Долгих Э.А. Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении

Подождите немного. Документ загружается.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ



Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении. Электрон. учеб. пособие

-111-

№

Краткое описание.

Устройство, схема которого приведена на рис. П2.10

, позволяет забло-

кировать параллельный телефонный аппарат (с него нельзя будет вести раз-

говоры).

Ключевую роль в устройстве играют стабилитроны VS3 и VS4, напря-

жение стабилизации которых должно быть ниже напряжения, возникающего

в свободной телефонной линии и выше напряжения в занятой линии. Трубка,

снятая с телефонного аппарата ТА1, открывает стабилитрон VS4 и, соответ-

ственно, тиристор VS1, подключая те

м самым к сети именно этот телефон-

ный аппарат. Такое подключение снижает напряжение в линии с 60 В до 8–

15 В и блокирует тем самым работу телефонного аппарата ТА2, поскольку

такое напряжение будет уже недостаточным для пробоя стабилитрона VS3 и,

соответственно, включения тиристора VS2.

Диоды VD1 и VD2 – любые кремниевые с обратным напряжением

не менее 100 В и прямым то

ком не менее 50 мА – защищают тиристоры от

обратного тока через управляющий электрод во время прохождения сигнала

вызова. Стабилитроны VS3 и VS4 – любые маломощные с напряжением ста-

билизации 30–45 В. Такой стабилитрон можно составить из 3–4 низковольт-

ных стабилитронов. Резисторы типа С1-4.

Рис. П2.10. Схема электрическая принципиальная блокиратора

параллельного телефонного аппарата

№

Краткое описание.

Интегральные регулируемые стабилизаторы напряжения серий КР142,

КР1157, КР1168 и аналогичные зарубежные нашли широкое применение.

Используя возможность изменения значения стабилизируемого напряжения с

помощью навесных элементов, можно обеспечить плавный выход таких

ТА1

VS4 КС533А

VS1

КУ101Е

VD1

КД102Б

ТА2

VS3 КС533А

VS2

КУ101Е

VD2

КД102Б

4,3 к

К телефонной линии

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ



Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении. Электрон. учеб. пособие

-112-

стабилизаторов на рабочий режим. Это оказывается очень полезным для

снижениея перегрузок выпрямителя и самого стабилизатора или уменьшения

разного рода помех (например, щелчков в АС) в момент включения

аппаратуры.

Типовая схема стабилизатора приведена на рис. П2.11

Рис. П2.11. Схема электрическая принципиальная

интегрального стабилизатора напряжения

Емкость конденсаторов С1 и С2 соответствует стандартному включе-

нию микросхемы. Выходное напряжение определяет резистивный делитель

R1R2. Элементы дополнительного узла, обеспечивающего плавное включе-

ние, изображены на схеме пункимрными линиями.

При включении стабилизатора на выходе микросхемы появляется на-

пряжение. Поскольку конденсатор С3 начинает заряжаться, транзистор VT1

будет открыт, и в начальный момент выходное напряжение не превысит 2,4

В. По мере зарядки конденсатора транзистор закрывается, и напряжение на

его коллекторе увеличивается. Следовательно, в

озрастает и выходное напря-

жение. Когда конденсатор зарядится, выходное напряжение достигнет уста-

новленного значения. Транзистор полностью закроется и не будет оказывать

влияния на работу стабилизатора. После отключения устройства конденсатор

С3 быстро разряжается через диоды VD1 и VD2, резистивный делитель R1R2

и нагрузку.

Время н

арастания выходного напряжения зависит, в первую очередь,

от емкости конденсатора С3 и сопротивления резистора R4 и в меньшей сте-

пени – от коэффициента передачи тока транзистора.

Для сравнения было измерено время нарастания входного напряже-

ния стабилизатора. При выходном напряжении 15 В, сопротивлении нагрузки

15 Ом и емкости конденсаторов фильтров выпрямителя и нагрузки по 4700

мкФ без указанной доработки это время сост

авило примерно 30 мс, а после

введения дополнительного узла – 1,5–2 с.

Допустимые напряжения всех конденсаторов и транзистора должны

соответствовать рабочим напряжениям в конкретном стабилизаторе напря-

жения.

DA1 KP142EH12A

17 R1

680

10,0 × 50 В

- -

К выпрямителю

К нагрузке

С3 4,7 мк × 20 В

10,0 ×25 В

VD2 KД102Б

R3 10 к

10 к

8 к

VT1 КТ315В

С3

VD1

КД102Б

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ



Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении. Электрон. учеб. пособие

-113-

№

Краткое описание.

На рис. П2.12

приведена принципиальная схема простого суммирую-

щего (микшерного) каскада на два входа, собранного на двух биполярных

транзисторах с общей коллекторной нагрузкой.

Рис. П2.12. Схема электрическая принципиальная

нерегулируемого микшерного каскада на два входа

Входные сигналы подаются к гнездам Гн1 и Гн2, далее на базы транзи-

сторов VT1 и VТ2. Суммирование сигналов происходит в их общей коллек-

торной нагрузке на резисторе R5. Коэффициент передачи каждого каскада по

напряжению – около 0,7. Для устранения влияния входного сопротивления

последующего УНЧ, с которым будет работать данный каскад, введен до-

полнительный эмиттерный повторитель на транзисторе VТЗ. Выходной сум-

марный сигнал снимается с эмиттера транзистора VТЗ и через ко

нденсатор

С5 подается к выходному гнезду Гн3. Питание осуществляется от отдельной

батареи, но можно использовать стабилизированный источник питания УНЧ,

с которым каскад будет работать. В устройстве можно использовать транзи-

сторы типа КТЗ15Г. Настройка устройства сводится к подбору, в случае не-

обходимости, сопротивлений резисторов R1 и R9 в базовых цепях транзисто-

ров VТ1 и VТ2 для установки коллекторного то

ка, равного 0,25 мА. Как по-

казала практика, входное сопротивление каждого входа – 1–2 МОм,

R1*

270

R10

R9*

270к

100

15к

100 к

С1

0,1

VT1

ВС238

Гн1 Гн2

Гн3

Епит

18В

С2

4,7

VT2

ВС238

VT3

ВС238

С4

0,1

С3

4,7

С5

4,7

+12В

+11,4 В

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ



Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении. Электрон. учеб. пособие

-114-

выходное – около 100 Ом. Коэффициент нелинейных искажений – 0,1 % при

входном напряжении 1 В и 0,5 % при входном напряжении 2 В.

Типы пассивных элементов: резисторы – С2-23; конденсаторы С1, С4 –

МБМ; С2, С3, С5 – К50-6.

№

Краткое описание.

Устройство, схема которого приведена на рис. П2.13

, обеспечивает за-

щиту осветительной лампы от бросков тока в момент включения и плавный

разогрев ее нити накала, а также регулировку максимальной мощности на-

грузки.

Рис. П2.13. Схема электрическая принципиальная

устройства плавного зажигания лампы накаливания

Сразу после включения в сеть конденсатор С1 начинает заряжаться

импульсами тока, текущего через резистор R2, диод VD2 и резистор R3. Пи-

ковое значение напряжения в точке А пока недостаточно для открывания од-

нопереходного транзистора VT1, поэтому он закрыт, закрыт также и трини-

стор VS1. В это время ток через нагрузку EL1 не протекает. По мере зарядки

конденсатора С1 значени

е импульсного напряжения в точке А увеличивается.

Когда оно достигает порога открывания транзистора, конденсатор С1 начи-

нает разряжаться через его переход эмиттер-база, в результате чего на

R3*

5,1

1,5

4,7

С2

0,1м

С1

200,0

2,2М

150

SA1

EL1

VD1

КЦ402А

6,8

VS2

Д814Г

VS3

Д814Г

VD2

КД522Б

VT1

КТ117 Г

VS1

КУ201Л

SF1

КЭМ-2А

220 В

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ



Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении. Электрон. учеб. пособие

-115-

управляющий электрод тринистора поступают открывающие его короткие

импульсы.

Мощность, рассеиваемая в нагрузке, определяется фазовым сдвигом

между управляющим импульсом и началом периода анодного напряжения

тринистора, а также частотой следования управляющих импульсов, посколь-

ку в начале процесса один импульс формируется за несколько периодов сете-

вого напряжения. Эти два параметра, определяющие функционирование три-

нистора, зависят от скорости зарядки конденсат

ора С2, т. е. от пикового на-

пряжения в точке А и сопротивления введенной части переменного резистора

R4. По мере зарядки конденсатора С1 (спустя 1–2 с) средний ток, протекаю-

щий через диод VD2, уменьшается настолько, что в дальнейшем эта цепь не

оказывает заметного влияния на работу устройства. Максимальная мощ-

ность, поступаю

щая в нагрузку, определяется суммарным сопротивлением

резисторов R2 и R4 и может составлять примерно 5–90 % от номинальной

мощности нагрузки. Как показывает практика, такого диапазона регулировки

мощности для ламп накаливания вполне достаточно.

Резистор R7 предназначен для разрядки конденсатора С1 после отклю-

чения нагрузки от сети. Устройство целесообразно дополнить герконом SF1,

ускоряющим разрядку этого конденсатора, а управляющий его контактами

магнит механически свя

зать с выключателем SA1. Резистор R8 ограничивает

ток через геркон.

При мощности нагрузки более 100 Вт тринистор следует установить на

теплоотвод, а выпрямительный мост VD1 заменить более мощным, напри-

мер, собранным на четырех диодах Д245.

Тринистор КУ201Л можно заменить на КУ201К, КУ201М или

КУ202Л-Н. Диод VD2 – лю

бой из серий КД522, КД521 или КД503. Все по-

стоянные резисторы – МЛТ, переменный резистор R4 – СПЗ-4а. Конденсатор

С1 – оксидный К50-6, С2 – любой малогабаритный.

В связи с тем, что устройство имеет непосредственный контакт с се-

тью, вал переменного резистора R2 должен быть снабжен ручкой из изоля-

ционного материала.

№

Краткое описание.

Приведенное на рис. П2.14

устройство кроме выполнения функции

блокиратора параллельного телефона может также использоваться как бло-

киратор несанкционированного (пиратского) подключения к линии.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ



Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении. Электрон. учеб. пособие

-116-

Рис. П2.14. Схема электрическая принципиальная

блокиратора параллельного телефонного аппарата

Электронный ключ VS1 – КР249 КН1. Все постоянные резисторы –

МЛТ. Конденсатор С1 – оксидный К50-6.

№

Краткое описание.

Устройство, схема которого приведена на рис. П2.15

, в антенне

не нуждается, так как антенной является телефонная пара.

Рис. П2.15. Схема электрическая принципиальная телефонного микропередатчика

VD1 КД102В

2,4М

3М

R3*

510к

VT1

КТ3102В

VT2

КТ940А

VT3

КТ940А

R6*

2,7к

С1

2,2мк

160

R7 6,2к

С2

470

VS1

КР293КП4В,Б

VS1.1

VS1.2

К телефонной линии

680

VT1

КТ3102

С1

3000

С2

4...15

6,8

К телефонной

линии

ТА1

VD1-VD4

КД102А

10 к

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ



Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении. Электрон. учеб. пособие

-117-

Для увеличения радиуса действия рекомендуется поставить вместо

транзистора КТ3102 П416Б, но в этом случае нужно поменять полярность

питания микропередатчика. Катушка L1 бескаркасная, с внутренним диамет-

ром 6 мм, содержит 5 витков (для УКВ), для FM – 4 витка провода ПЭВ –

0,7–0,9 мм. Резисторы – С2-23. Конденсаторы С1, С3 – К10-17; С2 – КТ4-21.

Настройка производится изменением емкости подстроечного конден-

сатора, а также сж

атием или растяжением витков катушки L1 для приема

сигнала в свободном от вещательных станций участке УКВ (FM) диапазона

вещательного приемника. Радиус действия при применении транзистора

П416 равен 250–300 м в прямой видимости, а при КТ3102 – 200–250 м.

№

Краткое описание.

Электронный метроном, схема которого представлена на рис. П2.16

очень удобен на занятиях в музыкальном училище. Он создает одновременно

звуковые и световые сигналы ритма, которые исполнитель воспринимает как

в условиях класса, так и сцены, даже при максимальной громкости звучания

оркестра.

Рис. П2.16. Схема электрическая принципиальная электронного метронома

Основой метронома является генератор импульсов на двух транзисто-

рах различной структуры (VТ1, VT2). Цепочка C4, R2, R3 определяет частоту

повторения импульсов. С помощью резистора R3 можно изменять эту часто-

ту и тем самым частоту ударов метронома в пределах от 20 до 240

в минуту. Стабилизатор питающего напряжения на диоде VS1 обеспечивает

необходимое постоянство частоты ударов при колебаниях напряжения пи-

тающей э

лектросети в пределах 175–245 В.

В цепь переменного тока включен балластный конденсатор С1 (метал-

лобумажный) с рабочим напряжением 600 В. Остальные конденсаторы элек-

С1

1,0

1М

VD1

Д813

VD2

Д226Б

330к

33к

С2

500,0

С2 10,0

HL1

С3

10,0

VT2

КТ814А

VT1

КТ315Б

220 В

ВА1

8 Ом

-13В

VS1

VD1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ



Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении. Электрон. учеб. пособие

-118-

тролитические, типа К50-6. Постоянные резисторы – типа С2-23, переменный

– СПЗ-4а. Лампочка Л1 – коммутаторная, на 6 В и 60 мА. В качестве транзи-

стора VТ1 можно применить любой маломощный транзистор структуры

п-р-п.

В связи с тем, что устройство имеет непосредственный контакт с се-

тью, вал переменного резистора R3 должен быть снабжен ручкой из изоля-

ционного мат

ериала.

№

Краткое описание.

Рассматриваемое устройство, схема которого приведена на рис. П2.17

выполняет функцию удержания телефонной линии («HOLD»), что позволяет

во время разговора положить трубку на рычаг и перейти к параллельному те-

лефонному аппарату.

Устройство не перегружает телефонную линию (ТЛ) и не создает в ней

помех. Во время срабатывания вызывающий абонент слышит музыкальную

заставку.

Рис. П2.17. Схема электрическая принципиальная устройства

удержания телефонной линии

Схема устройства удержания телефонной линии показана на

рис. П2.17

. Выпрямительный мост на диодах VD1–VD4 обеспечивает нуж-

ную полярность питания устройства независимо от полярности подключения

его к ТЛ. Переключатель SF1 связан с рычагом телефонного аппарата (ТА) и

замыкается при поднятии трубки (т. е. блокирует кнопку SB1 при положен-

ной трубке). Если во время разговора необходимо перейти к параллельному

ТА, надо кратковременно нажать кнопку SB1. При этом срабатывает реле K1

(замыкаются контакты K1.1, а контакт

ы K1.2 размыкаются), к ТЛ подключа-

VD1-VD4

КД102А

DD1

УМС8

VT1

КТ361Б

ZQ1

32768 Гц

К1

РЭС-47

180

2,2к

HL1

АЛ307Б

К1.1

SF1

К телефонной

линии

К1.2

SB1

ТА

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ



Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении. Электрон. учеб. пособие

-119-

ется эквивалент нагрузки (цепь R1, R2, K1) и отключается ТА, с которого

велся разговор. После этого можно положить трубку на рычаг и перейти к

параллельному ТА.

Падение напряжения на эквиваленте нагрузки составляет 17 В. При

поднятии трубки на параллельном ТА напряжение в ТЛ падает до 10 В, реле

K1 отключается, и эквивалент нагрузки отключается от ТЛ.

Транзистор VT1 должен иметь коэффициент передачи не мен

ее 100,

при этом амплитуда переменного напряжения звуковой частоты, выдаваемо-

го в ТЛ, достигает 40 мВ. В качестве музыкального синтезатора (DD1) ис-

пользована микросхема УМС8, в которой «зашиты» две мелодии и сигнал

будильника. Поэтому вывод 6 («выбор мелодии») соединен с выводом 5. В

этом случае воспроизводится один раз первая мелодия, а за

тем вторая беско-

нечно.

В качестве SF1 можно использовать микропереключатель МП или гер-

кон, управляемый магнитом (магнит должен быть приклеен к рычагу ТА).

Кнопка SB1 – КМ1.1, светодиод HL1 – любой из серии АЛ307. Диоды VD1–

VD4 – любые, допускающие обратное напряжение не менее 200 В. Реле K1 –

РЭС-47 (паспорт РФ4.500.409, РФ4.500.431 или РФ4.500.432). Резисторы –

типа С2-33. Кварцевый резонатор ZQ1 – РВ-75.

Применив резистор R1 сопротивлением 270–390 Ом, можно увеличить

падение на

пряжения на эквиваленте нагрузки до 20–25 В, что позволит ис-

пользовать такие ТА, при поднятии трубки которых напряжение в ТЛ со-

ставляет 15–20 В. Резистор R3 в этом случае применяют сопротивлением 3–

3.3 кОм. Падение напряжения на резисторе R2 не должно превышать 3 В,

иначе необходимо будет уменьшить сопротивление резистора R2.

№

Краткое описание.

Суть работы музыкального звонка (рис. П2.18

) заключается в том, что

если нажимать на выносную кнопку, которая расположена на входной двери,

в течение 2 с, то мелодия будет звучать полностью, а если менее 2 с, то мело-

дия оборвется после первых трех аккордов. Получается, что если кнопку на-

жать и отпустить, то прозвучат 3 аккорда, а если зафиксировать ее более од-

ной секунды, то прозвучит полностью одна из выбранных мелодий. Этот ва-

риант хорош тем, что мелодия практически не надоедает, а первых трех ак-

кордов, звучащих в течение 3–5 с, вполне хват

ает, чтобы узнать, что вас кто-

то посетил. Использованная в схеме ИМС изготовлена по КМОП технологии,

что обеспечивает малый расход энергии питания.

Резистор R1 служи

т для подавления помех, приводящих к самопроиз-

вольному пуску. Что касается оконечного каскада, то он интересен тем, что

можно регулировать громкость резистором R3 и окраску звучания конденса-

тором СЗ.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ



Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении. Электрон. учеб. пособие

-120-

Рис. П2.18. Схема электрическая принципиальная музыкального звонка

Конденсатор С1 – типа МБ (металлобумажный), С2 – электролитиче-

ский, типа К50-6. Постоянные резисторы – типа С2-23, переменный –

СПЗ-4а. Выходной трансформатор – от любого миниатюрного транзисторно-

го приемника. Динамик имеет сопротивление 8 Ом. Кварцевый резонатор

ZQ1 – РВ-75.

№

Краткое описание.

Промежуточная память повышает эксплуатационные удобства цифро-

вых измерительных приборов, работа которых основана на подсчете числа

импульсов в течение нормированного интервала времени.

В конце этого ин-

тервала информация из счетчика переписывается в регистр памяти, где он

сохраняется до конца следующего цикла измерения.

Иллюстрацией изложенного принципа построения промежуточной памяти

может служить узел, схема которого изображена на рис. П2.19

. Примененное

в нем ОЗУ К155РУ2 (DD5) имеет память емкостью 64 бит (16 слов×4 разря-

да). Это позволяет увеличить число обслуживаемых разрядов до 16. Адрес-

ные входы ОЗУ DD5 и мультиплексоров DD1–DD4 объединены, что обеспе-

чивает однозначное соответствие каждой ячейки памяти соответствующему

разряду счетчика. Сигналы трехразрядного адреса формируются двоичным

счетчиком DD8, на счетный вход C1 которого подаются импульсы, тактового

генератора (DD7.1, DD7.2) с частотой следован

ия около 10 кГц. Адресные

сигналы поступают также на дешифратор разрядов DD9, который включает

индикаторы соответствующих разрядов. Одновременно с выхода ОЗУ DD5

на дешифратор знаков поступает код числа этого разряда, чем и обеспечива-

ется индикация нужной цифры. Процесс происходит непрерывно, и на циф-

ровом индикаторе отображается число, хранящееся в ОЗУ. Смена информа-