Métiers insolites des micropuces pour montres. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Dans les montres électroniques, les microcircuits spécialisés K176IE5, K176IE12, K176IE18 sont largement utilisés, qui contiennent des cascades pour les oscillateurs maîtres (partie oscillateur) et les compteurs diviseurs de fréquence (connectés en interne à la partie générateur). Leurs schémas de connexion sont donnés dans l'article de S. Alekseev « Application of K176 series microcircuits » (Radio, 1984, n° 4, pp. 25-28 ; n° 5, pp. 36-40 ; n° 6, pp. 32-35).

Cependant, un certain nombre d’autres dispositifs utiles peuvent être construits sur ces puces. Tout d'abord, si vous abandonnez la fréquence traditionnelle stabilisée par un résonateur à quartz « horloge » (32 768 Hz), vous pouvez assembler un générateur d'ondes carrées de précision capable de fonctionner dans une large gamme de fréquences. De plus, il faut garder à l'esprit que la fréquence maximale de répétition des impulsions, à laquelle les compteurs commutent toujours de manière stable, dépend de la tension d'alimentation et varie de 1,5 (à +5 V) à 5 (à +15 V) MHz.

Il convient de noter que dans de nombreux dispositifs radioélectroniques, une grande stabilité du taux de répétition des impulsions n'est pas du tout nécessaire. Ils nécessitent seulement d'obtenir la valeur spécifiée et la possibilité de la modifier dans une plage de ±5...10 %. Dans de tels cas, il est conseillé de stabiliser la fréquence avec un circuit qui offre une stabilité à long terme pas pire que 104. Si cela s'avère excessif, alors sur ces microcircuits, il est possible de mettre en œuvre un multivibrateur avec une stabilité de fréquence relative de 1...3% lorsque la tension d'alimentation passe de 4-5 à + 12 V. Les sorties des appareils seront les sorties des compteurs diviseurs connectés à la partie générateur à l'intérieur des microcircuits.

Selon le microcircuit utilisé, des éléments supplémentaires sont connectés différemment à la partie générateur, comme le montre la Fig. 1 et 2. En raison de la résistance d'entrée élevée des microcircuits de la structure MOS, le facteur de qualité du circuit connecté (Fig. 1) s'avère assez élevé, permettant d'obtenir une fréquence de génération stable dans les oscillateurs LC assemblés selon un circuit capacitif à trois points. Il est déterminé par les paramètres des éléments à partir de l'expression f = 1 /2nVL1C1C2/(C1+C2). De plus, le rapport des capacités des condensateurs C1 et C2 pour une génération stable doit être dans les 2...4.

Ris.1

Le facteur de division maximum élevé des compteurs assure la formation d'oscillations stables sur toute la gamme de fréquences audio avec de petites dimensions de la bobine du circuit. Il n'est donc pas difficile de construire, par exemple, un dispositif pour accorder des instruments de musique sur leur base.

La fréquence d'oscillation (inférieure à 1 MHz) des multivibrateurs (Fig. 2) avec une résistance R1 supérieure à 20 kOhm est inversement proportionnelle au produit R1C1, et le coefficient de proportionnalité dépend de l'échantillon du microcircuit. Une valeur de fréquence typique peut être déterminée par la formule

f=2/C1,

où f est en mégahertz, C1 est en picofarads.

Ris.2

Appareils assemblés selon les schémas de la Fig. 2, sont des monovibrateurs d'une précision accrue. Ils génèrent des impulsions uniques d'une durée de 20 ms à des dizaines d'heures avec une précision d'au moins 1...2 % avec des dimensions raisonnables des éléments de synchronisation. Les monostoles ont un temps de récupération pratiquement nul et peuvent être redéclenchées avant même la fin de l'impulsion de sortie actuelle. Dans ce cas, elle est prolongée de la valeur totale de la durée spécifiée.

Au démarrage de l'appareil, le compteur du microcircuit compte les impulsions du multivibrateur, qui sert de générateur d'horloge, jusqu'à ce que le niveau 15 apparaisse à la sortie 176 (K5IE1) ou S176 (K12IE176, K18IE1). Dès que cela se produit, le multivibrateur cesse de fonctionner en raison du couplage via la diode VD1. Le niveau 1 à la sortie est maintenu indéfiniment jusqu'à ce que l'impulsion de démarrage (réinitialisation) remette tout le compteur à zéro et que le comptage recommence. La durée de l'impulsion générée est égale à 16384 périodes d'oscillation du multivibrateur.

Les compteurs des microcircuits K176IE12 et K176IE18 peuvent également être utilisés comme distributeurs d'impulsions stables en fréquence, par exemple dans les dispositifs de commande de moteurs électriques pas à pas et synchrones. De tels moteurs sont de plus en plus utilisés dans l'automatisation industrielle et les équipements radio domestiques, en particulier dans les appareils électriques de haute qualité.

L'appareil dont le schéma est représenté sur la Fig. 3, assure la commutation nécessaire du courant dans les enroulements du moteur pas à pas triphasé SHД-300/300 avec un pas de 3°. Il contient un générateur-distributeur sur une puce DD1 et des commutateurs à transistors à deux étages VT1VT4, VT2VT5 et VT3VT6. Vous pouvez arrêter le moteur dans n'importe quelle position en allumant l'interrupteur SA1.

Fig.3 (cliquez pour agrandir)

Les paramètres des éléments L1, C1 et C2 sont déterminés par la fréquence de pas requise et sont indiqués pour une fréquence de 100 Hz. La fréquence de pas maximale de ce moteur électrique est de 250...300 Hz.

Le même appareil peut être utilisé avec succès pour contrôler le moteur électrique 0-EPU-82SK du lecteur électrique Radiotekhnika-001 au lieu de six microcircuits et de tous les autres éléments de la carte de commande du moteur. Dans le même temps, la stabilité de sa fréquence de rotation augmente. Pour alimenter l'appareil, vous pouvez utiliser le régulateur de tension +15 V disponible dans le lecteur électrique.

Dans le cas de la régulation de la vitesse de rotation des moteurs électriques synchrones en modifiant la fréquence des tensions alimentant les enroulements, il est très difficile d'obtenir un déphasage constant entre eux (généralement 90°). Lorsqu'il est utilisé à cette fin, un pilote de courant numérique fournit un déphasage indépendant de la fréquence et ne nécessite pas l'utilisation de gros condensateurs de déphasage.

Fig.4 (cliquez pour agrandir)

Un tel dispositif est mis en œuvre selon le circuit représenté sur la Fig. 4, et est destiné à remplacer le générateur d'énergie du moteur électrique TSK-1 dans le lecteur électrique "Electronics B1-01". Il se compose d'un générateur-distributeur d'impulsions sur le microcircuit DD1 et de deux amplificateurs de puissance à clé push-pull identiques sur les transistors VT1-VT4, VT5-VT8. La forme d'onde de tension sur les enroulements du moteur illustrée à la Fig. 5 est sensiblement différent de celui sinusoïdal.

Ris.5

Cependant, en raison de la nature inductive des enroulements du moteur, le courant qui les traverse varie progressivement et contient principalement la première harmonique, qui crée un couple. La vitesse de rotation du disque du lecteur peut être modifiée en ajustant la bobine L1. Étant donné que les amplificateurs de puissance fonctionnent en mode clé, l'appareil présente un rendement élevé. Les transistors de sortie des amplificateurs doivent être installés sur un dissipateur thermique d'une surface effective de seulement 20... 40 cm2.

Il convient de garder à l'esprit que dans les appareils assemblés selon les schémas de la Fig. 3 et 4, les broches 7 et 9 des microcircuits DD1 doivent être connectées au fil commun.

Auteur : D. Lukyanov, Moscou ; Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru

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