Legendariske analoge sjetonger

Blant de mange brikkene som presenteres på det moderne markedet for mikroelektroniske komponenter, er det ekte legender som med rette har tjent sitt høye rykte. I denne artikkelen vil vi fokusere på fire slike legendariske analoge mikrokretser, nemlig: NE555, A741, TL431 og LM311.

Integrert tidtaker NE555

Analog integrert krets NE555 er en universell tidtaker. Det fungerer med suksess i mange moderne elektroniske kretsløp for å produsere repeterende eller enkeltpulser med konstante tidsegenskaper. Brikken er i hovedsak asynkron RS triggerhar spesifikke inngangsgrenser som er nøyaktig definert av interne analoge komparatorer og en nøyaktig spenningsdelere.

Den integrerte strukturen til mikrokretsen inkluderer 23 transistorer, 16 motstander og 2 dioder. NE555 er fremdeles tilgjengelig i forskjellige pakker, men den er mest populær i DIP-8 og SO-8 tilfeller, og i denne formen kan den finnes på mange tavler. Innenlandske produsenter produserer analoger av denne tidtakeren under navnet KR1006VI1.

Historien til NE555-brikken begynner i 1970, da Hans Kamensind, en ansatt i det amerikanske mikroelektroniske selskapet Signetics, spesialist i PLL-kretser, debugged en PLL med en VCO, hvis frekvens nå var uavhengig av spenning, avfyrt på grunn av den økonomiske krisen.

Denne utviklingen ble senere kalt NE566, og inneholdt alle elementene i den fremtidige NE555-tidtakeren, inkludert komparatorer, spenningsdeleretrigger og tast. Kretsen kan generere trekantede pulser med amplituden satt av den interne skillelinjen, og med frekvensen satt av den eksterne RC-kretsen.

Hans Kamensind solgte utviklingen sin til Signetics, og tilbød seg deretter å avgrense den til den ventende multivibratoren - en enkelt pulsgenerator. Ideen ble ikke støttet umiddelbart, men Signetics 'salgssjef, Art Fury, insisterte og prosjektet ble godkjent, den fremtidige brikken ble kalt NE555 (NE fra SigNEtics).

Foredling og feilsøking av tidtakeren tok flere måneder til, og til slutt, i 1971, startet salget av NE555 i en åtte-pinners sak til en pris av 75 øre. I dag er funksjonelle analoger av den originale NE555 tilgjengelig i en rekke bipolare og CMOS-versjoner av nesten alle større produsenter av elektroniske komponenter.

La oss nå vurdere formålet med konklusjonene til den integrerte NE555-timeren, dette vil gjøre det mulig for leseren å forstå grunnen til at denne brikken har fått en enorm popularitet både blant spesialister og blant amatørradioentusiaster.

• Den første konklusjonen er jorden. Den er koblet til den negative ledningen til strømkilden.

• Den andre konklusjonen er utløseren. Når spenningen på denne pinnen er lavere enn 1/3 av forsyningsspenningen, starter timeren. Samtidig overstiger ikke strømmen som forbrukes av denne inngangen 500 nA.

• Den tredje konklusjonen er veien ut. Når timeren er på, er spenningen på denne terminalen 1,7 volt mindre enn forsyningsspenningen, og den maksimale strømmen til denne terminalen når 200 mA.

• Den fjerde konklusjonen tilbakestilles. Når en lavspenning tilføres denne utgangen, under 0,7 volt, går mikrokretsløpet tilbake til sin opprinnelige tilstand. Hvis det ikke er behov for en tilbakestilling under drift i kretsen, kobles denne utgangen ganske enkelt til pluss av mikrokretsens strømkilde.

• Den femte konklusjonen er kontroll. Denne utgangen er under referansespenning, og er koblet til inverteringsinngangen til den første komparatoren.

• Den sjette konklusjonen er terskelen, stopp. Når en spenning som er høyere enn 2/3 av forsyningsspenningen tilføres denne utgangen, stopper timeren og dens utgang blir satt i ro.

• Den syvende konklusjonen er utskrivning. Når utgangsnivået til mikrokretsen er lavt, kobles denne pinnen inne i mikrokretsen til bakken, og når utgangen fra mikrokretsen er høy, kobles denne pinnen fra bakken. Denne stiften er i stand til å motstå strøm opp til 200 mA.

• Den åttende konklusjonen er ernæring. Denne pinnen er koblet til den positive ledningen til mikrokretsens strømkilde, hvis spenning kan være fra 4,5 til 16 volt.

NE555-brikken har blitt mye brukt på grunn av sin allsidighet. På grunnlag av dette bygges generatorer, modulatorer, tidsreléer, terskelinnretninger og mange andre noder for forskjellige elektroniske utstyr, hvis mangfoldighet bare begrenses av fantasi og kreative tilnærming fra ingeniører og utviklere.

Eksempler på oppgaver som skal løses er: funksjonen til å gjenopprette et digitalt signal forvrengt i kommunikasjonslinjer, skravelfilter, bytte strømforsyning, av-kontrollere i automatiske kontrollsystemer, PWM-kontrollere, tidtakere og mye mer.

Tilleggsmateriell om brikken NE555:

555 Integrert tidtaker - Reis gjennom databladet

555 Integrerte tidtakerdesign

Vannlekkasjebeskyttelse

PWM - kontroller basert på den NE555 integrerte tidtakeren for å dimme lysdioder

Driftsforsterker uA741

uA741 - operasjonsforsterker på bipolare transistorer. Denne andre generasjons operasjonsforsterker, utviklet i 1968 av Fairchild Semiconductor ingeniør David Fullagar, er en modifisering av LM101 driftsforsterker, som krevde en ekstern frekvenskorreksjonskondensator. Av uA741 var det ikke lenger nødvendig med en ekstern kondensator, fordi her er den umiddelbart installert på selve brikken.

Egenskapene til uA741 var perfekte for den tiden, og brukervennligheten av brikken bidro til den utbredte bruken. Så uA741 har blitt en universell standard driftsforsterker, og til i dag er analogene produsert av mange produsenter av mikroelektroniske komponenter, for eksempel: AD741, LM741 og den innenlandske analogen - K140UD7. Disse mikrokretsene er tilgjengelige både i DIP og chip-pakker.

I hjertet av driftsforsterkere er det samme prinsippet, forskjellene er bare i struktur. Operasjonsforsterkere for andre og neste generasjon inkluderer følgende funksjonsblokker:

• Inngangstrinnet er en differensialforsterker som gir forsterkning ved høy inngangsimpedans og ved et lavt støynivå.

• Høyspenningsforsterker, frekvensresponsen reduseres som i et enkeltpolig lavpassfilter. Dette er ikke en forskjell, den eneste veien ut.

• Utgangstrinnet (forsterker), som gir høy lastekapasitet, lav utgangsmotstand, og gir beskyttelse mot kortslutning og begrensning av utgangsstrømmen.

En integrert 30 pF kondensator gir frekvensavhengig negativ tilbakemelding som øker stabiliteten til driftsforsterkeren når du arbeider med ekstern tilbakemelding. Dette er den såkalte Miller-kompensasjonen, som fungerer nesten som en integrator bygd på en driftsforsterker. Frekvenskompensering gir driftsforsterkeren ubetinget stabilitet i et bredt spekter av forhold og forenkler dermed bruken i et bredt spekter av elektroniske enheter.

I utgangstrinnet uA741 er det en motstand med en motstand på 25 ohm, som fungerer som en strømføler. Sammen med transistor Q17 begrenser denne motstanden strømmen til emitterfølgeren Q14 til omtrent 25 mA. I underarmen på push-pull-utgangstrinnet utføres strømbegrensning gjennom Q20-transistoren av strømmåling gjennom senderen til transistoren Q19 og den påfølgende begrensningen av strømmen som strømmer til basen av Q15. I mer moderne modifikasjoner av uA741-kretsløpet kan det brukes metoder for å begrense utgangsstrømmen som er litt forskjellig fra de som er beskrevet her.

Brikken har to offsetstifter for balansering, slik at du kan justere inngangsskjevheten til driftsforsterkeren til nøyaktig null. Et eksternt potensiometer kan brukes til dette formålet. Forsyningsspenningen til mikrokretsen kan nå fra + -18 til + -22 volt, avhengig av modifisering, men det anbefalte området er fra + -5 til + -15 volt.

Se også om dette emnet:

Hva er driftsforsterkere

Tilbakemeld operasjonsforsterkerkretser

Tilbakemelding Operasjonsforsterkerkretser

Justerbar spenningsregulator TL431

TL431 ble lansert av Texas Instruments i 1978, og ble posisjonert som en presisjonsjusterbar spenningsregulator. Den forrige versjonen var en mindre nøyaktig TL430-brikke. I dag er TL431 produsert av mange produsenter under merkingene: LM431, KA431, og dens innenlandske motpart - KR142EN19A.

TL431 er i hovedsak en kontrollert zenerdiode, ofte funnet i den trepinsede TO-92-pakken. Denne brikken kan kanskje sees på tavlen til noen av de moderne bytte strømforsyninger, i det minste - i ordningen med galvanisk isolering av sekundære kretsløp.

Mikrokretsen er ganske enkelt regulert: når en spenning tilføres kontrollelektroden over en terskel spenning på 2,5 volt, går den interne transistoren, som utfører funksjonen til en zenerdiode, i en ledende tilstand.

Betydningen av funnene er åpenbar fra flytskjemaet:

• Den første konklusjonen er kontrollelektroden.

• Den andre konklusjonen - bærer funksjonen til anoden til zenerdioden.

• Den tredje konklusjonen - spiller rollen som katoden til zenerdioden.

Driftsspenningen ved katoden kan være i området 2,5 til 36 volt, og strømmen i ledende tilstand skal ikke overstige 100 mA, mens kontrollstrømmen ikke overstiger 4 μA. Den interne spenningsreferansen har en nominell verdi på 2,5 volt.

Mikrokretsen er så enkel å konfigurere og bruke at den allerede har funnet den bredeste bruken i forskjellige elektroniske apparater, og starter med å bytte strømforsyning, hvor den tradisjonelt fungerer sammen med en optokoppling, og slutter med lys- og temperatursensorer.

I dag er det vanskelig å finne et husholdningsapparat uansett hvor TL431 er, av nettopp denne grunnen er denne brikken tilgjengelig i mange forskjellige tilfeller. Dermed er TL431 ypperlig til å bygge tilbakemeldingskretser i helt andre sider av dette konseptet.

Eksempler på bruk av brikke TL431:

Enkel temperaturregulator

Indikatorer og signalanordninger på en justerbar zenerdiode TL431

Analog komparator LM311

Den analoge komparatoren LM311 er produsert av National Semiconductor siden 1973 (siden 23. september 2011 har selskapet offisielt vært en del av Texas Instruments). Den innenlandske analogen til denne komparatoren er KR554CA3.

Denne integrerte spenningskomparatoren er preget av en veldig liten inngangsstrøm (150 nA). Den er spesialdesignet for bruk i et bredt spekter av forsyningsspenninger: fra standard + - 15V til unipolar + 5V, tradisjonell for digital logikk. Komparatorutgangen er kompatibel med TTL-, RTL-, DTL- og MOS-nivåer.

Utgangstrinnet med en åpen kollektor lar deg laste utgangen direkte til et relé eller en glødelampe, og bytte strøm opp til 50 mA ved en spenning på opptil 50 V. Strømforbruket til mikrokretsen er bare 135 mW med en spenning på + -15 V. Dataene på LM311-komparatoren er vist mange typiske ordninger med applikasjonene.

Mikrokretsen inneholder 20 motstander, 22 bipolare transistorer, 1 felteffekttransistor og 2 dioder. LM311-inngangen og -utgangen kan isoleres fra kretsjordet slik at utgangskretsen til mikrokretsløpet fungerer på en jordet belastning eller på en belastning koblet til den negative eller positive polen til strømkilden.

I komparatorkretsen er det muligheter for å balansere skift og port, og utgangene til flere LM311 kan kobles til ved hjelp av en kablet ELLER-krets. Sannsynligheten for falske positiver for denne brikken er veldig lav.

Tilleggsmateriell om dette emnet:

Hvordan den analoge komparatoren er ordnet og fungerer

Sammenligningskretser

Termostat for kjelleren på komparatoren LM311