2000.02_Elektor.pdf

Regulowany oscylator

Na pierwszy rzut oka układ

ten jest podobny do znanego ge−

neratora na mostku Wiena, jed−

nak po dokładniejszym przyjrze−

niu się dostrzec można pewne

różnice. Do regulacji częstotli−

wości wystarczy mianowicie je−

den zwykły potencjometr – od−

pada podwójny potencjometr,

który w przypadku generatora na

mostku Wiena musiał spełniać

surowe wymagania na

współbieżność (wierne podo−

bieństwo obydwu potencjome−

trów). W układzie tym częstotli−

wość pracy oscylatora ustawiana

jest przy pomocy potencjometru

P1, a pokrywany zakres często−

tliwości, przy podanych warto−

ściach elementów, rozciąga się

od 340Hz do 3,4kHz.

Właściwy mostek Wiena

składa się z następujących kom−

ponentów: R1/C1 i R2+P1/C2.

Ponieważ przy takiej konfigura−

cji nie występuje znany = 3

współczynnik tłumienia mostka

Wiena, więc dla spełnienia wa−

runków generowania włączany

jest do pętli sprzężenia prąd pły−

nący przez R2 i P1. Ma to ten

skutek, że teraz nie wystarczy

już jeden jedyny wzmacniacz

operacyjny. Z tej przyczyny

wprowadzony został dodatkowy

wzmacniacz operacyjny z inwer−

sją IC1b, przy czym diody D1

i D2 odpowiadają za stabilizację

amplitudy.

Jeśli chodzi o dobór wartości

elementów w układzie, to obo−

wiązuje zasada, że impedancja

obwodu R5/R6/R7/P2/D1/D2

musi być w przybliżeniu równa

R2. Potencjometr P2 powinien

zostać w taki sposób wyregulo−

wany, żeby sygnał wyjściowy

nie osiągał poziomu napięcia

roboczego.

Przy takim

ustawieniu

zniekształce−

nia będą naj−

mniejsze,

a w przypadku

egzemplarza

wzorcowego

mieściły się

one poniżej

0,1%. Jeszcze

lepsze rezulta−

ty mogą zostać

osiągnięte

prawdopodob−

nie wówczas,

gdy wartości

R5, równole−

głego rezysto−

ra R6 i P2 zo−

staną zopty−

malizowane

w sposób eks−

perymentalny.

Potencjometr

P1, przy po−

mocy którego

ustawiana jest

częstotliwość

pracy genera−

tora, może być

zarówno linio−

wy, jak i loga−

rytmiczny.

W przybliżeniu liniową zależ−

ność uzyskuje się wówczas, gdy

zastosuje się potencjometr

o charakterystyce logarytmicz−

nej. Częstotliwość pracy gene−

ratora (teoretyczna) może zo−

stać wyznaczona na podstawie

wzoru:

f = 1 / (2Π

Rys. 1

• R1 • C1 • √

Zaleta ustawiania częstotli−

wości pracy generatora przy

pomocy jednego zwykłego po−

tencjometru okupiona jest nie−

stety tym, że amplituda sygnału

wyjściowego jest wyraźnie

uzależniona od częstotliwości.

Prosta stabilizacja przy pomocy

diod D1/D2 nie zachowuje się

idealnie i w przypadku zwięk−

szonych wymagań odnośnie

stabilności trzeba ją zastąpić

przez “prawdziwy” układ re−

gulacji.

Generator bez obciążenia po−

biera prąd około 4mA, a przy na−

pięciu roboczym ±15V maksy−

malne napięcie na wyjściu wyno−

si około 9,4V eff . Jeżeli zastoso−

wany zostanie proponowany

wzmacniacz operacyjny TL072,

to układ zaczyna generować już

przy napięciu roboczym wyno−

szącym około ±5V.

gdzie a jest to stosunek

(R2 + P1) / R1

oraz obowiązuje zależność

R3 = R1 i C1 = C2.

Elektronika dla Wszystkich

Elektor w EdW

Prostownik precyzyjny

A. Współczynnik wzmoc−

nienia jest równy dokładnie 1,

przy czym tolerancja uzależniona

jest jedynie od niezgodności po−

między obydwoma rezystorami

2R1. Prostownik nadaje się do sy−

gnałów o częstotliwościach po−

między DC a około 2kHz. Zwy−

czajne napięcie zasilające i niski

pobór prądu kwalifikują ten układ

do zastosowań w systemach

i urządzeniach zasilanych z baterii

lub akumulatorków.

Podczas dodatniego półokre−

su napięcia wejściowego (Vin >

0) wyjście A1 jest w stanie wy−

sokim (high), w związku z czym

poprzez T1 i D2 napięcie wyj−

ściowe Vo jest równe napięciu

wejściowemu. Vo leży maksy−

malnie o trzy wartości napięcia

na złączu diodowym poniżej na−

pięcia roboczego i w związku

z tym wartość szczytowa napię−

cia wyjściowego jest prawie

równa +3V. Wyjście wzmacnia−

cza A2 jest w stanie niskim

(low), w związku z czym tranzy−

stor T2 jest zablokowany.

Podczas ujemnego półokresu

napięcia wejściowego (Vin < 0)

wyjście A1 jest w stanie niskim

(Low) i tranzystor T1 zostaje za−

blokowany. Wzmacniacz A2 pra−

cuje jako inwerter o wzmocnieniu

równym 1, w następstwie czego

Vo jest teraz równe Vin, oczywi−

Rys. 1

ście przy odwrotnej polaryzacji.

Obydwa półokresy dają w sumie

wyprostowany sygnał, który wy−

gląda tak, jak to zostało opisane.

Wartość prądu ustawiona

przez RSET określa prąd spo−

czynkowy. Wzmacniacz A1 pra−

cuje w trybie wzmocnienia = 1,

podczas gdy A2 ustawiony jest

na wzmocnienie = 0,5. Aby po−

mimo tego obydwa wzmacnia−

cze pracowały z jednakową sze−

rokością pasma closed−loop

i z jednakową charakterystyką

częstotliwościową, prąd ustawio−

ny dla A2 musi być dwa razy

większy od prądu dla A1. Przy

3,7V/200kΩ prąd wzmacniacza

A2 ustawiony jest na 18,5A,

podczas gdy dla A1 poprzez

3,7V/390k

Ponieważ w stopniu wejścio−

wym wzmacniacza OP22 znaj−

duje się tranzystor p−n−p w ukła−

dzie Darlingtona, więc istnieje

niebezpieczeństwo, że jego złą−

cze kolektor−baza może przewo−

dzić przy ujemnych napięciach

wejściowych. W celu wyelimi−

nowania tego efektu zastosowa−

no R1 i D1, które powinny ogra−

niczyć ujemne napięcia wejścio−

we dla A1.

A dla A1 i 220

A dla A2.

Generator impulsów z dekadowym

ustawianiem wypełnienia

Projektował Karlheinz Lo−

renz .

impulsu do przerwy, posiada

dosyć istotną wadę: częstotli−

wość zmienia się wraz ze zmia−

ną wypełnienia. Wady tej nie

posiada rozwiązanie przedsta−

wione na schemacie powyżej.

Zastosowany został generator

impulsów prostokątnych, który

składa się z IC2a oraz obwodu

RC. Określający częstotliwość

obwód RC ustawiany jest za

pomocą przełącznika S1 na je−

den z trzech zakresów. Przy za−

proponowanych wartościach

elementów dla C1, C2 i C3 oraz

P1, P2 i R1 uzyskuje się nastę−

pujące trzy zakresy częstotli−

wości:

Wiele generatorów, które

wytwarzają falę prostokątną ze

zmiennym stosunkiem długości

Elektronika dla Wszystkich

Ten precyzyjny prostownik

dwupołówkowy nadaje się do sy−

gnałów wejściowych aż do

± 3V i wymaga do tego jedynie

zwykłego napięcia roboczego wy−

noszącego zaledwie 5V. Jako uzu−

pełnienie należy wspomnieć także

o szczególnie niskim prądzie spo−

czynkowym, wynoszącym tylko

320

. Tak ustawione prą−

dy dają w efekcie pobór prądu

w stanie spoczynkowym około

100

Elektor w EdW

0,1Hz do 10Hz

10Hz do 1kHz

1kHz do 100kHz

Jednoznacznie dokładna czę−

stotliwość zależy od histerezy

4093 i tym samym dosyć silnie

od typu i wykonania układu sca−

lonego. Sygnał wyjściowy gene−

ratora można dostosować do wy−

magań przy pomocy

potencjometrów P1 –

zgrubnie oraz P2 –

precyzyjnie. Jeżeli po−

mimo szerokiego za−

kresu możliwych do

wyboru częstotliwo−

ści, nie można uzyskać

wymaganej częstotli−

wości, to konieczne

jest wymienienie kon−

densatorów.

Generator impul−

sów prostokątnych tak−

tuje synchroniczny

licznik dziesiętny. Przy

każdym zliczaniu od−

powiednio przypisane

zdekodowane wyjście

przechodzi w stan wy−

soki, a nie zdekodowa−

ne wyjścia pozostają

na poziomie masy

(low). Przełącznik S2

(DIP) to sprowadzenie

wszystkich wyjść na

jedną wspólną linię.

Diody zabezpieczają przed zwar−

ciem pomiędzy wyjściami o zróż−

nicowanych poziomach, które zo−

stały wybrane przy pomocy S2.

Chcąc wybrać stosunek 0,1 nale−

ży w wyłączniku DIP załączyć

Q1, dla 0,2 Q1 i Q2, i tak dalej.

Jeżeli wszystkie wyjścia układu

4017 są załączone (zebrane na

wspólną linię), to uzyskuje się

współczynnik wypełnienia (duty−

cycle) o wartości 0,9. Przełącznik

połączony z masą powoduje wy−

łączenie generatora PWM.

Sygnał dociera następnie do

dwóch inwerterów. Do

IC2b podłączone są dwie diody

LED. Im niższy jest współczynnik

trwania impulsu, tym jaśniej świe−

ci dioda D11 i tym ciemniej dioda

D10. IC2c buforuje (i odwraca)

sygnał wyjściowy w układzie.

IC2d jeszcze raz odwraca poziom

i w rezultacie do dyspozycji są

dwa odwrotne sygnały wyjściowe.

Układ charakteryzuje się poborem

prądu na poziomie około 4mA.

Rys. 1

Wskaźnik napięcia roboczego dla komputera

Opracował inż. dypl. Gre−

gor Kleine.

wanie wielkości napięć robo−

czych przez prezentowany układ

jest oczywiście niemożliwe.

W normalnym stanie tranzy−

story T1 i T3 pracują jako źródła

stałoprądowe, na których znajdu−

ją się napięcia 6,3V

(= 12V – 5V – 0,7V) poprzez re−

zystor R1 lub odpowiednio R2.

W związku z tym wspomniany

prąd stały ma natężenie 6,3mA.

Prąd ten przepływa następnie

przez LED D1, oczywiście wte−

dy, gdy wszystkie cztery napię−

cia występują, gdyż tranzystor

T2 byłby zablokowany w obwo−

dzie bazy, gdyby przykładowo

zabrakło ujemnego napięcia 12V.

Jeśli brakuje –5V tranzystor T3

jest całkowicie przesterowany,

ale na złączu baza−emiter w tran−

zystorze T2 brakuje napięcia i

tranzystor ten zostaje zabloko−

wany wraz z diodą LED D1.

Bardzo prosty układ do kontro−

lowania napięcia roboczego dla

systemów zasilanych napięciami

+5V, −5V, +12V i –12V można

zbudować posługując się trzema

tranzystorami, dwoma rezystora−

mi, trzema diodami i jedna diodą

LED jako wskaźnikiem.

O ile tradycyjne układy kon−

trolujące, dla każdego z czterech

napięć roboczych, będą wymaga−

ły komparatora a ich wyjścia do−

prowadzone są do bramki suma−

tora, aby można było zasygnali−

zować, że napięcia robocze są

prawidłowe, to w tym przypadku,

stosując znacznie tańsze podze−

społy zadowolono się jedynie za−

sygnalizowaniem, że napięcia te

są dostępne. Dokładne skontrolo−

Rys. 1

Elektronika dla Wszystkich

Elektor w EdW

Układ do rozładowywania akumulatorów

Projektant Jürgen Friker

Przebieg ten zosta−

je dopiero wtedy prze−

rwany, gdy napięcie

na akumulatorze nie

jest wystarczająco

wysokie jako napięcie

na bazie tranzystorów.

W poprzedniej wersji

układu było to około

0,65V. Dzięki dodaniu

napięcia progowego

(w formie diody D3),

wynoszącego

0,3V, napięcie zostaje

podwyższone do

0,9V … 1V.

Dodane także nowe

rezystory R5 i R6 ma−

ją za zadanie zapew−

nić odpowiednio wy−

soki prąd dla diody

D3. Jeżeli akumulator

zostanie rozładowany,

to powinien możliwie

szybko zostać wyjęty

z urządzenia rozłado−

wującego. Jest to wymagane

z tego względu, że w przeciwień−

stwie do poprzedniego wykona−

nia przez D3, R2/R3 i R5/R6

przez cały czas płynie niewielki

prąd, aż do momentu, gdy aku−

mulator zostanie głęboko rozła−

dowany! Jak to więc często by−

wa, jest także i przysłowiowa,

druga strona medalu.

Autor projektu był dosyć za−

skoczony, gdy zaobserwował,

że dioda LED podczas rozłado−

wywania nie tylko świeci, ale

Nieco zbyt skuteczny okazał

się układ do rozładowywania

akumulatorów zaprezentowany

w Elektorze 6/98. Zamiast za−

kończyć rozładowywanie aku−

mulatorka NiCd nieznacznie po−

niżej 1V, jak jest to zalecane

przez producentów tych akumu−

latorów, układ kończył rozłado−

wywanie dopiero przy 0,6 …

0,7V. Poprzez małą modyfikację

– dodatkowo została wstawiona

dioda Schottky’ego D3 – układ

lepiej spełnia obecnie wymaga−

nia producentów. Poza tym wy−

stąpił jeszcze jeden dodatkowy

zaskakujący efekt: gdy akumula−

tor został rozładowany, dioda

LED D2 zaczęła migać!

Jednak po kolei. Schemat

przedstawiony na rysunku 1 to

niskoomowy multiwibrator

astabilny, którego częstotliwość

drgań wynosi około 25kHz.

Gdy T2 przewodzi, przez in−

dukcyjność L1 przepływa prąd.

W polu cewki gromadzi się

energia. W momencie gdy tran−

zystor T2 zostaje zablokowany,

pole załamuje się i wytwarza

napięcie indukcyjne, które prze−

kracza napięcie przepuszczania

diody LED (około 1,6V).

W związku z tym przez LED

przepływa prąd i dioda zaczyna

świecić. D1 zapobiega, żeby in−

dukowany prąd popłynął przez

R4 i C2.

Rys. 1

również przy coraz głębszym

rozładowaniu zaczyna migać.

Efekt ten najprawdopodobniej

bazuje na zjawisku wzrastają−

cej rezystancji wewnętrznej

ogniwa. Z tego powodu spada

napięcie na zaciskach poniżej

poziomu progowego. Jeżeli

prąd nie płynie, to rezystancja

wewnętrzna nie odgrywa żad−

nej roli i napięcie na zaciskach

ponownie może wzrosnąć, aż

do wartości progowej i wtedy

układ rozładowania akumulato−

ra ponownie, na krótko się uak−

tywnia. Wraz z pogłębiającym

się rozładowaniem dioda LED

zaczyna migać coraz słabiej, aż

do sytuacji, gdy po mniej wię−

cej godzinie (przy jednym

ogniwie) LED całkowicie zga−

śnie. Efekt migania nie jest

szczególnie istotny dla procesu

rozładowania akumulatora,

gdyż prawdę mówiąc, w mo−

mencie gdy dioda zaczyna mi−

gać, akumulator jest już prawi−

dłowo rozładowany!

REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA

Elektronika dla Wszystkich

Elektor w EdW

Zamek kodowany

Zaprojektował G. Vander−

plancke

Kilka tyrystorów, parę łączni−

ków przyciskanych i dwa prze−

kaźniki – niewiele więcej potrze−

ba, żeby zbudować zamek kodo−

wany, którego wcale nie będzie

łatwo pokonać. Układ ten może

zostać umieszczony przykłado−

wo w samochodzie i z pewnością

utrudni on działalność potencjal−

nemu złodziejowi. Klucz do tego

zamka stanowi kolejność, w ja−

kiej należy przycisnąć łączniki.

Blokada zabezpieczająca dopie−

ro wtedy zostaje zdjęta, gdy

uprawniony użytkownik naciśnie

przyciski kodowe w prawidłowej

kolejności. W takim przypadku

uruchomiony zostaje przekaźnik,

który przykładowo włącza na−

pięcie robocze w samochodzie.

Oczywiście przyciski można me−

chanicznie zainstalować nie

w takiej kolejności, w jakiej po−

winny zostać naciśnięte (jak

również nie w tym samym miej−

scu). Jeśli jednak już tak się zro−

bi, to skuteczność takiego zabez−

pieczenia będzie mniejsza i uła−

twioną pracę będą miały osoby

nieupoważnione.

Układ ten pracuje w sposób

następujący: Pierwszy przycisk,

który powinien zostać naciśnięty

w celu odbezpieczenia układu, to

S4. Po jego naciśnięciu rozpo−

czyna się ładowanie C1 przez R1

i w związku z tym tranzystor T1

przez około 15 sekund przewo−

dzi, jak również w tym czasie

przekaźnik Re1 jest załączony.

Następny krok to naciśnięcie na

S5, którego należy dokonać

w czasie wspomnianych 15 se−

kund. Ma to ten skutek, że tyry−

stor THR1 przełącza się i po na−

ciśnięciu na S6 również tyrystor

THR2 zaczyna przewodzić. Aby

przekaźnik Re2 został urucho−

miony i blokada zabezpieczenia

została całkowicie zdjęta, ko−

nieczne jest jeszcze na zakończe−

nie naciśnięcie na S7.

Opisana powyżej funkcja

elektronicznego kodowanego sy−

stemu zabezpieczającego uzupeł−

niona jest o dwa pożyteczne do−

datki. Jeżeli w okresie karencji,

trwającym pierwszych 15 sekund,

zamiast przycisku S5 zostanie na−

ciśnięty przycisk S1, S2 lub S3, to

nastąpi wówczas szybkie rozłado−

wanie C1, tranzystor T1 zostaje

natychmiast zablokowany i wyłą−

cza się przekaźnik Re1, w tym sa−

mym czasie na chwilę rozbłysku−

je LED D2. Po takiej pomyłce sy−

stem można oczywiście odbloko−

wać, gdy rozpocznie się całą pro−

cedurę od początku, naciskając na

S4. Ta sama zasada obowiązuje

naturalnie także i dla przycisku

S5, z tym, że dochodzi jeszcze

warunek 15 sekund.

Druga dodatkowa możliwość to

w określonych warunkach wyko−

rzystanie swego rodzaju szybkiego

odblokowania. W stanie odbezpie−

czonym C3 ładuje się przez THR3.

Gdy napięcie robocze na krótki

okres zostanie odłączone (np. gdy

na chwilę wyłączamy silnik w sa−

mochodzie, bo musimy wrzucić

list do skrzynki), to napięcie na C3

jest jeszcze dostatecznie wysokie,

aby tyrystor THR3 przy pomocy

naciśnięcia na przycisk S8 ponow−

nie wprowadzić w stan przewodze−

nia. W takiej sytuacji nie jest już

konieczne wprowadzanie pełnego

kodu. Jeżeli jednak taka możliwość

jest niekorzystna, gdyż bezpie−

czeństwo ochranianego systemu

jest wtedy osłabione, to naciskając

na S9 można dezaktywować funk−

cję szybkiego odblokowania. Po

naciśnięciu na S9 kondensator C3

ulega szybkiemu rozładowaniu i na

chwilę rozbłyskuje dioda LED D4.

Rys. 1

Filtr stroboskopowy

Projektował J. Ferber.

cja ta może zostać przeprowa−

dzona w zaprezentowanym po−

niżej układzie. Kondensatory

sprzęgające dla lewego i dla pra−

wego kanału, C4 i C5, zapobie−

gają przedostawaniu się składo−

wej stałej sygnału audio do tran−

zystorowego stopnia buforujące−

go zbudowanego na T1. Zbufo−

rowany sygnał audio napotyka

najpierw aktywny filtr drugiego

porządku, którego górna często−

tliwość graniczna może być wy−

regulowana przy pomocy stereo−

fonicznego potencjometru

R14/R15 w zakresie pomiędzy

80Hz a 170Hz. Najistotniejszym

wymaganiem do prawidłowego

funkcjonowania filtru jest, aby

obydwa potencjometry były do−

kładnie jednakowe (symetrycz−

Przy sterowaniu strobosko−

pem za pomocą sygnału audio,

sygnał ten musi zostać najpierw

zredukowany do jego składowej

niskoczęstotliwościowej. Opera−

Elektronika dla Wszystkich

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: