Текст книги "Как освоить радиоэлектронику с нуля. Учимся собирать конструкции любой сложности"

Автор книги: В. Дригалкин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 7 (всего у книги 8 страниц)

Глава 12
Софт радиоконструктора

В этой главе речь пойдет о компьютерных программах, которые помогают радиолюбителям (рисовальщики принципиальных схем, разработчики печатных плат, программы для определения номиналов радиодеталей и т. д.). Особого внимания заслуживает комплекс программ CircuitMaker 2000.

Описание пакета CircuitMaker

Пакет программ CircuitMaker 2000 предназначен в основном для обучения навыкам схемотехнического моделирования смешанных аналого-цифровых устройств и разработки печатных плат на компьютерах под управлением Windows 95/98/2000/NT/XP. Он имеет некоторые особенности, ориентированные на применение в учебном процессе. CircuitMaker (рис 12.1), разработанный фирмой MicroCode, в настоящее время принадлежит компании Altium.

Рис. 12.1. Внешний вид программы для рисования принципиальных схем.

Существует несколько разновидностей этой программы, их вы можете увидеть в табл. 12.1. С помощью CircuitMaker производится графический ввод принципиальных электрических схем, моделирование смешанных аналого-цифровых устройств и разработка печатных плат.

Фактически в одном пакете содержится компьютерная виртуальная электронная лаборатория, выполняющая цикл сквозного проектирования электронной аппаратуры широкого профиля. Программа CircuitMaker обеспечивает графический ввод принципиальных схем и их моделирование, разработка печатных плат производится с помощью входящего в состав пакета программы TraxMaker (рис. 12.2) или внешних программ PADS, P-CAD, Protel и др.

Рис. 12.2. Внешний вид программы для рисования печатных плат.

Однако обратим внимание, что в наиболее привлекательной для студентов версии пакета список соединений проекта, необходимый для разработки плат, выполняется только в формате программы ТгахМакег, которая не входит в его состав. Поэтому студенческую версию возможно использовать только для схемотехнического моделирования, а для разработки плат следует применять коммерческие версии. Стандартная версия (Standard Edition) обладает характеристиками, которые вы можете увидеть ниже.

Редактор принципиальных схем:

• чертеж схемы располагается на одном или нескольких листах;

• при создании схемы используются символы стандартных электрорадиоэлементов и макромодели нестандартных элементов, создаваемых пользователями;

• имеются удобные средства для изменения параметров источников сигналов и других компонентов;

• имеются средства имитации неисправностей (короткое замыкание контактов, разрыв цепи, неверные номиналы компонентов и др.);

• списки соединений схемы составляются в форматах ТгахМакег, Protel, Tango (используется в P-CAD для Windows) и OrCAD;

• в текстовых надписях символы кириллицы не допускаются;

• ограничений на количество компонентов, выводов, узлов цепей не имеется.

Программа моделирования:

• использует расширенную версию алгоритма SPICE 3F5 для моделирования аналоговых устройств и алгоритм XSPICE для моделирования смешанных аналого-цифровых устройств. При этом полностью поддерживаются встроенные модели и макромодели аналоговых компонентов в формате SPICE, разрабатываемые фирмами – производителями электронных компонентов и публикуемые в Интернете (для цифровых компонентов эта практика менее распространена);

• имеет встроенные модели полупроводниковых приборов (диодов, фотодиодов, тиристоров, биполярных и полевых транзисторов, МОП– и БСИП-транзисторов [последние в виде макромоделей], оптоэлектронных приборов), электронных ламп, индикаторов, ключей, примитивов элементов цифровой логики, цифровых ИС, аналоговых линейных ИС, регуляторов напряжения, линий задержки, линий передачи, устройств выполнения математических операций, источников аналоговых и цифровых сигналов, виртуальных инструментов (осциллографов, измерителей частотных характеристик, цифровых мультиметров, анализаторов логических сигналов);

• библиотека моделей содержит модели 4000 компонентов;

• выполняет стандартные виды анализа: расчет режима нелинейных схем по постоянному току (ОР) и передаточных характеристик в режиме по постоянному току (DC), расчет частотных характеристик (АС) и переходных процессов (Transient), включая расчет спектров (Fourier), выполняет одновременную вариацию двух параметров (Parameter Sweep);

• предусмотрена возможность отображения текущих результатов моделирования;

• для аналоговых устройств рассчитываются токи, напряжение и другие характеристики, для цифровых – временные диаграммы логических состояний;

• имеется постпроцессор обработки результатов моделирования;

• предусмотрена «горячая» связь между схемой и экраном отображения результатов моделирования.

Редактор печатных плат:

• печатные платы имеют до 8 электрических слоев (6 сигнальных и 2 слоя металлизации), а также средства нанесения масок краски и пасты;

• поддерживается английская и метрическая система единиц;

• максимальный размер платы 32x32 дюйма;

• разрешающая способность 1 мил = 0,001 дюйма = 00254 мм;

• поддерживаются компоненты как со штыревыми, так и с планарными выводами;

• библиотека корпусов содержит 2000 компонентов;

• списки соединений схемы проекта загружаются в форматах TraxMaker, Protel, Tango (используется в P-CAD для Windows), PADS и OrCAD;

• имеются средства автоматического размещения компонентов и трассировки сеточного типа;

• создаются Gerber-файлы в формате RS274 (D и X) и управляющих файлов для сверлильных станков;

• создаются отчеты о проекте, DXF-файлы и данные для оборудования автоматического монтажа компонентов.

Студенческая версия (Student Edition) предназначена только для применения на домашних компьютерах и не может использоваться в учебных заведениях. Эта версия в целом аналогична Standard Edition, но имеет следующие ограничения:

• не более 50 компонентов в проекте;

• библиотека моделей ограничена 1000 компонентами;

• редакторы символов и макромоделей (иерархических структур) недоступны;

• список соединений схемы проекта, передаваемый редакторам печатных плат, формируется только в формате программы TraxMaker.

Профессиональная версия (Professional Edition)

отличается от стандартной наличием 6 дополнительных видов моделирования (расчет комплексных сопротивлений двухполюсников, вариация температуры, статистический анализ по Монте-Карло, анализ наихудшего случая, расчет передаточных функций по постоянному току, анализ уровня внутреннего шума). Она также имеет новые встроенные модели компонентов, библиотека увеличена до 6000 моделей, расширены возможности импорта/экспорта данных и усовершенствованы алгоритмы трассировки проводников печатных плат (в частности, добавлен новый волновой алгоритм с возможностями Ripup & Retry), библиотека корпусов компонентов расширена до 5400 типов. Кроме того, предоставляется возможность описания моделей цифровых устройств на языке высокого уровня SimCode. В ее состав включена также программа TraxCAM PRO для просмотра и редактирования Gerber-файлов.

CircuitMaker 2000 дополняется обучающей программой CircuitMaker CBT (Computer Based Training), имеющей 28 разделов по основам электроники и методам моделирования. Она поставляется на отдельном компакт-диске вместе с учебником для студентов и ответами к упражнениям.

Подводим итоги

CircuitMaker – это один из наиболее удобных пакетов для работы со схемами, хотя, конечно, не без недостатков, а где их нет? Во всяком случае, затраты времени на рисование схем и печаток в пакете CircuitMaker небольшие. Имея минимум знаний по теории электроники (электронных приборов), вы можете успешно использовать CircuitMaker, чтобы разрабатывать и моделировать электрические цепи. Для новичков CircuitMaker идеально подходит для изучения и экспериментирования с электроникой (электронным приборами) и проектированием интегральных микросхем.

Основная и грубая ошибка программы, оставшаяся из предыдущей версии, заключается в том, что при размере схемы больше, чем экран монитора, и при экспорте файла в формат BMP, соединительные точки, а иногда и детали исчезают. Выход из этой ситуации – экспорт файла в WMF, а затем его конвертация в любой другой формат, здесь особых проблем нет. Все остальное в программе работает отлично.

Справочный листок

Я решил дополнить эту книгу полезной информацией, необходимой в электронной практике, так как без справки радио любителю очень-очень трудно.

Учимся выбирать батарейки

Батарейки типоразмеров в блистерной упаковке, как правило, отличаются высоким качеством в своей подгруппе. Блистер – это прозрачная пластмассовая коробочка, в которой лежат 1–4 батарейки. Коробочка приклеена к цветной картонной открытке, на которой указывается:

• название фирмы (DURACELL, EVEREADY);

• тип батареек – самая важная, по мнению фирмы, информацию (extra power, nothing lasts longer, heavy duty);

• обозначение типоразмера по разным стандартам (С, А-343, LR14, LR20, D);

• обязательно срок годности (install by jan 2000, best before mar 2000).

На обороте открытки на нескольких языках (включая русский) сообщаются сведения о гарантиях, режиме работы, развернутая информация по типоразмерам, штриховой код (который можно вырезать и отправить на фирму с претензией по качеству), название страны, где изготовлены батарейки. Кроме блистеров используют еще два вида упаковок – прозрачную термоусаживаемую пленочную или в виде мешочка (у 9-вольтовых батареек), а также коробки – обычно на 24 штуки. В таких картонных коробках батарейки могут размещаться в блистерах, в пленке или без индивидуальной упаковки. На коробке обязательна информация, о которой говорилось выше.

Батарейки совершенно разные, они подразделяются на несколько групп:

1. Первая группа – простые элементы Лекланше (например, отечественный элемент 373). Отрицательный вывод – донышко цинкового стаканчика, положительный – латунный колпачок на конце графического стержня. Специального защитного корпуса нет, стаканчик обернут кабельной бумагой или помещен в тонкую картонную трубку, на поверхности которой напечатаны основные данные.

Недостатки: малая емкость, ненадежная конструкция (цинковый стаканчик в процессе работы разрушается, и электролит через бумажную оболочку протекает внутрь аппарата), малый срок годности (от 9 до 12 месяцев).

Достоинства: низкая цена.

2. Вторая группа – усовершенствованные элементы Лекланше (например, японские UM-3, отечественные 316, «Уран»). Основные отличия этого типа батареек от предыдущего не в конструкции, а в технологии изготовления, при которой обеспечивается более плотная набивка активных материалов, что увеличивает емкость примерно на 30 %. Здесь использован более эффективный хлоридный электролит.

Недостатки: ненадежная конструкция, малый срок годности (до 12 месяцев).

Достоинства: повышенная емкость, невысокая цена.

3. Третья группа – современные элементы с хлоридным электролитом. Электрохимическая система та же, но в активные материалы добавлены вещества, улучшающие качество. Конструкция более надежна, положительный вывод достаточно герметичен, есть особая прокладка между цинковым стаканчиком и наружным металлическим или пластмассовым корпусом. Эти батарейки бывают двух разновидностей: первая имеет емкость на 60–70 % больше, чем у простого элемента Лекланше, а вторая – практически вдвое больше.

Японские фирмы обозначают такие элементы SUM. Используют и другие обозначения (HD или ED), которые, к сожалению, у всех фирм разные.

Недостатки: трудно различать разновидности по символической или словесной информации.

Достоинства: современная конструкция, приемлема цена, достаточно высокая герметичность, повышенный срок годности – до 24 месяцев.

4. Четвертая группа – алкаличесткие элементы. К основному названию у них добавляется буква L (вместе R20 – LR20). Главное отличие – использование щелочного электролита и особо надежная конструкция корпуса, основой которого является стальной наружный стакан. Они обладают наивысшей степенью герметичности, а емкость в 6 и более раз выше, чем у простых элементов Лекланше.

Недостатки: высокая цена и большая, чем у предыдущих элементов, масса (на 15–25 %).

Достоинства: надежная герметичность, высокая емкость (а значит, большой срок службы), сохранность (до 5 лет).

Если в цилиндрических батарейках донышко отрицательного вывода элемента типоразмера R6 плоское, то это элемент первой или второй группы (то есть с невысокими показателями). Если донышко выполнено в виде фасонной штампованной шайбы – это современный элемент третьей группы. Все современные зарубежные элементы типоразмеров R14 и R20 второй и третьей групп по конструкции одинаковы, отрицательный вывод у них выполнен в виде фасонной штампованной шайбы.

Качество 9-вольтовой батарейки можно определить только по информации на корпусе, но ни в коем случае не по донышку. Обратите внимание на шифр и срок годности. По этим данным 9-вольтовые батарейки можно разделить на две группы:

• простые батарейки с шифром 6F22, 006F или 1604 – они самые дешевые, малой емкости, со сроком годности до 12 месяцев;

• улучшенные батарейки. По японским стандартам используют обозначение S – 006Р, по американским – 1604S. Эти батарейки дороже, имеют увеличенную емкость и срок годности до 18 месяцев.

Современные алкалические батарейки с обозначениями 6LF22 или 6LR61 имеют самую высокую емкость и срок годности до 60 месяцев. При обозначении срока годности зарубежные фирмы, как правило, указывают конечную дату использования, отечественные – дату изготовления, после которой в течение года гарантируется нормальная работа. В последнее время стали использовать и зарубежную систему маркировки, что часто приводит к неопределенности и путанице.

Использование в конструкции батареек вредных для человека и природы химических веществ требует соблюдения определенных правил хранения и утилизации элементов и батарей, особенно недостаточно экологически чистых.

Конструкция сильно влияет на эксплуатационную надежность. При разъедании корпуса батареи, выполненной по схеме Лекланше, электролит вытекает и может испортить не только батарейный отсек аппарата, но и сам аппарат.

Алкалические элементы могут вызвать замыкание с металлическим корпусом аппарата или другого конструктивного элемента, что может привести к быстрому разряду элемента, вытеканию вредных химических веществ, а при неправильном включении – к взрыву. Наиболее надежны конструкции корпусов, выполненные из металла и изолированные от выводов элементов и батарей. По такой схеме, в частности, сделаны практически все батареи галетного типа на 9 В и современные элементы на 1,5 В.

Батарейки можно подзаряжать. В отечественной научно-популярной литературе прежде довольно часто встречались рекомендации по повторным подзарядкам батарей с помощью специальных зарядных устройств или просто за счет кратковременного нагревания. В настоящее время этого делать не рекомендуется, а порой запрещается, чтобы уберечь человека от возможных взрывов, выбросов химически активных и вредных веществ и других неприятных и опасных воздействий.

При покупке внимательно осмотрите элементы и батарейки – убедитесь, что на них и на упаковке нет никаких дефектов. Обязательно проверьте срок годности и реальность гарантии. Общеизвестно, что европейские и японские батарейки дорогие. Батарейки из регионов Юго-Восточной Азии дешевы благодаря использованию не очень качественных материалов и устаревших технологий. Кроме того, там чаще встречаются подделки, случается, на одном и том же конвейере на одинаковые батарейки наклеивают разные этикетки, например, Philips, Panasonic и т. п.

При эксплуатации отечественных изделий проверьте отсутствие подтеков электролита на отрицательном выводе, при необходимости подожмите пружинные контакты батарейки и чернильным ластиком зачистите контакты элементов. Не оставляйте элементы и батарейки в батарейном отсеке, если знаете, что аппарат вам долго не понадобится.

Помните, что миниатюрные плееры весьма «прожорливы» и их (как и магнитолы) лучше «кормить» алкалическими батарейками – они дороже простых батареек в 4–5 раз, но будут работать дольше в 6–8 раз.

Емкость никель-цинковых аккумуляторов равна или меньше емкости обычных МЦ батарей и элементов, но их преимущество в том, что они допускают 200–400 циклов «заряд-разряд». Недостаток – частая смена аккумуляторов, необходимость контроля конечного напряжения.

Отечественные 9-вольтовые батареи типоразмера АЕ22 по емкости и стоимости эксплуатации выгоднее зарубежных в два-три раза. Но их следует эксплуатировать в индивидуальной полиэтиленовой упаковке, чтобы предохранить от утечек электролита в батарейный отсек.

Отечественные 1,5-вольтовые элементы «Прима М», незначительно уступая американским и швейцарским по величине емкости, втрое дешевле. Их конструктивный недостаток – слишком длинные лепестки изоляционной шайбы. Однако при установке в батарейный отсек ее можно аккуратно подрезать и таким образом обеспечить надежный контакт.

Отечественные и литовские 1,5-вольтовые элементы А343 по емкости в два-три раза превышают элементы фирм Eveready и Varta, но при этом их стоимость в 3–5 раз ниже. Отечественный 1,5-вольтовый элемент типоразмера R2 °C73) для эксплуатации при заметных разрядных токах не пригоден. Его с определенными предосторожностями можно использовать только при малых разрядных токах (например, в электромеханических часах). Отечественная батарейка «Корунд» в экспортном исполнении превосходит зарубежные аналоги по величине емкости на 23–35 % и почти в 6 раз дешевле.

Если в ваших наручных часах или калькуляторе батарейка села в самый неподходящий момент, воспользуйтесь типичным способом по восстановлению ее сил. Для этого большую и полную сил батарейку на 1,5 В соедините с маленькой и обессилившей, обязательно проследив, чтобы плюс подсоединялся к плюсу, а минус к минусу. Уже через 10–15 минут зарядки маленькая батарейка начнет «оживать» и сможет питать ваш прибор несколько часов. Для того чтобы батарейка зарядилась лучше, мы рекомендуем оставить их в таком положении на ночь. За это время реанимируемая батарейка получит такой «заряд бодрости», что ваши электронные часы смогут проходить еще несколько месяцев. Причем батарейкой-донором тоже можно будет пользоваться.

Предупреждение: если маленькая батарейка имеет напряжение 3 В, то для ее зарядки надо использовать две включенные последовательно батарейки по 1,5 В.

Сокращенное обозначение номиналов на резисторах и конденсаторах

Номинальное значение на резисторах и конденсаторах принято обозначать на их корпусах условными буквенными и цифровыми знаками. Такое сокращение часто возникает из-за нехватки места на радиодетали.

Единицу сопротивления Ом сокращенно обозначают буквой Е, килоом – буквой К, мегаом – М. Сопротивления резисторов от 100 до 910 Ом выражают в частицах килоома, а сопротивления от 100 000 до 910 000 – в частицах мегаома.

Если номинальное сопротивление резистора выражают целым числом, то буквенное обозначение единицы измерения ставят после этого числа, например: ЗЗЕ (33 Ом), 47К (47 кОм), 10М (10 мОм). Когда же сопротивление резистора выражают десятичной дробью меньшим за единицу, то буквенное обозначение единицы измерения размещают перед числом, например: К22 (220 Ом), М47 (470 кОм). Выражая сопротивление резистора целым числом с десятичной дробью, целое число ставят впереди буквы, а десятичную дробь – после буквы, которая символизирует единицу измерения (буква заменяет запятую после целого числа), например: 1Е5 (1,5 Ом), 2К2 (2,2 кОм), 1М5 (1,5 мОм).

Номинальные емкости конденсаторов до 91 пФ выражают в пикофарадах, используя для обозначения этой единицы емкости букву П. Емкости от 100 до 9100 пФ выражают в частицах нанофарады (1 нФ = 1000 пФ, или 0,001 мкФ), а от 0,01 до 0,091 мкФ – в нанофарадах, обозначая нанофараду буквой Н. Емкости от 0,1 мкФ и больше выражают в микрофарадах, используя для обозначения этой единицы букву М.

Если емкость конденсатора выражают целым числом, то буквенное обозначение емкости ставят после этого числа, например: 12П (12 пФ), 15Н (15 нФ = 15 000 пФ, или 0,015 мкФ), 10М (10 мкФ). Чтобы выразить номинальную емкость десятичной дробью, буквенное обозначение единицы емкости размещают перед числом: Н15 (0,15 нФ = 150 пФ), М22 (0,22 мкФ).

Для выражения емкости конденсатора целым числом с десятичной дробью буквенное обозначение единицы ставят между целым числом и десятичной дробью, заменяя ее запятой, например: 1П2 (1,2 пФ), 4Н7 (4,7 нФ = 4700 пФ), 1М5 (1,5 мкФ).

Цветовая маркировка постоянных резисторов

В последнее время постоянные резисторы все чаще маркируют цветовым кодом. Маркировку наносят на цилиндрическую поверхность резистора в виде точек или круговых полос (поясков). Она обозначает номинальное сопротивление резистора и допускаемое отклонение его сопротивления от номинального значения. Номинальное сопротивление выражено в омах двумя или тремя цифрами (в случае трех цифр последняя не равна нулю) и множителем 10n, где n – любое целое число от 2 до 9.

Для резисторов с номинальным сопротивлением, выражаемым двумя цифрами и множителем, цветовая маркировка состоит из четырех знаков или трех при допуске +20 % (такой допуск маркировкой не наносят).

Маркировочные знаки расположены ближе к одному из торцов резистора. Первым считают знак, нанесенный рядом с торцом. Если длина резистора не позволяет сдвинуть маркировку к одному из торцов, последний знак делают в 1,5 раза крупнее остальных. Маркировочные знаки располагают на резисторе слева направо в следующем порядке: первый знак – первая цифра; второй знак – вторая; третий – множитель (номинальное сопротивление), четвертый знак – допускаемое отклонение сопротивления.

Для резисторов с номинальным сопротивлением, выраженным тремя цифрами и множителем, цветовая маркировка состоит из пяти знаков: первые три знака – три цифры номинала, четвертый знак – множитель, пятый – допустимое отклонение сопротивления.

Цвета маркировочных знаков и соответствующие им числа номинала и допуска указаны в табл. 13.1.

Возиться с расчетами всегда хлопотно, поэтому, чтобы не тратить драгоценное время, купите цифровой тестер. Он себя с лихвой оправдает.

Последовательное и параллельное соединение резисторов и конденсаторов

Если вы испытываете нехватку каких-нибудь номиналов резисторов или конденсаторов, то можете компенсировать ее последовательным или параллельным соединением радиодеталей.

Например, при параллельном соединении резисторов (рис. 13.1) вы получите половину их общего сопротивления, то есть, если вы параллельно соединяете два резистора сопротивлением 100 Ом, вы получите 50 Ом, 220 кОм – 110 кОм и т. д. При последовательном соединении резисторов вы получите сумму их сопротивлений, то есть, если вы соединяете два резистора сопротивлением 100 Ом, вы получите 200 Ом, если 220 кОм – 440 кОм и т. д.

Рис. 13.1. Примеры соединения резисторов:

_{а – параллельное; б – последовательное}

Совсем иначе обстоит дело с конденсаторами – здесь все наоборот. Если вы параллельно соединяете два конденсатора емкостью 100 мФ, вы получаете 20 мФ, 220 мФ – 440 мФ и т. д. При последовательном соединении конденсаторов вы получите половину их общей емкости, то есть, если вы соединяете два конденсатора емкостью 100 мФ, вы получите 50 мФ т. д. Последнее соединение не используется радиолюбителями, так как потребность в уменьшении емкости конденсаторов отсутствует и не оправдывает себя.

Зарубежные выпрямительные диоды и мосты

Корпуса всех диодов – пластмассовые, цилиндрические. Выводы – проволочные жесткие луженые. Внешний вид диодов показан на рис. 13.2.

Рис. 13.2. Внешний вид современного зарубежного выпрямительного диода.

Чем больше диод, тем он мощнее. Кольцевая метка контрастного цвета на корпусе диодов расположена вблизи катодного вывода. Электрические характеристики диодов представлены в табл. 13.2.

Зарубежные мосты (рис. 13.3) почти всегда имеют металло-пластиковую конструкцию корпуса. Выводы этих мостов либо пластинчатые жесткие, рассчитанные на разъемное соединение с помощью стандартных наконечников, либо проволочные жесткие луженые для монтажа пайкой. Некоторые мосты имеют в корпусе отверстие, это значит, что мост рассчитан на крепление к теплоотводу. Маркировка мостов нанесена на верхнюю или боковую поверхность корпуса. У большинства типов мостов там же указана их цоколевка. Электрические характеристики диодных мостов представлены в табл. 13.3.

Рис. 13.3. Внешний вид современных зарубежных выпрямительных мостов.

Микросхемные стабилизаторы напряжения

Один из важных узлов радиоэлектронной аппаратуры – стабилизатор напряжения в блоке питания. Еще совсем недавно такие узлы строили на стабилитронах и транзисторах. Общее число элементов стабилизатора было довольно большим, особенно если от него требовались функции регулирования выходного напряжения, защиты от перегрузки и замыкания выхода, ограничения выходного тока на заданном уровне. С появлением специализированных микросхем ситуация изменилась. Микросхемные стабилизаторы напряжения способны работать в широких пределах выходных напряжения и тока, часто имеют встроенную систему защиты от перегрузки по току и от перегревания – как только температура кристалла микросхемы превысит допустимое значение, происходит ограничение выходного тока.

В настоящее время ассортимент отечественных и зарубежных стабилизаторов напряжения настолько широк, что ориентироваться в нем стало уже довольно трудно. Помещенные ниже табл. призваны облегчить предварительный выбор микросхемного стабилизатора для того или иного электронного устройства.

В табл. 13.4 представлен перечень наиболее распространенных на отечественном рынке трехвыводных микросхем линейных стабилизаторов напряжения на фиксированное выходное напряжение и их основные параметры.

Рис. 13.4. Внешний вид и цоколевка микросхемных стабилизаторов.

На рис. 13.4 упрощенно показан внешний вид приборов, а также указана их цоколевка.

В таблицу включены лишь стабилизаторы с выходным напряжением в пределах от 5 до 27 В – в этот интервал укладывается подавляющее большинство случаев из радиолюбительской практики. Конструктивное оформление зарубежных приборов может отличаться от показанного. Следует иметь в виду, что сведения о рассеиваемой мощности при работе микросхемы с теплоотводом в паспортах приборов обычно не указывают, поэтому в таблицах даны некоторые усредненные ее значения, полученные из графиков, имеющихся в документации. Отметим также, что микросхемы одной серии, но на разные значения напряжения, по рассеиваемой мощности могут различаться. Существует также иная маркировка, например, перед обозначением стабилизаторов групп 78, 79, 78L, 79L, 78М, 79М, перечисленных в таблице, в действительности могут присутствовать одна или две буквы, кодирующие, как правило, фирму-изготовитель. Позади указанных в таблице обозначений также могут быть буквы и цифры, указывающие на те или иные конструктивные или эксплуатационные особенности микросхемы.

Типовая схема включения микросхемных стабилизаторов на фиксированное выходное напряжение показана на рис. 13.5 (а и б).

Рис. 13.5. Схема включения стабилизаторов:

_{а – плюсового; б – минусового}

Для всех микросхем керамических или оксидных танталовых конденсаторов емкость входного конденсатора С1 должна быть не менее 2,2 мкФ, для алюминиевых оксидных конденсаторов – не менее 10 мкФ, а выходного конденсатора С2 – не менее 1 и 10 мкФ соответственно. Некоторые микросхемы допускают и меньшую емкость, но указанные значения гарантируют устойчивую работу любых стабилизаторов. Роль входного может исполнять конденсатор сглаживающего фильтра, если он расположен не далее 70 мм от корпуса микросхемы.

Если требуется нестандартное значение стабилизированного выходного напряжения или его плавное регулирование, удобно использовать специализированные регулируемые микросхемные стабилизаторы, поддерживающие напряжение 1,25 В между выходом и управляющим выводом. Их перечень представлен в табл. 13.5.

На рис. 13.6 изображена типовая схема включения для стабилизаторов с регулирующим элементом в плюсовом проводе.

Рис. 13.6. Схема включения регулируемого стабилизатора.

Резисторы R1 и R2 образуют внешний регулируемый делитель напряжения, который входит в цепь установки уровня выходного напряжения. Обратите внимание на то, что в отличие от стабилизаторов на фиксированное выходное напряжение регулируемые конденсаторы не работают без нагрузки. Минимальное значение выходного тока маломощных регулируемых стабилизаторов равно 2,5–5 мА, мощных – 5-10 мА. В большинстве случаев применения стабилизаторов нагрузкой служит резистивный делитель напряжения R1, R2 на рис. 13.6.

По такой схеме можно включать и стабилизаторы с фиксированным выходным напряжением. Однако, во-первых, потребляемый ими ток значительно больше (2–4 мА), и, во-вторых, он менее стабилен при изменении выходного тока и входного напряжения. По этим причинам максимально возможного коэффициента стабилизации устройства достичь не удастся. Для снижения уровня пульсаций на выходе, особенно при большем выходном напряжении, рекомендуется включать сглаживающий конденсатор С3 емкостью 10 мкФ и более. К конденсаторам С1 и С2 требования такие же, как и к соответствующим конденсаторам фиксированных стабилизаторов.

Если стабилизатор работает при максимальном выходном напряжении, то при случайном замыкании входной цепи или отключении источника питания микросхема оказывается под большим обратным напряжением со стороны нагрузки и может быть выведена из строя. Для защиты микросхемы по выходу в таких ситуациях параллельно ей включают защитный диод VD1. Другой защитный диод VD2 защищает микросхему со стороны заряженного конденсатора С3. Диод быстро разряжает этот конденсатор при аварийном замыкании выходной или входной цепи стабилизатора.

Маркировка к характеристика тиристоров

Тиристор (рис. 13.7) является ключевым элементом.

Рис. 13.7. Внешний вид расположения выводов тиристоров.

Его используют для включения и выключения тока через реле, электродвигатели, лампы накаливания, для создания мощных импульсов тока вследствие разряда конденсаторов, а также для управления током через другие силовые нагрузки. Через тиристор, находящийся в выключенном состоянии, проходит незначительный ток утечки. Если же он включен и находится в проводящем состоянии, то при протекании значительного тока (достигающего иногда десятков и сотен ампер) остаточное напряжение на нем мало и не превышает десятых долей – единиц вольт.

Тиристоры подразделяются на диодные (динисторы), триодные (тринисторы), симметричные (симисторы) и запираемые (рис. 13.8).