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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Trois appareils par ampli-op. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Radioamateur débutant [Une erreur s'est produite lors du traitement de cette directive] Les conceptions proposées dans cet article démontrent des options pour construire des circuits avec utilisation active de la capacité de réguler la consommation électrique du microcircuit KR140UD1208. Le microcircuit KR140UD1208 ne peut manquer d'attirer l'attention des radioamateurs avec sa petite taille (boîtier 2101.8-1), sa faible consommation de courant (de 25 à 170 μA), sa large plage de tension d'alimentation (de 2x1,5 à 2x18 V) et sa haute gain (jusqu'à 2·105). Il existe une protection contre les surcharges de l'étage de sortie [1]. L'utilisation du microcircuit dans un amplificateur de fréquence ultrasonore, un amplificateur de microphone et un comparateur est décrite dans [2]. Mais ce microcircuit a une autre propriété unique : la capacité de réguler la consommation de courant grâce à une sortie spéciale. Le plus souvent, cette opportunité est utilisée passivement. Sélectionnez simplement une résistance d'extinction à partir de la condition Icontrol = (Upr - 1.7/Rcontrol, où Icontrol est le courant dans le circuit de commande à une borne spéciale, mA ; Upr est la tension d'alimentation, V ; Rcontrol est la résistance de la résistance d'extinction, kOhm, connecté entre la borne mentionnée et l'alimentation moins les microcircuits. En manipulant le courant du circuit de commande, il est possible de modifier les paramètres de fonctionnement du microcircuit dans une large plage. Mais il faut immédiatement vous prévenir que selon les conditions techniques, Icontrol ne doit pas dépasser 200 μA, cela signifie qu'avec une tension d'alimentation de 9 V, la résistance Rcontrol ne doit pas être inférieure à 41,5 kOhm. Indicateur de batterie faible Cet appareil (Fig. 1) contient une unité permettant de comparer la tension prédéfinie avec la tension réelle de la batterie et une unité d'indication (générateur de sons).
Le générateur de sons est assemblé sur le microcircuit DA1 KR140UD1208. Les résistances R1, R2 et R3 assurent la polarisation sur l'entrée non inverseuse (broche 3) dans notre cas d'alimentation unipolaire. Les éléments C1, R4, R5 sont inclus dans le circuit de rétroaction, assurant la génération. Depuis la sortie du microcircuit (broche 6), des vibrations audiofréquences sont envoyées à l'émetteur sonore piézocéramique BF1. Mais le générateur de son ne commence à fonctionner que lorsque le gain, qui dépend du courant consommé par le microcircuit, dépasse le seuil minimum requis pour l'auto-excitation. Si l'entrée de commande de courant (broche 8) est court-circuitée au moins de l'alimentation (broche 4) via les résistances R6 et R7, le microcircuit génère des vibrations sonores. Si la broche 8 à travers la résistance R6 est court-circuitée au positif de l'alimentation (broche 7), le microcircuit est inhibé et sa consommation de courant est minime. L'unité de comparaison de tension est assemblée à l'aide du transistor VT1, de la diode Zener VD1 et des résistances R8 -R10. La résistance R8 est installée pour fermer de manière fiable le transistor VT1. La résistance R10 empêche la surcharge et la défaillance du transistor VT1 pendant la configuration. Le condensateur C2 affaiblit diverses interférences dans le circuit de base. C'est ainsi que fonctionne l'appareil. À la force électromotrice nominale de la batterie, la tension supprimée du diviseur R9R10 est suffisante pour claquer la diode Zener et le transistor VT1 est ouvert. Sa transition émetteur-collecteur à travers la résistance R6 ferme la broche de commande du microcircuit au plus d'alimentation. L'émetteur BF1 est silencieux. Malgré le fait qu'en mode veille, le transistor VT1 soit constamment ouvert, la consommation de courant de l'indicateur est faible en raison de la résistance élevée de la résistance R7. À une certaine tension de batterie, prédéfinie par la résistance R9, le courant traversant la diode Zener VD1 diminue sensiblement et le transistor VT1 se ferme. Le courant consommé par le microcircuit augmente et le générateur de sons s'allume, signalant une diminution de la tension de la batterie. La configuration de l'indicateur n'est pas difficile. Après avoir placé le curseur de la résistance R9 en position supérieure (selon le schéma), connectez l'indicateur à l'alimentation du laboratoire, tandis que le générateur doit fonctionner et que l'émetteur BF1 doit sonner. Ensuite, la tension d'alimentation est réduite au niveau de contrôle requis. Par exemple, si la batterie de puissance est composée de six batteries TsNK-0,45 et que l'on sait que la décharge de chacun des éléments de la batterie est autorisée à une tension non inférieure à 1 V, alors 6,5 V (avec une marge) sera le maximum niveau de tension auquel l'indicateur fonctionnera. Après cela, placez le curseur de la résistance d'ajustement R9 sur la position où l'indication sonore s'arrête. En augmentant la tension à 9 V et en la réduisant progressivement à 6,5 V, assurez-vous que le générateur de sons est allumé en temps opportun. En répétant cette procédure plusieurs fois, on trouve la position exacte du curseur de la résistance R9, à laquelle l'indication se déclenche à la limite basse de tension prévue. En sélectionnant le condensateur C1, le générateur de son est accordé sur la fréquence de résonance de l'émetteur piézocéramique. En raison du petit nombre de pièces et de la petite taille des éléments actifs, l'indicateur peut facilement être placé à l'intérieur de n'importe quel boîtier d'appareil électronique. Si l'appareil est monté dans une station radio de poche des années de production précédentes (Laspi, VIS-R), alors il est préférable de le connecter non pas à la borne commune de l'interrupteur d'alimentation « RX » et « TX », mais de le connecter à la borne « RX », car il y a une diminution significative de la tension pendant le fonctionnement, la transmission peut provoquer de fausses alarmes de l'indicateur. Si l'espace le permet, l'indicateur s'allume via un micro-interrupteur (MP-8, MP-9) directement sur la batterie plus pour vérifier son état à tout moment. L'unité de comparaison utilise un transistor au germanium miniature obsolète, qui est associé à une chute de tension plus faible à ses bornes par rapport aux transistors au silicium. Il est acceptable d'utiliser d'autres transistors. Et plus loin. Afin de réduire le volume de l'appareil, il est judicieux de remplacer les résistances R9 et R10 par deux constantes, en les sélectionnant expérimentalement lors de la configuration. S'il n'est pas nécessaire d'avoir une indication sonore de l'état de la batterie, je suggère une autre option - avec une indication lumineuse. Dans ce cas, le schéma est considérablement simplifié (Fig. 2). Ici, le microcircuit KR140UD1208 fonctionne comme un suiveur de tension de commutation (ou de coupure). Autrement dit, sa tension de sortie est égale à la tension d'entrée, mais cette condition n'est remplie que lorsque le microcircuit est ouvert au passage d'un signal. Sinon, la tension de sortie est faible et correspond à la tension limite inférieure. Le nœud de comparaison de tension (état de la batterie) est similaire au nœud décrit ci-dessus. Pour réduire le nombre total de pièces, l'étage clé (transistor VT1) est connecté au même diviseur de tension que l'entrée non inverseuse du microcircuit (broche 3). Son entrée inverseuse (broche 2) est directement connectée à la sortie (broche 6).
Le principe de fonctionnement de l'appareil est le suivant. Lorsque la tension d'alimentation REA est normale, l'étage clé du transistor VT1 est ouvert et ferme la broche de commande 8 via la résistance R2 vers le plus d'alimentation. Le microcircuit est fermé et la sortie (broche 6) est réglée sur une tension proche de zéro. Dès que la tension de la batterie descend en dessous du seuil d'ouverture de la diode Zener VD1, le transistor VT1 se ferme, le microcircuit passe en mode actif et la LED s'allume, signalant que la batterie est faible. Le seuil de réponse de l'indicateur est défini en sélectionnant la résistance R3. Avec les valeurs nominales des éléments indiquées dans le schéma et avec une tension initiale de batterie de 9 V, la LED s'allume lorsque la tension chute à 6,5 V. En mode veille, les deux indicateurs décrits consomment un courant ne dépassant pas 0,1 mA. Ce courant dépend principalement de la résistance de la résistance dans le circuit collecteur du transistor VT1 (Fig. 1 - R7, Fig. 2 - R1). En mode affichage, le courant augmente jusqu'à environ 1 mA. Indicateur de champ électrique L'indicateur de champ électrique a été développé comme moyen supplémentaire de protection individuelle pour les mécaniciens engagés dans l'entretien et la réparation d'équipements électriques avec des tensions de fonctionnement allant jusqu'à 6000 XNUMX V. Son objectif est d'avertir rapidement l'électricien d'une approche inacceptable des parties sous tension d'un réseau électrique sous tension. installation. Sa petite taille et sa faible consommation d'énergie en mode veille rendent l'indicateur pratique à transporter en permanence dans la poche poitrine des vêtements de travail. Le schéma de l'appareil est présenté sur la Fig. 3.
Dans cet appareil, le microcircuit KR140UD1208 fait office de comparateur. Si l'on considère qu'un comparateur est une sorte d'échelle qui compare la charge proposée (tension) avec une référence, et que l'unité de mesure n'est pas un kilogramme, mais un volt, alors le résultat d'une telle comparaison sera exprimé en deux indique : soit la tension de sortie est minimale, c'est-à-dire Uout = U0, soit maximale, c'est-à-dire Uout = U1 [1]. Pour le microcircuit KR140UD1208, le premier état se forme lorsque la tension à l'entrée inverseuse U2 est supérieure à la tension à l'entrée non inverseuse : U2 > U3, puis Uout = U0. Le deuxième état est obtenu lorsque U2 < U3, dans ce cas Uout = U1. L'indicateur de champ électrique a été construit sur ce principe. Le transistor à effet de champ VT1 et la résistance R1 forment un diviseur de tension à résistance contrôlée. Le signal qui en est extrait est encore amplifié par le transistor VT2. Les résistances R3 et R4 divisent la tension d'alimentation en deux, formant un « poids de référence » avec lequel la « charge » - la tension du signal - est comparée. A l'état initial, la résistance du canal source-drain du transistor VT1 est faible, puisqu'il n'y a aucun signal sur sa grille connectée à « l'antenne » WA1. Le transistor VT2 est fermé. La tension sur la broche 2 du microcircuit DA1 est proche de Upit, ce qui signifie qu'elle est supérieure à celle sur la broche 3, où elle est égale à Upit/2. La condition U2 > U3 est remplie, sous laquelle Uout = U0, les transistors VT3 et VT4 sont fermés. Lorsque l'indicateur est introduit dans un champ électrique d'intensité suffisante, la résistance du canal source-drain du transistor à effet de champ VT1 augmente, puisqu'il est fermé par la tension induite détectée à la jonction p-n de la grille. Le transistor VT2 s'ouvre, réduisant la tension à la broche 2 de DA1. À un moment donné, le comparateur commute et la tension à sa sortie devient proche de la tension d'alimentation. Le transistor VT3 s'ouvre, permettant le fonctionnement du générateur d'impulsions (VT3, VT4). Le taux de répétition des impulsions dépend des valeurs du condensateur C3 et de la résistance R8. Avec les valeurs indiquées dans le diagramme, la fréquence d'impulsion est de 2,5...3 Hz. A la même fréquence, le générateur de sons BF1 émet des signaux d'alarme, confirmés par les flashs de la LED HL1. En plus de la résistance R8, le circuit de contrôle de la consommation de courant du microcircuit (broche 6) comprend le condensateur C2, et on peut dire que Rcontrol → ∞. En fait, Rcontrol a une valeur finie, qui dépend de la qualité du condensateur C2. Mais c'est DC. Et pour variable - Rcontrol dépend aussi de la capacité de ce condensateur. Dès que le générateur (VT3, VT4) commence à fonctionner, la première impulsion recharge le condensateur C2. Le courant résultant à travers le circuit C2R6 est nettement supérieur au courant de repos et, par conséquent, la puissance à la sortie du microcircuit augmente. Étant donné que la constante de temps R8C3, qui détermine la fréquence de mise en marche du générateur, est bien inférieure à la constante de temps R6C2 et que le condensateur C2 n'a pas le temps de se décharger à son état d'origine, des signaux sonores et lumineux suivent tandis que le transistor VT2 est ouvert. Au moment où l'indicateur est retiré du champ électrique, le comparateur commute. Le condensateur C2 est déchargé à travers la capsule BF1 et la LED HL1. L'appareil passe en mode veille. La consommation de courant est réduite à 60...70 μA. L'appareil est assez sensible. Doté d'une « antenne » en feuille de fibre de verre de dimensions 55x33 mm (paroi avant du boîtier de l'indicateur), il « reconnaît » le consommateur d'électricité (lampe allumée, bouilloire électrique) à une distance de plus de 0,5 m. en mouvement, l'indicateur réagit à l'électricité statique. Marcher sur une moquette synthétique déclenche presque chaque pas. L'indicateur est assemblé sur un circuit imprimé en feuille de fibre de verre double face de dimensions 42x30 mm. Avec la batterie V23GA (diamètre 10 mm, longueur 27 mm), il est logé dans un boîtier de 55x33x14 mm, en fer blanc. La paroi avant du boîtier est constituée du même matériau que le circuit imprimé. La feuille est connectée de l'extérieur à la grille du transistor VT1. L'extérieur du boîtier est recouvert d'un film autocollant coloré à des fins décoratives. Le transistor VT1 peut être remplacé par KP103L ou KP103K. Les transistors KT3102 et KT3107 peuvent avoir n'importe quel indice de lettre. Dans le cas de l'utilisation des transistors KT315 et KT361 (ce qui est également acceptable), il est nécessaire de modifier le câblage des conducteurs imprimés. Le condensateur C1 est en céramique, d'une capacité de 0,068 à 0,68 μF. Les condensateurs restants sont à oxyde, de petite taille. Il est préférable d'utiliser la LED HL1 avec une lueur rouge, n'importe quelle réserve du radioamateur. Si le son est trop fort, pour ne pas surcharger la capsule et l'oscillateur intégré, il est utile de connecter une résistance d'amortissement d'une résistance allant jusqu'à 300 Ohms en série avec la LED (non indiquée sur le schéma). Un indicateur assemblé sans erreurs à partir de pièces réparables n'a pas besoin de réglage. Si vous vous fixez pour objectif de minimiser le courant en mode veille, vous devez alors accorder une attention particulière à la sélection du condensateur C2 (en fonction du courant de fuite minimum). L'indicateur reste opérationnel lorsque la tension de la batterie descend à 6 V. littérature
Auteur : V. Markov, village de Tuloma, région de Mourmansk.
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