ЖКИ должен иметь встроенный контроллер с системой команд, совместимой с командами контроллера HD44780, и русские символы в таблице знакогенератора (практически все знакосинтезирующие ЖКИ удовлетворяют этому условию). Пригодны, например, индикаторы DV-16210, DV-16230, DV-16236, DV-16244, DV-16252 (DataVision), ITM-1602 (Intech), PC-1602 (PowerTip).
Калибруют частотомер по образцовому генератору с помощью подстроечного конденсатора С10. Подбором резистора R5 добиваются максимальной чувствительности прибора по напряжению. Контрастность выводимых показаний индикатора регулируют подбором резистора R11. Если функции автоматического .выключения питания и управления питанием одной кнопкой не нужны, прибор можно упростить, исключив транзисторы VT1, VT2, диод VD1, резисторы R1, R3, R4, R7, R8, R10 и кнопку SB1. Вывод 6 микроконтроллера в этом случае соединяют с общим проводом, а напряжение питания подают непосредственно на вход DA1. Изображение готового устройства приведено в Приложении 1. [2]
4. Микрофонные усилители
4.1 Микрофонный усилитель с симметричной связью
Микрофонный усилитель - еще одна область применения микросхем, где важен малый уровень собственных шумов. Такой усилитель должен иметь, как правило, линейную АЧХ в номинальном диапазоне частот и обладать достаточно высокой перегрузочной способностью
Для борьбы с фоном переменного тока сетевой частоты, наводимым на соединительные кабели, в высококачественных микрофонных усилителях используют симметричный вход, реализуемый, как правило, на сложных в изготовлении и требующих тщательного экранирования от внешних магнитных полей симметрирующих трансформаторах. На рисунке 4.1.1. показана схема микрофонного усилителя, позволяющая обойтись без такого нетехнологичного элемента, как трансформатор.
Рис 4.1.1. Микрофонный усилитель с симметричным входом
Основой устройства служит дифференциальный усилитель на ОУ DA1.1 и DA1.2. Его коэффициент усиления Ку=1+(R8+R9)/Rэ (Rэ - эквивалентное сопротивление соединенных последовательно резисторов R6 и введенной в цепь части резистора R5) и может регулироваться в пределах от 1,5 до 140 резистором R5. Усиленный сигнал через разделительные конденсаторы С5 и С6 поступает на симметричный Выход 1, а через второй дифференциальный усилитель (ОУ DA2) - на несимметричный Выход 2.
Так как современные ОУ обладают почти идеальным (более 70 дБ) подавлением синфазного сигнала, помехозащищенность усилителя определяется практически лишь согласованностью сопротивлений резисторов R3 и R4, R8 и R9, R11 и R12. R13 и R14 и, если они не отличаются от указанных на схеме более чем на 1 %, не уступает помехозащищенности лучших устройств с трансформаторным входом.
Входное сопротивление усилителя - 10 кОм. Питают его от двуполярного стабилизированного источника напряжением ±10 В.
В данном усилителе можно использовать отечественные ОУ К157УД2, КР1407УДЗ и (при снижении напряжения литания до ±.6 В) КФ1407УД4 [3]
4.2 Двухкаскадный микрофонный усилитель
Размещение микрофонного усилителя в непосредственной близости от микрофона резко -- ослабляет требования к экранировке соединительных проводов и улучшает отношение сигнал/фон. Однако при этом возникает новая проблема, связанная с питанием микрофонного усилителя: встроенная батарея требует частой замены, а использовать дополнительный провод питания не всегда удобно.
На рисунке 4.2.1. приведена схема двухкаскадного микрофонного усилителя питание которого осуществляется по сигнальному проводу. В основной усилитель при этом нужно добавить лишь один резистор R4, служащий нагрузкой микрофонного усилителя, и разделительный конденсатор С2. Смещение на базе транзистора Т1 и температурную стабилизацию всего усилителя обеспечивает делитель R2R3 в цепи эмиттера транзистора Т2. Второй каскад усилителя охвачен отрицательной обратной связью через резистор RI, являющийся одновременно нагрузкой первого каскада.
Рис. 4.2.1. Двухкаскадный микрофонный усилитель
Обратная связь снижает нелинейные искажения до пренебрежимо малой величины и уменьшает выходное сопротивление усилителя до стандартного значения 600 Ом.
Амплитудно-частотная характеристика усилителя в области низших звуковых частот определяется емкостями конденсаторов С1 и С2. Емкость конденсатора С2 рассчитывается по формуле: С2=160/(fнRвх), мкф, где fн - низшая рабочая частота усилителя, Гц; Rвх - входное сопротивление основного усилителя, кОм. При емкости конденсатора С1, указанной на схеме, низшая рабочая частота равна 16 Гц.
Коэффициент усиления микрофонного усилителя получается порядка 150-250 и зависит от значений коэффициента Вст примененных транзисторов и от напряжения питания. Усилитель хорошо работает с низкоомными динамическими микрофонами, имеющими сопротивление постоянному току 100-600 Ом. В нем можно использовать любые низкочастотные транзисторы.
Налаживание микрофонного усилителя сводится к проверке коллекторного напряжения транзистора Т2, оно должно быть равно половине напряжения питания. Если необходимо, в небольших пределах подбирают сопротивление резистора R3, определяющего ток второго каскада усилителя. При использовании усилителя для телефонной связи или речевого репортажа емкость конденсатора С1 целесообразно уменьшить до 0,5- 1 мкф, что вызовет завал низших звуковых частот соответственно до 320 и 160 Гц. [3]
4.3 Микрофонный усилитель с глубокой АРУ
Схема микрофонного усилителя отличается от аналогичных, опубликованных в литературе, малыми габаритами и глубокой автоматической регулировкой усиления (АРУ). Это позволяет использовать ее в составе радиостанции или кассетного магнитофона. Все устройство выполнено на одной микросхеме, имеющей в своем корпусе четыре универсальных операционных усилителя. (рис 4.3.1.)
Рис. 4.3.1. Микрофонный усилитель с глубокой АРУ.
На элементе микросхемы DA1.1 собран неинвертирующий предварительный усилитель сигнала с микрофона. Это необходимо для эффективной работы автоматической регулировки усиления и снижения уровня шумов. Регулировка коэффициента передачи сигнала между каскадами осуществляется за счет изменения внутреннего сопротивления открытого транзистора VT1, включенного в делитель напряжения, образованный совместно с резистором R5. В исходном состоянии (при низком уровне входного сигнала) VT1 заперт и на прохождение сигнала влияния не оказывает.
Второй каскад усилителя собран на элементе DA1.2. Полоса усиливаемых частот от 50 Гц до 50 кГц. Номинальное выходное напряжение 200 мВ. Элемент DA1.3 является повторителем сигнала, что улучшает согласование схемы с нагрузкой.
Для работы системы АРУ используется усилитель на DA1.3 и детектор уровня сигнала на транзисторах VT2, VT3. Время восстановления схемы (инерционность) задается конденсатором С12. При изменении входного напряжения на 50 дБ — выходное меняется не более чем в 2 раза. В схеме применены полярные конденсаторы типа К50-16, остальные К10-17; резисторы МЛТ.
При правильной сборке схема будет работать сразу, но элементы, отмеченные звездочкой "*", могут потребовать подбора. Так, изменением величины резистора R10 необходимо добиться в точке делителя, указанной на схеме, напряжения 1,15 В. Это напряжение подается на входы усилителей и обеспечивает начальное смещение для работы микросхем на линейном участке характеристики. В этом случае, при перегрузке, ограничение сигнала будет симметричным. От номиналов резисторов R3 и R7 зависит коэффициент усиления каскадов.[3]
5. Расчет блока питания
Подавляющее большинство радиолюбительских конструкций получает питание от электросети через блок питания. Он обычно содержит сетевой трансформатор, диодный выпрямитель и оксидный сглаживающий конденсатор большой емкости. К вспомогательным, но нужным устройствам относятся выключатель, предохранитель и индикатор включения — миниатюрная лампа накаливания, с номинальным напряжением, несколько большим напряжения вторичной обмотки трансформатора (лампы, горящие с недокалом, гораздо дольше служат).
Стабилизатор напряжения, если он имеется, включается между выходом выпрямителя и нагрузкой. Напряжение на его выходе, как правило, меньше Uвых, и на стабилизаторе тратится заметная мощность.
5.1 Расчет трансформатора
Силовой трансформатор обычно состоит из двух или более обмоток, намотанных на общем железном сердечнике. Одна обмотка - сетевая (первичная), на неё подается переменное напряжение из сетевой розетки. Это напряжение переменное, поэтому, магнитное поле, создаваемое этой обмоткой в сердечнике все время меняется и пронизывает витки вторичной обмотки (или вторичных обмоток, если их несколько).
Номинальная мощность (Р) - сумма мощностей вторичных обмоток трансформатора, в которой мощность каждой обмотки определяется как произведения номинального выходного тока обмотки на номинальное напряжение. Например, номинальный выходной ток 2А, а, при таком токе, номинальное напряжение на концах обмотки 10 V. Таким образом, номинальная мощность будет 2А* 10V = 20W.
Коэффициент трансформации (N) - соотношение входного напряжения и выходного, численно равное соотношению числа витков первичной (сетевой) обмотки к числу витков вторичной. Например, есть трансформатор, у которого на первичную обмотку подается 220V, при этом на вторичной будет 11 V. Коэффициент трансформации будет равен отношению 220 /11 = 20.
И так, допустим нужен трансформатор, на первичную обмотку которого подается переменное напряжение 220V, при этом на вторичной обмотке должно быть напряжение 11V, а номинальный ток на выходе должен быть 1 А. Значит, мощность на нагрузке вторичной обмотки будет Р=11V * 1А=11W. Определим коэффициент трансформации : N=220/11=20. Определим мощность трансформатора:
на всякий случай возьмем Ра побольше, - 13W.
Большинство трансформаторов имеют Ш-образные сердечники (рис. 5.1.1.).
Рассчитаем площадь сечения такого сердечника:
.
Таким образом, площадь сечения Ш-образного сердечника для нашего трансформатора должна быть 4,3 квадратных сантиметра. Далее, нужно рассчитать необходимое число витков (Н) на 1V напряжения:
Итак, на 1 V напряжения требуется 10,5 витков. Теперь определим сколько витков нужно намотать в первичной (сетевой) обмотке : 220V • 10,5 = 2310 витков.
Во вторичной обмотке: 11V • 10,5 = 115,5 витков.
Следующее, что мы должны узнать, - это диаметр провода для намотки обмоток. Ток во вторичной обмотке (I2) мы знаем - 1А, мы его задали в самом начале, Так, что, диаметр провода для вторичной обмотки (D2) берем по формуле:
Таким образом, диаметр провода для вторичной обмотки должен быть около 0,8 мм.
Теперь нужно рассчитать диаметр провода для первичной обмотки, но для этого нужно сначала найти ток I1 через неё. Для этого нужно знать мощность (Ра) и напряжение. Напряжение (U) нам известно - 220V, а мощность мы определили - 13 W.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
