentes, a entrada S (pino 6) ao fio comum e aplique pulsos do gerador à entrada C (pino 4) com frequência de 1.. 2 Hz. Agora o indicador exibirá sequencialmente números de 0 a 9. Para definir as leituras do indicador como zero, você precisa aplicar uma tensão de alto nível à entrada R (pino 5) do microcircuito ou interromper o circuito entre o pino 5 e o fio comum. O indicador alfanumérico semicondutor de sete elementos é formado por 7 LEDs em forma de faixa, que, como nos indicadores fluorescentes a vácuo, estão localizados no mesmo plano em forma de oito (Fig. 6).
Ao passar corrente contínua através de um ou um grupo de elementos LED correspondentes, é obtida uma imagem luminosa de um número ou letra. Com base no método de conexão dos eletrodos de LED e na polaridade de ligação da energia, distinguem-se indicadores de dois grupos: com cátodo comum e com ânodo comum. Os indicadores do primeiro grupo possuem os cátodos de todos os LEDs conectados entre si (Fig. 6, a), e os indicadores do segundo grupo possuem os ânodos de todos os LEDs (Fig. 6, b). Para controlar indicadores com cátodo comum, uma tensão de polaridade positiva é aplicada aos terminais de entrada (ânodo), e para controlar indicadores com ânodo comum, uma tensão de polaridade negativa é aplicada em relação ao fio comum. Os designs dos indicadores semicondutores de sete elementos são muito diversos. Por exemplo na Fig. 7, a e b mostram a aparência e a designação gráfica simbólica do indicador da série AL304. Os indicadores desta série com índices de letras A, B e C possuem um cátodo comum, e com índices de letras G e Z possuem um ânodo comum.
As dimensões da caixa de tal indicador são 5,3x6,3 mm, as dimensões do sinal são 2x3 mm, o comprimento dos cabos é de cerca de 6 mm. Através da caixa transparente é fácil ver todo o “recheio” do indicador e reconhecer sua pinagem. Alguns outros indicadores semicondutores de sete elementos de um dígito, por exemplo, as séries ALS312, ALS320, têm um design semelhante. E na Fig. 7, c mostra um diagrama de uma unidade de display digital, que utiliza um indicador AL304B com cátodo comum. O chip K514ID1 (DD1) é um decodificador projetado para funcionar em conjunto com um indicador de sete elementos com ânodos LED desconectados. Quando os sinais são recebidos em suas entradas de um contador de pulsos operando no código 1-2-4-8, o indicador exibe o estado lógico do contador. Tal unidade de display digital pode operar em um design baseado em microcircuitos da série K 155. Se utilizar um indicador com ânodo comum, por exemplo, AL304G, então o decodificador deverá ser K514ID2, projetado para funcionar em conjunto exatamente com esse indicador. No entanto, se o decodificador desta série for substituído por um microcircuito K176IE4, essa unidade de display digital poderá ser usada para operar em dispositivos sem um decodificador adicional. Agora, brevemente sobre os indicadores multidígitos, mais utilizados em microcalculadoras, relógios eletrônicos e muitos outros instrumentos e dispositivos de tecnologia digital de maior complexidade. Estes incluem, por exemplo, indicadores das séries ALS311, ALS339, ALS348. Cada um deles é composto por cinco indicadores LED, semelhantes aos já familiares indicadores da série ALS304 (Fig. 7, a), localizados em uma caixa “em fila”. Os elementos anódicos não possuem conexões elétricas entre si, portanto, qualquer descarga incluída em tal dispositivo de síntese de sinal pode funcionar como um indicador independente de sete elementos de um dígito. Outro exemplo de dispositivo de síntese de caracteres multidígitos é o indicador luminescente a vácuo IVL 1-7/5, cuja aparência é mostrada na Fig. 8, a.
Em sua caixa de vidro medindo 130x45 mm, com dezesseis terminais de placa flexível, quatro indicadores luminescentes de sete elementos estão localizados “em linha” - quatro dígitos e dois pontos divisores, formando outro dígito. Na notação, o número 7 indica o número de elementos de um dígito completo e o número 5 indica o número de dígitos. O cátodo consiste em três filamentos conectados em paralelo (pinos 1 e 16). De acordo com o princípio de funcionamento, o dispositivo é semelhante ao indicador da série IV (ver Fig. 4), mas os mesmos elementos dos indicadores do 1º, 2º, 4º e 5º dígitos estão interligados em grupos, e cada grupo tem uma saída separada. As grades de todos os dígitos e os pontos divisores K e L do 3º dígito do indicador também possuem conclusões separadas. Os indicadores IVL 1-7/5 são mais amplamente utilizados em relógios eletrônicos industriais e amadores. Mas para controlar os elementos de síntese de caracteres de tais ou similares indicadores de vários dígitos, é necessário um chamado sistema de exibição dinâmica. Nos diagramas esquemáticos, o indicador IVL 1-7/5 é representado na forma de uma tabela mostrada na Fig. 8,b Considerado, não é difícil perceber quais das conclusões do indicador estão relacionadas com um ou outro dos seus elementos. Os terminais extremos 1 e 16 são os terminais do cátodo comum de aquecimento direto, 2 e 10 são os terminais dos pontos divisores K e L do terceiro dígito, e 3, 6, 9, 11 e 14 são terminais independentes do grades dos cinco dígitos do indicador. O pino 4 é o pino comum de elementos d interconectados, o pino 5 é elementos f, o pino é 7 elementos, etc.
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Comentários sobre o artigo: Alexey É possível conectar a lâmpada IN-2 ao microcircuito K176ID1 em vez de K155ID1? Petrovich Pinagem do indicador IVL1-7/5 na Fig. 8 não é verdade. Oleg Agora, se ao menos o ventilador 2-7/5 fosse descrito assim!..
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