Справочное пособие - микросхемы и их применение (1086445), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Источники опорных напряженийсобраны на внешних стабилитронах, выходные напряжения регулируются резисторами R3, Rs (рис. 6.20,6).Рис. 6.17. Операционный усилитель 240УД1Микросхемы серии 240 работают от источников питания +9 В+10 % и ±5 В+10 %. Эта серия разработана дляпостроения АЦП поразрядного кодирования и последовательного счета с двойным интегрированием.
Вкачестве примера на рис. 6.21 показана структурная схема АЦП поразрядного кодирования, построенного набазе серии 240 с использованием матрицы 301НС1.Рис. 6.18. Один канал аналогового ключа 240КН2Добавление резнстивной матрицы в состав серии, например 301НС1, значительно расширяет еефункциональные возможности — матрица может быть использована для построения АЦП других типов, атакже ЦАП.Рис. 6.19. Один разряд коммутатора 240КНЗДругим набором микросхем, предназначенным для построения АЦП (и ЦАП), является серия 252,состоящая из семи типов микросхем: 252СА1, 252УД1, 252КН1, 252ПА1, 252ПА2, 252ПАЗ, 252ПН1.Рис. 6.20. Стабилизатор напряжения 240ЕН1: о — принципиальная схема; б - схемавключения252СА1 — три компаратора (рис. 6.22), имеющие разрешающую способность не ниже 2 мВ, скоростьнарастания выходного напряжения более 30 В/мкс при напряжении входного сигнала 10 мВ.
Компаратор можетвключаться как с высоким входным сопротивлением через эмиттерные повторители Т1, Т$ (выводы 2 и 3), так ис низким — при подаче сигналов на базы транзисторов Т2, Г4 (выводы 1, 4).252УД1 — два операционных усилителя (рис. 6.23) со следующими параметрами: коэффициент усиления неменее 7000 при полосе частот до 1 МГц, входное сопротивление до 0,9 МОм, входной ток не более 0,1 мкА,напряжение смещения нуля менее 3 мВ, скорость нарастания выходного напряжения до 5 В/мкс.
За счетизменения параметров внешних элементов R1, R2, С1, C2 (рис. 6.23,6) можно изменять частотную зависимостькоэффициента усиления и получить полосу частот до 5,5 МГц (при малом сигнале).252КН1 — четырехканальный коммутатор (рис. 6.24), предназначенный для коммутации сигналов счастотой до 60 МГц, имеет коэффициент передачи сигнала 0,8, отношение коэффициентов передачи открытогои закрытого ключа — 40 дБ, максимальный коммутируемый ток 2 мА.
Коммутатор работает от источниковпитания±6 В+10 %. Управляющие сигналы подаются на выводы 2, 5, 8, 11, при этом коммутируются цеписоответственно между выводами 4 — 25, 7 — 22, 10 — 19, 13 — 16.Остальные микросхемы, входящие в серию 252, были описаны в § 6.1.Основные направления развития АЦП — повышение быстродействия основных . узлов, в частности,компараторов до 10 — 15 не, повышение их точности до 0,05 — 0,005 %, увеличение разрядностипреобразователей до 12 — 16, использование микропроцессоров в преобразователях.
Заметим, чтоодновременная реализация высоких требований по точности и быстродействию затруднена, поэтомусоздаваемые микроэлектронные АЦП (как и ЦАП) можно разделить на три основные группы — общегоприменения, быстродействующие и прецизионные.Рис. 6.21. Многоканальный десятиразрядный АЦП поразрядного кодированияРис. 6.22. Один канал компаратора напряжения 252СА1:а — принципиальная схема; б — схема включенияБолее подробно сведения о ЦАП и АЦП на микросхемах можно получить в [17, 29, 30, 33].Рис. 6.23.
Один канал ОУ 252УД1:а — принципиальная схема; б — схема включенияРис. 6.24. Коммутатор 252КН1Глава седьмаяПРИМЕНЕНИЕ ЦИФРОВЫХ МИКРОСХЕМ ВЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЕ7.1. ОСОБЕННОСТИ И ОСНОВНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯЦИФРОВЫХ МИКРОСХЕМПрименение цифровых микросхем по сравнению с аналоговыми характеризуется рядом особенностей.Цифровые микросхемы имеют большую функциональную законченность и универсальность, что позволяетсоздавать аппаратуру с минимальным количеством дискретных компонентов.
При этом в значительной степениоблегчается монтаж и его автоматизация. Особенно это касается микросхем высокой степени интеграции.Цифровые микросхемы имеют менее жесткие допуски на параметры, что позволяет обходиться без точныхрегулировок. Число контролируемых параметров ограничено и имеется достаточно полная информация о них всправочной литературе.В настоящее время хорошо разработаны автоматизированные методы проектирования сложной аппаратурына цифровых микросхемах.
Немаловажную роль играет отработанность и широкие функциональныевозможности базовых серий микросхем 100, 133, К155, К176, К564 и других, а также большой опыт их применения.Цифровые устройства проще, чем аналоговые реализуются на микросхемах. Так, если в аппаратурерадиосвязи на микросхемах может быть построено в среднем 70 % узлов, то в вычислительных устройствахболее 95 %. Практически в цифровой аппаратуре пока нельзя построить в микроэлектронном варианте толькодатчики, исполнительные органы, устройства ввода и вывода информации и электромеханические узлы.Основные области использования цифровых микросхем — вычислительная техника, промышленнаяавтоматика, устройства связи и обработки данных, бытовая аппаратура.На базе цифровых микросхем серий К137, К155, К187, К500, К583 и некоторых других создана единаясистема ЕС ЭВМ (Ряд1, Ряд2), представляющая собой семейства универсальных цифровых вычислительныхмашин, обладающих высокой производительностью (до 1,5 млн.
операций в секунду и выше) ипредназначенных для решения широкого круга научно-технических и экономических задач.Кроме больших ЭВМ в последнее время все большее развитие получают мини-ЭВМ (например, семействоСМ ЭВМ) и особенно микро-ЭВМ. Микро-ЭВМ представлены целым рядом машин: «Электроника С-5» (01, 11,12, 21, 41 и т. п.), для построения которых используются микропроцессорные наборы К536, К586 и др.;«Электроника НЦ» (ОЗТ, ОЗД, 04Т, 05Т, 31, 80 — 01 и др.) на базе серий К587, К588, К564; «Электроника 60»на основе комплекта К581; «Электроника КЫО», построенная на микросхемах серий К580, К589, К505 и др.Эти микро-ЭВМ представляют собой много- или одноплатные устройства массой в 10 — 25 кг, с потребляемоймощностью 50 — 120 Вт, работающие со скоростью до 1 млн.
простых операций в секунду. Они чаще всегосодержат несколько микросхем. Имеются и однокристальные микро-ЭВМ, например «Электроника С5-31»,«Электроника НЦ-80». Последняя имеет массу 0,01 кг, Рпотр = 1,5 Вт. при производительности свыше 0,5 млн.операций в секунду.Микро-ЭВМ рассмотренных семейств позволяют значительно расширять области применениявычислительной техники в низовых звеньях автоматизированных систем управления. Микро-ЭВМ работаютобычно в реальном масштабе времени и используются в устройствах управления промышленнымоборудованием, в частности, станками с числовым программным управлением, технологическими процессами,в системах передачи данных, сбора и обработки информации, в контроллерах и терминалах, а также для решения сложных инженерно-технических задач.На базе цифровых микросхем создаются измерительные приборы переносного типа — вольтметры,частотомеры и т. п.
Так, электронно-счетный частотомер 43 — 34 совместно с блоком интервалов содержит 110микросхем (в основном триггеров и логиче-ских элементов серий 201, 202, 204). Цифровые микросхемы широко используются и в щитовых измерительных приборах. Рассматриваемые микросхемы находят применениев генераторах сигналов, в частности в генераторах импульсов типа Г5. В них число микросхем достигаетнескольких сотен (серии 100, 130, 133, 134, К564 и др.).Широко используются цифровые микросхемы в аппаратуре связи квазиэлектронных АТС, аппаратуреуправления импульсно-кодовых сигналов, телефонных аппаратах, в устройствах радиосвязи. Здесь все большееприменение находят микропроцессоры, которые управляют работой системы связи, находят оптимальные путисоединений абонентов, осуществляют диагностику неисправностей и решают много других задач. В телефонии,например, микропроцессоры обеспечивают клавишный набор номера (в 2 раза экономится время по сравнениюс существующим набором), индикацию набранного номера, повторение вызова.
С их помощью возможенпереход к цифровым телефонным аппаратам с кодированием и декодированием звуковых сигналов, записьюномеров звонивших, избирательным ответом на определенные вызовы и т. п.В бытовой аппаратуре цифровые микросхемы используют в наручных и настольных электронных часах,характеризующихся высокой точностью хода, надежностью, отсутствием необходимости в уходе. Микросхемыприменяются в игровых автоматах, микроволновых нагревательных печах, бытовой радиоаппаратуре. Особенно широкие возможности появляются с внедрением в нее микропроцессоров.
Так, при использованиимикропроцессоров вместе с приемниками и магнитофонами можно включать и выключать их по заданнойпрограмме, вести автоматический поиск нужного канала, станции, дорожки записи, регулировать громкость,тембр, стереобаланс, подавлять шумы, корректировать АЧХ в зависимости от типа магнитной ленты и т.
п.На базе микропроцессоров можно сделать домашнее информационное устройство, имеющее связь сбольшой ЭВМ и использующее телевизор в качестве приемника информации.Сейчас трудно себе представить современное устройство обработки дискретной информации, которое былобы построено без использования микросхем. Достоинства цифровых микросхем, отработанность методовпостроения цифровой аппаратуры обусловливает широкое внедрение цифровых методов обработки информации в традиционно аналоговые узлы. В последние годы все шире применяют цифровые синтезаторы частот,фильтры, линии задержки и т. п. Разработка и внедрение цифроаналоговых и аналого-цифровых микросхем ещеболее расширила области внедрения цифровых методов обработки информации.Из многочисленных применений приведем лишь некоторые примеры использования микросхем вустройствах и узлах, которые представляют, на наш взгляд, наибольший интерес для радиолюбителей и могутбыть ими реализованы, а также примеры микроэлектронной аппаратуры, с которой радиолюбители частосталкиваются в повседневной жизни.7.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
