Profissões incomuns de microchips para relógios. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Aplicação de microcircuitos

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Em relógios eletrônicos, são amplamente utilizados microcircuitos especializados K176IE5, K176IE12, K176IE18, que contêm cascatas para osciladores principais (parte do gerador) e contadores divisores de frequência (conectados por comunicação interna com a parte do gerador). Seus circuitos de comutação são fornecidos no artigo de S. Alekseev "Aplicação de microcircuitos da série K176" ("Radio", 1984, nº 4, pp. 25-28; nº 5, pp. 36-40; nº 6, pp. 32-35).

No entanto, vários dispositivos úteis podem ser construídos nesses microcircuitos. Em primeiro lugar, se abandonarmos a frequência tradicional estabilizada por um ressonador de quartzo "relógio" (32 Hz), eles podem ser usados ​​para montar um gerador de ondas quadradas de precisão que pode operar em uma ampla faixa de frequência. Além disso, deve-se ter em mente que a taxa máxima de repetição de pulso na qual os contadores ainda estão comutados de forma estável depende da tensão de alimentação e varia de 768 (em +1,5 V) a 5 (em +5 V) MHz.

Deve-se notar que, em muitos dispositivos radioeletrônicos, não é necessária uma alta estabilidade da taxa de repetição de pulso. Eles só precisam obter seu valor definido e a possibilidade de alteração dentro de ± 5 ... 10%. Nesses casos, é aconselhável estabilizar a frequência com um circuito que forneça estabilidade de longo prazo não pior que 104. Se for excessivo, esses microcircuitos podem ser usados ​​​​para implementar um multivibrador com estabilidade de frequência relativa de 1 ... 3% quando a tensão de alimentação muda de 4-5 para + 12 V. As saídas dos dispositivos serão as saídas dos contra-divisores conectados à parte do gerador dentro dos microcircuitos.

Dependendo do microcircuito usado, elementos adicionais são conectados à parte do gerador de maneiras diferentes, conforme mostrado na Fig. 1 e 2. Devido à alta resistência de entrada dos microcircuitos da estrutura "MOS", o fator de qualidade do circuito conectado (Fig. 1) acaba sendo bastante alto, possibilitando a obtenção de uma frequência de geração estável em geradores LC montado de acordo com o circuito capacitivo de três pontos. É determinado pelos parâmetros dos elementos da expressão f = 1 /2nVL1C1C2/(C1+C2) Além disso, a relação das capacitâncias dos capacitores C1 e C2 para geração estável deve estar dentro 2...4.

Figura.1

A grande proporção máxima de divisão dos contadores garante a formação de oscilações estáveis ​​em toda a faixa de frequências sonoras com pequenas dimensões da bobina do circuito, por isso não é difícil construir, por exemplo, um dispositivo para afinar instrumentos musicais com base neles.

A frequência de oscilação (abaixo de 1 MHz) de multivibradores (Fig. 2) com resistência R1 do resistor superior a 20 kΩ é inversamente proporcional ao produto R1C1, e o fator de proporcionalidade depende da amostra do microcircuito. Um valor de frequência típico pode ser determinado a partir da fórmula

f=2/C1,

onde f está em megahertz, C1 está em picofarads.

Figura.2

Dispositivos montados de acordo com os diagramas da fig. 2 são vibradores simples de alta precisão. Eles formam pulsos únicos com duração de 20 ms a dezenas de horas com precisão não inferior a 1 ... 2% com dimensões razoáveis ​​dos elementos de temporização. Vibradores simples têm tempo de recuperação praticamente zero e podem ser reiniciados mesmo antes do final do pulso de saída de corrente. Nesse caso, ele é estendido pelo valor total da duração especificada.

Ao iniciar o dispositivo, o contador do microcircuito conta os pulsos do multivibrador servindo como gerador de clock até que o nível 15 apareça na saída 176 (K5IE1) ou S176 (K12IE176, K18IE1). acoplamento através do diodo VD1. O nível 1 na saída é mantido por um tempo arbitrariamente longo até que o pulso de início (reset) ajuste todo o contador para zero e a contagem comece novamente. A duração do pulso gerado é igual a 16384 períodos de oscilação do multivibrador.

Os contadores de chip K176IE12 e K176IE18 também podem ser usados ​​como distribuidores de pulsos estáveis ​​em frequência, por exemplo, em dispositivos de controle para motores de passo e síncronos. Esses motores são cada vez mais usados ​​em automação industrial e equipamentos de rádio domésticos, especialmente em players elétricos de alta qualidade.

O dispositivo, cujo esquema é mostrado na Fig. 3 fornece a necessária comutação de corrente nos enrolamentos de um motor de passo trifásico SD-300/300 com um passo de 3°. Ele contém um gerador de distribuição no chip DD1 e interruptores de transistor de dois estágios VT1VT4, VT2VT5 e VT3VT6. Você pode parar o motor em qualquer posição ligando o interruptor SA1.

Fig.3 (clique para ampliar)

Os parâmetros dos elementos L1, C1 e C2 são determinados pela frequência de passos necessária e são indicados para uma frequência de 100 Hz. A frequência máxima de passo deste motor elétrico é de 250...300 Hz.

O mesmo dispositivo pode ser usado com sucesso para controlar o motor elétrico 0-EPU-82SK do player elétrico "Radiotekhnika-001" em vez de seis microcircuitos e todos os outros elementos da placa de controle do motor. Isso aumenta a estabilidade da frequência de sua rotação. Para alimentar o dispositivo, você pode usar o regulador de tensão de +15 V disponível no player elétrico.

No caso de controle de velocidade de motores elétricos síncronos, alterando a frequência dos enrolamentos da tensão de alimentação, é mais difícil obter um deslocamento de fase constante entre eles (geralmente 90 °). Quando usado para esta finalidade, um driver de corrente digital fornece um deslocamento de fase que não depende da frequência e não requer o uso de grandes capacitores de deslocamento de fase.

Fig.4 (clique para ampliar)

Tal dispositivo é implementado de acordo com o esquema mostrado na Fig. 4, e foi projetado para substituir o gerador de energia do motor elétrico TSK-1 no reprodutor elétrico Elektronika B1-01. Consiste em um gerador-distribuidor de pulso em um chip DD1 e dois amplificadores de potência de chave push-pull idênticos baseados nos transistores VT1-VT4, VT5-VT8. A forma de tensão nos enrolamentos do motor, mostrada na fig. 5 difere marcadamente da senoidal.

Figura.5

No entanto, devido à natureza indutiva dos enrolamentos do motor, a corrente através deles muda suavemente e contém principalmente o primeiro harmônico, que cria um torque. A velocidade de rotação do disco da plataforma giratória pode ser alterada com o aparador de bobina L1. Como os amplificadores de potência operam no modo chave, o dispositivo possui alta eficiência. Os transistores de saída dos amplificadores devem ser instalados em um dissipador de calor com uma área de superfície efetiva de apenas 20 ... 40 cm2.

Deve-se ter em mente que nos dispositivos montados de acordo com os diagramas da Fig. 3 e 4, as conclusões 7 e 9 dos microcircuitos DD1 devem ser conectadas a um fio comum.

Autor: D. Lukyanov, Moscou; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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