Електронен терморегулатор с цифров термометър Иван
Парашкевов
Радио, телевизия, електроника, 1996/9/стр. 4 - 6.
В статията се разглежда едно приложение на нестандартно устройство,
което е предназначено за подгряване на течни бебешки храни в мерителен
съд с възможност за поставяне на биберон.
 |
На фиг. 1 е предложена структурната схема на електронен терморегулатор, който се управлява от цифров термометър с термодатчик – терморезистор от типа Pt100. Принципът на работа на блоковете 1 и 2 са разгледани подробно в [1, 2]. Тример – потенциометърът RP е включен в схемата на компаратор, управляващ оптрона Ор. За да стане възможен визуалният контрол за състоянието на светодиода в оптрона Ор, той е свързан последователно със светодиода VD. Угасването на VD показва, че термодатчикът RK е достигнал зададената с RP температура и това довежда до запушването на симистора VS. Нагревателят ЕК се изключва и температурата на обекта, който се нагрява от него, започва да спада. При намаляване на температурата под зададената с RP, светодиодът на оптрона Ор и светодиодът VD се заполват отново, силовата част 4 се задейства, симисторът VS се отпушва и процесите се повтарят. От цифровите индикатори 3 може да се отчете температурата на термодатчика RK, който е потопен във вода. Както показаха проведените експерименти, температурата на водата, която се отчита от цифровите индикатори 3, може да се поддържа с точност по – добра от +/-1 С.
 |
На фиг. 2 е показана принципната схема на силовата част на електронния терморегулатор. Подобно устройство е предложено в [3]. Използването на симистора VS дава възможност да се спестят четири силови полупроводникови диода, които се използват като двуполупериоден изправител заедно с тиристор в [3]. За да се следи дали нагревателят ЕК е включен или изключен, е предвидена индикация с глимлампата НL. Както се вижда от фиг. 2, предложената силова част е галванично ена посредством оптрона Ор
 |
от електронния термометър, който я управлява. На фиг. 3 е предложен вариант на конструкцията на устройството за подгряване на течни бебешки храни. Показаната част от терморегулатора се използва за поддържане на температура 36 С в стандартен мерителен съд с възможност за поставяне на биберон. Мерителният съд 1 се поставя в метална чашка 2 (използван е съд от безалкохолна напитка, на която е отстранен горният капак с форма на кръг). Около и под нея, непосредствено чрез подходящ изолационен материал 3 (напр. cлюда) |
са
закрепени резистори 4, които са свързани паралелно и се използват като
нагревател. Термодатчикът 5 (терморезистор от типа Pt100) с водоустойчив
корпус) се закрепва в пространството между мерителния съд и металната
чашка 2. Задължително е датчикът да не контактува с нея. Резисторите 4
се заливат с подходящо епоксидно лепило 6. Загряването на мерителния съд
1 се извършва във вода 7, като е желателно на дъното на металната чашка
да се постави напластена марля или тъкан.
Течната храна се загрява в мерителния съд от стайна температура (18 – 24
С) до 36 С за 35 – 45 min, след което достигнатата температура се
поддържа с точност по – добра от +/-1 С. Това време може да бъде
съкратено повече от два – три пъти, ако водата в металната чашка
предварително се подгрее от устройството до 36 С и след това в нея се
постави мерителният съд с течната храна, а също така се повиши
напрежението ~Uek, с което се захранва нагревателят ЕК. С това времето
за достигане на 36 С ще се намали до 10 – 15 min, но точността на
поддържане на температурата през първите няколко цикъла ще се влоши и
вследствие на топлинната инерция на устройството за подгряване при
напрежение ~Uek = 220 V, температура 36 С и изключен нагревател ЕК
температурата в металната чашка и мерителният съд ще се повишава до 39 –
40 С, след което ще започне да спада.
В конкретния случай, както става ясно от фиг. 3, се поддържа
температурата на водата 7, в която е потопен мерителният съд 1. На
практика разликата между температурата на течната храна (напр. мляко) и
температурата на водата, след като и двете течности последователно
достигнат 36 С, не надвишава 1 С, като температурата на водата е винаги
малко по – висока.
Трябва да се отбележи, че при предложения вариант на устройство за
подгряване, най – голямо влияние върху точността на поддържане на
температурата на водата 7, а следователно и на млякото, оказва
големината на захранващото напрежение Uek. От една страна температурата
36 С трябва да бъде достигната за възможно най – кратко време, а от
друга – след достигането и при изключен нагревател (в случая резистори),
по инерция, тя не трябва да се повиши с повече от зададената точност на
поддържане. Удовлетворяването и на двете условия при споменатата
кострукция не е възможно, поради което бе предпочетено за изпълнение
второто условие, отнасяшо се до точността. При проведените експерименти
удачно се оказа захранващото напрежение Uek с големина от ~110 до ~115
V.
Настройка. В металнара чашка 2 се налива вода в такова количество, че да
стане възможно потапянето в нея на мерителен съд 1 (предварително
напълнен също с вода), без тази, в която е чашката 2 да прелее. В
мерителния съд 1 се закрепва живачен термометър с точност +/-0,1 С,
резервуарът на който е разположен приблизително в средата на течността
на съда 1.
Терморегулаторът, термометърът и подгряващото устройство се включват.
Светодиодът VD6 и лампата HL светват. При достигане на температурата на
водата в чашката 36 С с тример – потенциометъра RP5 от [2] се задава
такова напрежение на извод 3 на компаратора DA4 (3 V), че светодиодът
VD6 и лампата HL да угаснат. Тази температура трябва да се отчита от
цифровите индикатори на електронния термометър, а така също и от
живачния термометър. Както беше отбелязано, двете температури
практически съвпадат след около 40 min от първоначалното включване на
устройството, ако водата в металната чашка 1 не е подгрята предварително
до 36 С, или за почти два пъти по – кратко време, ако тя е достигнала
тази температура, преди мерителният съд с течната храна да е поставен в
нея.
За да се избегне честото включване и изключване на нагревателя ЕК,
поради високата чувствителност на регулатора, възможно е да се въведе
известен хистерезис на терморегулатора, като между изводите 3 и 6 на
компаратора DA4 от [2] се включи резистор със съпротивление например 1,2
Mom. Стойността на хистерезиса е обратно пропорционална на
съпротивлението на резистора и е нула, когато веригата му е отворена
[4]. След включването му, тояността на регулирането се влошава, но не
излиза от границите на посочената грешка +/-1 С.
 |
На фиг. 4 е показано разположението на групата резистори 13 кОm/2 W
върху платката поз. 11, която се монтира под металната чашка 2, а на фиг.
5 – графичният оригинал. Втората група резистори 47 кОm/1 W се монтират
между три пръстена поз. 8,9 и 10 с външен и вътрешен диаметър съответно
75 mm/67 mm от двустранно фолиран стъклотекстолит, както е показано на
фиг. 3. При заливането на двете групи резистори с епоксидно лепило се
препоръчва използването на кварцов пясък в подходящо съотношение, който
предварително е обработен термично.
Симисторът VS се монтира на радиатор от алуминий с форма на буквата „П”
(обърната) с дебелина 2 mm и повърхност 30 сm кв.
Устройството за управление на симистора VS е монтирано на платка от
едностранно фолиран стъклотекстолит с размери 93 х 35 mm. На фиг. 6 е
предложено разположението на
 |
елементите върху платката, а на фиг. 7 – фолийната и картина.
 |
С М са означени мостчета от монтажен проводник.
Ако устройството за управление на симистора се захранва с малко повече
от предложените в [3] ~7 V, например от готов мрежов трансформатор с
изходно напрежение ~9-11 V, мощността на разсейване на резистора R3 от
фиг. 2, трябва да се увеличи на 0,5 W. Всички останали резистори са с
мощност на разсейване 0,25 W.
Устройството за подгряване, показано на фиг. 3, се монтира отделно от
термометъра, терморегулатора и силовата част, за да се изключи
възможността от проникване в тях на течност от мерителния съд 1 или от
металната чашка 2.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мачев, М., И. Парашкевов. Цифров термометър с ИС СМ757.- Радио,
телевизия, електроника, 1993, N12.
2. Парашкевов, И. Цифров термометър с ИС СМ757. – Радио, телевизия,
електроника, 1996, N 1.
3. Парашкевов, И. Устройство за стъпално регулиране на мощността на
електрически нагреватели. – Радио, телевизия, електроника, 1995, N 1.
4. Лисичков, К. Безконтактен терморегулатор.- Радио, телевизия,
електроника, 1989, N 8.
 |
 |
 |
 |
Тиристорен терморегулатор инж. Д.Лишков, инж. Е.Христов, инж. Т.Сарайски Радио телевизия електроника 1981/1/стр.19,20
 |
 |
Електронен термометър със светодиодна индикация, Иван Христов
Парашкевов
Радио, телевизия, електроника 1993/6/стр.9-12.
 |
На фиг. 1 е предложена функционалната схема на електронен термометър със светодиодна индикация, който работи в обхвата от -19 до 40 С с грешка, не по – голяма от +/-1 С.
 |
Както се вижда от фиг. 2, на която е даден
външният вид на индикацията на устройството, на всеки градус от скалата
му съответства по един светодиод. Избран е лентов режим на расбота на
светодиодната индикация, с което със светещите светодиоди се имитира
придвижването на течностния стълб в широко разпространените живачни или
стъклени термометри. Схемата е изградена от термодатчик RK (терморезистор от типа Pt100) с линейна характеристика, който е включен в измервателен мост (ИМ). Изходът му е съединен с входовете на измервателен усилвател (ИУ), изходът на който е свързан към пет паралелно свързани входа на |
светодиодни стълбици (СС). ИУ и СС получават захранващи напрежения от токозахранващ блок. ИМ е свързан към изхода на стабилизатор, който осигурява напрежение с точност до втория знак след запетаята.
 |
Принципната схема на електронния термометър е показана на фиг.3. ИМ е
реализиран с резисторите R01, R02 и R03 и термодатчика R3, a ИУ с ИС
DA1. Тример – потенциометрите RP01 и RP02 са предназначени за настройка
на схемата съответно при зададени температури 40 С и -19 С. В изхода на
ИУ при температура на датчика RK -19 С, напрежението е о,60 V. При
температура на RK 40 C, изходното напрежение на ИУ е 5,50 V.
Светодиодните стълбици са реализирани с ИС DA5-DA9 (A277D). Всяка от тях
управлява по дванадесет светодиода. Температурният обхват от -19 до 40 С
е ен на пет подобхвата:
1) от -19 до -8 С;
2) от -7 до 4 С;
3) от 5 до 16 С;
4) от 17 до 28 С;
5) от 29 до 40 С.
Експериментално за всеки от тях са подбрани следните минимални и
максимални напрежения, между които се запалват светодиодите на всяка СС:
1) от 0,60 до 1,50 V;
2) от 1,60 до 2,50 V;
3) от 2,60 до 3,50 V;
4) от 3,60 до 4,50 V;
5) от 4,60 до 5,50 V.
Всички СС имат регулатори за настройване на минимално (RP04, RP06, RP08,
RP10, RP12) и максимално (RP05, RP07, RP09, RP11, RP13) напрежение на
запалване на светодиодите, управлявани от ИС А277D в съответния
подобхват. Токозахранващият блок е реализиран с мрежовия трансформатор
TV, Изправителните групи (диодите VD01-VD08) и стабилиозаторите на
напрежение +/-12 V, реализирани с ИС DA2 и DA3. Стабилизаторът на
напрежение +9 V е реализиран с ИС DA4. Напрежението на изхода му се
регулира с тример – потенциометъра RP03.
Настройка. Вместо датчика RK се включва магазинно съпротивление. С него
се задава съпротивление 92,4 Om, съответстващо на температура -19 С. С
тример-потенциометъра RP03 се регулира напрежението за захранване на ИМ
да е в границите от 8,98 до 9,02 V. След това се настройва нивото на
изходното напрежение на ИУ при зададената температура -19 С. С
тример-потенциометъра RP02 то се регулира на 0,60 V. С магазинното
съпротивление се задава съпротивление 115,54 Om, съответстващо на
температура 40 С. С тример-потенциометъра RP01, изходното напрежение на
ИУ се настройва да е равно на 5,50 V. Двете регулировки се повтарят
няколкократно до получаване на повтаряемост на показанията на цифровия
волтметър, включен в изхода на ИУ (извод 6 на DA1).
Поотделно се настройват петте платки със светодиодните стълбици СС1-СС5.
Към всяка от тях се включват два стабилизирани токоизправителя. Единият
от тях се настройва на 12 V и се съединява с извод 1 на избраната платка.
Изходното напрежение на втория се регулира да е в границите от 0,60 до
5,50 V и се свързва с извод 2 на същата платка. С един от предвидените
за целта тример-потенциометри RP04, RP06, RP08, RP10 и RP12 се настройва
минималното напрежение на запалване на първия светодиод на избраната
платка при подадено минималното за нея напрежение от втория стабилизиран
токоизправител. С един от тример-потенциометрите RP05, RP07, RP09, RP11
и RP13 се регулира напрежението на запалване на всички останали
светодиоди на платката, последният от които трябва да свети при зададено
максималното за избраната платка входно напрежение също от втория
стабилизиран токоизправител.
Петтте платки се укрепват механично, последователно по реда, определен
от температурните подобхвати, така, че светодиодите да образуват редица,
подобна на предложената на фиг. 2.
Изводите на петте СС се свързват съгласно принципната схема на фиг. 3.
Окончателната проверка и настройка на термометъра се извършват по
таблицата [6,7].
С магазинното съпротивление се задават последователно посочените
съпротивления, съответстващи на дадените температури. Ако е необходимо,
със съответните тример-потенциометри на СС се коригира съответствието на
светещата част от светодиодния стълб съгласно таблицата.
При направените експерименти се оказа, че точността на измерване на
температурата е в границите +/-1,0 С. Собственото прегряване на
радиатора, на който е монтиран стабилизаторът на напрежение +12 V (ИС
DA2), не надвишава 15 С.
Електронният термометър е реализиран на една основна платка от
двустранно фолиран стъклотекстолит с размери 135 х 90 mm и на пет
еднакви платки от едностранно фолиран
 |
материал от същия тип с размери 100 х 93 mm. На фиг. 4 е предложено разположението на елементите на основната
 |
платка, на фиг. 5 – фолийната картина от страната на елементите, а на фиг. 6 – от страната на спойките. На фиг. 7 е показано разположението на елементите на на петте еднакви платки със светодиодните стълбици, на фиг. 8 – общият графичен оригинал.
 |
За мрежов трансформатор може да се използва почти всеки такъв с
подходящи размери, който да е в състояние да осигури две вторични
напрежения по ооколо 15 V с възможност за консумиране от него на ток
съответно до 0,4 и до 0,02 А.
Радиаторът на ИС DA2 се изработва от алуминий с дебелина 1 mm. Състои се
от две части, (всяка от които с форма на буквата „П”) които при монтаж
влизат една в друга. Общата повърхност на така полученият радиатор е
около 100 кв. сm.
Резисторите, с които са изградени ИМ и ИУ, са тип TR161 или подобни.
ЛИТЕРАТУРА
1. Hegewald, W. Praktische A277D – Anzeige. – Funkamateur, 1989, N 4.
2. Kowohl,U. Elektronische Thermometer mit Leuchtpunktanzejge. –
Funkamateur,1989, N2.
3. Utech, K. Elektronisches Thermometer. – Funkamateur, 1990, N 6.
4. Reizer, U. Elektronisches Zimmerthermometer mit erweiterer
Analoganzejge. – Funkamateur, 1987, N 7.
5. Bisco, M. Linearsonde mit A277D.- Funkamateur, 1988, N4.
6. Куртев, И., Д. САмоковлийски, Е. Янков. Измерване на температура. С.,
Техника, 1982.
7. БДС 16713-87 (СТ на СИВ 1057-85).
 |
 |
 |
Крачно, дистанционно управление, Иван Парашкевов
Радио, телевизия, електроника, 2001/5/стр. 10-12.
В практиката при някои технологични процеси е необходимо на известна
дистанция от работещия оператор да се управлява потенциометър, който е
свързан с протичащия процес. Характерното в случая, че ръцете на
работещия са заети и управлянието трябва да се извършва с крака. Удобно
е в случая да се използват бутони, натискането на които става с
подходящи педали.
В конкретният случай, управляваният потенциометър е заменен (фиг.1) с
резистори и контакти на 10 релета, един или няколко от които винаги са
затворени. Особеност на схемата
 |
от фиг. 1 е, че при последователното свързване на резисторите, задължително затворените контакти по време на работата на устройството трябва да са няколко, което предполага малко по – сложно управление – използване на повече елементи. При случаите от фиг. 2 и фиг. 3 винаги може да е затворен само един от контактите. Паралелно на резистора, определящ максималното съпротивление на потенциометъра, с помощта на затворения в конкретния случай контакт от превключвател или на реле винаги е свързан втори резистор, с който се определя резултативното съпротивление на еквивалентния управляван потенциометър.
 |
На фиг. 4 е предложен вариант на принципната схема на устройство, което
осъществява идеята, показана на фиг. 3.
С бутона SB1 се осъществява „преместването” на включения контакт на едно
от десетте релета К1 – К10. С логическите елементи DD1.1 и DD1.2 е
реализирана схема за формиране на импулс с помощта на механичен контакт
[1]. Той постъпва на входа на реверсивния брояч DD3. В конкретния случай
DD3 брои в двете посоки – напред от 0 до 9 или в обратна посока от 9 до
0, като числата от 0 до 9 определят стъпката на изменение на
управлявания потенциометър. С бутона SB5 „посока на броене” се задава
режимът на работа на устройството. SB2 – SB5 са със самозадържане.
Броячът може да се установи в положение 0 или 9. Това става с помощта на
бутоните SB3 „установяване 0” или SB2 “установяване 9” С бутона SB4
“режим на работа” устройството се подготвя за работа или се забранява
броенето. Възможността за установяване на брояча на 0 в който и да е
момент е много полезна при неговото използване в режим на броене напред,
а установяването в 9 намира приложение при броенето назад, когато се
започва с 9.
От изходите на DD3 сигналът постъпва на входовете на дешифраторите DD4 и
DD5. Към изходите на DD5 са свързани съответните изводи на сегментите на
цифровия индикатор HG. Той служи за индикация на състоянието на
управлявания потенциометър, което е пропорционално на числата от 1 до 9.
В изходите на DD4 след натискането на SB1 се „премества” състояние лог.
0. Десетте изходни състояния се инвертират от логическите елементи (ЛЕ)
на интегралните схеми (ИС) DD6 и DD7. С ЛЕ DD2.1, DD1.3, DD2.3 и DD2.4,
DD1.4, DD2.5 се реализират логическите функции ИЛИ [2].
Както беше отбелязано, съгласно фиг. 3 и 4 се включва само едно реле.
Свързаният паралелно на него светодиод светва и индикира номера на
релето. Това в известен смисъл дублира индикацията на цифровия индикатор
HG, но е определено удобство. Десетте светодиода и HG са монтирани
съответно на пулта с бутоните в непосредствена близост до управлявания
еквивалентен потенциометър.
Съпротивленията на превключваните резистори от фиг. 3 може да се
пресметнат по следния начин: например необходимото съпротивление на
потенциометъра (плъзгачът е в крайно положение) е 4,7 кОm или 10 кОm.
я се ъгълът на завъртане на потенциометъра, който, както е
известно е 270 градуса, на десет участъка, като при всяко следващо
завъртане на потенциометъра, съпротивлението му се измерва и записва.
След това, като се отчита постоянното съпротивление на потенциометъра
(4,7 или10 кОm) и това, че във всеки един момент от времето е включен
само един контакт на някое от релетата К1 – К10, се изчисляват паралелно
свързаното и резултантното съпротивление. С това се реализира идеята,
показана на фиг. 3, и се получават еквивалентни резистори с
приблизително равни съпротивления на измерените при определянето на
десетте еднакви области на изследвания фабричен потенциометър – 4,7 или
10 кOm.
Желателно е, преди да се реализира принципната схема на фиг. 4, да се
уточнят съпротивленията на необходимите добавъчни резистори R1доб –
R10доб съгласно фиг. 2 и да се имитира работата на устройството с
обикновен галетен превключвател, както е показано на фиг. 2. След
уточняването на съпротивленията на резисторите с помощта на
превключвателя SA, те се свързват към контактите на релетата К1 – К10 от
принципната схема на фиг. 4, както е показано на фиг. 3.
Удобно е схемата от фиг. 4 да замества потенциометъра, необходим за
работата на регулатор с ИС тип МАА436 [3].
Трябва обаче да се има предвид, че в момента на превключването на
превключвателя SA или на контактите на релетата К1 – К10 от фиг. 3 за
част от секундата към включения към симистора на ИС МАА436 товар (осветителна
лампа, двигател или нагревател) се подава пълното напрежение от мрежата.
Това е така, защото (както се вижда от фиг. 3) към ИС МАА436 се включва
пълното съпротивление на еквивалентния потенциометър R = Rn. Както
показват практическите резултати при управлението на мощността на
нагреватели или на оборотите на двигател с помощта на ИС МАА436, тази
особеност няма значение [3]. Визуално ефектът може да се оцени
практически, като в изхода на регулатора, осъществен с ИС МА436, се
включи осветителна лампа с мощност 30 – 100 W. В моментите на
превключванията за част от секундата, лампата светва почти с номиналната
си мощност, след което свети с мощност, зададена от регулатора.
При разработването на печатната платка бяха направени два варианта. При
първия ИС DD6 и ИС DD7 се монтират на отделна платка, която се запоява
перпендикулярно на основната, на която е реализирана схемата от фиг. 4.
При втория вариант устройството е реализирано само върху една печатна
платка от двустранно фолиран стъклотекстолит с размери 172,5 х 117,5 mm.
Фигурите, на които са дадени разположението на елементите върху платката,
фолийната картина от страната на елементите и страната на спойките, се
намират в редакцията на списанието.
Захранването на предложеното устройство се осъществява от трансформатор
ТV ~220V/9V/330 mA, мостов изправител VD1 – VD4 и стабилизатор на
напрежение +5 V, реализиран с интегрална схема тип 7805 (DA), която е
разположена на малък радиатор.
Едно от споменатите приложения за регулиране на оборотите на двигател е
в пчеларски центрофуги. В този случай добавъчните резистори могат да
бъдат три групи (всяка с еднакви съпротивления), което определя в случая
само три различни скорости на въртене на използваната центрофуга. Според
избраната технология на центрофугирането на меда, оборотите се задават
експериментално, като в случая условно могат да се означат като бавни,
средни и бързи. Времето за центрофугиране се избира такова, че,
съобразно с трите скорости на въртене, да не довеждат до разрушаване на
пчелните пити и да осигури пълно отделяне на меда при въртенето. Едно
облекчение за споменатия процес е изключването на устройството при всяка
скорост на въртене да става с таймер с предварително зададени минути.
Възможността за крачно управление позволява на пчеларя или на негов
помощник да съчетават няколко вида дейност.
ЛИТЕРАТУРА
1. Конов, К. Интегралните схеми в практиката. Част 1. Логически схеми.
С., Техника, 1976, 139.
2. Хейзерман, Д. Применение интегральных схем. Пер. С англ. М., Мир,
1984, 207 с.
3. Лисичков, К. Симисторно регулиране силата на светене на осветителни
тела. – Радио, телевизия, електроника, 1987, N 2.
4. Парашкевов, И. Вариант на печатна платка за регулатор с ИС МАА436. –
Радио, телевизия, електроника, 1999, N 2.
Дистанционен електронен превключвател н.с. инж.
Валентин Димов
Радио телевизия електроника 1986/2/стр. 30,31
Включването и изключването на различни електрически консуматори от
разстояние е привлекателна възможност за тяхното управление. Това може
да се извършва с помощта на радио- или звукови вълни, с видима или
инфрачервена светлина. В статията е описан дистанционен, оптичен
превключвател, които може да се включва и превключва девет различни
електрически консуматора. Използва се светлината на джобно фенерче,
което осветява фоторезистор, но тази част от схемата може да бъде
заменена с произволна схема на звуково реле и дистанционният
превключвател от оптичен ще се превърне в акустичен [4,5]. Включването
на консуматорите става чрез подаване на съответния брой светлинни
импулси. Всеки консуматор се включва винаги от един и същи постоянен
брой светлинни импулси, а изключването му става чрез подаване само на
един светлинен импулс. При включване или превключване на желаните
консуматори не съществуват междинни режими на последователно включване и
изключване на други консуматори.
Схемата на превключвателя се състои от преобразувател на светлинните
импулси в цифрови сигнали, брояч до десет, паралелен регистър – памет,
дешифратор до десет, два управляващи, чакащи мултивибратора, схема за
първоначално нулиране и релета, осъществяващи включването на различните
консуматори.
 |
При първоначално включване на захранващото напрежение
се зарежда кондензаторът С1. В началния момент на входа на логическия
елемент D5-3 и на изхода на D5-4 се установява лог.0, която нулира
всички изходи на регистъра – памет D2. На изходи 1 – 9 на дешифратора D3
се установяват лог. 1 и всички релета са изключени. След зареждането на
кондензатора С1 на входа на регистъра-памет R (черта) се установява лог.
1 и устройството е готово за работа.
Поради това, че установяващите входове R9 на брояча D1 са включени към
изхода Q (черта) на чакащия мултивибратор D4-1, броячът е установен на
числото 9 (1001). Това не влияе на дешифратора D3, понеже регистърът е
нулиран и на входовете на дешифратора е установено числото нула (0000).
В състояние на покой фоторезисторът не е осветен и неговото
съпротивление е много голямо. Затова транзисторът VT1 е запушен, а
транзисторът VT2 е отпушен.
При осветяване на фоторезистора силно се намалява неговото съпротивление
и транзисторът VT1 се отпушва. Чувствителността може да се регулира с
тример-потенциометъра. Транзисторът VT2 се запушва, на изхода на D5-1 се
подава лог. 0, която зарежда кондензатора С2 и на входовете на двата
чакащи мултивибратора се появява пусков импулс. На входа С на
регистъра-памет D2 се появява лог. 0, която подготвя регистъра за запис
на състоянието на входните сигнали.
На установяващите входове R9 на брояча се появява лог.0, която разрешава
той да започне да брои постъпващите импулси. В същото време на входа на
брояча се установява лог. 1, която не променя състоянието на неговите
изходи.
При прекратяване на осветяването на фоторезистора, на изхода на D5-2 има
преход от лог. 1 към лог. 0 и броячът D2 преброява първият светлинен
импулс. Подаването на всеки нов светлинен импулс задейства двата чакащи
мултивибратора и те продължават да генерират изходни импулси. След около
2,5 s от началото на последния светлинен импулс, чакащият мултивибратор
D4-2 преминава в изходно състояние. При прехода от лог. 0 към лог. 1 на
входа С на регистъра, състоянието на входовете му X1 – X4 се записва на
изходите му Q1 – Q4. Дешифраторът дешифрира това число, съответният
транзистор се отпушва и релето, управляващо желаният консуматор,
сработва.
Малко след прекратяване на изходния импулс от D4-2, по – точно около 3,5
s след началото на последния светлинен импулс, чакащият мултивибратор
D4-1 преминава в изходно състояние. На установяващите входове R9 на
брояча D1 се появява лог. 1 и броячът се установява отново на числото 9
(1001).
Ако искаме да превключим друг консуматор, необходимо е да подадем
съответния му брой светлинни импулси. Около 2,5 s след началото на
последния светлинен импулс регистърът памет записва това число и
дешифраторът директно превключва съответното реле, без да се извършват
междинни включвания по време на подаването на светлинните импулси.
За да изключим произволен консуматор, необходимо е да подадем само един
светлинен импулс. Тогава броячът се установява на числото нула (0000).
Тази 0 се записва в регистъра-памет веднага след прекратяване на
изходния импулс от D4-2 и дешифраторът я дешифрира.
Интегралната схема SN74175 (K155TM8) представлява четири D – тригера с
общ тактов и общ нулиращ вход. Тя може да се замени с два броя SN7474
(K155TM2), като се извърши външно обединяване на тактовите входове С на
четирите тригера и обединяване на нулиращите им входове R (черта).
Ако е нужно да се управляват повече от девет консуматора, схемата може
да се разшири максимално до петнадесет консуматора. Необходимо е само
броячът и дешифраторът до десет да се заменят с брояч и дешифратор до
шестнадесет. Интегралната схема SN7442 може да се замени с SN74154
(K154ИД3), но SN7490 не може да се замени с SN7493. Toзи брояч до
шестнадесет няма установяващи входове за числото петнадесет (1111).
Брояч до шестнадесет може да се осъществи с две интргрални схеми SN7474,
т.е. четири D – тригера. Необходимо е четирите входа S (черта) на
тригерите да се обединят и да се свържат не към изхода Q (`черта) на
D4-1, a kъм изхода Q. По този начин в нормално състояние на изходите на
тригерите се установява числото петнадесет (1111). При наличие на входни
импулси на изхода Q на D4-1 се установява ниво лог. 1 и броячът работи
нормално. Тъй като броячът SN7490 превключва при падащ фронт на
импулсите, а броячът, осъществен с D – тригерите, превключва при
нарастващ фронт, необходимо е елементът D5-2 да отпадне.
ЛИТЕРАТУРА
1. Оптичен електронен превключвател. – сп. „Радио, телевизия,
електроника”, 1980 г., бр. 1.
2. Командване чрез светлинни лъчи.- со. „Радио, телевизия, електроника”,
1981 г., бр. 3.
3. Включване на консуматор чрез фототранзистор.- сп. „Радио, телевизия,
електроника”, 1978 г., бр. 11 и 12.
5. Михайлов, М. Акустичен превключвател.- сп. „Радио, телевизия,
електроника”, 1978 г., бр. 2.
Повишаване на изходното напрежение и изходната
мощност на операционните усилватели
Н.с. к.т.н. инж. Тодор Атанасов, н.с. инж. Николай Островски
Радио телевизия електроника 1985/6/стр. 27-29
Повечето съвременни интегрални операционни усилватели (ОУ) се захранват
с напрежение +/-12 V или +/-15V, като максималната амплитуда на
изходното напрежение е от порядъка на 10 – 13 V, а максималният изходен
ток е около 5 mA. Докато увеличаването на изходния ток може да се
постигне лесно (чрез външно включени емитерни повторители, обхванати от
веригата на обратната връзка) [1,2], получаването на по – високо изходно
напрежение е по – сложно. Затова съществуващите високоволтови ОУ в
интегрално и хибридно изпълнение са скъпи и дефицитни. Често
високоволтови усулватели се реализират само с дискретни елементи, при
което усилвателят се характеризира с увеличено напрежение на несиметрия,
ток на несиметрия, временен и температурен дрейф. Известни са схеми, при
които изходното напрежение на класическия ОУ се усилва с подходящ
високоволтов усилвател [3, 4]. В този случай изискването за устойчивост
на усилвателя с отрицателна обратна връзка е свързано със стесняване на
честотната лента и намаляване на максимално възможната дълбочина на
отрицателна обратна връзка, което често е нежелателно.
В статията са описани високоволтови ОУ, изградени от интегрален ОУ и
дискретни елементи, за които всички изброени по – горе параметри са в
нормите за интегрални ОУ.
За основа е използвана схемата на ОУ от типа МА741, МА748, LM101A и др.,
които притежават две усилвателни стъпала. Първото е входно диференциално
стъпало с динамичен товар, което дава основната част от усилването на
схемата и осигурява високо входно съпротивление и малки напрежения и
токове на несиметрия. Второто усилвателно стъпало е реализирано по схема
с общ емитер и товар генератор на ток. Тъй като двете усилвателни
стъпала имат високо изходно съпротивление, на изходите им са включени
буферни емитерни повторители.
 |
Принципната схема на основния вариант на усилвателя е
показана на фиг. 1. Като първо усилвателно стъпало е използвано входното
диференциално стъпало на операционен усилвател, притежаващ извод от
изхода на първото стъпало (МА748, ЛМ101А, LM201A, LM301A, K140УД7.).
Останалата част от схемата е реализирана с дискретни елементи. За да не
се шунтира входното диференциално стъпало, е включен емитерният
повторител VT1. Следващото стъпало в свързване общ колектор – обща база
(VT2, VT3) измества постояннотоковото ниво до +Е1. Транзисторът VT4
представлява усилвател по схема с общ емитер с товар генератора на ток
VT5. На изхода е включено противотактното крайно стъпало VT6, VT7.
Резисторите R1 и R2 гарантират, че А1 няма да се претовари по мощност, а
същевременно заедно с кондензаторите С1 и С2 служат като филтри в
захранващите вериги на А1. Резисторите R11 и R12 предотвратяват
изпадането на повторителите VT6 и VT7 в колебателен режим при
капацитивен товар.
Настройката по постоянен ток се свежда до подбор на резисторите R3 и R8.
Чрез R3 се задава такова напрежение на базата на VT3, което осигурява
работата на диференциалното стъпало А1 в средната точка от линейната
част на характеристиката му. Ако се избере токът през диодите VD8 и VD9
да бъде от порядъка на 1 – 3 mA, резисторът R8 се изчислява по формулата:
R8 = E4/(1 дo 3), kOm.
По променлив ток схемата от фиг. 1 е еквивалентна на схемата на
двустъпален ОУ, тъй като полюсите на предавателната функция, които се
внасят от стъпалата VT1 и VT2, VT3, се намират на значително по – високи
честоти от основните и като правило могат да се пренебрегнат.
Казаното дава основание схемата от фиг. 1 да се изобрази по традиционния
за ОУ начин (фиг. 2). Номерацията на изводите е като интегрален ОУ. С
индекс „прим” са означени изводите от дискретната част на схемата.
 |
Както се вижда от фиг. 3, корекцията на честотната
характеристика, с цел да се осигури устойчивост при затваряне на
веригата на отрицателната обратна връзка, се извършва по същите начини,
както и при интегралните ОУ. Тъй като необходимият капацитет зависи от
граничните честоти на използваните транзистори, в някои случаи се налага
експерименталното му уточняване.
На фиг. 3а и 3б са показани стандартните корекции със „срязващ
кондензатор”. В първия случай се срязва AЧХ на първото усилвателно
стъпало, а във втория – на второто. Когато VT6 и VT7 от фиг. 1 имат
сравнително ниски гранични честоти fт, се налага включването на С2.
Схемата от фиг. 3а има по – високо бързодействие. На фиг. 3в е посочена
корекция с изпреварване на високочестотната съставка (права паралелна
връзка). По този начин с инвертиращ усилвател се получава максимално
възможното бързодействие.
Методът за нулиране на усилвателя се определя от типа на използвания ОУ.
На фиг. 4 е дадено мулирането за МА748 и К140УД7.
Усилвателят от фиг. 1 притежава следните съществени предимства:
1. Много голям коефициент на усилване без обратна връзка – К >
100 000.
2. Устойчивост при произволна дълбочина на обратната връзка (коефициент
на усилване с отрицателна обратна връзка може да бъде Кс < или > 1).
3. Максимално възможната амплитуда на изходното напрежение се
ограничава единствено от избраните захранващи напрежения Е3 и Е4 (т.е.
от допустимите напрежения Uce max на транзисторите VT3 – VT7).
4. Стръмните фронтове на изходното напрежение (при подаване на
правоъгълен сигнал на входа) – от порядъка на 3 до 5 мкс.
Разгледаният усилвател може да намери приложение в различни области на
приборостроенето и радиоелектрониката. В зависимост от изискванията,
някои от стъпалата могат да се модифицират. Като пример на фиг. 5 е
показана принципната схема на измервателвателен усилвател със следните
основни параметри: изходна амплитуда +/- 100 V, изходната мощност 100 W,
честотна лента 0 – 50 кHz, големина на фронтовете на изходното
напрежение 5 мкs, пулсации и шум 1 mV (от връх до връх). Схемата се
различава от тази на фиг. 1 по това, че са включени съставни емитерни
повторители VT11, VT13, VT15, VT17 и VT12, VT14, VT16, VT18. Началният
ток на крайното стъпало се определя от напрежението Uce на VT8. Диодите
VD9 и VD10 се монтират върху радиаторите на мощните транзистори и
осъществяват топлинна обратна връзка.
Настройката на усилвателя от фиг. 5 е проста: чрез R15 се задава ток
през крайното стъпало I1 = 30 – 50 mA, чрез R5 се нулира усилвателят.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ленк, Дж.Д. Наръчник по операционни усилватели. С., Техика, 1980.
2. Станчев, И. Б. Електронни аналогови измервателни уреди. С., Техника,
1981.
3. Fairchild Linear Integrated Circuits Hand Bouk.
4. Нейчев, С., В. Цонев и др. Електронни устройства с линейни интегрални
схеми. С., Техника, 1978.
Широколентов мощен операционен усилвател н.с.инж. Йордан Бурилков, н.с.к.х.н. Николай Илчев, н.с. Бранимир Банов Радио телевизия електроника 1992/6/стр.8-10
 |
 |
 |
Логаритмичен усилвател к.т.н. инж. Стефан Куцаров Радио телевизия електроника 1983/3/стр.3,4
 |
 |
Антилогаритмичен усилвател к.т.н. инж. Стефан Куцаров Радио телевизия електроника 1983/11/стр.11-13
 |
 |
 |
Диференциален усилвател с голямо входно съпротивление к.т.н. инж. С. Куцаров Радио телевизия електроника 1981/5/стр.10-12
 |
 |
 |
Индикация на състоянието на оптрони с видими
светодиоди к.т.н. инж. Иван Колев
Радио телевизия електроника 1985/4/стр. 32,33
Често в практиката се налага да се знае състоянието на отделните
елементи в оптрона (източника на светлина и фотоприемника) в даден
момент. Например дали светодиодът излъчва или не излъчва светлина, дали
фототранзистотрът (при фототранзисторни оптрони) е отпушен или запушен и
т.н. Най – подходящо е състоянието на оптроните да се индицира чрез
видими светодиоди. Такива оптрони могат да се произвеждат серийно заедно
с вградените индикаторни светодиоди и да се наричат например оптрони –
индикатори [1].
 |
При схемата от фиг. 1 чрез видимия светодиод VD1
(3Е2013 – бъкгарски червен светодиод) се индицира състоянието на
инфрачервения светодиод на оптрона О1. Когато видимият светодиод VD1
свети, през светодиода на оптрона протича ток. Индикацията от VD1 не
показва, че оптронът О1 като цяло работи. Затова при Дарлингтонов
фототранзистор директно във веригата на фототранзистора може да се
включи видим светодиод VD1 (фиг. 2) или при обикновен фототранзистор VD1
да се свърже чрез логическия елемент (фиг. 3). Когато фототранзисторът
на оптрона е отпушен, VD1 свети.
Ако е необходима едновременна индикация от светодиода и фототранзистора
на оптрона, може да се използва схемата от фиг. 4. При нея, когато
светодиодът и фототранзисторът на оптрона са отпушени, двата видими
светодиода светят.
Ако е необходимо да се индицира състоянието на запушения светодиод на
оптрона в случай, че той се захранва със сигнали с положителна и
отрицателна полярност или с променливотокови сигнали, може да се
използва схемата от фиг. 5. По време на отрицателните входни напрежения
VD1 свети, а светодиодът на оптрона не свети.
При схемата от фиг. 6 видимият светодиод VD1 свети, когато
фототранзисторът на оптрона е запушен. Тогава амплитуда на напрежението
върху фототранзистора е равна на праговото напрежение на VD1 (например
около 1,55 V). Когато фототранзисторът се отпуши VD1 не свети и
изходното напрежение е около 0,75 V.
За да не се намалява амплитудата на напрежението на изхода на
фототранзистора, когато той е запушен, се използва схемата от фиг. 7.
Когато фототранзисторът е запушен, на входа на TTL ИС има лог. 1, на
изхода и – лог. 0, и светодиодът VD1 свети.
Когато е необходимо при запушен светодиод на оптрона видимият светодиод
да излъчва светлина, се използва схемата от фиг. 8. Ако на изхода на TTL
ИС има лог. 0, VD1 не свети, а през светодиода на оптрона О1 протича ток.
При лог. 1 на изхода на TTL ИС VD1 свети и през светодиода на оптрона
протича много малък ток.
ЛИТЕРАТУРА
1. Носов, Ю.Р., А.Н. Мироненко. Оптрон-индикатор – новый оптоэлектронный
прибор. Приборы и системы управления, 1980, N6, с. 32.
Практически схеми с български оптрони Минко Василев
Млад Конструктор 1981/7/стр. 4,5
 |
 |
На фиг. 1 е показано разположението на изводите и по –
съществените параметри на оптрона 6Н200, а на фиг. 2 – мултивибратор,
реализиран с него. В този мултивибратор активните елементи са оптронът и
транзисторът Т1, а основните честотноопределящи елементи – кондензаторът
С1 и резисторите R1 и R2. Веригата на положителната обратна връзка се
затваря през кондензатора С1 и оптическия канал на оптрона. Предимството
на този мултивибратор е намаленият брой на кондензаторите и сигурното
възникване на генерациите. Освен това честотата на повторение на
импулсите се регулира с изменение само на един елемент – потенциометъра
R1.
Схемата работи по следния начин. При включване на захранващото
напрежение транзисторът Т1 е запушен, защото кондензаторът С1 и
последователно свързаният с него резистор R4 шунтират светодиода на
оптрона. Когато напрежението върху кондензатора С1 достигне определена
стойност (за конкретната схема около 1,3 V), токът през светодиода се
увеличава, докато се възбуди фототранзисторът на оптрона.
Фототранзисторът и транзисторът Т1 са свързани така, че транзисторът Т1
много бързо се насища.. При това положение десният (според схемата)
електрод на кондензатора С1, който до този момент е бил свързан с „-„ на
схемата през резистора R4, вече се явява свързан с „+” на схемата през
наситения транзистор Т1. Това води до презареждане на кондензатора през
светодиода и резистора R3. В края на процеса на презареждане токът през
светодиода намалява, транзисторът Т1 излиза от режим на насищане, токът
през светодиода намалява още повече, вследствие на което Т1 се запушва.
При това положение върху светодиода се прилага и напрежението на обратно
заредения кондензатор С1, което е противоположно на това на захранващото
напрежение, подавано през R1 и R2. Ето защо светодиодът вече не възбужда
фоторезистора, и транзисторът Т1 е напълно запушен. Кондензаторът С1
започва да се презарежда през резисторите R1, R2 и R3 и процесът
продължава, докато токът през светодиода се увеличи до стойност, при
която се активизира фототранзисторът на оптрона. След това процесите се
повтарят.
С посочените на фигурата стойности на елементите, честотата на
генерираните импулси може да се изменя в границите 200 – 2000 Hz.
Оптронът 6Н200 може да се замени с 6Н2112, а транзисторът Т1 – с 2Т6552
или друг подобен.
 |
 |
На фиг. 3 е показана принципната схема на блокинг –
генератор с оптрона 6H200. Тук оптронът е свързан на мястото на
трансформатора. Поради голямата чувствителност на оптрона и
бързодействието на получените в изхода на генератора импулси са с много
стръмни фронтове. Режимът на схемата се нагласява с тример –
потенциометъра R3. При посочените на схемата номинални стойности на
елементите, честотата на генерираните импулси е около 1500 Hz.
Едно от основните приложения на оптроните е участието им като
ителен елемент при управлението на транзистори. Благодарение на
голямата стойност (> или = 10Е+11 Om) на изолационното съпротивление
между входа (светодиода) и изхода (фототранзистора) им, мощни устройства,
захранвани с високи напрежения, могат да се управляват без опасност от
проникване на опасни напрежения и смущаващи импулси към управляващата
схема.
На фиг. 4 е показана схема на управление на тиристор с оптрон. Тя е
подходяща за захранващи напрежения, по – малки от 15 V. Тук
управляващият електрод на тиристора е свързан към анода му посредством
резистора R1, диода Д1 и фототранзистора на оптрона. Когато входът на
оптрона се захрани, т.е. през светодиода се пропусне ток 10 – 20 mA,
фототранзисторът се насища и осигурява протичането на ток през веригата
на управляващия електрод. Ако захранващото напрежение е постоянно,
диодът Д1 може да не се включва, като резисторът R1 се свързва директно
с анода на тиристора.
Когато е необходимо да се управлява тиристор, който се захранва с по –
високо променливо напрежение, (например 220 V), използва се схемата,
показана на фиг. 5. И тук управляващата верига е галванично ена от
тиристора чрез оптрона. За захранване на фототранзистора на оптрона се
използва еднопътният изправител с елементите R1 и Д1.
 |
Напрежението му се ограничава до около 8 V с ценеровия диод Д2, което е необходимо, за да не се превиши максимално допустимото напрежение Uce на фототранзистора. При пропускане на ток 10 – 20 mA през светодиода на оптрона |
фототранзисторът се отпушва и захранва веригата на
управляващия електрод на тиристора.
Оптроните се управляват най – често с транзисторни ключове.
 |
На фиг. 6 е показана принципната схема на
мултивибратор, изграден с TTL – интегрални схеми, който посредством
транзисторите Т1 и Т2 управлява оптроните. В мултивибратора участват
логическите елементи ЛЕ1 и ЛЕ2, резисторът R1 и кондензаторът С1.
Честотата на генерираните импулси е приблизително 2 Hz. След
мултивибратора са включени два инвертора (логическите елементи ЛЕ3 и
ЛЕ4). От изхода на ЛE3 посредством резистора R5 се управлява
транзисторът Т2, който захранва светодиода на единия оптрон, докато ЛЕ4
посредством Т1 захранва втория оптрон. Двата оптрона управляват два
тиристора, свързани според схемата, показана на фиг. 5.
Продължителността на светене на всяка от лампите е около 0,25 s.
На фиг. 7 са показани графичният оригинал на печатната платка и
разположението на елементите върху нея за схемата от фиг. 5.
 |
Всички елементи на схемата, показана на фиг. 6 (без двата оптрона), се монтират на печатната платка, чийто графичен оригинал и разположението на елементите са показани на фиг. 8.
 |
Приложение на оптроните със съставни
фототранзистори к.т.н. инж. Иван Колев
Радио телевизия електроника 1986/9/стр. 32
Производството у нас на оптрони със съставни фототранзистори (оптрони с
фотодарлингтон) тип 6Н2113 налага да се дадат някои приложения на тези
видове оптрони. Оптроните със съставни фототранзистори (ОСФТ) в
сравнение с фототранзисторните оптрони имат много по – голям коефициент
на предаване по ток, който може да достигне няколко хиляди процента, по
– голям изходен ток и по – ниско бързодействие (работният им честотен
обхват не надвишава няколко десетки килохерца).
 |
На фиг. 1 е показано съгласуването на ОСФТ с TTL ИС.
Като правило се използва TTL – интегрална схема – тригер на Шмит Когато
през светодиода на оптрона протича ток, фототранзисторът му е отпушен,
на входа на ИС се подава сигнал, по – голям от първия праг на тригера на
Шмит, и изходният сигнал от тригера на Шмит е лог. 0. Когато през
светодиода на оптрона О1 не протича ток, изходният сигнал от тригера на
Шмит е лог. 1.
При схемата от фиг. 2, когато през светодиода на ОСФТ протича ток,
фототранзисторът му е отпушен и изходният му сигнал от тригера на Шмит е
лог. 1. Когато през светодиода на ОСФТ не протича ток, изходният сигнал
от тригера на Шмит е лог. 0.
На фиг. 3 е показано как чрез ОСФТ може да се управлява електромеханично
реле К. Когато на изхода на ИС DD1 има лог. 0, през светодиода на
оптрона протича ток, фототранзисторът му се отпушва и релето Р сработва.
Релето К трябва да има ток на включване, по – малък от 50 mA. Диодът VD1
предпазва дарлингтоновия фототранзистор от пренапрежения. Когато на
изхода на ИС DD1 има лог. 1, през светодиода на оптрона не протича ток и
релето Р е изключено.
Схемата от фиг. 4 представлява електронно реле с нормално отворен
контакт (НОК) и нормално затворен контакт (НЗК). Когато ключът S е
отворен, през светодиода на оптрона О2 протича ток и съставният му
фототранзистор се отпушва, като клемите а и b се се затварят накъсо, а
клемите а и в са отворени. Токът през светодиода на оптрона е:
If2 = (Ucc – Uf2 – Ufd)/R1 = 10 mA.
При затваряне на ключа S през светодиода на оптрона О1 вече протича ток
и съставният му фототранзистор се отпушва, като се затварят накъсо
клемите а и в. Токът през светодиода на оптрона О2 практически става
много малък и клемите а и б се отварят. Токът през светодиода на оптрона
О1 е:
If2 = (Ucc – Uf1)/R1 = 12,7 mA.
В схемата от фиг. 5 ОСФТ служат за безконтактна комутация (като
безконтактните ключове) на променливо напрежение при галванично
яне на управляващата от силовата верига. Прилага се в регулаторите
на променливо напрежение, в които честотата на превключване на ключа
превишава честотата на мрежовото напрежение. С такива ключове се
получава по – висока честота на превключване в сравнение с тиристорните.
В случая се комутира напрежение 100 V~ при ток през товара 10 А при
честота на комутациите до 100 kHz [1].
Ще разгледаме действието на ключа през положителния полупериод на
променливото напрежение. Тогава диодът VD1 e отпушен. При подаване на
сигнал лог. 0 на входа на ключа фототранзисторът на оптрона О1 се
отпушва, през транзистора VT1 протича базов ток и той също се отпушва,
като включва товара към променливото напрежение. През това време диодът
VD2 е запушен и останалата част от схемата в този полупериод не работи.
През отрицателния полупериод на напрежението действието на схемата е
аналогично, но тогава е отпушен диодът VD2 и работят оптронът О2 и
транзисторът VT2. Диодът VD1 е запушен.
На фиг. 6 е показано как чрез ОСФТ може да се управляват симистори и как
да се комутират безконтактно променливотокови товари. Когато на изхода
на ИС DD1 има лог. 0, през светодиода на оптрона О1 протича ток,
фототранзисторът му се отпушва, през управляващата верига на симистора
VS протича ток и той се отпушва, като включва товара към мрежата. Когато
на изхода на ИС DD1 има сигнал лог. 1, през светодиода на оптрона О1 не
протича ток, както и през управляващата верига на симистора и той се
запушва в края на полупериода на променливото напрежение, когато
анодният му ток спадне под тока под тока на удържане (изключване).
ЛИТЕРАТУРА
1. Черных, Ю. А. Управляемые ключи для безконтактной коммутации
переменного напрежения. Приборы и техника эксперимента, 1984, N 3.
Практически схеми с оптрони Минко
Василев
Млад Конструктор 1981/8/стр. 6-8
В кн. 7/1981 г. на „Млад конструктор” запознахме нашите читатели с
няколко приложения на българския оптрон 6Н200, който е от
фототранзисторен тип. В тази статия ще покажем на любителите прости и
ефективни начини за разширяване областта на приложение на оптрони от
този вид.
Освен фототранзисторни, различните фирми произвеждат и фоторезисторни,
фотодиодни и фототиристорни оптрони. Но фототранзисторът на оптрона може
да се включи като диод, което разширява областта на приложение на тези
полупроводникови прибори.
 |
Възможна е и друга модификация на приложението на фототранзисторните оптрони. Известно е, че тиристорът може да се разглежда като комбинация от два транзистора с различна структура – PNP и NPN, свързани според фиг. 1. Тогава, ако NPN – транзисторът в свързването от фиг. 1 се замени с фототранзистора на оптрон (фиг. 2) ще се получи аналог на фототранзисторен оптрон, който ще притежава всички качества на монолитен прибор от същия вид. В схемата, показана на фиг. 2, |
са използвани елементи със занижени параметри –
транзисторът 2Т3850 и оптронът 6Н200. По – високи показатели могат да се
получат съответно с 2Т3851 и 6Н2112. Реализирания по този начин аналог
на тиристор има голям коефициент на усилване, затова е наложително да се
вземат мерки за предотвратяване на самопроизволното му включване. Това
става, като паралелно на прехода база – емитер на фототранзистора се
свържат резистор 10 кОm и кондензатор 22 nF (вж. фиг. 3).
Реализираният според фиг. 3 тиристорен оптрон показва следните основни
параметри:
- на светодиода (както на 6Н200) – If < или = 60 mA,
- на тиристора (на тиристора) – Imax = 50 mA, Uнас = 1 V, Imin ~ 0,8 mA.
Imin е минималният ток при който тиристорът остава включен. Ако Imin <
0,8 mA, тиристорът се изключва.
Характерно за така построения аналог на тиристорен оптрон е високата му
чувствителност. Тиристорът се включва от съвсем малки токове през
светодиода – 0,5 – 1 mA, a също и от къси импулси. Например ако през
светодиода се разреди кондензатор 22 nF, зареден до 6 V, тиристорът се
отпушва. Това позволява светодиодът да се включи директно към изхода на
TTL – елементи, без това да е опасно за тях.
 |
На фиг. 4 е показано едно приложение на
оптрона за управление на мощен тиристор посредством TTL схема.
Светодиодът е включен между изхода на логическия елемент ЛЕ и
„+” през резистора R4 – 3,9 kOm. Оптронът се задейства, когато на изхода на ЛЕ има ниско ниво. Показаната на фиг. 4 схема може да бъде изпълнителна част на всяко едно от устройствата, описани в статията „Какво може да се направи с една интегрална схема” (вж. кн. 4/80 г. на „Млад конструктор”). Светодиодът |
и последователно свързаният на него резистор се
включват на мястото на намотката на електромагнитното реле.
Печатната платка на схемата от фиг. 4 и разположението на елементите
върху нея са показани на фиг. 5.
 |
 |
На фиг. 6 е показано друго приложение на тиристорния
оптрон – защита на регулируем стабилизиран токоизправител от късо
съединение. В схемата на стабилизатора участват резисторите R4 – R9,
транзисторите Т1 – Т3, кондензаторите С1, С2 и диодът Д1. Това е
обикновен компенсационен стабилизатор на напрежение с последователно
включване на регулиращия елемент – съставният транзистор Т1, Т2. Схеми
на подобни стабилизатори са описвани неведнъж, затова ще бъде разгледана
само защитата. Тя се осъществява от аналог на тиристорен оптрон.
Тиристорът е включен паралелно на базовата верига на съставния
транзистор и при нормални обстоятелства е запушен. Светодиодът на
оптрона е включен паралелно на резистора R1* - 1,2 Om, през който
протича консумираният от стабилизатора ток. Когато този ток стане 1,1 А,
върху резистора R1 се образува пад на напрежение около 1,3 V. Той
обуславя през светодиода ток, достатъчен за активиране на
фототранзистора. Вследствие на това и тиристорният аналог (съставен от
фототранзистора, транзисторът Т4 и R3 и С1) се отпушва и шунтира
базовата верига на регулиращия елемент, при което токът му се анулира.
По този начин транзисторът Т1 е защитен при късо съединение в товара или
при увеличаване на изходния ток над 1,1 А. Тиристорният оптрон остава
включен и след премахване на причината за задействането му. Поради това
е въведен бутонът Бо, с който се възстановява нормалният работен режим
на стабилизатора.
Ако е необходимо защитата да се задейства при по – малки токове, трябва
да се увеличи стойността на резистора R1.
Стабилизаторът се монтира върху върху печатна платка, чиито графичен
оригинал е показан на фиг. 7.
 |
Защитата с оптрон може да се вгради и във вече готов
стабилизатор с подобна схема. Трябва да се има предвид обаче
напрежението на насищане на аналога на фототранзистора, което е
приблизително 1 V.
За да работи защитата, необходимо е регулиращият елемент да има
напрежение база-емитер най – малко 1 V. Такава възможност дава
съставният транзистор, състоящ се от два или повече силициеви или от 3 –
4 германиеви транзистора.
 |
Ако напрежението Ube на регулиращия елемент е
по – малко от 1 V, защитата няма да действа ефикасно и трябва да
се включи по друг начин, който е показан на фиг. 8. Тук защитата
е оформена като самостоятелно устройство, което се включва между
изправителя и стабилизатора. Транзисторите Т1 и Т2 са свързани като Дарлингтонова двойка. Те са |
наситени, защото базата на Т2 е свързана през
резистора R5 и лампата Л с “-“ на изправителя. Когато токът през R1
стане достатъчен за задействане на оптрона, последният се отпушва и
насища транзистора Т3, който пък свързва общата точка на лампата и R5
kym “+”. По този начин базата на Т2 се явява свързана с резистор от 220
Om към “+”, и Т1 и Т2 се запушват. Освен това лампата светва и
сигнализира за задействането на защитата.
Върху устройството се получава загуба на напрежение около 2 V, което
трябва да се има предвид при включването му към готови изправители или
при оразмеряването на нови.
 |
Печатната платка и разположението на елементите върху
нея са показани на фиг. 9. Т1 се монтира върху радиатор с повърхност 60
– 70 кв. cm.
Използване на оптроните при фазово управление на симистори
к.т.н. инж. Иван Колев
Радио телевизия електроника 1984/9/стр. 25
Основно приложението на оптроните при фазово управление на тиристори и
симистори е за галванично яне във веригите на обратните връзки, за
ителни и импулсни трансформатори и др.
 |
При схемата от фиг. 1 за фазово управление на
симистора СТР се използва специализирана интегрална схема МАА436,
чехословашко производство. В интегралната схема допълнително във
времезадаващата верига е включен фототранзисторът на оптрона. Чрез
изменение на тока през светодиода симисторът може фазово да се управлява
и напрежението върху товара (в случая лампата Л) да се изменя от 220 до
0 V. При съпротивление на тример-потенциометъра R6 около 10 кOm и
промяна на тока през светодиода с 1 mA се осигурява обхват на фазово
управление от 1 до 2 mA.
В случая фототранзисторът на оптрона работи като изменяемо съпротивление,
което е функция на тока през светодиода. Схемата работи и при индуктивен
характер на товара.
При схемата от фиг. 2а оптронът служи за формиране на импулс при
преминаване на синусоидалното напрежение през нулата (времедиаграмата на
фиг. 2б). Схемата съдържа двутактов изправител, реализиран с диодите V1
– V4. Близо до момента, когато синусоидалното напрежение преминава през
нулата, фототранзисторът на оптрона се запушва и от вход 5 се задейства
чакащият мултивибратор (SN74121), който изработва положителен импулс (т.d
от времедиаграматаа) с продължителност tи ~0,7*R3*C, отпушващ
транзистора V5. Тогава протича управляващ ток за симистора СТР и той се
отпушва. Схемата има и вход разрешение (управляващ вход). При подаване
на лог. 1 на него се отпушва транзисторът V6 и се разрешава чакащият
мултивибратор да изработва положителни импулси. С добавяне на втори
чакащ мултивибратор с променлива продължителност на импулса, управляващ
се от входа на първия, може фазово да се управлява симисторът СТР не
само в нулата на променливото напрежение. С посочените схеми може да се
комутира товар с мощност не повече от 650 W.
Четири практически схеми с оптрони Кирил
Цветанов
Млад Конструктор 1984/8/стр. 16,17
Оптроните представляват интегрални схеми, при които в един корпус са
обединени източник на светлина, оптична среда и фотоприемник. Те
реализират еднопосочно предаване на информацията, с която се избягва
въздействието на изходните сигнали върху входните. По този начин се
постига висока устойчивост на схемата спрямо паразитни електрични и
магнитни смущения. Между входовете и изходите на оптрона няма
електрическа връзка, което гарантира пълно галванично яне между
входните и изходните вериги. Затова оптроните могат да се използват като
съгласуващи устройства в схеми с различни и разнополярни захранващи
напрежения. Богатите им функционални възможности откриха широки
перспективи за тяхното приложение в съвременната електроника. Дори
напоследък схемотехниката с оптрони получи специално название –
оптроника. Представяме ви четири интересни практически схеми с
фототранзисторни оптрони.
 |
На фиг. 1 е показан мултивибратор, на който положителната обратна връзка е реализирана по оптоелектронен път. Когато към схемата се подаде захранване, кондензаторът С1 започва да се зарежда през резистора R1, през потенциометъра П1 и през резистора R2. Токът, |
пропускан от П1 и R1, не е достатъчен за задействане
на светодиода на оптрона. Транзисторът Т1 е запушен и напрежението на
изхода на схемата е нула. Когато напрежението върху С1 достигне
определена стойност, отговаряща на праговото напрежение на отпушване на
светодиода, кондензаторът се разрежда през светодиода и фототранзисторът
се отпушва. Транзисторът Т1 се насища и от протеклия през него ток на
изхода на схемата се установява напрежение, приблизително равно на
захранващото. Когато кондензаторът се разреди, Т1 се запушва и схемата
се връща в изходно положение.
Времезадаващите елементи в схемата са резисторите R1 и R2,
потенциометърът П1 и кондензаторът С2. Честотата на работа на генератора
може да се изменя с потенциометъра П1. С така подбраните елементи
оптронният мултивибратор генерира честота 800 Hz при пълно съпротивление
на П1 и около 8 kHz при даден накъсо потенциометър.
Предимството на оптронния мултивибратор пред класическите схеми е
високата стабилност на параметрите на изходните сигнали, което качество
е особено ценно при ниски честоти. Показаната схема може да работи на
инфраниски честоти при подходящи стойности на използваните времезадаващи
елементи.
 |
Друго често срещано приложение на оптроните е за управление на тиристори. На фиг. 2 е показана практическа схема, при която сигналът за управление на тиристора Д2 се получава от изхода на на TTL – интегралната схема ЛЕ1. При ниско логическо ниво на изхода на ЛЕ1, транзисторът Т1 е запушен. През оптрона не се предава светлинен поток и към тиристора Д2 не се подава управляващ импулс. Когато ЛЕ1 превключи в състояние логическа единица, протича ток през резистора R1 и през емитерния преход на транзистора Т1. Т1 се отпушва и през светодиода протича ток. Съпротивлението на оптронния фототранзистор намалява и се затваря веригата на управляващия електрод на тиристора, образувана от мрежата 220 V, резисторите Rт и R3, фототранзистора и управляващия преход на тиристора Д2. Ценеровият диод Д1 предпазва управляващия електрод на тиристора и фототранзистора от прекомерно високо напрежение през положителната полувълна на мрежовото напрежение. През отрицателната полувълна напрежението върху управляващия електрод е приблизително нула.
 |
Ценно е използването на оптроните за съгласуване на
сигнали в схеми с различни захранващи напрежения. На фиг. 3 представяме
как се съгласува TTL-изход с вход на MOS-интегрална схема. При логическа
единица на изхода на ЛЕ1, транзисторът Т1 се отпушва и през светодиода
протича ток. Съпротивлението на оптронния фототранзистор е минимално. От
масата на захранването се подава логическа нула на входа на MOS-интегралната
схема през фототранзистора на оптрона. Подобна схемна конфигурация може
да се използва за съгласуване на връзката между МОS- и TTL- интегрална
схема. Необходимо е да се направят някои изменения: да се разменят двете
захранвания на схемата и да се коригират стойностите на резисторите,
като R1 трябва да бъде 12 кOm, R2 – 150 Om. Полярността на светодиода и
на фототранзистора на оптрона също така трябва да се обърне.
Напоследък в нашата страна започна производство на оптрони с въздушна
междина 6H2144. На фиг. 4 ви
 |
представяме схема, позволяваща да се управлява светлинният поток, преминаващ през оптрона. През процепа му се движи опторатор, който може да засенчва светлинния поток попадащ върху фототранзистора. Схемата може да се използва за броене на продукция и на завъртания, за прагово определяне на оптична плътност на средата. Светодиодът получава захранване и излъчва светлинен поток. Неговият ток се ограничава от резистора R1. Ако процепът не е затъмнен, транзисторът на оптрона се отпушва и неговото съпротивление е минимално. Транзисторите Т1 и Т2 са запушени, а релето Р е изключено. Когато пътят на светлинния поток се прегради, съпротивлението на фототранзистора става голямо, а транзисторите се отпушват от тока, протекъл през резисторите R2 и R3 и през емитерните преходи на двата транзистора. Релето задейства. На мястото на релето може да се включи друг изпълнителен механизъм, напр. Бобина на електромеханичен брояч. Ако сигналът на колекторите на транзисторите Т1 и Т2 се пропусне през чакащ мултивибратор и се осредни, получава се безконтактен датчик на скорост. При намаляване на тока през светодиода до прага на задействане на оптрона схемата става изключително чувствителна към коефициента на оптично пропускане на средата. Ако по една или друга причина той се намали (например при задимяване), фототранзисторът на оптрона се запушва и релето задейства.
Приложение на фотодиодните оптрони
в импулсната и цифровата техника
к.т.н. инж. Иван Колев Радио телевизия електроника 1986/10/стр.31,
32
 |
 |
Цифрови оптронни интегрални схеми и приложението им
инж. Иван Колев, Петя Кишева, инж. Недьо Недев
Радио телевизия електроника 1988/10/стр. 5-7
Цифровите оптронни инегрални схеми (ЦОИС) съчетават предимствата на
оптроните и TTL ИС, а именно галванично яне и високо бързодействие.
Те съдържат най – често бързодействащ фотодиоден оптрон, управляващ
фотоприемно устройство, което е TTL- съвместимо по изход. Вече много
фирми в света произвеждат ЦОИС, например:
General Electric – H11L1, H11L2;
General Instrument – MCL 601, MCL 611, MID 400;
Hewlet Packard – HCPL-2200, HCPL-2300, 6N137, HCPL-2601, HCPL-2602,
HCPL-2630, HCPL-2631, HCPL-4100, HCPL-4200, HCPL-3700;
Texas Instruments – TIXL 104, TIXL 105, TIXL 106;
Litronix – IL 100, IL 101;
Motorola – MOC 5005, MOC 5006;
Clairex – CLA-90;
Siemens – IL-101;
Telefunken electronic – K8013P, K8031P.
ЦОИС се произвеждат СССР – К249ЛП1, К249ЛП3, К293ЛП1, К262КП1, и от ГДР
– МВ 111. (Статията е публикувана през 1988 г.)
При ЦОИС има разнообразие във фотоприемната страна. Някои ЦОИС имат
изходен транзистор с отворен колектор, а други нямат такъв. Обикновено
при изходен транзистор с отворен колектор, захранващото му напрежение
достига 7 V, като захранването на фотоприемната част е с +5 V. Има и
ЦОИС, които съдържат тригер на Шмит във фотоприемното устройство.
 |
В института по микроелектроника и оптоелектроника в
Ботевград се произвеждат ЦОИС тип 6Н4001, еквивалент на ЦОИС тип 6N137
на фирмата HewletPackard. Тя се използва като цифров интерфейс при
големи скорости на предаване до 10 Mbit/s, където е необходимо силно
потискане на синфазните сигнали и галванично яне. На фиг. 1 са
показани вътрешната структура на схемата и нейното свързване. Тя се
състои от „инфрачервен” хетеросветодиод, бъзодействащ фотодиод,
усилвател на фотодиода (У), логическа схема И (&) и изходен транзистор с
отворен колектор. В процеса на превключване на ЦОИС от захранващия
източник +Ucc се увеличава силно консумираният ток. За предпазване от
смущения на ЦОИС между изводи 8 и 5 се свързва кондензатор с капацитет
10 nF.
Kak действа ЦОИС? Когато не протича ток през светодиода на ЦОИС или
протича ток, по - малък от тока на включване (ток през светодиода,
необходим за преминаване на изходното ниво на ЦОИС от лог. 1 в лог. 0),
изходният сигнал от ЦОИС е лог. 1. При протичане на ток през светодиода
(СД) на ЦОИС, по – голям от тока на включване (различен за различните
типове ЦОИС, но обикновено от 3 до 10 mA), изходният сигнал от ЦОИС е
лог. 0 (< или = 0,6 V). Изходът на ЦОИС е TTL-съвместим при захранване
на фотоприемната част и изходният транзистор с + 5 V. Тези направени
разсъждения са валидни при сигнал лог. 1 (2 – 5 V) на управляващия (стробиращ,
разрешаващ) вход на логическата схема И (извод 7). Когато не се използва
този извод, неговият потенциал се възприема като лог. 1. За препоръчване
е този извод да се свърже към захранващото напрежение +Ucc през резистор
със стойност 1 кOm. Когато на управляващия вход на логическата схема И (извод
7) има сигнал лог. 0 (0 – 0,8 V), изходният сигнал от ЦОИС е лог. 1,
независимо от протичащия ток през СД на ЦОИС. Изходът на ЦОИС може да се
натоварва с 8 входа на TTL ИС. Някои изследвания на ЦОИС 6Н4001 относно
изменение на параметрите при продължителна работа са извършени в [3].
Основните параметри на ЦОИС са: Ifmaf = 40 mA, Uf < или = 1,75 V, Urmax
= 5 V, Iон < или = 250 мкА, Uol < или = 0,6 V, Icch < или = 15 mA, Icci
< или = 18 mA, tphl, tplh < или = 75 ns, Iomax = 50 mA, Po = 85 mW, Uio
= 3 kV, t amb = 0 – 70 C.
В [1] и [2] бяха дадени справочни данни и приложения на чуждестранни
ЦОИС. Тук ще продложим конкретни приложения на българските ЦОИС.
Обикновено те се използват за галванично яне между две вериги с ИС
(TTL, CMOS и др.). При схемата от фиг. 2 ЦОИС се използва за галванично
яне между две ТТЛ- вериги (DD1 и DD3). При сигнал лог. 1 на входа
на TTL ИС DD1 изходният и сигнал е лог. 0. През светодиода на ЦОИС
протича ток. Изходният сигнал от ЦОИЦ е лог. 0, а сигналът на изхода на
TTL ИС DD3 e лог. 1. В схемата с 1 и 2 са означени две различни маси,
галванично ени помежду си.
При схемата от фиг. 3 ЦОИС DD2 се използва за галванично яне на
сигнали, подавани към МПС СМ 600. В случая входния сигнал на TTL ИС DD1
е галванично ен от входния сигнал на TTL ИС DD1 е галванично
ен от входния сигнал на PIA CM602 (ИС DD3). Схемата е
работоспособна, когато шините PA (PB) на PIA са програмирани като
входове чрез регистъра за посоката на данните в PIA към МП (СМ 601).
Схемата от фиг. 4 има допълнителна възможност за прекъсване предаването
на данни от информационния вход към изхода чрез използване на
разрешаващия вход на ЦОИС DD2. Ако на управляващия вход на предавателя
сигналът е лог. 0, сигналът от информационния вход се предава на изхода
(без инвертиране). Ако на управляващия вход сигналът е лог. 1 и сигналът
на изхода на TTL ИС DD3 е лог. 0, изходният сигнал на ЦОИС DD4 е лог. 0.
Този сигнал постъпва на рарешаващия вход на ЦОИС DD2 (извод 7),
изходният сигнал на ЦОИС DD2 e лог. 1 и не се изменя в зависимост от
входния сигнал на ИС DD1 (т.е. има забрана за предаване на данни).
Изходните транзистори с отворен колектор в ЦОИС позволяват свързването
им паралелно и осъществяване на логически схеми. Като пример на фиг. 5 е
построена логическа схема ИЛИ – НЕ. Изходният сигнал е лог. 1 само ако
двата входни сигнала са лог. 0. Във всички останали случаи изходният
сигнал е лог. 0. В случая входните сигнали са галванично ени от
изходния.
ЦОИС могат да се използват за различни видове импулсни схеми (тригери,
автоколебателни мултивибратори, чакащи мултивибратори) при галванично
яне на пускащия сигнал от импулсната схема. Като пример на фиг. 6
е показана възможност за задействане на автоколебателен мултивибратор (АМВ),
реализиран на TTL ИС DD3, DD4 чрез ЦОИС DD2. Когато сигналът на изхода
на ЦОИС е лог. 0, АМВ не генерира изходни импулси. Ако сигналът на
изхода на ЦОИС е лог. 1, АМВ генерира изходни импулси. За да се получи
сигнал лог. 1 на изхода на ЦОИС, сигналът на входа на TTL ИС DD1 трябва
да бъде лог. 0.
 |
ЦОИС се използва не само за пускане на импулсни схеми,
а и за реализация на такива. В примера на на фиг. 7 е построен АМВ с
ЦОИС DD1 и TTL ИС DD2. АМВ е несиметричен с период на генерираните
импулси Т = 16 мкs и продължителност на импулса t1 = 1 мкs.
МАксималният колекторен ток от изходния транзистор на ЦОИС не трябва да
превишава 50 mA, който е недостатъчен за управляение на мощни
консуматори. При схемата от фиг. 8 е показано как чрез TTL – сигнал може
да се отпушва тиристор (симистор) с помощта на ЦОИС. Когато сигналът на
входа на TTL ИС DD1 е лог. 1, изходният и сигнал е лог. 0. През
светодиода на ЦОИС протича ток и сигналът на изхода и е лог. 0. През
управляващата верига на тиристора не протича ток. Управляващата верига
на тиристора е шунтирана от отпушения изходен транзистор на ЦОИС. Когато
входният сигнал е лог. 0, изходният сигнал на ЦОИС е лог. 1, през
управляващата верига на тиристора VS1 протича ток. През положителния
полупериод на анодното напрежение той се отпушва.
На фиг. 9 е показано как от изхода на ЦОИС се управлява мощен
дарлингтонов транзистор с колекторен ток до 1 А. Когато на изхода на
ЦОИС сигналът е лог. 1, транзисторът VT1 е запушен. Когато сигналът на
изхода на ЦОИС е лог. 0, транзисторът VT1 се отпушва и през товара
протича ток.
Сега ще се спрем по – подробно на входната верига на ЦОИС.
Управлението на светодиода на ЦОИС може да се извърши директно от
мрежовото напрежение (фиг. 10). От времедиаграмата към фигурата се вижда,
че могат да се формират правоъгълни импулси с продължителност 1 ms.
Схемата се използва при фазово управление на тиристори и симистори.
Токът протичащ през светодиода на ЦОИС, е около 9 mA.
За да не се претоварва светодиодът на ЦОИС по ток, се използва регулатор
на тока през светодиода. Някои ЦОИС имат вграден такъв (например
HCPL-2602 на фирмата Hewlett Packard). При схемата от фиг. 11 е
реализиран дискретен вариант на такъв регулатор, при който се поддържа
постоянен ток през светодиода на ЦОИС (около 10 mA) при изменение на
амплитудата на входния сигнал в определени граници (в случая от 3 до 30
V). Такива претоварвания по ток на светодиода на ЦОИС могат да възникнат
при включването им за предаване на данни по дълги проводни линии.
На фиг. 12 е показано как трябва да се свързва входът на ЦОИС към
проводната линия. Резисторът R1 съгласува съпротивлението на линията с
входното съпротивление на ЦОИС. Кондензаторът С1 е с малка стойност (pF)
и ускорява процеса на превключване на ЦОИС. Резисторът R2 заедно със
съпротивлението на линията ограничава първоначалния ток през светодиода
на ЦОИС. Светодиодът VD1 предпазва светодиода на ЦОИС от обратни
напрежения.
При схемите от фиг. 13 и 14 е показано как може да се предават аналогови
сигнали чрез ЦОИС. При схемата от фиг. 13 във входната верига се
използва преобразувател на температурата в честота (U/f), а в изходната
верига – преобразувател на честота в напрежение (f/U).
При схемата от фиг. 14 се използва автоколебателен мултивибратор (АМВ) и
пускащ чакащ мултивибратор (ЧМВ), продължителността на импулса на който
се изменя в зависимост от амплитудата на входното напрежение. В
изходната верига е включен интегратор (демодулатор).
ЛИТЕРАТУРА
1. Колев, И.С. и Т.С. Тодоров. Оптрони и приложението им. С., Техника,
1982.
2. Колев, И.С., Е.К. Даскалов и Н.К. Недев. Наръчник по електронни схеми.
Част IX. Оптоелектронни схеми. С., Техника, 1985.
3. Кишева, П.З. и Т.Б. Таков. Изменение във времето на параметрите на
оптрон с фоточувствителна интегрална схема. – Електропромишленост и
приборостроене, 1987, N 8.
4. Hewlet Packard. Optoelectronics Designer’s Satalog, 1985.
Мрежово оптронно захранване на устройства с много
малка консумация Методи Цаков Радио телевизия електроника
1986/10/стр.34
 |
Схеми с фототранзисторни оптрони
к.т.н. инж. Иван Колев
Радио телевизия електроника 1986/1/стр. 25, 26
Обикновено съвременните оптрони са маломощни прибори с изключение на
някои типове фототириторни и фотосимисторни оптрони. За да се комутира
по – голяма мощност от фотоприемника на оптрона, са необходими
допълнителни елементи. За схемата от фиг. 1 това са транзисторите V1 и
V2. Схемата представлява мощен превключвател с галванично яне на
силовата от управляващата част. В случая с един фототранзисторен оптрон
при ток през светодиода му 10 mA може да се включи товар до 3 А при
напрежение 12 V. Коефициентът на усилване по ток за цялата схема е около
300. В случая изходното стъпало е съставен фототранзистор. При липса на
входен импулс ток през товара не протича. Напрежението в режим на
насищане между колектора и емитера на транзистора V2 е около 0,67 V.
Това означава, че в този режим върху него ще се отделя мощност около 2
W, поради което е необходимо той да се монтира върху радиатор.
 |
Подобна е и схемата на мощния превключвател от фиг. 2. При подаване на
импулс на светодиода с амплитуда 10 mV се отпушва фототранзисторът, през
средномощния транзистор V1 протича базов ток и той също се отпушва. През
мощния транзистор V2 протича базов ток и той се отпушва, като включва
товара Rтов към захранващото напрежение. Предложеният превключвател
комутира ток през товара до 3 А. В случая напрежението в режим на
насищане между колектора и емитера на транзистора V2 е около 0,88 V,
поради което транзисторът V2 трябва да се монтира върху радиатор.
Оптоелектронен аналог на механично реле с един превключващ се контакт е
показан на фиг. 3. При липса на входен импулс транзисторът V1 е запушен,
отпушени сафототранзисторът на оптрона О2 и транзисторът V2, като е
включен контактът К0 с контакта К1. При положителен входен импулс с
амплитуда 3 V се затваря контактът К0 с К2, а К1 се отваря.
Оптроните успешно се използват в системите за предаване на данни. В
схемата на фиг. 4а времето за включване на оптрона зависи освен от тока
през светодиода If и от колекторния резистор Rc. Ако се включи втори
оптрон (фиг. 4б), честотата на превключване може да се увеличи до 10
пъти. Двата фототранзистора образуват активна товарна схема, в резултат
на което се намалява времето на включване. На фигурите е показан и видът
на входните и изходните сигнали.
Оптрони и оптронни интегрални схеми в микропроцесорната техника к.т.н. инж. Иван Колев Радио телевизия електроника 1986/4/стр.17-19
 |
 |
 |
Оптрони и оптронни интегрални схеми в микропроцесорната техника Радио телевизия електроника 1986/5/стр.19,20 продължение от бр.4/1986 г.
 |
 |
Оптрони с фоточувствителни интегрални схеми Тихомир Таков, Петя Кишева-Витанова Радио телевизия електроника 1989/1/стр.37, 38
 |
 |
Приложение на оптроните с въздушна междина и отражателните оптрони к.т.н. инж. Иван Колев Радио телевизия електроника 1986/11/стр.26,27
 |
 |
Приложение на фототранзисторните оптрони в схемите на стабилизатори инж. Иван колев Радио телевизия електроника 1981/9/стр. 19,20
 |
 |
Стабилизиране режима на работа на измервателни фотодиодни оптрони инж. Асен Гадавелов, инж. Крум куртев, инж. Илия Илиев Радио тел;евизия електроника 1987/1/стр. 29,30
 |
 |
Приложение на оптроните в телефонната техника к.т.н. инж. Иван Колев Радио телевизия електроника 1985/2/стр.22, 23
 |
 |
Интерфейс с оптодвойката TIL111 Й.Г. Млад Конструктор 1986/2/стр. 14
 |
Приложение на фототиристорните оптрони инж. Иван Колев Радио телевизия електроника 1982/5/стр.24, 25
 |
 |
Пренасяне на аналогови сигнали чрез оптрони Радио телевизия електроника 1982/11/стр.28
 |
Управление на симистори с оптрони к.т.н. инж. Иван Колев Радио телевизия електроника 1983/4/стр. 20,21
 |
 |
Двупосочни оптрони к.т.н. инж. Иван Колев Радио телевизия електроника 1983/3/стр. 20,21
 |
 |
Приложение на фотодиодните оптрони инж. И. Колев Радио телевизия електроника 1981/5/стр. 24, 25
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Приложение на фоторезисторните оптрони инж. И.Колев Радио телевизия електроника 1981/1/стр.18, 19
 |
 |
Съветски оптрони Радио телевизия електроника 1981/2/стр.30-32
 |
 |
 |
 |
 |
Получаване на основните типове оптрони чрез българските фототранзисторни оптрони инж. Иван Колев Радио телевизия електроника 1982/10/стр.21-23
 |
 |
 |
Практически схеми с български фототранзисторни оптрони инж. Иван Колев Радио телевизия електроника 1982/7/стр.21-23
 |
 |
 |
Инфрачервен светодиод 3Е1001 Радио телевизия електроника 1981/7/стр. 31,32
 |
 |
Многофункционален логически елемент с оптрон к.т.н. инж. Иван Колев Радио телевизия електроника 1983/10/стр.19
 |
Приложение на някои специфични видове оптрони инж. Иван Колев Радио телевизия електроника 1983/7/стр.18,19
 |
 |
Пренасяне на аналогови сигнали чрез оптрони По материали на сп. "Radio Fernsehen Elektronik", бр. 2, 1980 г. Радио телевизия електроника 1982/11/стр.28
 |
Материалите подготви за сайта:
Иван Парашкевов
e-mail: ivanparst@dir.bg