Текст книги "КВ-приемник мирового уровня? Это очень просто!"

Автор книги: Александр Кульский

сообщить о нарушении

Текущая страница: 18 (всего у книги 23 страниц)

«Н»: А что представляют собой узлы, собранные на D1 и D2?

«С»: Каждый из них есть ни что иное, как ИТУН. Эта аббревиатура расшифровывается как ИСТОЧНИК ТОКА, УПРАВЛЯЕМЫЙ НАПРЯЖЕНИЕМ. Вернемся к нашей задаче. Ведь ток через р-i-n-диод определяет очень многое. Этот ток ПРОХОДИТ ПО ВХОДНОМУ КОМПОНЕНТУ высококачественного приемника! Поэтому НИКАКИХ отклонений этого тока от заданной величины мы допускать не вправе! НИКАКИХ случайных импульсов, выбросов, дрейфов и т. д.!

«А»: То есть если с выхода инструментального усилителя на вход ИТУН поступает определенный сигнал, то отклонений тока не будет, даже если напряжение питания, скажем, меняется?

«С»: Ты верно ухватил суть дела!

«Н»: А почему не удалось обойтись одним ИТУНом, в нагрузке по току которого и стоит р-i-n?

«С»: Проанализируем ситуацию! Допустим, что сигнал на антенном входе достаточно МАЛ! В этом случае р-i-n-диод должен обладать МИНИМАЛЬНЫМ возможным сопротивлением для ВЧ-сигнала. Но это будет только в том случае, если через р-i-n проходит некоторый ощутимый ток (несколько миллиампер) высокого качества, то есть БЕЗ ИМПУЛЬСОВ, ШУМОВ, ПОМЕХ.

Но из этого следует, что для этого ИТУН, собранный на D1 и транзисторах VT1 и VT2, должен на своем НЕИНВЕРТИРУЮЩЕМ входе иметь НЕ НУЛЕВОЙ, а некоторый МАКСИМАЛЬНЫЙ (для данной схемы) положительный потенциал!

«А»: То есть на входе ИТУН сигнала нет, а потенциал максимальный?!

«С»: Вот в этом и соль! А между тем, это большое дополнительное удобство при наладке схемы. Регулируя величину (по схеме R5), или слегка изменяя номинал резистора R1, мы устанавливаем ОПТИМАЛЬНЫЙ ТОК р-i-n-диода при отсутствии сигнала по петле АРУ!

«А»: Наконец-то я понял! В то же время ИТУН, собранный на D2 и транзисторах VT3 и VT4, при ОТСУТСТВИИ падения напряжения на R10 не «засветит» светодиод оптрона, так?

«С»: Ну безусловно! А «темный» светодиод оптрона АОР124 соответствует МИНИМАЛЬНОЙ проводимости фоторезистора R_ф. Его величина исчисляется при этом в сотнях килоом. Следовательно, никакого шунтирующего действия на R2 он не оказывает.

«Н»: Значит на входе 3 микросхемы D1 присутствует МАКСИМАЛЬНЫЙ сигнал, что и требуется?

«С»: Верно, а теперь представим другой случай, когда сигнал на выходе инструментального усилителя увеличился настолько, что потенциал на R10 стал вполне ощутим. Что тогда?

«А»: В этом случае светодиод оптрона начинает, наконец, светиться, а проводимость R_ф – возрастать. Стало быть, начинает шунтировать резистор R2. Значит потенциал на входе 3 микросхемы D1 УМЕНЬШАЕТСЯ. Но это ЭКВИВАЛЕНТНО УМЕНЬШЕНИЮ ТОКА через p-i-n-структуру.

Следовательно, мы имеем дело с явным случаем РЕГУЛИРОВАНИЯ величины поступающего на УВЧ высокочастотного сигнала. Что и требовалось!

«С»: В таком случае, традиционный вопрос: какие будут предложения, пожелания, замечания, наконец?

«Н»: Знаете, Спец, электроника первой АРУ не представляется мне больше громоздкой и непонятной!

«С»: Отлично! В таком случае, как говорили прежде кавалерийские командиры – вперед! Только вперед!

Глава 25. От УПЧ2 к индикации частоты настройки

«Аматор»: Вот мы подошли и ко второму смесителю.

«Незнайкин»: Он, очевидно, такой же, как и ранее рассмотренный первый!

«Спец»: Мне бы по этому поводу да твою уверенность, дружище!

«Н»: А почему так?

«С»: Дело в том, что, прекрасные во всех отношениях, кольцевые смесители на диодах Шоттки имеют импеданс около 50 Ом. Тебе это ни о чем не говорит?

«Н»: Момент… Если мы с места в карьер подадим на такой смеситель сигнал со стока двухзатворного MOSFET, то… мы рискуем погубить ранее достигнутые успехи?!

«С»: Ну да, ведь мы уже говорили о том, что эквивалентное выходное сопротивление двухзатворного MOSFET велико! Что и делает его таким привлекательным для нагрузки, если в качестве таковой используются резонансные цепи!

«А»: Иначе говоря, без некоторой ПЕРЕХОДНОЙ ЦЕПИ здесь не обойтись? А какой она должна быть?

«С»: Америка уже, слава Богу, открыта! И нам ее «открывать» совершенно не требуется! Поэтому применим вот такую развязывающую схему (рис. 25.1).

«Н»: Так это же эмиттерный повторитель! Я прав, или я лев?…

«С»: В данном случае ты совершенно прав!

«А»: Ну, дальше, как однажды выразился «папа Мюллер» – все будет просто и неинтересно!

«С»: Считаешь?… Дальше, конечно же, последует ВТОРОЙ преобразователь частоты. Его основная задача – при помощи кварцованного гетеродина, понизить промежуточную частоту с 55,5 МГц до 1,465 МГц! Чтобы основное усиление сигнала пришлось именно на долю второго УПЧ!

«А»: Второй смеситель подобен первому. Если бы не явная разница в параметрах выходного диплексора, я бы сказал, что оба смесителя близнецы-братья!

«С»: Не так, чтобы очень! Вспомни, что есть существенная разница в диапазонах рабочих частот. А значит, в моточных данных ШПТЛ для второго смесителя. Мы, в дальнейшем, приведем все необходимые данные.

«С»: Ни материал, ни типоразмер! Моточные данные L1 и L2 – будут приведены на окончательной схеме.

«А»: Осталось рассмотреть еще принципиальную схему УПЧ2.

«С»: Не мудрствуя лукаво, просто зарисуем ее (рис. 25.2).

«А»: У меня по этой схеме есть следующий вопрос. Почему в данном случае вы применили более простой дифференциальный усилитель на D2? А не тот, более сложный, инструментальный как в схеме первой АРУ?

«С»: Причина только одна. Уровень выходного сигнала представленного здесь второго УПЧ, ЗНАЧИТЕЛЬНО ВЫШЕ, чем у первого! А значит и требования к дифференциальному усилителю постоянного тока, реализованного на D2 – не такие строгие!

«Н»: А как реализованы контурные катушки?

«С»: Использованы каркасы Тип-2. Намотка однослойная, виток к витку проводом ПЭВ-2-0,1. Вот как должна выглядеть такая катушка (рис. 25.3).

«А»: Не означает ли это, что ВСЯ высокочастотная часть разрабатываемого приемника уже представлена?

«С»: Кроме «небольшого» узелка!

«А»: Не амплитудного ли детектора?

«С»: Нет, до него еще мы не добрались… Им мы займемся, когда закончим ВСЕ вопросы, связанные с высокими частотами.

«А»: В таком случае, как я понимаю, на очереди – ЦОУ (цифровое отсчетное устройство)? Но тут нет проблем! Осталось подать на его вход ВЧ-сигнал с ГПД… и всех дел!

«С»: Ну и как ты это собираешься реализовать?

«А»: Естественно, задающий генератор я трогать не буду! И в работу переходного усилителя, собранного на jFET с общим затвором (см. принципиальную схему ГПД) вмешиваться тоже не желаю…

«С»: В этом ты весьма прав… Интуиция, дружище, тебя не подвела!

«А»: Очевидно, самым разумным решением было бы как-то так взять сигнал с выхода ГПД, чтобы не нарушить его выходной импеданс… По-моему наилучшим решением будет опять-таки эмиттерный повторитель! Нет?

«Н»: Можно, я сам попробую изобразить нужную для этого принципиальную схему?

«С»: Мы с удовольствием передаем эстафету тебе!

«Н»: Тогда вот так вот, пожалуй… Что скажете? Это все тот же рис. 25.1!

«С»: Ну, Незнайкин, молодец! Весьма неплохо! Единственное, что я бы сделал, так это отыскал бы местечко для повторителя прямо на плате ГПД, а вот ОКОНЕЧНЫЙ усилитель установил бы на плате ЦОУ.

«А»: Соединив их высокочастотным кабелем?

«С»: Только кабелем, и НИКАК ИНАЧЕ!

«Н»: А теперь можно переходить к ЦОУ?

«С»: Вот теперь-то и можно, и нужно!

«А»: Но было бы неосмотрительно не коснуться еще одного очень серьезного вопроса. Попрошу внимания… Итак, допустим, что у нас есть ГПД, который должен перестраиваться в определенном диапазоне частот (ранее мы точно определили, в каком именно).

Причем эти частоты, как в процессе настройки и отладки приемника, так и в процессе эксплуатации, мы должны четко определять! С большой точностью!.. Затем у нас есть кварцованный генератор. Частоту которого желательно проконтролировать в процессе отладки.

«Н»: А это зачем!? Ведь там же есть кварц, который все сделает за нас!

«С»: А затем, что бывают случаи, когда неправильно отрегулированный кварцевый генератор возбуждается… на ГАРМОНИКЕ кварца! В этом случае его частота может в НЕСКОЛЬКО РАЗ отличаться от требуемой! Так что Аматор здесь абсолютно прав!

«Н»: Но ведь, помимо того, у нас имеются еще и два УПЧ, частоту настройки которых тоже не мешало бы знать…

«С»: Тогда подытожим… Я понял из ваших слов, что вопрос контроля и измерения частоты вызывает у вас опасения?

«А»: Скорее некоторое недоумение. Как, в самом деле, мы сможем контролировать этот. процесс? Ведь в нашем распоряжении НЕТ мощной электронной лаборатории с десятком сложных приборов! Ну один-два раза с вашей, уважаемый Спец, помощью, мы сможем посмотреть на осциллографах формы сигналов гетеродинов…

«С»: Естественно, я помогу вам! Осциллограф, особенно высокочастотный, это сложный прибор. Его в домашних условиях не изготовить! Но… дело представляется тебе, дружище Аматор, чуть-чуть более трудным, чем оно является в действительности!

«А»: Как понимать эти слова?

«С»: Давайте спокойно обдумаем ситуацию… Форму сигнала гетеродинов мы, в случае необходимости, можем проконтролировать у меня на работе. Я сказал – в случае необходимости. Потому что хорошо спроектированный гетеродин, в подавляющем большинстве случаев, сразу обеспечивает отличную форму сигнала.

А вот контролировать ЧАСТОТУ приходится, практически, в течение ВСЕГО ПЕРИОДА настройки. Поэтому электронный частотомер – прибор просто необходимый!

«А»: Вот об этом и речь! Но купить готовый, заводской частотомер – это непростой вопрос! Требующий, к тому же, определенных финансовых резервов, которых в настоящий момент нет.

«С»: А между тем имеется БЛЕСТЯЩИЙ ВЫХОД из этой ситуации!

Промышленные, профессиональные электронно-счетные частотомеры, имеющие точность до единиц герц, содержат от семи до восьми знакомест на индикаторе. Кроме этого, они могут определять ПЕРИОД колебаний, ДЛИТЕЛЬНОСТЬ, ОТНОШЕНИЕ двух частот и т. д. Масса возможностей…

Но нам все это великолепие… НЕ НУЖНО! А вот что нам ДЕЙСТВИТЕЛЬНО НУЖНО? Вы думали над этим вопросом?

«А»: Фактически, нам необходимо контролировать частоту в диапазоне от 40 до 90 МГц с точностью до ОДНОГО килогерца!

«С»: Совершенно верно! В таком случае почему бы нам самим не сделать себе электронно-счетный частотомер, обладающий такими возможностями? Тем более, что от изготовления ЦОУ для приемника мы ведь все равно не откажемся?

«А»: А и правда, ведь такой частотомер, по своей функциональной схеме недалек от ЦОУ?

«С»: Более того, на основе такого частотомера, который, кстати, умещается ВЕСЬ на одной небольшой плате, мы и отработаем ЦОУ для нашего радиоприемника!

«Н»: А может для начала просто сделать такой частотомер? А затем оставить его в домашней лаборатории в качестве измерительного прибора? Тогда, в дальнейшем, он может послужить нам еще не один раз!

«А»: Отличная идея! Мы так и поступим! В таком случае, отчего бы не начать обсуждение схемы частотомера, на основе которого, в дальнейшем, мы и отладим ЦОУ?

«С»: Вот это как раз то самое, что я называю КОНСТРУКТИВНЫМ ПОДХОДОМ! Итак, прежде всего, прошу ответить на такой простой вопрос: что значит ИЗМЕРИТЬ ЧАСТОТУ КОЛЕБАНИЙ?

«Н»: Это значит точно определить, сколько в течение одной секунды происходит полных колебаний маятника. Или периодов электромагнитных колебаний. Или сколько за это же время проходит импульсов…

«А»: Верно! А зная число периодов за секунду ЛЮБОГО КОЛЕБАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА, мы знаем и ЧАСТОТУ!

«С»: А эту самую секунду вы собираетесь определять по своим ручным часам? Или как…

«А»: Нет, зачем же… Можно посредством специальных генераторов, которые выдают импульс длительностью ровно в ОДНУ СЕКУНДУ! Как это и происходит в электронных ручных часах, например.

«С»: Короче говоря, мы прежде всего должны иметь ЭТАЛОННЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ, период следования которых равен именно ОДНОЙ СЕКУНДЕ С ОЧЕНЬ ВЫСОКОЙ ТОЧНОСТЬЮ! Эта точность должна сохраняться ВО ВСЕМ РАБОЧЕМ ДИАПАЗОНЕ ТЕМПЕРАТУР прибора!

«Н»: А в процентах как это себе можно представить?

«С»: Кварцевый генератор импульсов считается весьма средним, если точность генерируемого секундного импульса поддерживается на уровне ОДНА ДЕСЯТИТЫСЯЧНАЯ ПРОЦЕНТА!

Хорошие генераторы для промышленных приборов дают точность от ОДНОЙ СТОТЫСЯЧНОЙ ДО ОДНОЙ МИЛЛИОННОЙ ПРОЦЕНТА! Но есть, например, в США радиостанция, период колебаний которой стабилизирован с точностью до ОДНОЙ МИЛЛИАРДНОЙ ПРОЦЕНТА!!

«А»: Ну, это вообще…

«Н»: Это какие же точные кварцы нужны!

«С»: Само-собой… При этом применяется еще и МНОГОКРАТНОЕ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЕ ОБЪЕМА! В котором работают кварцевые генераторы! Так что в особо ответственных случаях рабочая температура кварцевых генераторов поддерживается С ТОЧНОСТЬЮ ДО ТЫСЯЧНЫХ ДОЛЕЙ ОДНОГО ГРАДУСА!

«Н»: А мы будем применять термостатирование?

«С»: ПОКА подобная мера НЕ ПРЕДПОЛАГАЕТСЯ. Кстати говоря, вот схема генератора секундных импульсов (рис. 25.4)!

«А»: Это оригинальная схема, или она уже применялась?

«С»: Применялась и не раз различными авторами. И зарекомендовала себя очень хорошо.

«Н»: А на какую частоту использовать КВАРЦ?

«С»: Частота стандартная – 32768 Гц! Что составляет ДВА в ПЯТНАДЦАТОЙ СТЕПЕНИ! Дело в том, что микросхема содержит в себе не только собственно генератор, но и схему двоичного делителя на 32768! Поэтому с вывода 5 микросхемы идут ОПОРНЫЕ ИМПУЛЬСЫ с периодом ОДНА СЕКУНДА или ОДИН ГЕРЦ!

Но тот же самый генератор, одновременно выдает еще несколько последовательностей импульсов: С частотой ДВА герца и ШЕСТЬДЕСЯТ ЧЕТЫРЕ герца. Кроме того, с выводов 11 и 12 микросхемы, можно наблюдать КОНТРОЛЬНЫЕ ИМПУЛЬСЫ непосредственно генератора. Их частота – 32768 Гц.

«А»: И эти импульсы используются ТОЛЬКО для формирования счетного периода?

«С»: Нет, не только! Также и для формирования СЛУЖЕБНЫХ импульсов.

«Н»: А как проще всего представить себе, для чего нужны служебные импульсы?

«С»: Внемлите, римляне!.. Именно умение правильно выработать служебные импульсы и ОПРЕДЕЛЯЕТ ПРОФЕССИОНАЛЬНОСТЬ уровня разработки! Я вспоминаю, хотя и очень претенциозный, но исключительно слабый и наивный фильм о разведчиках – «Щит и меч»! Но там есть великолепнейшая фраза! Ее произносит какой-то немецкий чин Абвера.

«А»: Я недавно видел этот фильм по телевизору. Полагаю, что вы имеете в виду следующий эпизод. Какой-то абверовский мэтр спросил абверовского майора Штейнглица, каковы, по его мнению, приметы осла? На что Штейнглиц поспешил ответить, что это не иначе, как уши! На что мэтр ехидно заметил, что это именно осел так рассуждает! Затем взял со стола отчет Штейнглица о проведенной операции и сказал, что вот они, ослиные приметы!

«С»: Великолепный комментарий, дорогой Аматор! Эту сцену я часто вспоминаю, когда смотрю на некоторые непрофессионально сработанные электронные цифровые устройства. И вам не мешает знать, что если показания на цифровом индикаторе мелькают (иногда радисты говорят – «булькают») при каждой смене показаний; или если для получения определенного цифрового значения какой-либо величины приходится несколько раз наблюдать как, будто ступеньками, нарастает показание – то это ТОТ САМЫЙ ПРИЗНАК!

«А»: Я видел подобное не раз! Но в отличие от осла, человек учится, так сказать, растет!..

«С»: Вот именно! Поэтому в нашей схеме никаких «бульканий» или там мерцаний не будет! Показания, как и должно, будут сменяться плавно. И в этом вопросе роль служебных импульсов просто НЕВОЗМОЖНО ПЕРЕОЦЕНИТЬ!

«А»: Так давайте распишем принципиальную схему!

«С»: Это первое, с чего начнется наша следующая встреча!

Глава 26. Цифровые схемы в радиоприемнике

«Незнайкин»: Добрый день, уважаемый Спец!

«Спец»: Приветствую, дружище! А почему я замечаю признаки печали на твоем челе? Что произошло?

«Н»: Просто я морально готовлюсь к тому моменту, который скоро наступит. Я имею в виду переход от изображения микросхем в виде треугольников и прямоугольников к их реальным принципиальным схемам… Но вот переживу ли я это?

«Аматор»: Вопрос, поистине, гамлетовский, Незнайкин! Ноты совершенно напрасно переживаешь! Вне всяких сомнений, любая микросхема имеет свою внутреннюю структуру. Которую можно представить в виде принципиальной электрической схемы.

Но не только тебе, а и значительно более опытным радиолюбителям, знание микросхем на таком уровне совершенно излишне!

«С»: Нет предела повышению уровня инженера – электронщика! Есть великолепные монографии и пособия, где приведены «принципиалки» и объяснены особенности многих микросхем. Как линейных, так и цифровых. Но даже инженеру-разработчику это нужно далеко не всегда!.. С другой стороны, будем помнить, что интегральные микросхемы условно подразделяются на несколько категорий…

«Н»: Ну, если так, то может вы расскажете, что вообще понимается под термином «интегральная микросхема»?

«А»: А действительно, раньше как-то больше употреблялся термин «интегральная схема» и даже «твердая схема». Это что, все какие-то разновидности?

«С»: Дело в том, мои юные друзья, что вообще термины «интегральная схема», «твердая схема» или просто «схема» являются не совсем удачными. И следует, по возможности, избегать их использования. Ведь, как известно, схема – это чертеж! Твердыми, насколько мне известно, являются ВСЕ электронные изделия.

Так что в настоящее время общепринято, что наиболее грамотным термином является именно «микросхема». Применительно к изделию.

«Н»: А когда вообще была изготовлена первая микросхема?

«С»: Прежде всего, определимся в понятиях.

Итак… ИНТЕГРАЛЬНОЙ МИКРОСХЕМОЙ называют микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования и обработки сигналов. И имеющее высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов (или элементов и компонентов) и кристаллов.

Которые с точки зрения требований к испытаниям, приемке и эксплуатации рассматриваются как единое целое. Плотность упаковки элементов в микросхеме может достигать ОЧЕНЬ БОЛЬШОГО числа элементов в одном кристалле.

«Н»: А какого именно числа?…

«А»: Терпение, Незнайкин…

«С»: Итак, немного истории… Первая интегральная микросхема была создана в 1958 году в лаборатории американской фирмы TEXAS INSTRUMENTS. Ее авторы Джек Килби и Роберт Нойс. Однако, справедливости ради, следует заметить, что идея интегральной схемы была предложена еще в 1952 году англичанином Арнольдом Даммером.

Он тогда сказал следующее: «… можно себе представить электронное оборудование в виде твердого блока, не содержащего соединительных проводов. Блок может состоять из слоев изолирующих, проводящих, выпрямляющих и усиливающих материалов, в которых определенные участки вырезаны таким образом, чтобы они могли выполнять электрические функции».

«А»: А Килби и Нойс знали Даммера?

«С»: Исследователи полагают, что нет… Кстати, Килби изготовил первую интегральную микросхему на кусочке монолитного германия. Это был ТРИГГЕР. Любопытно, что первая микросхема была встречена специалистами весьма критически… Но, к сожалению, прервем наш экскурс в историю микросхем. Нас ждут текущие вопросы!

«Н»: А жаль…

«С»: «Открылась бездна, звезд полна…» Так вот, интегральная микросхема содержит элементы. ЭЛЕМЕНТОМ интегральной микросхемы называется некая часть этой ИМС, реализующая функцию, скажем, транзистора, диода или резистора и т. д. Элемент неразделим с кристаллом, не может быть отделен от микросхемы. Он НЕ ЯВЛЯЕТСЯ самостоятельным изделием.

«А»: Но элементы ИМС очень миниатюрны?

«С»: Конечно! Об этом говорит и такой параметр микросхемы, как СТЕПЕНЬ ИНТЕГРАЦИИ. Это есть характеристика сложности ИМС, которую определяет ЧИСЛО содержащихся в ней элементов.

Различают несколько уровней интеграции. Еще недавно говорили, что ИМС малого уровня интеграции содержат до 10 элементов на одном кристалле. СРЕДНЯЯ ИНТЕГРАЦИЯ характеризуется количеством до 100 элементов. Если число элементов порядка 1000 – это БОЛЬШАЯ степень интеграции, или БИС. До 10000 – это сверхбольшая степень или СБИС. Ну и так далее.

«А»: А насколько далее?…

«С»: Намного! Я, например, просто ума не приложу, где это сейчас можно встретить ИМС, содержащую всего десяток элементов?! Микросборки не в счет!

Да об этом уже забыли давным-давно! Современные ОУ – это не менее сотни элементов! Цифровые ИМС серии 176 (561) – превышают сотню. Но их БИСами никто не величает! Или вот недавно в Киеве проводилась интересная выставка «Enter/X-97».

Так вот там были представлены данные по новейшему сверхскоростному микропроцессору всемирно известной американской фирмы INTEL– PENTIUM PRO. Его кристалл содержит, ни много, ни мало – 5,5 МИЛЛИОНА транзисторов!

«Н»: Миллионов?!..

«С»: Да! Этот микропроцессор выпускается серийно уже больше года! Рабочая частота – 200 МГц! Мало? А вот вам еще! TEXAS INSTRUMENTS недавно заявила о создании новой технологии, позволяющей реализовать компьютерные чипы (микросхемы) с размером элементов НЕ БОЛЕЕ ОДНОЙ ШЕСТИСОТОЙ диаметра ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ВОЛОСА! Это позволит разработчикам «втиснуть» на один чип… БОЛЕЕ СТА МИЛЛИОНОВ транзисторов!..

«А»: Я даже не могу сообразить, какие возможности это открывает для электроники!?

«С»: Ты в этом деле не одинок… САМИ СОЗДАТЕЛИ этой НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ТОЖЕ не могут этого себе представить! И НЕ БОЯТСЯ признаться в этом!

«Н»: А как же назвать такие миниатюрные СВЕРХГИГАНТЫ?

«С»: А вот это уже не наша головная боль!.. Кстати, Незнайкин, ты бы потребовал и в этом случае прилагать к техническому описанию ИМС ее подробную принципиальную схему!?

«Н»: Пусть меня лучше застрелят!..

«С»: Просто и убедительно… Итак, мы выяснили очень важный вопрос! Что микросхемы даже ТАКОГО УРОВНЯ, с которым нам предстоит практическая встреча, будут нами ИЗУЧАТЬСЯ ФУНКЦИОНАЛЬНО, а не СХЕМНО! Вопросы есть?

«А»: Как говорил «товарищ Сухов» – вопросов нет!

«С»: Ну тогда есть вопрос у меня. Что мы оставили себе в наследство от первобытного человека, как знак уважения?

«А»: Ну… сидеть у костра с друзьями… Да! Считать до десяти!

«С»: Молодцом! А пересчитывать импульсы путем загибания пальцев мы ведь не собираемся? Нет? Вот поэтому хочу предложить вашему высокому вниманию великолепную (в своем роде) ИМС все той же серии К176. В ней, правда, не сотни тысяч элементов, а всего только сотни, но свою роль эта микросхема выполняет нормально!

«Н»: А какова ее роль?

«С»: Ее основная роль и задача – это быть СЧЕТЧИКОМ. Считать импульсы. От одного до десяти. Да вот она, перед вами! Прошу взглянуть на рисунок. К176ИЕ2 – двоично-десятичный счетчик. Прошу любить и жаловать (рис. 26.1)!

«А»: ДВОИЧНО-ДЕСЯТИЧНЫЙ следует понимать так, что он может работать и в режиме многократного деления длительности входных импульсов НА ДВА, и в режиме ПЕРЕСЧЕТА количества входных импульсов с коэффициентом ДЕСЯТЬ?

«С»: При этом в первом случае 176ИЕ2 действительно делит число входных импульсов на 2; 4; 8 и 16. Без изменения их скважности! А во втором случае, на своем 11 выводе микросхема формирует ОДИН импульс ПОСЛЕ того, как на ее СЧЕТНЫЙ ВХОД «СР» поступает ДЕСЯТЫЙ счетный импульс!

«Н»: То есть на вход «СР» идут непрерывной чередой импульсы, число которых делится ТОЧНО на ДЕСЯТЬ на выходе 8 (вывод ИМС 11)?

«С»: Ты все очень правильно себе представляешь!

«А»: А что означают обозначения S1; S2; S4 и S8?

«С»: Это, так называемые, ВХОДЫ ПРЕДУСТАНОВКИ. Они нам, возможно, понадобятся позднее. Пока же мы их объединим и соединим с «землей». И еще одно. ИМС 176ИЕ2 делит на 10 в ПАРАЛЛЕЛЬНОМ КОДЕ, что очень удобно!

«Н»: А что такое параллельный код?

«А»: Это разложение ЛЮБОГО десятичного числа по степеням двойки посредством электрических импульсов.

«Н»: Нуты и сказал!..

«А»: Ну ты и спросил!..

«С»: Друзья мои, все о'кей! Но недоумение Незнайкина, очевидно требует, чтобы вышесказанное было отображено в более наглядном графическом виде (рис. 26.2).

«Н»: Это было бы именно то, что нужно!

«С»: В таком случае – смотрите! Здесь изображены, синхронизированные во времени, реальные эпюры, которые присутствуют на соответствующих выходах ИМС К176И Е2. Этот код так и называется: 1-2-4-8.

«А»: Ну, наконец-то я его вижу!

«С»: Ты можешь наблюдать его и на осциллографе.

«Н»: А зачем нужен вывод «CN»?

«С»: Достаточно знать, что этот вывод должен (через резистор 3 кОм) быть подключен к плюсу питания микросхемы. Кстати, учтите, что вывод, обозначенный, как «R» – служит для ОБНУЛЕНИЯ счетчика.

Счет разрешен, когда на выводе «К» присутствует уровень логического «0». Но если на этом выводе имеется потенциал, соответствующий логической «1» – тогда счетчик сбрасывается в НУЛЬ!

«А»: Ну, а как понимать назначение вывода «А»?

«С»: Вывод «1», обозначенный, как «А» – следует в нашей схеме просто соединить «землей». Ну, а выводы 10 и 15 – не используются.

«Н»: Теперь счетчик готов к работе?

«С»: Вполне! Ведь ради этого он и создан! Но обратите внимание! Вот счетчик начал считать импульсы. А как без осциллографа, наглядно, в любой момент, можно видеть, каковы его успехи в счете?

«А»: Нужно его выходы соединить с цифровым индикатором. Но, цифровые индикаторы десятичных цифр имеют СЕМЬ СЕГМЕНТОВ! Так их от К176ИЕ2 – не задействовать!

«С»: Разумеется! Для подобной операции предназначена другая ИМС, которая изготовляется именно для РАБОТЫ В ПАРЕ с К176ИЕ2. Эта ИМС именуется К176ИД2. Она представляет из себя универсальный ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДОВ (рис. 26.3).

«Н»: Какого кода в какой?

«С»: Двоично-десятичного 1-2-4-8 в СЕМИСЕГМЕНТНЫЙ ПОЗИЦИОННЫЙ. А универсальным этот преобразователь считается из-за того, что имеет в своем составе как ПАМЯТЬ, так и СЕРВИС!

«Н»: Как сказал, по другому правда поводу, Максим Перепелица – в каком смысле?

«С»: Да в самом прямом! Входы «S» и «К» дают возможность осуществлять гашение подключенных к микросхеме индикаторов, а также ИНВЕРТИРОВАТЬ полярность выходных сигналов. А это имеет решающее значение, если индикаторы попались не с той буквой!

«А»: Это как в «Белом солнце пустыни», когда гранаты были «не той системы»? И потом я хотел спросить, а куда подключается вывод, обозначенный, как «С»?

«С»: Только не к земле! Этот вывод управляет памятью К176ИД2. Когда на входе «С» – уровень «1», ИМС сбрасывается в «0».

«Н»: Я вижу также СЕМЬ выводов, обозначенных как: а; Ь; с; d; е; f; q. Мы их не перепутаем, подсоединяя к индикаторам?

«А»: Не боись, не перепутаем. Меня, кстати, больше занимает вопрос разумного выбора самого индикатора.

«С»: Да, это вопрос достаточно тонкий. Поскольку скорость и точность ОПОЗНАНИЯ цифр зависит от ряда факторов. От формы цифр, их размеров, яркости свечения индикатора, его расстояния до наблюдателя, внешней освещенности. Не последнее место имеет ЦВЕТ свечения и эстетика. Все эти факторы для пользователя далеко не безразличны! Выбирается их оптимальное сочетание. Ошибка на этом этапе в дальнейшем может обернуться ошибками при считывании показаний, повышенной утомляемостью, чувством дискомфорта.

Так что, друзья мои, объявляю заседание дискуссионного клуба по этой теме – открытым!

«А»: А может все-таки решим вопрос в пользу ЖКИ?

«С»: Да всем они хороши, особенно учитывая их ничтожное энергопотребление. В переносных и карманных приборах им РАВНЫХ НЕТ! Вот только в помещении, где и будет, в основном, происходить эксплуатация приемника, их применение НЕ ЕСТЬ НАИЛУЧШЕЕ РЕШЕНИЕ! Поскольку они требуют довольно яркого внешнего освещения. А в этом случае происходит переотражение света от стеклянного корпуса ЖКИ. Оператор-слушатель быстро устает. Зрение чрезмерно напрягается. А экономия энергии на малом потреблении ЖКИ с лихвой перекрывается расходом энергии на его внешнее освещение!

«А»: Ну, а ВЛИ?

«С»: Иначе, вакуумно-люминесцентный индикатор?

Хорошая вещь. Но требует использования принципа, так называемой ДИНАМИЧЕСКОЙ ИНДИКАЦИИ. Что усложняет процесс настройки частотомера в целом! Кроме того, для ВЛИ нужны напряжения, которых у нас НЕТ. Нестабилизированное 30 вольт и ПЕРЕМЕННОЕ порядка 3–4 вольта.

«А»: То есть остаются ИНДИКАТОРЫ НА СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИХ ДИОДАХ?

«С»: Да, их профессионалы любят больше всего. Они (я имею в виду светодиоды) полностью стыкуются с К176ИД2! Очень надежны, не требуют каких-то дополнительных источников напряжения. Вот только какой размер выберем?

«Н»: А разве они такие большие?

«С»: Всякие есть! Большие, средние, маленькие… Есть и совсем крохотные. Красные, желтые, зеленые…

«А»: Я знаю, например, AЛC321; AЛC324; АЛС338. У них высота цифр – 7,5 мм.

«С»: И они очень популярны в цифровых промышленных приборах!

Но вот для шкалы приемника – великоваты! Хотелось бы размер цифр иметь немного поменьше… Вот, например AЛC320. У этого СЕМИСЕГМЕНТНОГО ЦИФРОВОГО ИНДИКАТОРА высота знака – 5 мм. Или вот, АЛ304. Великолепный во всех отношениях семисегментный индикатор. Высота знака – 3 мм.

«А»: Не погубят ли нас, подобно Бармалею, слишком широкие возможности?

«С»: Чтобы этого не произошло, хочу предложить следующее решение. В частотомере применить индикаторы АЛС320. А в приемнике применить АЛ304. Для ЦОУ. А вот индикацию диапазона выполнить на АЛС320.

«Н»: А как быть с цветом?

«С»: Красный цвет свечения более заметен и наряден. А зеленый – меньше утомляет! Но и менее заметен. Так что, в конечном счете, утомляет пользователя еще больше! Поэтому поступайте так, как найдете нужным! А также исходя из того, какие индикаторы раньше удастся раздобыть. Лично я взял бы АЛ304 красного цвета излучения!

«А»: Что мы и сделаем!

«С»: Но помните, что цифровые одноразрядные арсенид-фосфид-галлиевые индикаторы АЛ304 (красного свечения) имеют ТРИ разновидности: АЛ304А; АЛ304Б и АЛ304Г. Первые два – С ОБЩИМ КАТОДОМ. Что же касается АЛ304Г, то он выполнен с общим анодом.

«Н»: Нам-то какая разница? Светят ведь они одинаково?

«С»: Одинаково, да не совсем! А разница важна не столько для нас, сколько для К176ИД2! В зависимости от разновидности примененного индикатора, меняется кое-что и в схемотехнике! И потом, для удобства, на принципиальных схемах вычерчивают вот такой значек-памятку (рис. 26.4).

«Н»: А бывают индикаторы, не содержащие сегмент «Н»?

«С»: Да, например, упоминаемый уже АЛС320. Поскольку обычно этот сегмент засвечивается вовсе не от счетчика или дешифратора, то для него не предусматривается соответствующий вывод. Учтем также, что номинальный рабочий ток через сегмент, при котором индикаторы работают ДЕСЯТКИ ТЫСЯЧ ЧАСОВ – 4 миллиампера.

«А»: А для AЛC320?

«С»: Немногим больше. Номинальный ток равен 6–7 миллиампер. Что оптимально для К176ИД2. Корпус микросхемы при работе – холодный.

«А»: А как эту микросхему приспособить для работы с различными литерами индикатора?

«С»: Если используются индикаторы с общим катодом, то мы уже говорили об этом. А для того, чтобы применить АЛ304Г, следует вывод «S» микросхемы К176ИД2 соединить с источником питания, +7,5 В.