Æóðíàë äëÿ òåõ, êòî èíòåðåñóåòñÿ ýëåêòðîíèêîé
ÐÀÄÈÎËÎÖÌÀÍ
Ìàðò 2015 (46)
Òðèããåð Øìèòòà 66
àäàïòèðóåò ñâîè
ñîáñòâåííûå
ïîðîãè
Ýâîëþöèÿ è ïðîäóêòû 38
êîìïàíèè
Analog Devices
56
Èñïîëüçîâàíèå
óñèëèòåëÿ ñ ÀÐÓ êàê
ìÿãêîãî îãðàíè÷èòåëÿ
óðîâíÿ ñèãíàëîâ
Êàðòû microSD
áóäóùåãî
28
ÐàäèîËîöìàí.Æóðíàë
www.rlocman.ru/magazine
Îôèöèàëüíûå âåðñèè òîëüêî çäåñü: áåç ðåãèñòðàöèè è
íàçîéëèâîé ðåêëàìû, ñ âûñîêîé ñêîðîñòüþ ñêà÷èâàíèÿ.
ÐàäèîËîöìàí.Ôîðóì
www.rlocman.ru/forum
Îáñóæäàéòå ñòàòüè è íîâîñòè, îáùàéòåñü!
Ïðèãëàøàåì ïðîôåññèîíàëîâ.
ÐàäèîËîöìàí.Öåíû
www.rlocman.ru/price
Ïîäáåðèòå îïòèìàëüíîãî ïîñòàâùèêà
ýëåêòðîííûõ êîìïîíåíòîâ, èçìåðèòåëüíîé è ýëåêòðîííîé òåõíèêè.
Öåíû, óñëîâèÿ ïîñòàâêè è äîñòàâêè.
ÐàäèîËîöìàí.Ñîö.Ñåòè
Îáíîâëåíèÿ â ïðèâû÷íîì ôîðìàòå.
vk.com/rlocman
facebook.com/rlocman
odnoklassniki.ru/rlocman
twitter.com/rlocman
google.com/+RlocmanRuPlus
È åùå ìíîãîå äðóãîå íà ïîðòàëå:
ÐàäèîËîöìàí. ...
www.rlocman.ru
Íîâîñòè
ÐÀÄÈÎËÎÖÌÀÍ
Ìàðò 2015 (46)
4 Êàæäûé âûõîä óíèâåðñàëüíîé 4-êàíàëüíîé ìèêðîñõåìû óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì
ìîæåò îòäàòü òîê ñâûøå 40 À
5 Micrel ñîçäàëà ñàìûé ìèíèàòþðíûé â îòðàñëè 7-àìïåðíûé êîììóòàòîð íàãðóçêè
5 Imec è Panasonic ïðåäñòàâëÿþò ðåâîëþöèîííîå ðåøåíèå äëÿ ðàäàðîâ ìèëëèìåòðîâîãî äèàïàçîíà
6 Intersil àíîíñèðóåò ñàìûé ìèíèàòþðíûé â îòðàñëè ìîäóëü ñäâîåííîãî ïîíèæàþ-
Ãëàâíûé ðåäàêòîð:
À. Íèêîëàåâ
Íàä íîìåðîì
ðàáîòàëè:
ùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ íàïðÿæåíèÿ
7 Semtech îáúÿâëÿåò î âûïóñêå âûñîêîèíòåãðèðîâàííîãî ñóïðåññîðà äëÿ çàùèòû
èíòåðôåéñîâ USB 2.0 â ïîðòàòèâíûõ óñòðîéñòâàõ
8 Äàò÷èê öâåòà êîìïàíèè ams äëÿ ìîáèëüíûõ óñòðîéñòâ îòêðûâàåò íîâûå âîçìîæíîñòè èçìåðåíèÿ ïàðàìåòðîâ èñòî÷íèêîâ ñâåòà
10 Diodes Incorporated ïðåäëàãàåò ýêîíîìè÷íûå àíàëîãè ñòàíäàðòíûõ äðàéâåðîâ
11
À. Ãðèöàåíêî
Â. Êîëåñíèê
Ñ. Ìóðàò÷àåâ
À. Íèêîëàåâ
Í. Ðàäóíöåâà
Ì. Ðóññêèõ
Îáëîæêà:
À. Êðàâ÷óê
Äèðåêòîð:
Ñ. Ìóðàò÷àåâ
Ïî âîïðîñàì ðàçìåùåíèÿ
ðåêëàìû, ïóáëèêàöèè
àâòîðñêèõ ìàòåðèàëîâ, ñ
çàìå÷àíèÿìè è ïîæåëàíèÿìè
îáðàùàòüñÿ:
rlocman@rlocman.ru
Å
+7 (495) 721-72-14
www.rlocman.ru
Îôèöèàëüíûå âåðñèè
æóðíàëà ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ
áåñïëàòíî è áåç ðåãèñòðàöèè
òîëüêî íà ñàéòå
ÐàäèîËîöìàí
Ïðè ëþáîì èñïîëüçîâàíèè ìàòåðèàëîâ, îïóáëèêîâàííûõ â æóðíàëå, ññûëêà íà ÐàäèîËîöìàí îáÿçàòåëüíà. Ïîëíîå èëè ÷àñòè÷íîå
âîñïðîèçâåäåíèå èëè òèðàæèðîâàíèå êàêèì
áû òî íè áûëî ñïîñîáîì ìàòåðèàëîâ íàñòîÿùåãî èçäàíèÿ äîïóñêàåòñÿ òîëüêî ñ ïèñüìåííîãî ðàçðåøåíèÿ ðåäàêöèè.
Ìíåíèÿ àâòîðîâ íå âñåãäà îòðàæàþò òî÷êó
çðåíèÿ ðåäàêöèè.
Îôîðìëåíèå
áåñïëàòíîé ïîäïèñêè:
www.rlocman.ru/magazine
12
13
ULN2003
Ìàëîìîùíûé äàò÷èê áàðîìåòðè÷åñêîãî äàâëåíèÿ êîìïàíèè Infineon äåìîíñòðèðóåò íîâûå óðîâíè òî÷íîñòè è ìîáèëüíîñòè
Diodes ïðåäëàãàåò âûñîêîâîëüòíûé òðàíçèñòîðíûé ðåãóëÿòîð äëÿ ìèêðîêîíòðîëëåðíûõ ñèñòåì
Silicon Labs íà÷àëà ïîñòàâêè íîâîãî 32-áèòíîãî áåñïðîâîäíîãî ìèêðîêîíòðîëëåðà
äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ óñòðîéñòâ Èíòåðíåòà âåùåé
Íîñèìîå óñòðîéñòâî ìîæåò óäåðæàòü ëþäåé îò õðàïà âî ñíå, íå áóäÿ èõ
15
16 Linear Technology àíîíñèðóåò LDO ñòàáèëèçàòîð íàïðÿæåíèÿ ñî ñâåðõíèçêèì óðîâíåì øóìîâ
17 Fairchild óïðîùàåò ðàçðàáîòêó äèììèðóåìûõ ñâåòîäèîäíûõ èñòî÷íèêîâ ñâåòà
18 Ïëàòà ðàçìåðîì â îäíó ÷åòâåðòü Arduino èìååò äîïîëíèòåëüíóþ ôóíêöèþ çàðÿäà
àêêóìóëÿòîðîâ
20 STMicroelectronics ïðåäñòàâëÿåò äàò÷èê ÓÔ èçëó÷åíèÿ äëÿ ìîáèëüíûõ è íîñèìûõ
21
22
23
24
ïðèëîæåíèé
u-blox îáúåäèíèëà Wi-Fi è Bluetooth â îäíîì ñâåðõêîìïàêòíîì ìîäóëå
Allegro îáúÿâëÿåò î âûïóñêå íîâûõ ìèêðîñõåì äàò÷èêîâ òîêà ñ ïîäàâëåíèåì ñèíôàçíûõ ìàãíèòíûõ ïîìåõ
Freescale ðàñøèðÿåò ïîðòôåëü ìèêðîñõåì óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì äëÿ ïîääåðæêè
ïîðòàòèâíûõ óñòðîéñòâ
Ìèêðîñõåìû ñèíõðîííûõ âûïðÿìèòåëåé Diodes ïîâûñÿò óðîâåíü èíòåãðàöèè è
ýôôåêòèâíîñòü ïîðòàòèâíûõ çàðÿäíûõ óñòðîéñòâ
25 Linear Technology ïðåäñòàâëÿåò ñàìûå áûñòðûå â îòðàñëè êîìïàðàòîðû ñ ÷àñòîòîé
ïåðåêëþ÷åíèÿ 280 ÌÃö
Ñòàòüè
28 Âçãëÿä íà êàðòû microSD áóäóùåãî: ñêîðîñòü, åìêîñòü, íàäåæíîñòü
32 ßçûêè ïðîãðàììèðîâàíèÿ âñòðàèâàåìûõ ñèñòåì
38 Ýâîëþöèÿ è ïðîäóêòû êîìïàíèè Analog Devices. Âêëàä Ðè÷àðäà Áóðâåíà, ìîäóëüíûå ÎÓ è èíòåãðàëüíûå óñèëèòåëè. ×àñòü 1
46 Ñèìôàçíîå óïðàâëåíèå
52 ×òî áû ñäåëàë Òåñëà?
54 ÈÑÒÎÐÈß ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ. 18 ôåâðàëÿ 1745 ãîäà ðîäèëñÿ èçîáðåòàòåëü áàòàðåè
Àëåññàíäðî Âîëüòà
Ñõåìû
56
60
66
70
Èñïîëüçîâàíèå óñèëèòåëÿ ñ ÀÐÓ êàê ìÿãêîãî îãðàíè÷èòåëÿ óðîâíÿ ñèãíàëîâ
Êàê çàùèòèòü âûõîä äðàéâåðà ñâåòîäèîäîâ îò êîðîòêèõ çàìûêàíèé íà çåìëþ
Òðèããåð Øìèòòà àäàïòèðóåò ñâîè ñîáñòâåííûå ïîðîãè
Óïðàâëÿåìûé íàïðÿæåíèåì òî÷íûé ãåíåðàòîð âòåêàþùåãî òîêà äëÿ ïðîâåðêè
èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ
72 Èñïîëüçîâàíèå îòðàæàòåëüíûõ äàò÷èêîâ â óñëîâèÿõ âíåøíåé çàñâåòêè
76 Ïðåîáðàçîâàòåëþ NRZ â AMI òðåáóåòñÿ åäèíñòâåííûé èñòî÷íèê ïèòàíèÿ
78 Èíâåðòèðóþùèé DC/DC ïðåîáðàçîâàòåëü ïîëîæèòåëüíîãî íàïðÿæåíèÿ â îòðèöàòåëüíîå ñ îäíîé êàòóøêîé èíäóêòèâíîñòè
82 Ïðîñòîé èíäèêàòîð çàðÿäà áàòàðåè íà äâóõöâåòíîì ñâåòîäèîäå
Êàæäûé âûõîä óíèâåðñàëüíîé 4-êàíàëüíîé ìèêðîñõåìû
óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì ìîæåò îòäàòü òîê ñâûøå 40 À
Ïðîãðàììèðóåìûé êîíòðîëëåð XR77128 èñïîëüçóåò òåõíîëîãèþ DrMOS äëÿ ïèòàíèÿ
ñèëüíîòî÷íûõ öèôðîâûõ ÿäåð
Exar Corporation ïðåäñòàâèëà óíèâåðñàëüíóþ ìèêðîñõåìó êîíòðîëëåðà ïèòàíèÿ
XR77128, ïðåäíàçíà÷åííóþ äëÿ íåçàâèñèìîãî óïðàâëåíèÿ ÷åòûðüìÿ âíåøíèìè ñèëîâûìè êàñêàäàìè DrMOS ñ òîêîì â êàæäîì êàíàëå, ïðåâûøàþùèì 40 À. Êîíòðîëëåð îðèåíòèðîâàí íà ïèòàíèå 64-ðàçðÿäíûõ ïðîöåññîðîâ ARM, ÏËÈÑ, ÖÑÏ è ñïåöèàëèçèðîâàííûõ
èíòåãðàëüíûõ ñõåì. Òåõíîëîãèÿ DrMOS ñòðåìèòåëüíî íàáèðàåò ïîïóëÿðíîñòü â òåëåêîììóíèêàöèîííûõ è ñåòåâûõ ïðèëîæåíèÿõ. Ýòè
æå ïðèëîæåíèÿ çàíèìàþò çíà÷èòåëüíîå
ìåñòî è â ïëàíàõ êîìïàíèè Exar ïî ðàçâèòèþ
åå òåõíîëîãèè Ïðîãðàììèðóåìîãî Ïèòàíèÿ,
ïîçâîëÿþùåé ïðè íåáîëüøîì ÷èñëå êîìïîíåíòîâ áûñòðî ðàçðàáîòàòü è èíòåãðèðîâàòü
â ñèñòåìó ñðåäñòâà òåëåìåòðè÷åñêîãî êîíòðîëÿ è äèíàìè÷åñêîãî óïðàâëåíèÿ.  çàâèñèìîñòè îò òðåáîâàíèé ê òîêó íàãðóçêè, êàæäûé âûõîä ìîæíî àâòîíîìíî ñêîíôèãóðèðîâàòü äëÿ óïðàâëåíèÿ âíåøíèìè MOSFET èëè
ñèëîâûìè êàñêàäàìè DrMOS.
æå óïðàâëåíèå ïîñëåäîâàòåëüíîñòüþ âêëþ÷åíèÿ øèí ïèòàíèÿ. Íîâàÿ Arduino-ñîâìåñòèìàÿ ïëàòôîðìà ðàçðàáîòêè ïîçâîëÿåò
ïðîãðàììèñòàì íà÷èíàòü ñîçäàíèå êîäà äëÿ
òåëåìåòðè÷åñêîãî è äèíàìè÷åñêîãî êîíòðîëÿ
çàäîëãî äî ïîÿâëåíèÿ ãîòîâûõ àïïàðàòíûõ
ñðåäñòâ.
XR77128 âûïóñêàåòñÿ â «çåëåíîì» êîðïóñå TQFN ðàçìåðîì 7 ´ 7 ìì, íå ñîäåðæàùåì
ãàëîãåíîâ è îòâå÷àþùèì òðåáîâàíèÿì
äèðåêòèâû RoHS. Â ïàðòèÿõ èç 1000 øòóê
îäíà ìèêðîñõåìà ñòîèò $7.75.
Îöåíî÷íàÿ ïëàòà XR77128EVB ñ Arduinoñîâìåñòèìûìè ïîðòàìè GPIO, PSIO è
ENABLE.
Ñâîäêà îñíîâíûõ îñîáåííîñòåé
Ïîñðåäñòâîì ñîâìåñòèìîãî ñ SMBus
2
èíòåðôåéñà I C è ïðè ïîääåðæêå ïðåäëàãàåìîé Exar ïëàòôîðìû ðàçðàáîòêè PowerArchitect äàò÷èê XR77128 áûñòðî íàñòðàèâàåòñÿ íà ïèòàíèå ïðàêòè÷åñêè ëþáûõ ÏËÈÑ,
ñèñòåì íà êðèñòàëëå èëè ÖÑÏ. ×åðåç ýòîò æå
èíòåðôåéñ ñèñòåìó ïèòàíèÿ ìîæíî êîíòðîëèðîâàòü è äèíàìè÷åñêè ïåðåñòðàèâàòü åå
õàðàêòåðèñòèêè. Áëàãîäàðÿ íàëè÷èþ ïÿòè
êîíôèãóðèðóåìûõ GPIO (âõîäîâ/âûõîäîâ
îáùåãî íàçíà÷åíèÿ), åñòü âîçìîæíîñòü áûñòðî èíòåãðèðîâàòü â ñèñòåìó èíäèêàöèþ àâàðèéíûõ ñèòóàöèé è ñòàòóñà ìèêðîñõåìû, èëè
4
! Óïðàâëåíèå MOSFET è/èëè ñèëîâûìè
êàñêàäàìè DrMOS
! Âõîäíîå íàïðÿæåíèå îò 4.75 Â äî 25 Â
! ×åòûðåõêàíàëüíûé êîíòðîëëåð ïîíèæàþùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ
! Öèôðîâàÿ ØÈÌ ñ ÷àñòîòîé îò 105 êÃö äî
1.23 ÌÃö
! Èíòåðôåéñ I2C, ñîâìåñòèìûé ñ SMBus
! Ïîääåðæèâàåòñÿ ñðåäîé ïðîåêòèðîâàíèÿ
PowerArchitect âåðñèé 5.2 è âûøå
! Ïëàòôîðìà ðàçðàáîòêè íà áàçå Arduino
ÍÎÂÎÑÒÈ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
Micrel ñîçäàëà ñàìûé ìèíèàòþðíûé â îòðàñëè 7-àìïåðíûé
êîììóòàòîð íàãðóçêè
Êîìïàíèÿ Micrel ïðåäñòàâèëà 7-àìïåðíûé
êîììóòàòîð íàãðóçêè MIC95410 â êîìïàêòíîì
êîðïóñå ðàçìåðîì 1.2 ´ 2.0 ìì. Óñòðîéñòâî,
êîòîðîå ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ â ñèñòåìàõ ñ
ðàñïðåäåëåííûì ïèòàíèåì, ïîçâîëÿåò
óïðàâëÿòü ïîñëåäîâàòåëüíîñòüþ ïîäêëþ÷åíèÿ øèí ïèòàíèÿ è ñêîðîñòüþ íàðàñòàíèÿ
íàïðÿæåíèÿ íà íàãðóçêå, ÷òî ÷àñòî íåîáõîäèìî â òàêèõ óñòðîéñòâàõ, êàê ïðîìûøëåííûå
êîìïüþòåðû, ñåðâåðíûå ïëàòû, ìåäèöèíñêèå
ïðèáîðû, ïëàíøåòû, íîóòáóêè è òâåðäîòåëüíûå äèñêè. MIC95410 ãîòîâû ê ïîñòàâêàì â
ïðîìûøëåííûõ îáúåìàõ ïî öåíå $0.45 çà
øòóêó â ïàðòèÿõ èç 1000 ïðèáîðîâ.
«Êîììóòàòîðû íàãðóçêè èñïîëüçóþòñÿ â
øèðîêîì ñïåêòðå ïðèëîæåíèé äëÿ ñåëåêòèâíîãî îòêëþ÷åíèÿ ïîäñèñòåì èëè ñåêöèé
ïå÷àòíûõ ïëàò â ðåæèìàõ ñíèæåíèÿ ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ. Ýòî ñâîäèò ê ìèíèìóìó ïîòðåáëåíèå ìîùíîñòè îáîðóäîâàíèåì, íî òðåáóåò
óïðàâëÿåìûõ êîììóòàòîðîâ äëÿ ìÿãêîé ðåàêòèâàöèè åãî ïîäñèñòåì, – çàÿâèë Áðàéàí
Õåäàÿòè (Brian Hedayati), âèöå-ïðåçèäåíò ïî
ìàðêåòèíãó âûñîêîïðîèçâîäèòåëüíûõ ëèíåéíûõ è ñèëîâûõ ðåøåíèé êîìïàíèè Micrel. –
Äëÿ ðåøåíèÿ ýòîé ïðîáëåìû Micrel îáúåäèíèëà ñâîþ çàïàòåíòîâàííóþ òåõíîëîãèþ èçãîòîâëåíèÿ MOSFET ñ óñîâåðøåíñòâîâàííîé
êîíñòðóêöèåé êîðïóñà è òåïåðü ìîæåò ïðåäëîæèòü ðûíêó ñàìûå ìèíèàòþðíûå â îòðàñëè
7-àìïåðíûå ïåðåêëþ÷àòåëè íàãðóçêè, ñáåðåãàþùèå äî 40% ïëîùàäè ïå÷àòíîé ïëàòû».
Óñòðîéñòâî ïèòàåòñÿ íàïðÿæåíèåì îò 2.7 Â
äî 9  è ìîæåò ïåðåêëþ÷àòü øèíû îò 0.5  äî
5.5 Â. Èíòåãðèðîâàííûå ÌÎÏ òðàíçèñòîðû ñî
ñâåðõìàëûì ñîïðîòèâëåíèåì îòêðûòîãî êàíàëà 6.6 ìÎì ìèíèìèçèðóþò ðàññåèâàåìóþ
ìîùíîñòü è ñíèæàþò ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ íà
êëþ÷å, ïîâûøàÿ òàêèì îáðàçîì òî÷íîñòü
íàïðÿæåíèÿ, ïîäêëþ÷àåìîãî ê íàãðóçêå, ÷òî
îñîáåííî âàæíî â íèçêîâîëüòíûõ ïðèëîæåíèÿõ. Ìèêðîñõåìà èìååò âõîä óïðàâëåíèÿ
ïîñëåäîâàòåëüíîñòüþ âêëþ÷åíèÿ è âûâîä
äëÿ äîïîëíèòåëüíîãî êîíäåíñàòîðà, ïîçâîëÿþùåãî ïîëüçîâàòåëþ óñòàíàâëèâàòü âðåìÿ
íàðàñòàíèÿ âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ. Ïàðàìåòðû MIC95410 ãàðàíòèðóþòñÿ â äèàïàçîíå
ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð îò –40 °C äî +125 °C.
Imec è Panasonic ïðåäñòàâëÿþò ðåâîëþöèîííîå ðåøåíèå
äëÿ ðàäàðîâ ìèëëèìåòðîâîãî äèàïàçîíà
Íà ïðîõîäèâøåé â 2015 ãîäó Ìåæäóíàðîäíîé êîíôåðåíöèè ïî òâåðäîòåëüíîé ýëåêòðîíèêå (ISSCC) imec è Panasonic ïðåäñòàâèëè ìèêðîñõåìó ïðèåìîïåðåäàò÷èêà äëÿ ëîêàòîðîâ íåïðåðûâíîãî èçëó÷åíèÿ, ðàáîòàþùèõ
â ðåæèìå ôàçîâîé ìîäóëÿöèè íà ÷àñòîòå 79
ÃÃö. Ýòî äîñòèæåíèå äåìîíñòðèðóåò âîçìîæíîñòè ìàñøòàáèðîâàíèÿ ÊÌÎÏ ïðîöåññà äëÿ
ñîçäàíèÿ íåäîðîãèõ ðàäàðíûõ ñèñòåì ìèëëèìåòðîâîãî äèàïàçîíà, êîòîðûå ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ â òî÷íûõ ñèñòåìàõ îáíàðóæåíèÿ
ïðèñóòñòâèÿ è îïðåäåëåíèÿ äâèæåíèÿ.
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
Òåõíîëîãèÿ ðàäàðîâ ìèëëèìåòðîâîãî äèàïàçîíà èñïîëüçóåòñÿ â ñîâðåìåííûõ ñèñòåìàõ ñîäåéñòâèÿ âîäèòåëþ (ADAS) äëÿ ïîâûøåíèÿ áåçîïàñíîñòè óïðàâëåíèÿ â ñëîæíûõ
äîðîæíûõ óñëîâèÿõ, òàêèõ êàê ïûëü, òóìàí
èëè òåìíîòà, êîãäà ãäå ñèñòåìû ñîäåéñòâèÿ
íà îñíîâå âèäèìîãî èçîáðàæåíèÿ ñòàíîâÿòñÿ
íåíàäåæíûìè. Êðîìå òîãî, ýòà òåõíîëîãèÿ ïî
ñðàâíåíèþ ñ óëüòðàçâóêîâûìè äàò÷èêàìè
îáåñïå÷èâàåò óâåëè÷åííóþ äèñòàíöèþ îáíàðóæåíèÿ, áîëåå âûñîêóþ òî÷íîñòü è ñêðûòíîñòü óñòàíîâêè. Ðàçðàáîòàííîå Imec óñòðî-
ÍÎÂÎÑÒÈ
5
×èï 79-ãèãàãåðöîâîãî ïðèåìîïåðåäàò÷èêà
äëÿ ôàçîìîäóëèðîâàííûõ ðàäàðîâ íåïðåðûâíîãî èçëó÷åíèÿ, èçãîòîâëåííûé ïî òåõíîëîãèè ÊÌÎÏ 28 íì.
éñòâî äëÿ 79-ÃÃö ðàäàðîâ îñíîâàíî íà ïåðåäîâîé (28 íì) òåõíîëîãèè ÊÌÎÏ è ÿâëÿåòñÿ
ïðèâëåêàòåëüíîé àëüòåðíàòèâîé èñïîëüçóåìîé â íàñòîÿùåå âðåìÿ òåõíîëîãèè SiGe,
îòêðûâàÿ ïóòü ê ìàëîìîùíîìó, êîìïàêòíîìó
è èíòåãðèðîâàííîìó ðåøåíèþ. Áîëüøîå çíà÷åíèå òàêæå èìååò âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ îäíîãî èç âàæíåéøèõ ïðåèìóùåñòâ
ÊÌÎÏ ñõåì – íèçêîé öåíû ìàññîâîãî ïðîèçâîäñòâà.
Ðàçðàáîòàííàÿ Imec è Panasonic ìèêðîñõåìà ïðèåìîïåðåäàò÷èêà ñîäåðæèò ñèñòåìó
óïðàâëåíèÿ, ïîäàâëÿþùóþ èçëó÷åíèå, ïðîíèêàþùåå èç ïåðåäàò÷èêà â ïðèåìíèê, íî íå
óõóäøàþùóþ âûñîêî÷àñòîòíûõ õàðàêòåðèñòèê óñòðîéñòâà.
Îñíîâíûå ïàðàìåòðû ìèêðîñõåìû èìåþò
ñëåäóþùèå çíà÷åíèÿ:
! ìîùíîñòü ïîòðåáëåíèÿ – 260 ìÂò,
! èçëó÷àåìàÿ ìîùíîñòü – 11 äÁì,
! êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ïðèåìíèêà – 35 äÁ,
! êîýôôèöèåíò øóìà – ìåíåå 7 äÁ,
! ïîäàâëåíèå ïðîíèêíîâåíèÿ èçëó÷àåìîãî
ñèãíàëà â ïðèåìíèê – 15 äÁ.
Áëàãîäàðÿ øèðîêîé ïîëîñå ìîäóëÿöèè
äîñòèãíóòîå ðàçðåøåíèå ïî ãëóáèíå ñîñòàâèëî 7.5 ñì.
«Ìû äîâîëüíû ýòèìè ïðåâîñõîäíûìè
ðåçóëüòàòàìè èñïîëüçîâàíèÿ 28-íì òåõíîëîãèè è â âîñòîðãå îò íîâûõ ïåðñïåêòèâ, êîòîðûå îíè îòêðûâàþò äëÿ ëîêàöèîííûõ ñèñòåì
ìèëëèìåòðîâîãî äèàïàçîíà, ïðè÷åì, íå òîëüêî äëÿ àâòîìîáèëüíûõ ðàäàðîâ, íî òàêæå äëÿ
òàêèõ ïðèëîæåíèé, êàê óìíûå æèëèùà, áåñïèëîòíûå ëåòàòåëüíûå àïïàðàòû, ðîáîòîòåõíèêà è ìíîãîå äðóãîå, – çàÿâèë Âèì Âàí Òèëëî
(Wim Van Thillo), äèðåêòîð ïðîãðàììû ïåðñïåêòèâíûõ ðàçðàáîòîê äëÿ Èíòåðíåòà âåùåé
êîìïàíèè imec. – Ýòîò ÷èï ïðèåìîïåðåäàò÷èêà ÿâëÿåòñÿ äëÿ íàñ âàæíîé âåõîé íà ïóòè
ñîçäàíèÿ çàêîí÷åííîé âûñîêîýôôåêòèâíîé
ðàäàðíîé ñèñòåìû, ïîëíîñòüþ èíòåãðèðîâàííîé íà îäíîì êðèñòàëëå».
Intersil àíîíñèðóåò ñàìûé ìèíèàòþðíûé â îòðàñëè ìîäóëü
ñäâîåííîãî ïîíèæàþùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ íàïðÿæåíèÿ
ISL8203M ïðåäîñòàâëÿåò êîìïàêòíîå ðåøåíèå ñ âûñîêîé ïëîòíîñòüþ ìîùíîñòè äëÿ
èíôðàñòðóêòóðû ïðîìûøëåííûõ ïðèëîæåíèé
Intersil Corporation àíîíñèðîâàëà
âûïóñê íîâîãî ìîäóëÿ ISL8203M –
äâóõêàíàëüíîãî ïîíèæàþùåãî
DC/DC ðåãóëÿòîðà, ðàçðàáîòàííîãî äëÿ óïðîùåíèÿ êîíñòðóêöèé
èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ ÏËÈÑ, ASIC, ìèêðîïðîöåññîðîâ, ÖÏÎÑ è äðóãèõ ëîêàëèçîâàííûõ ê íàãðóçêå ïðåîáðàçîâàòåëåé
íàïðÿæåíèÿ, èñïîëüçóåìûõ â êîììóíèêàöèîííîì, èçìåðèòåëüíîì è ïðîìûøëåííîì
îáîðóäîâàíèè. Ìàêñèìàëüíûé âûõîäíîé òîê
êàæäîãî êàíàëà ðàâåí 3 À, îäíàêî ïðè ïàðàëëåëüíîì îáúåäèíåíèè âûõîäîâ ìîäóëü ïîçâîëÿåò ñîçäàòü îäíîêàíàëüíûé ïðåîáðàçîâà-
6
òåëü ñ òîêîì 6 À. Êîìïàêòíûå óñòðîéñòâà
ðàçìåðîì 9.0 ´ 6.5 ´ 1.83 ìì ñ ëó÷øèì â
îòðàñëè ÊÏÄ, äîñòèãàþùèì 95%, îáåñïå÷àò ðàçðàáîò÷èêîâ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ
âûñîêîêà÷åñòâåííûì è ïðîñòûì â
èñïîëüçîâàíèè ñðåäñòâîì êîíñòðóèðîâàíèÿ ìàëîìîùíûõ íèçêîâîëüòíûõ ïðèëîæåíèé.
ISL8203M ÿâëÿåòñÿ çàêîí÷åííîé ñèñòåìîé ïèòàíèÿ â ãåðìåòèçèðîâàííîì ìîäóëå, ñîäåðæàùåé ØÈÌ-êîíòðîëëåð, ñèíõðîííûå êëþ÷åâûå MOSFET, èíäóêòèâíîñòè è
ïàññèâíûå êîìïîíåíòû, ïîçâîëÿþùåé
êîíñòðóèðîâàòü èñòî÷íèêè ïèòàíèÿ ñ âõîä-
ÍÎÂÎÑÒÈ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
íûì íàïðÿæåíèåì îò 2.85 Â äî 6 Â. Âûõîäíîå
íàïðÿæåíèå ìîäóëÿ ðåãóëèðóåòñÿ â äèàïàçîíå îò 0.8 Â äî 5 Â, ïðè ýòîì óñòðîéñòâî ìîæåò
ñëóæèòü îñíîâîé ëèáî îäíîãî 6-àìïåðíîãî,
ëèáî äâóõ 3-àìïåðíûõ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ.
Èìåþùèé ëó÷øåå â ñâîåì êëàññå òåïëîâîå ñîïðîòèâëåíèå 15 °C/Âò, âûñîêîýôôåêòèâíûé ìîäóëü ISL8203M ìîæåò îòäàâàòü òîê
6 À ïðè òåìïåðàòóðå 85° C áåç íåîáõîäèìîñòè èñïîëüçîâàíèÿ òåïëîîòâîäîâ èëè âåíòèëÿòîðîâ.  ISL8203M ðåàëèçîâàíà çàïàòåíòîâàííàÿ Intersil óñîâåðøåíñòâîâàííàÿ òåõíîëîãèÿ êîðïóñèðîâàíèÿ, îáåñïå÷èâàþùàÿ
âûñîêóþ ïëîòíîñòü ìîùíîñòè è ëó÷øèå â
îòðàñëè òåïëîâûå õàðàêòåðèñòèêè, ïîçâîëÿþùèå ìîäóëþ ðàáîòàòü ïðè ïîëíîé íàãðóçêå
âî âñåì äèàïàçîíå òåìïåðàòóð. Äîïîëíèòåëüíàÿ íàäåæíîñòü ñèëîâîãî ìîäóëÿ îáåñïå÷èâàåòñÿ âñòðîåííîé çàùèòîé îò ïåðåãðåâà è ïåðåãðóçêè ïî òîêó, à òàêæå öåïüþ áëîêèðîâêè ïðè ïîíèæåííîì âõîäíîì íàïðÿæåíèè.
Îñîáåííîñòè è òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè
! Äâà 3-àìïåðíûõ èëè îäèí 6-àìïåðíûé
èìïóëüñíûé èñòî÷íèê ïèòàíèÿ
! Âûñîêèé ÊÏÄ, äîñòèãàþùèé 95%
! Øèðîêèé äèàïàçîí âõîäíûõ íàïðÿæåíèé:
2.85 Â … 6 Â
! Âûõîäíîå íàïðÿæåíèå, ðåãóëèðóåìîå â
äèàïàçîíå îò 0.8 Â äî 5 Â
! Óïðàâëÿåìîå èëè ôèêñèðîâàííîå âðåìÿ
ìÿãêîãî çàïóñêà
! Âíåøíèé èñòî÷íèê ñèíõðîíèçàöèè ñ ìàêñèìàëüíîé ÷àñòîòîé 4 ÌÃö
! Çàùèòà îò ïåðåãðóçêè ïî òîêó
Îöåíî÷íàÿ ïëàòà ISL8203MEVAL2Z.
Äîñòóïíîñòü
Âûïóñêàåìûé â êîðïóñå QFN ðàçìåðîì 9 ´
6.5 ìì ìîäóëü ISL8203M â ïàðòèÿõ èç 1000
ïðèáîðîâ ïðîäàåòñÿ ïî öåíå $5.97 çà øòóêó.
Îöåíî÷íóþ ïëàòó ISL8203MEVAL2Z ìîæíî
ïðèîáðåñòè çà $67.
Semtech îáúÿâëÿåò î âûïóñêå âûñîêîèíòåãðèðîâàííîãî
ñóïðåññîðà äëÿ çàùèòû èíòåðôåéñîâ USB 2.0 â ïîðòàòèâíûõ
óñòðîéñòâàõ
RClamp1255P êîìïàíèè Semtech çàùèùàåò ïîðòû USB 2.0 ìîáèëüíûõ óñòðîéñòâ îò
ñòàòè÷åñêîãî ýëåêòðè÷åñòâà è ñêà÷êîâ íàïðÿæåíèÿ
Êîìïàíèÿ Semtech îáúÿâèëà î âûïóñêå
âûñîêîýôôåêòèâíîãî ñóïðåññîðà (TVS äèîäà) RClamp1255P ñ ìàëîé ñîáñòâåííîé
åìêîñòüþ. Ñóïðåññîð RClamp1255P ÿâëÿåòñÿ âûñîêîèíòåãðèðîâàííûì óñòðîéñòâîì,
çàìåíÿþùèì íåñêîëüêî äèñêðåòíûõ êîìïîíåíòîâ è îáåñïå÷èâàþùèì èíòåðôåéñó USB
ïîëíóþ çàùèòó ëèíèè VBUS îò ñêà÷êîâ
íàïðÿæåíèÿ, à ëèíèé äàííûõ è èäåíòèôèêàöèè (ID) – îò ýëåêòðîñòàòè÷åñêèõ ðàçðÿäîâ.
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
ÍÎÂÎÑÒÈ
7
Èçãîòàâëèâàåìûé íà îñíîâå âûñîêîäèôôåðåíöèðîâàííûõ òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ êîìïàíèè Semtech, ñóïðåññîð RClamp
1255P â êîðïóñå ðàçìåðîì âñåãî 2.0 ´ 1.8 ´
0.57 ìì èìååò íà ñåãîäíÿ ñàìîå íèçêîå â
îòðàñëè íàïðÿæåíèå îãðàíè÷åíèÿ è îáåñïå÷èâàåò îïòèìàëüíóþ çàùèòó îò ïåðåõîäíûõ
ïðîöåññîâ. Ìàëûå ãàáàðèòû, íèçêàÿ åìêîñòü
è âûñîêàÿ ýôôåêòèâíîñòü ïîäàâëåíèÿ
âûáðîñîâ íàïðÿæåíèÿ è çàùèòû îò ñòàòè÷åñêîãî ýëåêòðè÷åñòâà, äåëàþò RClamp1255P
èäåàëüíûì ðåøåíèåì äëÿ èíòåðôåéñîâ USB
â ìîáèëüíûõ òåëåôîíàõ, íîóòáóêàõ è ïîðòàòèâíîé ýëåêòðîíèêå.
«Ñ ðàçâèòèåì ìîáèëüíîé ñâÿçè ïîêîëåíèÿ
4G ïîòðåáèòåëè òðåáóþò áîëåå íàäåæíûõ
ðåøåíèé, ïîçâîëÿþùèõ èì îñòàâàòüñÿ íà
ñâÿçè â ìîáèëüíûõ ñåòÿõ. Ýôôåêòèâíàÿ
çàùèòà îò ýëåêòðîñòàòè÷åñêèõ ðàçðÿäîâ êàê
íèêîãäà ïðåæäå ñòàíîâèòñÿ âàæíîé äëÿ ïðîèçâîäèòåëåé ïîðòàòèâíîé ýëåêòðîíèêè, –
îòìåòèë Ðèê Õàíñåí (Rick Hansen), äèðåêòîð
ïî ìàðêåòèíãó êîìïàíèè Semtech. – RClamp
1255P ðàñøèðÿåò ðàñòóùåå ñåìåéñòâî
ïîðòàòèâíûõ ïðîäóêòîâ êîìïàíèè Semtech è
ïðåäëàãàåò ïîëíîñòüþ èíòåãðèðîâàííîå â
åäèíûé è ïðîñòîé â èñïîëüçîâàíèè êîðïóñ
ðåøåíèå, çàùèùàþùåå ïîðòû USB 2.0 ïåðåíîñíûõ óñòðîéñòâ îò ñòàòè÷åñêîãî ýëåêòðè÷åñòâà è áðîñêîâ íàïðÿæåíèÿ».
Îñíîâíûå õàðàêòåðèñòèêè RClamp1255P
! Çàùèòà USB VBUS îò ïåðåõîäíûõ ïðîöåññîâ â ñîîòâåòñòâèè ñî ñòàíäàðòàìè:
# IEC 61000-4-2 (ESD) ±30 ê (âîçäóõ),
±30 ê (êîíòàêò);
# IEC 61000-4-4 (EFT) 40 À (5/50 íñ);
# IEC 61000-4-5 (ìîëíèÿ) 100 À (8/20 ìêñ)
! Çàùèòà USB VBUS îò ïîñòîÿííîãî íàïðÿæåíèÿ âûøå 12 Â
! Çàùèòà îò ýëåêòðîñòàòè÷åñêèõ ðàçðÿäîâ
âûñîêîñêîðîñòíûõ ëèíèé ïåðåäà÷è äàííûõ èíòåðôåéñà USB 2.0 â ñîîòâåòñòâèè ñ
òðåáîâàíèÿìè ñòàíäàðòîâ IEC 61000-4-2
(ESD) ±15 (âîçäóõ) è ±10 ê (êîíòàêò)
! Çàùèòà öåïåé D+, D- è ID èíòåðôåéñà USB
îò íàïðÿæåíèé ñâûøå ±4 Â
! Íèçêàÿ åìêîñòü: ìåíåå 0.5 ïÔ íà âûâîäàõ
D+, D- è ID
! Ìàëîãàáàðèòíûé 6-âûâîäíîé êîðïóñ ñ
ðàçìåðàìè 2.0 ´ 1.8 ´ 0.57 ìì
! Íå ñîäåðæèò ñâèíöà, îòâå÷àåò òðåáîâàíèÿì äèðåêòèâ RoHS è WEEE
Öåíû è äîñòóïíîñòü
Ñóïðåññîð RClamp1255P ìîæåò ïîñòàâëÿòüñÿ â ïðîìûøëåííûõ îáúåìàõ ïî öåíå
$0.33 çà øòóêó â ïàðòèÿõ èç 3000 ïðèáîðîâ.
Äàò÷èê öâåòà êîìïàíèè ams äëÿ ìîáèëüíûõ óñòðîéñòâ
îòêðûâàåò íîâûå âîçìîæíîñòè èçìåðåíèÿ ïàðàìåòðîâ
èñòî÷íèêîâ ñâåòà
Èíòåëëåêòóàëüíûé äàò÷èê TCS3490, ïðåäíàçíà÷åííûé äëÿ òî÷íîãî èçìåðåíèÿ öâåòîâîé òåìïåðàòóðû è èíòåíñèâíîñòè îêðóæàþùåãî îñâåùåíèÿ, îáåñïå÷èâàåò óïðàâëåíèå öâåòîì äèñïëååâ ñìàðòôîíîâ, ïëàíøåòîâ, íîóòáóêîâ è öèôðîâûõ ôîòîêàìåð íà
óðîâíå ñàìûõ âûñîêèõ ñîâðåìåííûõ òðåáîâàíèé
Êîìïàíèÿ ams ïðåäñòàâèëà íîâóþ ìèêðîñõåìó TCS3490 – äàò÷èê öâåòà äëÿ ïîðòàòèâíûõ óñòðîéñòâ, êîòîðûé èäåàëüíî ïîäõîäèò äëÿ èçìåðåíèÿ ïàðàìåòðîâ èçëó÷åíèÿ
ðàçíîîáðàçíûõ èñòî÷íèêîâ ñâåòà.
Îáåñïå÷èâàÿ òî÷íûå èçìåðåíèÿ èíòåíñèâíîñòè ñâåòà è åãî öâåòîâûõ ñîñòàâëÿþùèõ, TCS3490 ïîçâîëÿåò êîíñòðóêòîðàì
òàêèõ ïîðòàòèâíûõ óñòðîéñòâ, êàê ñìàðòôîíû
è ïëàíøåòû ðåàëèçîâàòü áîëåå ñëîæíîå è
ýôôåêòèâíîå óïðàâëåíèå äèñïëåÿìè.
8
ÍÎÂÎÑÒÈ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
Âñòðîåííûé ïÿòèêàíàëüíûé öâåòîâîé
äàò÷èê îáåñïå÷èâàåò èñêëþ÷èòåëüíî òî÷íîå
èçìåðåíèå êîððåëèðîâàííîé öâåòîâîé òåìïåðàòóðû (CCT) ñâåòà. Ïî ìåðå ðàñøèðåíèÿ
èñïîëüçîâàíèÿ äàò÷èêîâ â èçäåëèÿõ ìîáèëüíîé ýëåêòðîíèêè, ïðîèçâîäèòåëè òàêèõ
ìîáèëüíûõ óñòðîéñòâ, êàê ñìàðòôîíû, ïëàíøåòû è íîóòáóêè ñìîãóò èñïîëüçîâàòü
ðåçóëüòàòû òàêèõ èçìåðåíèé äëÿ äèíàìè÷åñêîé àäàïòàöèè öâåòîâîé ïàëèòðû äèñïëåÿ,
äàâàÿ ïîëüçîâàòåëþ áîëåå êà÷åñòâåííîå
èçîáðàæåíèå.
 äîïîëíåíèå ê òðàäèöèîííûì öâåòîâûì
êàíàëàì – êðàñíîìó (R), çåëåíîìó (G) è ñèíåìó (B), â äàò÷èê äîáàâëåí îòäåëüíûé êàíàë
èçìåðåíèÿ èíôðàêðàñíîé ñîñòàâëÿþùåé,
ïîçâîëÿþùèé íàäåæíî ðàñïîçíàâàòü ÈÊñèãíàòóðó îêðóæàþùèõ èñòî÷íèêîâ ñâåòà. Ýòî
ïîçâîëèò îòäåëüíûì êàìåðàì è ñìàðòôîíàì
àâòîìàòè÷åñêè ðåãóëèðîâàòü öâåòîâóþ òåìïåðàòóðó âñïûøêè, ÷òîáû ïîëó÷àòü áîëåå
êà÷åñòâåííûå ôîòîñíèìêè êàê âíóòðè, òàê è
âíå ïîìåùåíèé.
Íà èçìåðåíèÿ öâåòîâûõ õàðàêòåðèñòèê
îêàçûâàþò âëèÿíèå âàðèàöèè èíôðàêðàñíîé
ñîñòàâëÿþùåé â îáùåì ñâåòîâîì ñïåêòðå,
ïîýòîìó â äàò÷èê âêëþ÷åí åùå îäèí ñâåòîäèîä, ÷óâñòâèòåëüíîé êî âñåé âèäèìîé îáëàñòè
ñïåêòðà è îáðàçóþùèé êàíàë Ñ (îò àíãë. «Ñ» –
clean, ÷èñòûé), êîòîðûé ïðåäíàçíà÷åí äëÿ
ïðÿìîãî èçìåðåíèÿ îïîðíîãî óðîâíÿ è ïîçâîëÿåò ïóòåì âû÷èòàíèÿ óäàëèòü íåæåëàòåëüíóþ îñòàòî÷íóþ ÈÊ êîìïîíåíòó. Ïåðåä RGB è
C ôîòîäèîäàìè â óñòðîéñòâå óñòàíîâëåí
çàãðàæäàþùèé îïòè÷åñêèé ôèëüòð, ìèíèìèçèðóþùèé âëèÿíèå ñïåêòðàëüíîé ÈÊñîñòàâëÿþùåé èçëó÷åíèÿ, ÷òî òàêæå ïîìîãàåò óëó÷øèòü òî÷íîñòü öâåòîâûõ èçìåðåíèé.
Ïÿòûé êàíàë ÷óâñòâèòåëåí ê ÈÊ-èçëó÷åíèþ äèàïàçîíà 700 – 1100 íì. Ïîñêîëüêó êàæäûé èñòî÷íèê ñâåòà èìååò ñâîè ñîáñòâåííûå
õàðàêòåðíûå ïðèçíàêè ñ èçâåñòíûìè ïðîïîðöèÿìè óëüòðàôèîëåòîâîé, RGB è ÈÊ ñîñòàâëÿþùèõ, ñèñòåìà ìîæåò òî÷íî èäåíòèôèöèðîâàòü åãî â çîíå íàõîæäåíèÿ ïîëüçîâàòåëÿ
ïóòåì èçìåðåíèÿ ñîîòíîøåíèé ñèãíàëîâ
êàíàëîâ ÈÊ/C è Êðàñíûé/C è èõ îáðàáîòêè ïî
ñïåöèàëüíûì àëãîðèòìàì. Â ñìàðòôîíàõ è
öèôðîâûõ êàìåðàõ òàêàÿ ñïîñîáíîñòü íàäåæíî èçìåðÿòü ïàðàìåòðû èñòî÷íèêîâ ñâåòà
ïîçâîëÿåò óëó÷øàòü êà÷åñòâî èçîáðàæåíèÿ
çà ñ÷åò îïòèìèçàöèè áàëàíñà áåëîãî ïðè
èñïîëüçîâàíèè ôîòîâñïûøåê.
Èçìåðÿÿ êîððåëèðîâàííóþ öâåòîâóþ òåìïåðàòóðó è îñâåùåííîñòü îêðóæàþùèõ èñòî÷íèêîâ, óñòðîéñòâà áûòîâîé ýëåêòðîíèêè
ìîãóò àâòîìàòè÷åñêè ðåãóëèðîâàòü öâåòîâûå
òîíà äèñïëåÿ äëÿ íàèëó÷øåãî âîñïðèÿòèÿ
èçîáðàæåíèÿ ïðè ðàçëè÷íûõ óñëîâèÿõ îñâåùåíèÿ, ñíèæàÿ îòðèöàòåëüíûå ýôôåêòû îò
çàòåíÿþùèõ äèñïëåé ñòåêîë èëè èñêàæàþ-
VDD
Ïðåðûâàíèÿ
INT
ÓÔ è ÈÊ
çàãðàæä.
ôèëüòð
Óïðàâëåíèå RGB è C
×èñòûé
Êðàñíûé
Çåëåíûé
Ñèíèé
ÀÖÏ C
Äàííûå C
ÀÖÏ R
Äàííûå R
ÀÖÏ G
Äàííûå G
ÀÖÏ B
Äàííûå B
Âåðõ. ïîðîã
Íèæ. ïîðîã
Èíòåðôåéñ I²C
Ïîëîñîâîé
ÈÊ ôèëüòð
SCL
SDA
Áëîê-ñõåìà TCS3490.
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
ÍÎÂÎÑÒÈ
9
Íîðìàëèçîâàííûé îòêëèê
100%
×èñòûé
Êðàñíûé
Çåëåíûé
Ñèèé
ÈÊ êàíàë
90%
80%
70%
60%
50%
â ïîñòîÿííîì îïðîñå êàíàëîâ ïî øèíå I2C.
Òàêèì îáðàçîì óìåíüøàåòñÿ îáùåå ýíåðãîïîòðåáëåíèå ñèñòåìû è ïðîäëåâàåòñÿ ñðîê
ñëóæáû åå àêêóìóëÿòîðà.
40%
30%
20%
10%
0%
300
âûõîä ïðåðûâàíèÿ ïî ñäâèãó óðîâíÿ äàåò
äàò÷èêó âîçìîæíîñòü ïðåäóïðåäèòü ïðîöåññîð ïðèëîæåíèé î ïåðåñå÷åíèè ïðåäóñòàíîâëåííûõ ïîðîãîâ óðîâíåé îñâåùåíèÿ è öâåòîâûõ ñîñòàâëÿþùèõ, óñòðàíÿÿ íåîáõîäèìîñòü
400
500
600
700
800
Äëèíà âîëíû (íì)
900
1000 1100
Ñïåêòðàëüíûé îòêëèê äàò÷èêà TCS3490.
ùèõ ñïåêòð ìàòåðèàëîâ. Ïðàâèëüíî ðåãóëèðóÿ öâåòîâûå òîíà è îòòåíêè äèñïëåÿ, óñòðîéñòâî ìîæåò ñäåëàòü èçîáðàæåíèå áîëåå
ÿðêèì, áîëåå åñòåñòâåííûì èëè áîëåå ñïîêîéíûì ïðè ëþáûõ óñëîâèÿõ ìåíÿþùåãîñÿ
îñâåùåíèÿ.
TCS3490 ñîäåðæèò ÷åòûðå íåçàâèñèìûõ
àíàëîãî-öèôðîâûõ ïðåîáðàçîâàòåëÿ (ÀÖÏ),
ïî îäíîìó äëÿ êàæäîãî èç RGB êàíàëîâ, è
÷åòâåðòûé îáùèé äëÿ êàíàëîâ C è ÈÊ, îáåñïå÷èâàþùèõ îäíîâðåìåííîå ñ÷èòûâàíèå ñî
âñåõ ÷åòûðåõ êàíàëîâ, áëàãîäàðÿ ÷åìó
èñêëþ÷àþòñÿ îøèáêè èçìåðåíèÿ CCT è îñâåùåííîñòè, âîçíèêàþùèå â óñëîâèÿõ áûñòðî
ìåíÿþùåãîñÿ îñâåùåíèÿ. Ôîòîäèîäû äàò÷èêîâ TCS3490 èìåþò ðàäèàëüíóþ ñòðóêòóðó,
÷òî ïîçâîëÿåò èìåòü îäíîðîäíûé è îïòèìèçèðîâàííûé îòêëèê, íåçàâèñÿùèé îò óãëà ïàäåíèÿ ñâåòà, â îñîáåííîñòè â ïðåäåëàõ êîëüöåâîé àïåðòóðû. Ïðåäóñìîòðåííûé â ïðèáîðå
Öåíà è äîñòóïíîñòü
Äàò÷èê TCS3490 âûïóñêàåòñÿ â áåññâèíöîâîì êîðïóñå Dual Flat ðàçìåðîì 2.0 ´ 2.4 ìì è
ïîñòàâëÿåòñÿ â ïðîìûøëåííûõ îáúåìàõ ïî
öåíå $1.40 çà øòóêó â ïàðòèÿõ èç 1000
óñòðîéñòâ.
Äåìîíñòðàöèîííàÿ ïëàòà TCS3490 ìîæåò
áûòü çàêàçàíà îíëàéí íà ñàéòå ams.
Äåìîíñòðàöèîííàÿ ïëàòà TCS3490.
Diodes Incorporated ïðåäëàãàåò ýêîíîìè÷íûå àíàëîãè
ñòàíäàðòíûõ äðàéâåðîâ ULN2003
Diodes Incorporated ïðåäñòàâèëà ìèêðîñõåìû ULN2003V12 è ULN2003F12. 7-êàíàëüíûé
äðàéâåð ULN2003V12 äëÿ óïðàâëåíèÿ ðåëå è
èíäóêòèâíûìè íàãðóçêàìè ïîòðåáëÿåò ìîùíîñòè â 12 ðàç ìåíüøå, ÷åì ñòàíäàðòíûå ïðèáîðû ULN2003, äëÿ ïðÿìîé çàìåíû êîòîðûõ è
ñäåëàíû íîâûå ìèêðîñõåìû. 4-êàíàëüíàÿ
âåðñèÿ ULN2003F12 ïîçâîëÿåò ñýêîíîìèòü
ìåñòî íà ïëàòå â òåõ ñëó÷àÿõ, êîãäà òðåáóåòñÿ
ìåíüøåå ÷èñëî êàíàëîâ, íàïðèìåð, ïðè
óïðàâëåíèè íèçêîâîëüòíûìè øàãîâûìè äâèãàòåëÿìè. Öåëåâûå ðûíêè ýòèõ óñòðîéñòâ
âêëþ÷àþò áûòîâóþ òåõíèêó, òàêóþ, íàïðèìåð,
êàê ñòèðàëüíûå è ïîñóäîìîå÷íûå ìàøèíû.
10
Äðàéâåðû ñîâìåñòèìû ïî âõîäàì ñ óðîâíÿìè ÊÌÏÎÏ ëîãèêè ïðè ïèòàíèè íàïðÿæåíè-
ÍÎÂÎÑÒÈ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
åì îò 3.3  äî 5 Â, ÷òî îáåñïå÷èâàåò âîçìîæíîñòü èõ ðàáîòû ñ øèðîêèì äèàïàçîíîì ìèêðîêîíòðîëëåðîâ è ëîãè÷åñêèõ óñòðîéñòâ. Â
îáà ïðèáîðà èíòåãðèðîâàíû âõîäíûå RC
öåïè, ïîâûøàþùèå íàäåæíîñòü óïðàâëåíèÿ
ïðè çàøóìëåííûõ ñèãíàëàõ, â òàêæå âíóòðåííèå ðåçèñòîðû, ïîäòÿãèâàþùèå âõîäû ê
çåìëå è óïðîùàþùèå èñïîëüçîâàíèå òðèñòàáèëüíîé âõîäíîé ëîãèêè. Èñïîëüçîâàíèå
äðàéâåðîâ ñ íèçêèì âûõîäíûì ñîïðîòèâëåíèåì ìèíèìèçèðóåò ðàññåèâàåìóþ ìèêðîñõåìîé ìîùíîñòü âî âñåì äèàïàçîíå íàïðÿæåíèé ïèòàíèÿ äî 20 Â. Óñòðîéñòâà ïîòðåáëÿþò
âñåãî 25 ìêÀ íà êàíàë è îòëè÷àþòñÿ èñêëþ÷èòåëüíî âûñîêîé óñòîé÷èâîñòüþ ê ýëåêòðîñòàòè÷åñêîìó ðàçðÿäó (4 ê ïî òåñòàì HBM), ÷òî
ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü èõ â ïðîìûøëåííûõ
ïðèëîæåíèÿõ.
Âàæíîé îñîáåííîñòüþ ULN2003V12 è
ULN2003F12 ÿâëÿåòñÿ íàëè÷èå íà êàæäîì
âûõîäå îáðàòíûõ äèîäîâ, êàòîäû êîòîðûõ
âûâåäåíû íà îòäåëüíûé êîíòàêò COM. Ýòî
îáåñïå÷èâàåò âîçìîæíîñòü óâåëè÷èòü âòåêàþùèé òîê çà ñ÷åò ïàðàëëåëüíîãî îáúåäèíåíèÿ íåñêîëüêèõ êàíàëîâ. Íàïðèìåð, â òèïè÷íûõ óñëîâèÿõ ïðè ïàðàëëåëüíîì âêëþ÷åíèè
âñåõ ñåìè êàíàëîâ ULN2003V12 ìîæåò
óïðàâëÿòü òîêîì 1 À. Óìåíüøåííûå ðàçìåðû
êîðïóñîâ ñíèæàþò òðåáîâàíèÿ ê ïëîùàäè
ïå÷àòíîé ïëàòû. ULN2003V12 âûïóñêàåòñÿ â
êîðïóñàõ SO-16 è TSSOP-16, à ULN2003F12 –
â êîðïóñå U-DFN3030-10.
Ìàëîìîùíûé äàò÷èê áàðîìåòðè÷åñêîãî äàâëåíèÿ
êîìïàíèè Infineon äåìîíñòðèðóåò íîâûå óðîâíè òî÷íîñòè è
ìîáèëüíîñòè
Infineon Technologies çàâåðøèëà ðàçðàáîòêó ìèíèàòþðíûõ ÌÝÌÑ äàò÷èêîâ áàðîìåòðè÷åñêîãî äàâëåíèÿ ñ áåñïðåöåäåíòíî
âûñîêèì ðàçðåøåíèåì, ýêâèâàëåíòíûì ±5 ñì
âîçäóøíîãî ñòîëáà. Ïðèáîðû ïðåäíàçíà÷åíû
äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â ìîáèëüíûõ è íîñèìûõ
ãàäæåòàõ, à òàêæå â óñòðîéñòâàõ Èíòåðíåòà
âåùåé. Ìàëîìîùíàÿ ìèêðîñõåìà öèôðîâîãî
äàò÷èêà áàðîìåòðè÷åñêîãî äàâëåíèÿ DPS310
ìîæåò ñòàòü îñíîâîé ðàçðàáîòêè íîâûõ èëè
óñîâåðøåíñòâîâàííûõ ïðèëîæåíèé â òàêèõ
îáëàñòÿõ, êàê íàâèãàöèÿ, îïðåäåëåíèå ìåñòîïîëîæåíèÿ, ýêîëîãè÷åñêèé ìîíèòîðèíã, ðàñïîçíàâàíèå æåñòîâ è íàáëþäåíèå çà ïîãîäîé.
Òî÷íûå è ñòàáèëüíûå ïàðàìåòðû DPS310
â øèðîêîì òåìïåðàòóðíîì äèàïàçîíå âàæíû
äëÿ íàâèãàöèè âíóòðè ïîìåùåíèé è ïðè ðåøåíèè òàêèõ çàäà÷, êàê îïðåäåëåíèå íîìåðà
ýòàæà â òîðãîâûõ öåíòðàõ èëè íà ìíîãîÿðóñ-
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
íûõ ïàðêîâêàõ. Âíå ïîìåùåíèé ýòî ìîæåò
ïîìî÷ü â êîððåêöèè ìåñòîíàõîæäåíèÿ çà
ñ÷åò ïîääåðæêè «èíåðöèàëüíîé íàâèãàöèè» â
îòñóòñòâèå ñèãíàëà GPS. Ñïîñîáíîñòü ïðåäîñòàâëÿòü òî÷íûå äàííûå íåîáõîäèìà òàêæå
äëÿ âû÷èñëåíèÿ ïîäúåìà è âåðòèêàëüíîé
ñêîðîñòè ïðè ñëåæåíèè çà äâèãàòåëüíîé
àêòèâíîñòüþ ñ ïîìîùüþ ìîáèëüíûõ è íîñèìûõ ñïîðòèâíûõ ãàäæåòîâ, â òî âðåìÿ êàê
ñâåðõâûñîêîòî÷íûå èçìåðåíèÿ äàâëåíèÿ
îòêðûâàþò íîâûå âîçìîæíîñòè äëÿ ðàñïîçíàâàíèÿ æåñòîâ è ðåãèñòðàöèè áûñòðûõ èçìåíåíèé ïîãîäû.
 äàò÷èêå DPS310 èñïîëüçóåòñÿ åìêîñòíîé ÷óâñòâèòåëüíûé ýëåìåíò, îòëè÷àþùèõñÿ îò ïüåçîýëåêòðè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, íà êîòîðûõ îñíîâàíî áîëüøèíñòâî äðóãèõ öèôðîâûõ
äàò÷èêîâ äàâëåíèÿ. Ýòî ãàðàíòèðóåò âûñîêóþ òî÷íîñòü â øèðîêîì äèàïàçîíå òåìïåðàòóð, äàæå åñëè èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû ïðîèñõîäèò î÷åíü áûñòðî, ÷òî ÿâëÿåòñÿ íåñîìíåííûì ïðåèìóùåñòâîì, ïîñêîëüêó âíóòðè
ìîáèëüíîãî óñòðîéñòâà âîçìîæíû ðåçêèå
êîëåáàíèÿ òåìïåðàòóðû èç-çà íàëè÷èÿ ìíîãèõ èñòî÷íèêîâ òåïëà.
 ðåæèìå âûñîêîé òî÷íîñòè DPS310
ìîæåò èçìåðÿòü âûñîòû ñ òî÷íîñòüþ ±5 ñì,
ïîçâîëÿÿ äîñòîâåðíî îáíàðóæèâàòü ïåðåõîäíûå ñîñòîÿíèÿ, ÷òî ÿâëÿåòñÿ ñàìîé ñåðüåçíîé ïðîáëåìîé âíóòðåííåé íàâèãàöèè. Âûñîêîå ðàçðåøåíèå äàò÷èêà äàâëåíèÿ ìîæåò
ÍÎÂÎÑÒÈ
11
Äàò÷èê
òåìïåðàòóðû
Åìêîñòíîé
äàò÷èê
äàâëåíèÿ
MUX
ÖÀÏ
Öèôðîâàÿ
îáðàáîòêà
ñèãíàëîâ
Êàëèáðîâî÷íûå
êîýôôèöèåíòû
Öèôðîâîå
ÿäðî
Öèôðîâîé
èíòåðôåéñ
Èíòåðôåéñ
ïàìÿòè
Ðåãóëÿòîðû
íàïðÿæåíèÿ
I2C/SPI
VDDIO
FIFO
VDD
Ôóíêöèîíàëüíàÿ ñõåìà äàò÷èêà äàâëåíèÿ.
ïîìî÷ü, íàïðèìåð, â òàêîé ñèòóàöèè, êîãäà
ïðè ïîäúåìå ÷åëîâåêà ñ îäíîãî ýòàæà çäàíèÿ
íà äðóãîé íàâèãàöèîííîå óñòðîéñòâî íàäî
ïåðåêëþ÷èòü íà îòîáðàæåíèå íîâîãî ýòàæíîãî ïëàíà. Âûñîêàÿ òî÷íîñòü èçìåðåíèÿ âûñîòû òðåáóåòñÿ òàêæå äëÿ ñïîðòèâíûõ è ôèòíåñ-ïðèëîæåíèé, êîòîðûå äîëæíû ïðîâîäèòü
ðàçëè÷èå ìåæäó ðàçíûìè òèïàìè ïðåîäîëåâàåìûõ ÷åëîâåêîì «ñòóïåíåê», ÷òîáû ïðîèçâîäèòü ñîîòâåòñòâóþùèå ðàñ÷åòû «ñæèãàåìûõ êàëîðèé».
Ïðè èçãîòîâëåíèè íîâûõ äàò÷èêîâ Infineon
èñïîëüçîâàëà óñîâåðøåíñòâîâàííûå òåõíîëîãè÷åñêèå ïðîöåññû, ïåðâîíà÷àëüíî ðàçðàáîòàííûå äëÿ âûïóñêàåìûõ êîìïàíèåé
ïîëóïðîâîäíèêîâûõ äëÿ äàò÷èêîâ óñòðîéñòâ
àâòîýëåêòðîíèêè. Ïîäîáíûå äàò÷èêè îòëè÷àþòñÿ èñêëþ÷èòåëüíîé íàäåæíîñòüþ, ÷òî
ïîçâîëÿåò èíòåãðèðîâàòü èõ â òàêèå îòâåòñòâåííûå óñòðîéñòâà, êàê, íàïðèìåð, ïîäóøêè áåçîïàñíîñòè. Ýòè òåõíîëîãèè îäíîâðåìåííî óäîâëåòâîðÿþò òðåáîâàíèÿì íåáîëüøèõ ðàçìåðîâ óñòðîéñòâà (ãàáàðèòû äàò÷èêà
íå ïðåâûøàþò 2.0 ´ 2.5 ´ 1.0 ìì) è íèçêîé
ïîòðåáëÿåìîé ìîùíîñòè. Â ðåæèìå ïîíèæåííîãî ïîòðåáëåíèÿ ïðè îäíîì èçìåðåíèè â
ñåêóíäó óñòðîéñòâó äîñòàòî÷íî òîêà 3 ìêÀ, à â
ðåæèìå îñòàíîâà òîê ñíèæàåòñÿ äî óðîâíÿ
ìåíåå 1 ìêÀ. Èíòåãðèðîâàííûé áóôåð FIFO,
õðàíÿùèé ðåçóëüòàòû 32 èçìåðåíèé, äàåò
âîçìîæíîñòü äîïîëíèòåëüíî ñíèçèòü ïîòðåáëåíèå ìîùíîñòè çà ñ÷åò ïðîäëåíèÿ âðåìåíè
ñïÿùåãî ðåæèìà, â êîòîðîì ïðåáûâàåò óïðàâëÿþùèé ïðîöåññîð ìåæäó öèêëàìè ñ÷èòûâàíèÿ ðåçóëüòàòîâ èç äàò÷èêà.
DPS310 îáåñïå÷èâàåò íàäåæíîå è òî÷íîå
èçìåðåíèå äàâëåíèé îò 300 ãÏà äî 1200 ãÏà â
òåìïåðàòóðíîì äèàïàçîíå îò –40 °C äî 85 °C.
Ìíîãîîáðàçèå ðåæèìîâ èçìåðåíèÿ è óðîâíåé
ðàçðåøåíèÿ ïîçâîëÿåò îïòèìèçèðîâàòü
õàðàêòåðèñòèêè óñòðîéñòâà äëÿ êàæäîãî êîíêðåòíîãî ïðèëîæåíèÿ. Íàïðèìåð, äëÿ êîððåêöèè âûñîòû, ïîëó÷åííîé îò ñèñòåìû GPS,
ïðèáîð íàäî ñêîíôèãóðèðîâàòü â ðåæèì îäíîêðàòíûõ èçìåðåíèé, â òî âðåìÿ êàê äëÿ ðàñïîçíàâàíèÿ æåñòîâ íåîáõîäèì ðåæèì
íåñêîëüêèõ èçìåðåíèé â ñåêóíäó. Äëÿ òî÷íîé
êîìïåíñàöèè èçìåðåííûõ çíà÷åíèé äàâëåíèÿ è òåìïåðàòóðû êàæäûé äàò÷èê ïîäâåðãàåòñÿ èíäèâèäóàëüíîé êàëèáðîâêå. Äîñòóï ê
ðåçóëüòàòàì èçìåðåíèé è êàëèáðîâî÷íûì
êîýôôèöèåíòàì îñóùåñòâëÿåòñÿ ÷åðåç öèôðîâîé èíòåðôåéñ I2C/SPI.
Äîñòóïíîñòü
Èíæåíåðíûå îáðàçöû DPS310 ïîÿâÿòñÿ â
ìàå 2015 ã., à íà÷àëî ìàññîâîãî ïðîèçâîäñòâà
çàïëàíèðîâàíî íà 3 êâàðòàë 2015 ã. Äëÿ ïîääåðæêè ðàçðàáîò÷èêîâ áóäóò ïðåäëîæåíû
òàêæå ñòàðòîâûå íàáîðû è îòëàäî÷íûå ïëàòû. DPS310 ðàáîòàåò ïðè íàïðÿæåíèè ïèòàíèÿ îò 1.7  äî 3.6 Â. Ïðèáîð áóäåò ïîñòàâëÿòüñÿ â ìèíèàòþðíîì êîðïóñå LGA ñ ðàçìåðàìè âñåãî 2.0 ´ 2.5 ´ 1.0 ìì.
Diodes ïðåäëàãàåò âûñîêîâîëüòíûé òðàíçèñòîðíûé
ðåãóëÿòîð äëÿ ìèêðîêîíòðîëëåðíûõ ñèñòåì
Diodes Incorporated âûïóñòèëà íîâûé ïðèáîð ZXTR2105F. Ýòîò ðåãóëÿòîð, íà êðèñòàëëå êîòîðîãî èíòåãðèðîâàíû òðàíçèñòîð, ñòàáèëèòðîí è ðåçèñòîð, ìîæåò ïîñòàâëÿòü â
12
íàãðóçêó òîê äî 15 ìÀ ïðè íàïðÿæåíèè 5 Â,
âûäåðæèâàÿ âõîäíîå íàïðÿæåíèå äî 60 Â.
Âûïóñêàåìûé â íåáîëüøîì êîðïóñå SOT-23
òðàíçèñòîð ZXTR2105F ïîçâîëèò ñîêðàòèòü
ÍÎÂÎÑÒÈ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
÷èñëî êîìïîíåíòîâ â òàêèõ ìèêðîêîíòðîëëåðíûõ ïðèëîæåíèÿõ, êàê âåíòèëÿòîðû
îõëàæäåíèÿ ÏÊ è ñåðâåðîâ, à òàêæå â äðàéâåðàõ äâèãàòåëåé è äàò÷èêàõ â ïðîìûøëåííîì
è àâòîìîáèëüíîì ñåãìåíòàõ ðûíêà.
ZXTR2105F ðàçðàáîòàí äëÿ çàìåíû òðåõ
äèñêðåòíûõ êîìïîíåíòîâ è ïðè èñïîëüçîâàíèè â òèïîâîé ñõåìå ñ âõîäíûì íàïðÿæåíèåì
12  èëè 24  ìîæåò íå òîëüêî îáåñïå÷èâàòü
ñèñòåìó ñòàáèëüíûì íàïðÿæåíèåì ìåæäó
4.7  è 5.3 Â, íî è ñáåðå÷ü ìåñòî íà ïå÷àòíîé
ïëàòå, à òàêæå ïîâûñèòü ïëîòíîñòü ìîùíîñòè è íàäåæíîñòü ñèñòåìû. Ïðè ìàêñèìàëüíî
äîïóñòèìîì âõîäíîì íàïðÿæåíèè 60  óñòðîéñòâî èìååò äîñòàòî÷íûé çàïàñ ïðî÷íîñòè,
ïîçâîëÿþùèé åìó ïðîòèâîñòîÿòü âûáðîñàì
íàïðÿæåíèÿ ïðè ïåðåõîäíûõ ïðîöåññàõ, â òî
âðåìÿ êàê îòëè÷íûå ðåãóëèðîâî÷íûå õàðàêòåðèñòèêè ãàðàíòèðóþò, ÷òî êðàòêîâðåìåííûå ïðîâàëû íàïðÿæåíèÿ íå ñìîãóò ñòàòü
ïðè÷èíîé çàùåëêèâàíèÿ è íå íàðóøàò íåïðåðûâíóþ ðàáîòó ñõåìû.
Silicon Labs íà÷àëà ïîñòàâêè íîâîãî 32-áèòíîãî áåñïðîâîäíîãî
ìèêðîêîíòðîëëåðà äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ óñòðîéñòâ Èíòåðíåòà
âåùåé
Ñåìåéñòâî îäíîêðèñòàëüíûõ óñòðîéñòâ EZR32 ñ ëó÷øèìè â îòðàñëè ýíåðãîýôôåêòèâíîñòüþ è ðàäèî÷àñòîòíûìè ïàðàìåòðàìè îáåñïå÷èâàåò âûñîêóþ ñòåïåíü èíòåãðàöèè
è ìíîãîïðîòîêîëüíóþ ïîääåðæêó
Silicon Labs ïðåäñòàâèëà íîâîå ñåìåéñòâî
32-ðàçðÿäíûõ áåñïðîâîäíûõ ìèêðîêîíòðîëëåðîâ (ÌÊ), ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ óïðîùåíèÿ ïîäêëþ÷åíèÿ øèðîêîãî ñïåêòðà ïðèëîæåíèé Èíòåðíåòà âåùåé. Íîâûå áåñïðîâîäíûå
ÌÊ EZR32 èìåþò ëó÷øèå â ñâîåì êëàññå ïðèåìî-ïåðåäàò÷èêîâ ñóáãèãàãåðöîâîãî äèàïàçîíà ýíåðãîýôôåêòèâíîñòü è òåõíè÷åñêèå
õàðàêòåðèñòèêè, è ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ â
ëþáûõ ïðèëîæåíèÿõ, òðåáóþùèõ óâåëè÷åííîãî âðåìåíè ðàáîòû îò áàòàðåè, ïîâûøåííîé äàëüíîñòè ñâÿçè, ìàëûõ ðàçìåðîâ è ãèáêîñòè èñïîëüçîâàíèÿ äëÿ ïîääåðæêè ñïåöèàëüíûõ è ñòàíäàðòíûõ ïðîòîêîëîâ áåñïðî-
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
âîäíîé ñâÿçè. Îñíîâíûå öåëåâûå ïðèëîæåíèÿ ñåìåéñòâà EZR32 âêëþ÷àþò â ñåáÿ ñèñòåìû èíòåëëåêòóàëüíîãî ó÷åòà, áåñïðîâîäíûå
ñåòè äàò÷èêîâ, ñðåäñòâà àâòîìàòèçàöèÿ
äîìîâ è çäàíèé, ñèñòåìû áåçîïàñíîñòè, óäàëåííîãî ìîíèòîðèíãà è îòñëåæèâàíèÿ ãðóçîâ
è áàãàæà.
Îáúåäèíåíèå â áåñïðîâîäíûõ ìèêðîêîíòðîëëåðàõ EZR32 ïðîöåññîðíîãî ÿäðà
EFM32 ñ ïðèåìîïåðåäàò÷èêàìè ñóáãèãàãåðöîâîãî äèàïàçîíà EZRadio/EZRadioPRO äàåò
ðàçðàáîò÷èêàì çíà÷èòåëüíûå ïðåèìóùåñòâà
ïî ñðàâíåíèþ ñ îáû÷íûìè ñèñòåìàìè, ñîñòîÿùèìè èç ïàðû îòäåëüíûõ ìèêðîñõåì ÌÊ è
ðàäèî÷àñòîòíîãî óñòðîéñòâà. Áåñøîâíàÿ
èíòåãðàöèÿ «ÌÊ + Â×» îñâîáîæäàåò ðàçðàáîò÷èêîâ îò ðåøåíèÿ çàäà÷è îðãàíèçàöèè
ñëîæíûõ âíóòðèïëàòíûõ âçàèìîñâÿçåé
ìåæäó ìèêðîêîíòðîëëåðîì è ðàäèîïåðåäàþùåé ÷àñòüþ, îáëåã÷àÿ ïðîöåññ ïðîåêòèðîâàíèÿ, óïðîùàÿ êîíñòðóêöèþ ïëàòû è ñíèæàÿ
âîñïðèèì÷èâîñòü ê ïîìåõàì. Ðàçðàáîò÷èêè
ìîãóò íà÷èíàòü ñîçäàíèå ñâîèõ áåñïðîâîäíûõ óñòðîéñòâ, óâåðåííûå â òîì, ÷òî ïîëó÷èëè ïðîøåäøåå âñå èñïûòàíèÿ, õîðîøî çàðåêîìåíäîâàâøåå ñåáÿ îäíîêðèñòàëüíîå ðåøå-
ÍÎÂÎÑÒÈ
13
íèå, óìåíüøàþùåå êîëè÷åñòâî êîìïîíåíòîâ
è ðàçìåðû ïëàòû.
Ñðåäè ñâåðõýêîíîìè÷íûõ ðàäèî÷àñòîòíûõ óñòðîéñòâ ñóáãèãàãåðöîâîãî äèàïàçîíà
ñåìåéñòâî EZR32 íå èìååò ñåáå ðàâíûõ â
îòðàñëè. Áåñïðîâîäíûå ÌÊ îáåñïå÷èâàþò
áîëüøóþ ïëîùàäü ðàäèî÷àñòîòíîãî ïîêðûòèÿ â øèðîêîì äèàïàçîíå ÷àñòîò äëÿ ëþáûõ
ãåîãðàôè÷åñêèõ ðåãèîíîâ. Èõ ïåðåäàò÷èêè
èìåþò âûõîäíóþ ìîùíîñòü äî 20 äÁì, à ïðèåìíèêè îòëè÷àþòñÿ ëó÷øèìè â îòðàñëè
õàðàêòåðèñòèêàìè ÷óâñòâèòåëüíîñòè, èçáèðàòåëüíîñòè è ïîäàâëåíèÿ âíåïîëîñíûõ ñèãíàëîâ. Íèçêàÿ ìîùíîñòü, ïîòðåáëÿåìàÿ ïðèåìîïåðåäàò÷èêàìè EZRadio è EZRadioPRO,
êàê â ðåæèìå îæèäàíèÿ, òàê è â àêòèâíûõ
ðåæèìàõ, â ñî÷åòàíèè ñ ðåæèìàìè óëüòðàíèçêîãî ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ è áûñòðîãî ïðîáóæäåíèÿ ìèêðîêîíòðîëëåðíûõ ÿäåð EFM32,
îáåñïå÷èâàþò èäåàëüíîå ðåøåíèå äëÿ áåñïðîâîäíûõ óñòðîéñòâ ñ áàòàðåéíûì ïèòàíèåì, íå ñíèæàþùåå óðîâíÿ èõ îáùèõ ðàäèî÷àñòîòíûõ õàðàêòåðèñòèê. Ìíîãîïðîòîêîëüíûå óñòðîéñòâà EZR32 ïîääåðæèâàþò áåñïðîâîäíûå ïðèëîæåíèÿ íà îñíîâå ñòàíäàðòîâ IEEE 802.15.4/4g, Wireless M-Bus, WiSUN, à òàêæå øèðîêèé ñïåêòð ñïåöèàëüíûõ
ïðîòîêîëîâ ðàäèîñâÿçè.
Ñåìåéñòâî EZR32 ïðåäîñòàâëÿåò ðàçðàáîò÷èêàì ìàêñèìàëüíóþ ãèáêîñòü è ìàñøòàáèðóåìîñòü, ïîçâîëÿÿ ñ ìèíèìàëüíûìè äîðàáîòêàìè, èëè âîâñå áåç íèõ, èñïîëüçîâàòü
ãîòîâûå ðåøåíèÿ â ïîñëåäóþùèõ ïðîåêòàõ.
Ñåìåéñòâî âêëþ÷àåò äâå ñîâìåñòèìûå ïî
âûâîäàì ëèíåéêè ïðîäóêòîâ: óñòðîéñòâà
EZR32LG íà ÿäðå ARM Cortex-M3 è îñíîâàííûå íà ÿäðå ARM Cortex-M4 óñòðîéñòâà
EZR32WG, ïîääåðæèâàþùèå îïåðàöèè ñ
ïëàâàþùåé çàïÿòîé è öèôðîâóþ îáðàáîòêó
ñèãíàëîâ. Îáúåì ôëýø-ïàìÿòè ìîæåò âàðüèðîâàòüñÿ â äèàïàçîíå îò 64 äî 256 ÊÁ. Îáå
ëèíåéêè ïðîäóêòîâ èìåþò ïî 32 ÊÁ îïåðàòèâíîé ïàìÿòè è áîãàòûé íàáîð ïåðèôåðèéíûõ
óñòðîéñòâ, âêëþ÷àÿ òàéìåðû è ñ÷åò÷èêè, êîììóíèêàöèîííûå èíòåðôåéñû, ÀÖÏ è ÖÀÏ,
èíòåðôåéñ ìàëîìîùíîãî äàò÷èê à
(LESENSE), USB è 128-áèòíûé óñêîðèòåëü
AES äëÿ îáåñïå÷åíèÿ äîïîëíèòåëüíîé áåçîïàñíîñòè è çàùèòû äàííûõ.
Óñòðîéñòâà EZR32LG è EZR32WG ïðåäîñòàâëÿþò âîçìîæíîñòü âûáîðà ìåæäó ïðèåìîïåðåäàò÷èêàìè EZRadio è EZRadioPRO,
÷òîáû îáåñïå÷èòü ñîâîêóïíîñòü ðàäèî÷àñòîòíûõ ïàðàìåòðîâ, â íàèáîëüøåé ñòåïåíè
îòâå÷àþùèõ òðåáîâàíèÿìè êîíêðåòíîãî ïðè-
14
ëîæåíèÿ. Âåðñèè EZRadio àäðåñîâàíû ñîçäàòåëÿì ñàìûõ ïðîñòûõ «êíîïî÷íûõ» ïðèëîæåíèé, îïðåäåëÿþùèì êðèòåðèåì äëÿ êîòîðûõ
ÿâëÿåòñÿ öåíà. Ê òàêîâûì îòíîñÿòñÿ, íàïðèìåð, ïóëüòû äèñòàíöèîííîãî óïðàâëåíèÿ,
áðåëêè äëÿ îòêðûâàíèÿ ãàðàæíûõ äâåðåé è
äðóãèå óñòðîéñòâà, èñïîëüçóþùèå ñåòåâûå
êîíôèãóðàöèè òî÷êà-òî÷êà. Âåðñèè EZRadio
PRO ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ ïðèëîæåíèé, òðåáóþùèõ íàèëó÷øèõ õàðàêòåðèñòèê ðàäèî÷àñòîòíîãî òðàêòà è ïîääåðæèâàþùèõ ñâåðõäàëüíþþ óçêîïîëîñíóþ ñâÿçü ñî ñëîæíûìè
ôîðìàòàìè ïàêåòîâ è ñåòåâûõ ïðîòîêîëîâ.
Ìîùíàÿ àðõèòåêòóðà ïðèåìîïåðåäàò÷èêà
EZRadioPRO ïîääåðæèâàåò ñàìûå ïåðåäîâûå òåõíîëîãèè îáðàáîòêè ïàêåòîâ è ôóíêöèè
ìîäåìà, âêëþ÷àÿ àâòîìàòè÷åñêóþ êîððåêöèþ
÷àñòîòû, îáíàðóæåíèå ïðåàìáóë è àâòîìàòè÷åñêóþ ðåãóëèðîâêó óñèëåíèÿ, à òàêæå ñêà÷êîîáðàçíóþ ïåðåñòðîéêó ÷àñòîòû.
Ñðåäñòâà ïîääåðæêè ðàçðàáîò÷èêîâ
Ðàñøèðåííàÿ ñðåäà ðàçðàáîòêè Simplicity
Studio òåïåðü ïîääåðæèâàåò ïðîåêòèðîâàíèå
óñòðîéñòâ íà áåñïðîâîäíûõ ÌÊ, ïðåäîñòàâëÿÿ ðàçðàáîò÷èêó êîìïëåêñíóþ è ïðîñòóþ â
èñïîëüçîâàíèè ïëàòôîðìó äëÿ ñîçäàíèÿ áåñïðîâîäíûõ ïðèëîæåíèé íà îñíîâå ñåìåéñòâà
EZR32. Simplicity Studio ïîääåðæèâàåò íîâûé
ïðîãðàììíûé ñòåê Connect êîìïàíèè Silicon
Labs, ïîëíîñòüþ ïðîòåñòèðîâàííûé äëÿ ñåòåâûõ ðåøåíèé ñ òîïîëîãèÿìè òî÷êà-òî÷êà è
çâåçäà. Silicon Labs Connect ïîçâîëÿåò ðàçðàáîò÷èêàì íå îòâëåêàòüñÿ íà äåòàëè íèçêîóðîâíåâûõ ñóáãèãàãåðöîâûõ ïðîòîêîëîâ è êîíôèãóðàöèé, è ïîëíîñòüþ ñîñðåäîòî÷èòüñÿ íà
Ñòàðòîâûå íàáîðû SLWSTK62xxA.
ÍÎÂÎÑÒÈ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
ðàçðàáîòêå ïðèëîæåíèé. Silicon Labs ïðåäëàãàåò òàêæå ðÿä íåäîðîãèõ îöåíî÷íûõ íàáîðîâ
Wireless Starter Kit, ñîäåðæàùèõ âñå àïïàðàòíûå è ïðîãðàììíûå ñðåäñòâà, íåîáõîäèìûå
äëÿ ðàçðàáîòêè ñóáãèãàãåðöîâûõ áåñïðîâîäíûõ óñòðîéñòâ. Â êîìïëåêò àïïàðàòíûõ
ñðåäñòâ âêëþ÷åíû âñòðîåííûé îòëàä÷èê,
óëó÷øåííûé ìîíèòîð ïîòðåáëåíèÿ ýíåðãèè è
èíòåãðèðîâàííûé òðàññèðîâùèê ïàêåòîâ.
Simplicity Studio, âêëþ÷àÿ âñþ äîêóìåíòàöèþ
è ïðèìåðû ïðèëîæåíèé, ìîæíî áåñïëàòíî
ñêà÷àòü íà ñàéòå Silicon Labs.
Öåíû è äîñòóïíîñòü
Îáðàçöû è ïðîìûøëåííûå ïàðòèè áåñïðîâîäíûõ ìèêðîêîíòðîëëåðîâ EZR32LG è
EZR32WG äîñòóïíû â êîìïàêòíûõ 64êîíòàêòíûõ êîðïóñàõ QFN ðàçìåðîì 9 ´ 9 ìì.
Öåíû íà EZR32LG íà÷èíàþòñÿ îò $2.71 çà
øòóêó, à íà EZR32WG – îò $2.98 ïðè îáúåìå
çàêàçà 10,000 ìèêðîñõåì. Ñòàðòîâûå íàáîðû
SLWSTK62xxA, ïîääåðæèâàþùèå ðàçëè÷íûå
ÌÊ è ðàäèî êîíôèãóðàöèè, ìîæíî êóïèòü çà
$299.00.
Íîñèìîå óñòðîéñòâî ìîæåò óäåðæàòü ëþäåé îò õðàïà âî ñíå,
íå áóäÿ èõ
Nordic Semiconductor ñîîáùèëà, ÷òî
êèòàéñêàÿ ñòàðòàï-êîìïàíèÿ VVFly Electronics, ñïåöèàëèçèðóþùàÿñÿ íà ñîçäàíèè
èíòåëëåêòóàëüíûõ íîñèìûõ óñòðîéñòâ äëÿ
çäîðîâüÿ, èñïîëüçîâàëà åå ñèñòåìó íà êðèñòàëëå nRF51822 äëÿ Bluetooth Smart ñîåäèíåíèÿ ñî ñìàðòôîíàìè, ÷òîáû ñîçäàòü, êàê
óòâåðæäàåò VVFly, ïåðâîå â ìèðå íîñèìîå â
óõå óñòðîéñòâî äëÿ îáíàðóæåíèÿ è ïðåäîòâðàùåíèÿ õðàïà.
ïóòåì àíàëèçà ñëîæíîé êîìáèíàöèè çâóêà è
âèáðàöèè êîñòåé.
Ïðè îáíàðóæåíèè õðàïà óñòðîéñòâî íà÷èíàåò ìÿãêî âèáðèðîâàòü è òèõî «ðàçãîâàðèâàòü» ñî ñïÿùèì ïîëüçîâàòåëåì, ïðèçûâàÿ
åãî ïðåêðàòèòü õðàï. Åñëè õðàï ïðîäîëæàåòñÿ, èíòåíñèâíîñòü âèáðàöèè è ãðîìêîñòü
çâóêà ïîñòåïåííî óâåëè÷èâàþòñÿ äî òåõ ïîð,
ïîêà ïîëüçîâàòåëü íå ïåðåñòàíåò õðàïåòü,
ïîäñîçíàòåëüíî ðåàãèðóÿ íà ãîëîñîâûå
êîìàíäû.
VVFly çàÿâëÿåò, ÷òî äàííûé ìåòîä ïîçâîëÿåò óäåðæàòü ëþäåé îò õðàïà, ôàêòè÷åñêè
íå áóäÿ èõ è íå íàðóøàÿ êà÷åñòâà ñíà. Ñ÷èòàåòñÿ òàêæå, ÷òî ýôôåêòèâíîñòü óñòðîéñòâà
âîçðàñòàåò ñî âðåìåíåì, ïî ìåðå òîãî, êàê
ïîëüçîâàòåëü áëèæå çíàêîìèòñÿ ñ îñîáåííîñòÿìè èñïîëüçîâàíèÿ ïðèáîðà.
Ñíàáæåííûé çàóøèíîé Èíòåëëåêòóàëüíûé Îãðàíè÷èòåëü Õðàïà íàäåâàåòñÿ íà óõî,
ïîäîáíî ñëóõîâîìó àïïàðàòó, è, ïî ñëîâàì
ðàçðàáîò÷èêîâ, îáíàðóæèâàåò íà÷àëî õðàïà
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
ÍÎÂÎÑÒÈ
15
Èíòåëëåêòóàëüíûé Îãðàíè÷èòåëü Õðàïà
ðàññ÷èòàí íà ñîâìåñòíóþ ðàáîòó ñ áåñïëàòíûì ïðèëîæåíèåì, ðàçðàáîòàííûì ïàðòíåðîì
VVFly, êîòîðîå ìîæåò âûïîëíÿòüñÿ íà ëþáûõ
ñìàðòôîíàõ èëè ïëàíøåòàõ, ïîääåðæèâàþ-
ùèõ Bluetooth Smart Ready. Íåïðåðûâíî çàïèñûâàÿ ïàðàìåòðû ñíà, ïðèëîæåíèå ôàêòè÷åñêè ðàáîòàåò êàê ìîíèòîð êà÷åñòâà ñíà, ÷òîáû
âïîñëåäñòâèè ïðîäåìîíñòðèðîâàòü ýôôåêò îò
èñïîëüçîâàíèÿ ýòîãî óñòðîéñòâà.
Linear Technology àíîíñèðóåò LDO ñòàáèëèçàòîð íàïðÿæåíèÿ
ñî ñâåðõíèçêèì óðîâíåì øóìîâ
Linear Technology àíîíñèðîâàëà íà÷àëî
âûïóñêà ìèêðîñõåìû êà÷åñòâåííî íîâîãî
ëèíåéíîãî ñòàáèëèçàòîðà íàïðÿæåíèÿ
LT3042 ñî ñâåðõíèçêèìè øóìàìè, ñâåðõâûñîêèì êîýôôèöèåíòîì ïîäàâëåíèÿ ïóëüñàöèé
ïèòàíèÿ (PSRR) è ìàëûì ïàäåíèåì íàïðÿæåíèÿ íà ðåãóëèðóþùåì ýëåìåíòå. Óíèêàëüíàÿ
êîíñòðóêöèÿ îáåñïå÷èâàåò ñâåðõíèçêèé óðîâåíü äèôôåðåíöèàëüíûõ øóìîâ, ñîñòàâëÿþùèé âñåãî 2 íÂ/ÖÃö íà ÷àñòîòå 10 êÃö, è èíòåãðàëüíûé âûõîäíîé øóì 0.8 ìê ñ.ê.ç. â øèðîêîé ïîëîñå ÷àñòîò îò 10 Ãö äî 100 êÃö. Ïîäàâëåíèå ïóëüñàöèé ïèòàíèÿ ïðåâûøàåò 90 äÁ â
íèçêî÷àñòîòíîé îáëàñòè äî 10 êÃö è 75 äÁ íà
âûñîêèõ ÷àñòîòàõ äî 3 ÌÃö.  ìèêðîñõåìå
èñïîëüçóåòñÿ çàïàòåíòîâàííàÿ Linear Technology àðõèòåêòóðà LDO ñòàáèëèçàòîðîâ,
âêëþ÷àþùàÿ ïðåöèçèîííûé èñòî÷íèê îïîðíîãî òîêà ñ ïîñëåäóþùèì áóôåðíûì êàñêàäîì ñ åäèíè÷íûì óñèëåíèåì, ïîçâîëÿþùàÿ
äîñòè÷ü ïðàêòè÷åñêè ïîñòîÿííîé ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ è íåçàâèñèìîñòè øóìîâ è PSRR îò
âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ. Êðîìå òîãî, òàêàÿ
àðõèòåêòóðà äîïóñêàåò ïàðàëëåëüíîå âêëþ÷åíèå íåñêîëüêèõ ìèêðîñõåì LT3042, ÷òî
äîïîëíèòåëüíî óìåíüøàåò øóìû, óâåëè÷èâàåò âûõîäíîé òîê è îáåñïå÷èâàåò ðàâíîìåðíîå ïåðåðàñïðåäåëåíèå òåïëà ïî ïå÷àòíîé
ïëàòå.
LT3042 ìîæåò îòäàâàòü â íàãðóçêó òîê äî
200 ìÀ ïðè âõîäíîì íàïðÿæåíèè îò 1.8 äî
20 Â è ñîáñòâåííîì ïàäåíèè íàïðÿæåíèÿ íå
áîëåå 350 ìÂ. Äèàïàçîí âûõîäíûõ íàïðÿæåíèé ñòàáèëèçàòîðà ñîñòàâëÿåò 0 … 15  ïðè
îòêëîíåíèè íå áîëåå ±2% âî âñåì äèàïàçîíå
íàïðÿæåíèé, òîêîâ è òåìïåðàòóð. Øèðîêèå
äèàïàçîíû âõîäíûõ è âûõîäíûõ íàïðÿæåíèé
íîâîãî óñòðîéñòâà, áîëüøàÿ ïîëîñà ïðîïóñêàíèÿ, âûñîêèé PSRR è ñâåðõíèçêèå øóìû
èäåàëüíî ñîîòâåòñòâóþò òðåáîâàíèÿì, ïðåäúÿâëÿåìûì ê ñèñòåìàì ïèòàíèÿ òàêèõ
÷óâñòâèòåëüíûõ ê øóìàì ïðèëîæåíèé, êàê
ñõåìû ÔÀÏ×, ÃÓÍû, ñìåñèòåëè, ìàëîøóìÿùèå óñèëèòåëè, âûñîêî÷óâñòâèòåëüíûå èçìå-
16
ðèòåëüíûå ïðèáîðû, âûñîêîñêîðîñòíûå è
âûñîêî÷àñòîòíûå ïðåöèçèîííûå ïðåîáðàçîâàòåëè äàííûõ, ñðåäñòâà ìåäèöèíñêîé âèçóàëèçàöèè è äèàãíîñòèêè, ïðåöèçèîííûå èñòî÷íèêè ïèòàíèÿ, à òàêæå äîïîëíèòåëüíûå
âûõîäíûå ñòàáèëèçàòîðû èìïóëüñíûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé.
Äëÿ îïòèìèçàöèè ñòàáèëüíîñòè è ïåðåõîäíûõ õàðàêòåðèñòèê LT3042 íóæäàåòñÿ
ëèøü â íåáîëüøîì è íåäîðîãîì êåðàìè÷åñêîì êîíäåíñàòîðå åìêîñòüþ 4.7 ìêÔ. Òî÷íîå
îãðàíè÷åíèå âûõîäíîãî òîêà ñ ïîãðåøíîñòüþ
±10% âî âñåì äèàïàçîíå ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð
îñóùåñòâëÿåòñÿ îäíèì âíåøíèì ðåçèñòîðîì.
Äîïîëíèòåëüíîå ñíèæåíèå óðîâíÿ øóìîâ è
îïöèÿ ìÿãêîãî ñòàðòà, ïðåäîòâðàùàþùàÿ
âûáðîñ íàïðÿæåíèÿ ïðè âêëþ÷åíèè, ðåàëèçóþòñÿ ïîäêëþ÷åíèåì êîíäåíñàòîðà ê âûâîäó
SET. Êðîìå òîãî, ñòàáèëèçàòîð ñîäåðæèò
ñõåìû çàùèòû îò ïåðåïîëþñîâêè âõîäíîãî
íàïðÿæåíèÿ è îáðàòíîãî òîêà, âíóòðåííþþ
öåïü ïðîãðåññèðóþùåãî îãðàíè÷åíèÿ òîêà è
óñòðîéñòâî çàùèòû îò ïåðåãðåâà ñ òåìïåðàòóðíûì ãèñòåðåçèñîì. Èç ïðî÷èõ îñîáåííîñòåé ìèêðîñõåìû ñëåäóåò âûäåëèòü âîçìîæíîñòü åå áûñòðîãî çàïóñêà, ÷òî ïîëåçíî, êîãäà
ê âûâîäó SET ïîäêëþ÷åí êîíäåíñàòîð áîëüøîé åìêîñòè, è íàëè÷èå ôëàãà «Ïèòàíèå â
íîðìå» ñ ïðîãðàììèðóåìûì ïîðîãîì, óêàçûâàþùåãî íà óñòàíîâëåíèå ðåæèìà ñòàáèëèçàöèè âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ.
ÍÎÂÎÑÒÈ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
LT3042 âûïóñêàåòñÿ êîìïàêòíûõ 10âûâîäíûõ êîðïóñàõ DFN (3 ´ 3 ìì) è MSOP
ñî ñíèæåííûì òåïëîâûì ñîïðîòèâëåíèåì. Âåðñèè ìèêðîñõåìû ñ ñóôôèêñàìè E è
I èìåþò äîïóñòèìóþ òåìïåðàòóðó êðèñòàëëà îò –40 °Ñ äî +125 °Ñ. Âåðñèÿ ñ ñóôôèêñîì Í ðàáîòàåò ïðè òåìïåðàòóðå îò –40 °Ñ
äî +150 °Ñ, à âåðñèÿ ÌÐ ñ ïîâûøåííîé
íàäåæíîñòüþ – îò –55 °Ñ äî +150 °Ñ.
Óñòðîéñòâà â âàðèàíòå èñïîëíåíèÿ Å óæå
ìîæíî ïðèîáðåñòè ïî öåíå îò $2.25 çà
øòóêó ïðè çàêàçå 1,000 ìèêðîñõåì.
! Òî÷íîñòü óñòàíîâêè òîêà ïî âûâîäó
SET: 100 ìêÀ ñ íà÷àëüíîé ïîãðåøíîñòüþ ±1%
! Ïðîãðàììèðîâàíèå âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ îäíèì ðåçèñòîðîì
! Øèðîêàÿ ïîëîñà ïðîïóñêàíèÿ: 1 ÌÃö
! Ïðîãðàììèðóåìûé óðîâåíü îãðàíè÷åíèÿ òîêà
! Ìàëîå ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ: 350 ìÂ
! Äèàïàçîí âûõîäíûõ íàïðÿæåíèé: 0 Â …
15 Â
! Ôëàã «Ïèòàíèå â íîðìå» ñ ïðîãðàììèðóåìûì ïîðîãîì
! Âîçìîæíîñòü áûñòðîãî ïóñêà
! Òî÷íûå ïîðîãè âêëþ÷åíèÿ è áëîêèðîâêè
ïðè ïîíèæåííîì íàïðÿæåíèè
! Äîïóñêàåòñÿ ïàðàëëåëüíîå âêëþ÷åíèå
äëÿ ñíèæåíèÿ øóìîâ è óâåëè÷åíèÿ
âûõîäíîãî òîêà
! Âíóòðåííåå ïðîãðåññèðóþùåå îãðàíè÷åíèå òîêà
! Ìèíèìàëüíàÿ åìêîñòü âûõîäíîãî êåðàìè÷åñêîãî êîíäåíñàòîðà: 4.7 ìêÔ
! Çàùèòà îò ïåðåïîëþñîâêè è îáðàòíîãî
òîêà
! 10-âûâîäíûå êîðïóñà MSOP è DFN
(3 ìì ´ 3 ìì).
Îñíîâíûå òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè
LT3042:
! Ñâåðõíèçêèé èíòåãðàëüíûé âûõîäíîé
øóì: 0.8 ìê ñ.ê.ç. (îò 10 Ãö äî 100 êÃö)
! Óëüòðàíèçêèé äèôôåðåíöèàëüíûé
øóì: 2 íÂ/ÖÃö íà ÷àñòîòå 10 êÃö
! Ñâåðõâûñîêèé êîýôôèöèåíò ïîäàâëåíèÿ ïóëüñàöèé ïèòàíèÿ: áîëåå 90 äÁ íà
÷àñòîòàõ äî 10 êÃö è áîëåå 75 äÁ äî
3 ÌÃö
! Âûõîäíîé òîê: 200 ìÀ
! Øèðîêèé äèàïàçîí âõîäíûõ íàïðÿæåíèé: 1.8 … 20 Â
! Îïöèÿ ñíèæåíèÿ øóìîâ è óëó÷øåíèÿ
PSRR óñòàíîâêîé îäíîãî äîïîëíèòåëüíîãî êîíäåíñàòîðà
Fairchild óïðîùàåò ðàçðàáîòêó äèììèðóåìûõ ñâåòîäèîäíûõ
èñòî÷íèêîâ ñâåòà
Óíèêàëüíàÿ òåõíîëîãèÿ àêòèâíîãî óïðàâëåíèÿ ÿðêîñòüþ ñâå÷åíèÿ ïîçâîëÿåò ðàçðàáîò÷èêàì èñïîëüçîâàòü îäíî óñòðîéñòâî äëÿ øèðîêîãî äèàïàçîíà ìîùíîñòåé íàãðóçêè
Fairchild àíîíñèðîâàëà îäíîêàñêàäíûé
äðàéâåð FL7734 äëÿ ôàçîâîãî óïðàâëåíèÿ
íåäîðîãèìè è íàäåæíûìè ñâåòîäèîäíûìè
îñâåòèòåëüíûìè óñòðîéñòâàìè ìîùíîñòüþ
îò 5 Âò äî 30 Âò. FL7734 ïîçâîëÿåò ðàçðàáîò÷èêàì áûñòðî ñîçäàâàòü äèììèðóåìûå
êîíñòðóêöèè ñ âûñîêèìè ñâåòîòåõíè÷åñêèìè
õàðàêòåðèñòèêàìè, ïîëíîñòüþ óäîâëåòâîðÿþùèå òðåáîâàíèÿì ïî âåëè÷èíå êîýôôèöèåíòà ìîùíîñòè è óðîâíþ ãàðìîíè÷åñêèõ
èñêàæåíèé.
 ìèêðîñõåìå FL7734 Fairchild ðåàëèçîâàëà óíèêàëüíóþ òåõíîëîãèþ àêòèâíîãî óïðàâëåíèÿ ÿðêîñòüþ ñâå÷åíèÿ, íàìíîãî ñíèæàþùóþ âèäèìîå ìåðöàíèå ñâåòà è ãàðàíòèðóþùóþ ñîâìåñòèìîñòü áîëåå ÷åì ñ 90% ñîâðå-
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
ÍÎÂÎÑÒÈ
17
ìåííûõ äèììåðîâ øèðîêîãî äèàïàçîíà èçãîòîâèòåëåé, âêëþ÷àÿ äèììåðû ñ îòñå÷êîé
ôàçû ïî ïåðåäíåìó ôðîíòó ñèíóñîèäû, ïî
çàäíåìó ôðîíòó, à òàêæå öèôðîâûå äèììåðû. Óñòðîéñòâî ïîëíîñòüþ îòâå÷àåò òðåáîâàíèÿì ñòàíäàðòîâ NEMA SSL 7A-2013 è
ENERGY STAR, îáåñïå÷èâàÿ ïðîãðàììèðóåìóþ õàðàêòåðèñòèêó ðåãóëèðîâàíèÿ è ãèáêîå
óïðàâëåíèå âõîäíûì òîêîì.
FL7734 ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îáðàòíîõîäîâîé (èëè ïîâûøàþùå-ïîíèæàþùèé) êîíòðîëëåð ØÈÌ-ìîäóëÿòîðà, â êîòîðîì èñïîëüçóåòñÿ óñîâåðøåíñòâîâàííàÿ òåõíîëîãèÿ ðåãóëèðîâàíèÿ ïî ïåðâè÷íîé ñòîðîíå, ìèíèìèçèðóþùàÿ êîëè÷åñòâî âíåøíèõ êîìïîíåíòîâ,
íåîáõîäèìûõ äëÿ ñîçäàíèÿ çàêîí÷åííîãî
óñòðîéñòâà.
Òàê æå, êàê è àíîíñèðîâàííàÿ ðàíåå ìèêðîñõåìà FL7733A, FL7734 ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ â ìíîãî÷èñëåííûõ òèïàõ èñòî÷íèêîâ
ñâåòà, âêëþ÷àÿ ëàìïû GU10, ñâå÷åîáðàçíûå
ëàìïû, «êëàññè÷åñêèå» ëàìïû ñ êðóãëîé êîëáîé A19 è PAR30/38 è ìíîãîå äðóãîå. Îáà ïðèáîðà îñóùåñòâëÿþò âûñîêîòî÷íóþ ñòàáèëèçàöèþ òîêà ñ ïîãðåøíîñòüþ ìåíåå 1% âî
âñåì ðàáî÷åì äèàïàçîíå âõîäíûõ ñåòåâûõ
íàïðÿæåíèé.
Äëÿ âûïîëíåíèÿ òðåáîâàíèé íîðì áåçîïàñíîñòè è îáåñïå÷åíèÿ äîëãîâðåìåííîé
íàäåæíîñòè óñòðîéñòâî FL7734 ñíàáæåíî
ìíîãî÷èñëåííûìè âñòðîåííûìè çàùèòíûìè
ôóíêöèÿìè, âêëþ÷àÿ äâîéíóþ çàùèòó îò
ïåðåíàïðÿæåíèÿ (ïî âûâîäàì VS è VDD),
çàùèòó îò çàìûêàíèÿ âûõîäíîãî äèîäà è îò
îáðûâà/çàìûêàíèÿ âûâîäà òîêîèçìåðèòåëüíîãî ðåçèñòîðà. Ìèêðîñõåìà çàùèùåíà
òàêæå îò îáðûâîâ, çàìûêàíèÿ è ïåðåãðåâà
ñâåòîäèîäîâ.
Ìèêðîñõåìà FL7734 âûïóñêàåòñÿ â 16âûâîäíîì êîðïóñå SOP.
Ïëàòà ðàçìåðîì â îäíó ÷åòâåðòü Arduino èìååò
äîïîëíèòåëüíóþ ôóíêöèþ çàðÿäà àêêóìóëÿòîðîâ
Lee Goldberg
EDN
Âñòðàèâàåìàÿ ïðîöåññîðíàÿ ïëàòà
Qduino Mini, äåáþòèðîâàâøàÿ íåäàâíî íà
Kickstarter, ñäåëàåò äëÿ ïîêëîííèêîâ Arduino
ðàçðàáîòêó êîìïàêòíûõ ïðîåêòîâ ñ áàòàðåéíûì ïèòàíèåì ïðîñòîé, êàê íèêîãäà. Íåñìîòðÿ íà ìèíèàòþðíûå ðàçìåðû 25 ´ 38 ìì,
ïëàòà îáëàäàåò âñåé ìîùüþ ñâîèõ ïîëíîðàçìåðíûõ àíàëîãîâ è, êðîìå òîãî, ñîäåðæèò
çàêîí÷åííîå çàðÿäíîå óñòðîéñòâî ñ óêàçàòåëåì óðîâíÿ çàðÿäà.
ìåíÿ âñå ðàâíî âçâîëíîâàëà áû ýòà âûñòàâëåííàÿ íà Kickstarter èçÿùíàÿ ïëàòà, ÷üè
ìèíèàòþðíûå ðàçìåðû è âñòðîåííàÿ ïîääåðæêà çàðÿäêè LiPo àêêóìóëÿòîðîâ çàïîëíÿþò
âàæíóþ íèøó â ýêîñèñòåìå Arduino. Íî ÷òîáû
ðàñêðûòü âñå êàðòû, ïðèçíàþñü: ÷àñòü ìîåãî
ýíòóçèàçìà ïîäïèòûâàåòñÿ òåì, ÷òî ñëåäèòü
çà êàðüåðîé Êóèíà ÿ íà÷àë âñêîðå ïîñëå òîãî,
êàê â 2012 ãîäó â âîçðàñòå 12 ëåò îí ñîçäàë
Äàæå åñëè áû ÿ íå çíàë Êóèíà Ýòíàéðà
(Quin Etnyre), èçîáðåòàòåëÿ è òåçêó Qduino,
18
ÍÎÂÎÑÒÈ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
ñàéò Qtechknow.com äëÿ ïðîäâèæåíèÿ ñâîèõ
èçîáðåòåíèé.
Íî ÿ îòâëåêñÿ. Äàâàéòå âåðíåìñÿ ê Qduino.
Êóèí ñî ñâîèì îòöîì íà âûñòàâêå Maker Faire
2014 âî âðåìÿ äåìîíñòðàöèè íåêîòîðûõ èç
ñîçäàííûõ èìè «äîìàøíèõ æèâîòíûõ», óïðàâëÿåìûõ Arduino.
Ïî ñëîâàì Êóèíà, ê èäåå ñîçäàíèÿ ïîëíîôóíêöèîíàëüíîé ïëàòû â÷åòâåðî ìåíüøåãî
ðàçìåðà åãî ïðèâåëè íåêîòîðûå ñîáñòâåííûå
ïðîåêòû, ÷üè ðàçìåðû íå ïîçâîëÿëè ïîìåñòèòü áîëüøîé îáúåì ýëåêòðîíèêè è äåëàëè
íåóäîáíîé ÷àñòóþ ñìåíó áàòàðåé. (Íåêîòîðûå èç ýòèõ ïðîåêòîâ âû âèäèòå íà ôîòîãðàôèè âûøå).  ðåçóëüòàòå ïîÿâèëàñü ñîâìåñòèìàÿ ñ Arduino Leonardo ïëàòà ñ ïðîöåññîðîì ATmega32U4 (8 ÌÃö, 32 ÊÁ ôëåø, 2.5 ÊÁ
ÎÇÓ, 1 ÊÁ EEPROM), çàðÿäíûì óñòðîéñòâîì
äëÿ LiPo àêêóìóëÿòîðîâ è ñõåìîé èçìåðåíèÿ
óðîâíÿ çàðÿäà (MCP73832/ MAX17048), à
òàêæå ñ ðàçúåìîì äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ âíåøíåãî LiPo ýëåìåíòà (íå âõîäÿùåãî â êîìïëåêò
èç-çà îãðàíè÷åíèé íà ïåðåñûëêó ïî÷òîé).
Òåïåðü âû ìîæåòå çà 1-2 ÷àñà (â çàâèñèìîñòè
îò ðàçìåðà) çàðÿäèòü àêêóìóëÿòîð ñâîåãî
ïðîåêòà íà Arduino ñ ïîìîùüþ ëþáîãî ñòàíäàðòíîãî ïîðòà micro-USB.
Ñåé÷àñ Êóèí è Êî ðàçðàáàòûâàþò ïðîãðàììíûå êîäû, êîòîðûå âîéäóò áèáëèîòåêó ÏÎ
äëÿ ïëàòû è ïîçâîëÿò Qduino ñ÷èòûâàòü äàííûå îá óðîâíÿõ çàðÿäà àêêóìóëÿòîðà è
îòïðàâëÿòü èõ ÷åðåç èíòåðôåéñ USB. Ïëàòó
òàêæå ìîæíî áóäåò ñêîíôèãóðèðîâàòü òîëüêî
íà ïîäà÷ó ñèãíàëà ïðåäóïðåæäåíèÿ, ÷òîáû
íåìíîãî ïîäïèòàòü àêêóìóëÿòîð, êîãäà óðîâåíü åãî çàðÿäà óïàäåò íèæå ïðåäóñòàíîâëåííîãî ïîðîãà. Ýòî ëèøü ÷àñòü áîëüøîé
áèáëèîòåêè êîäîâ è äîêóìåíòàöèè, ñîäåðæàùåé ïðîåêòíûå ôàéëû, âêëþ÷àÿ ïå÷àòíûå
ïëàòû â ôîðìàòå EAGLE, ñõåìû è òåõíè÷åñêèå ðóêîâîäñòâà, êîòîðûå ìîæíî áóäåò ñêà-
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
÷àòü áåñïëàòíî ïîñëå ïîñòàâêè ïåðâûõ ïëàò
Qduino ñïîíñîðàì ïðîåêòà.
Åñëè ó âàñ âîçíèêëè ñîìíåíèÿ íàñ÷åò
ïîêóïêè êîìïüþòåðíîé ïëàòû, ðàçðàáîòàííîé 14-ëåòíèì ìàëü÷èøêîé, òî ìîãó ñîîáùèòü âàì, ÷òî Êóèí âûïóñòèë íà ðûíîê áîëåå
óñïåøíûå ýëåêòðîííûå ïðîäóêòû, ÷åì èçäåëèÿ áîëüøèíñòâà ïðåäïðèíèìàòåëåé, âîçðàñò êîòîðûõ âäâîå èëè âòðîå ïðåâûøàåò
âîçðàñò Êóèíà. È õîòÿ èñòèííûì âäîõíîâèòåëåì ýòîãî íå òàêîãî óæ ñêðîìíîãî ïðåäïðèÿòèÿ ÿâëÿåòñÿ Êóèí, íåêîòîðûå ïîäñêàçêè îí
ïîëó÷àåò îò ìàìû è ïàïû. Ýòî î÷åíü õîðîøèå
ëþäè è ïðåêðàñíûå ðîäèòåëè, ñ ýíòóçèàçìîì
ïîääåðæèâàâøèå ïðåäïðèÿòèå Êóèíà ñ
ñàìûõ ïåðâûõ äíåé, êîãäà îí ðàçðàáîòàë
íåñêîëüêî àêñåññóàðîâ, ïîçâîëÿâøèõ îñâàèâàòü Arduino ïðîùå è áûñòðåå. Òóäà âõîäèëî
íåñêîëüêî ïëàò, ñ ïîìîùüþ êîòîðûõ íåêîòîðûå êîìïîíåíòû (äàò÷èêè, èçëó÷àòåëè çâóêà,
ñâåòîäèîäû è ò.ï.) ìîæíî áûëî ïîäêëþ÷àòü
íåïîñðåäñòâåííî ê ðàçúåìàì ââîäà/âûâîäà
Arduino áåç èñïîëüçîâàíèÿ ïàéêè èëè ïðîâîëî÷íûõ ïåðåìû÷åê. Îí ñäåëàë òàêæå ïëàòó
ïîääåðæêè äàò÷èêîâ, ïîçâîëÿþùóþ ïîäêëþ÷èòü îäíîâðåìåííî äî ÷åòûðåõ ñåíñîðîâ.
Áóäó÷è ìàëü÷èêîì-âóíäåðêèíäîì è ïðåäïðèíèìàòåëåì îäíîâðåìåííî, Êóèí îáðàáàòûâàåò îò÷åòû è çàïðîñû êëèåíòîâ ñ òàêîé æå
ëåãêîñòüþ, êàê âåòåðàíû Êðåìíèåâîé äîëèíû. Îäíàêî â ãëóáèíå äóøè îí âñå åùå âîñòîðæåííûé ïîäðîñòîê, ÷òî ëåãêî ïîíÿòü, óâèäåâ ñíèñõîäèòåëüíóþ óñìåøêó íà åãî ëèöå,
êîãäà îí ðàññêàçûâàåò, êàê ðàçðàáîòàë îäèí
èç ñàìûõ ïîïóëÿðíûõ ñâîèõ ïðîäóêòîâ – äàò÷èê, ïðåâðàùàþùèé Arduino â öèôðîâîé
äåòåêòîð ïóêàíèÿ (ÿ ýòî íå âûäóìûâàþ).
Ïðåäñòàâëåííàÿ íà ñàéòå Qtechknow ïëàòà
ðàñøèðåíèÿ ArduSensor ïîçâîëÿåò ïîäêëþ÷èòü äî ÷åòûðåõ äàò÷èêîâ, âêëþ÷àÿ äàò÷èê
ìåòàíà (ïóêàíèÿ).
ÍÎÂÎÑÒÈ
19
Åùå îäíà íåáîëüøàÿ, íî î÷åíü âàæíàÿ
äåòàëü: ïðîèçâîäñòâî è âûïîëíåíèå çàêàçîâ
âçÿëà íà ñåáÿ êîìïàíèÿ Sparkfun, îòêðûâøàÿ
ìíîãèì íåïðîôåññèîíàëàì ïóòü ê âûñîêîòåõíîëîãè÷íîé ïðîäóêöèè, çàñëóæèâøàÿ áåçóïðå÷íóþ ðåïóòàöèþ è, ê òîìó æå, ÿâëÿþùàÿñÿ
îäíèì èç ìîèõ ëþáèìûõ ìàãàçèíîâ èãðóøåê.
Âû ìîæåòå êóïèòü Qduino íà Kickstarter çà
$25, ïîëó÷èâ ñêèäêó ïðè ïîêóïêå íåñêîëüêèõ
ïëàò. LiPo àêêóìóëÿòîðû íàäî ïðèîáðåòàòü
îòäåëüíî, ïîñêîëüêó èç-çà ñòðîãèõ òðåáîâàíèé ê óïàêîâêå è òðàíñïîðòèðîâêå èõ âêëþ÷åíèå â ñîñòàâ êîìïëåêòà ñòàíîâèòñÿ ñëèøêîì
íàêëàäíûì.
×òî êàñàåòñÿ àêêóìóëÿòîðà, òî åäèíñòâåííûì èñêëþ÷åíèåì ÿâëÿåòñÿ Qtechknow
Creator Kit – íåáîëüøàÿ ñèñòåìà ïðîòîòèïèðîâàíèÿ, âêëþ÷àþùàÿ Qduino, LiPo àêêóìóëÿòîð ñ êàáåëåì, ïëàòó äëÿ áåñïàå÷íîãî ìàêåòèðîâàíèÿ è áîãàòûé àññîðòèìåíò ïîëåçíûõ
êîìïîíåíòîâ. Ïðèîáðåñòè åå çà $80 ìîæíî
 Creator Kit ñîäåðæàòñÿ Qduino, ïëàòà äëÿ
áåñïàå÷íîãî ìàêåòèðîâàíèÿ è áîëüøîå êîëè÷åñòâî ñâåòîäèîäîâ, ïåðåêëþ÷àòåëåé è äðóãèõ êîìïîíåíòîâ, ïîçâîëÿþùèõ íåìåäëåííî
íà÷àòü ðàáîòó íàä ñîáñòâåííûì ïðîåêòîì.
òàêæå íà Kickstarter. Îòïðàâêà ó÷àñòíèêàì
Kickstarter, êàê îæèäàåòñÿ, íà÷íåòñÿ â ñåðåäèíå ãîäà, ïðè÷åì ñíà÷àëà ïîëó÷àò óñòðîéñòâî
òå, êòî ïðèøëè íà Kickstarter ïåðâûìè.
STMicroelectronics ïðåäñòàâëÿåò äàò÷èê ÓÔ èçëó÷åíèÿ äëÿ
ìîáèëüíûõ è íîñèìûõ ïðèëîæåíèé
Óíèêàëüíîå óñòðîéñòâî îáåñïå÷èâàåò ïðÿìîå èçìåðåíèå èíäåêñà ÓÔ èçëó÷åíèÿ
STMicroelectronics (ST) ðàñøèðèëà ñâîé
ïîðòôåëü äàò÷èêîâ ïàðàìåòðîâ îêðóæàþùåé
ñðåäû, ïðåäñòàâèâ íîâûé ïðèáîð UVIS25 –
ïåðâûé â ìèðå äàò÷èê ñ ïðÿìûì öèôðîâûì
ñ÷èòûâàíèåì ÓÔ-èíäåêñà – ìåæäóíàðîäíîé
åäèíèöû èíòåíñèâíîñòè óëüòðàôèîëåòîâîãî
(ÓÔ) èçëó÷åíèÿ, ãëàâíûì îáðàçîì, ñîëíå÷íîãî, â äàííîì ìåñòå è â äàííîå âðåìÿ.
Ïðåáûâàíèå ïîä ÓÔ-èçëó÷åíèåì ìîæåò
îêàçûâàòü íà ëþäåé ðàçëè÷íûå íåãàòèâíûå
âîçäåéñòâèÿ – îò âðåìåííûõ ñîëíå÷íûõ îæîãîâ äî ñóùåñòâåííî áîëåå ñåðüåçíûõ óãðîç
çäîðîâüþ. ÓÔ-èíäåêñ áûë ââåäåí, îäîáðåí è
ñòàíäàðòèçîâàí â ñåðåäèíå 1990-õ ãîäîâ Âñåìèðíîé îðãàíèçàöèåé çäðàâîîõðàíåíèÿ è
20
Âñåìèðíîé ìåòåîðîëîãè÷åñêîé îðãàíèçàöèåé, ÷òîáû âûðàáîòàòü ñîîòâåòñòâóþùèå ðåêîìåíäàöèè ïî ìåðàì ïðåäîñòîðîæíîñòè,
ïîçâîëÿþùèå ëþäÿì èçáåæàòü âðåäíûõ
ïîñëåäñòâèé ÓÔ-îáëó÷åíèÿ.
Ñâåðõêîìïàêòíûé öèôðîâîé äàò÷èê
UVIS25 ïðåäíàçíà÷åí äëÿ ðûíêîâ ëþáûõ
ñðåäñòâ èçìåðåíèÿ ÓÔ-èçëó÷åíèÿ, âêëþ÷àÿ
íîñèìûå óñòðîéñòâà, ñìàðòôîíû, ïëàíøåòû è îáîðóäîâàíèå ìåòåîñòàíöèé. Îñíîâàííîå íà çàïàòåíòîâàííîé STMicroelectronics
òåõíîëîãèè, íîâîå óñòðîéñòâî ÷óâñòâèòåëüíî ê ÓÔ èçëó÷åíèþ â äèàïàçîíå äëèí âîëí îò
200 äî 400 íì, çàõâàòûâàþùåìó èíòåðâàëû
UV-A (315…400 íì) è UV-B (280…315 íì), â
íàèáîëüøåé ñòåïåíè âëèÿþùèå íà çäîðîâüå ÷åëîâåêà. UVIS25 íå ïðîñòî èçìåðÿåò
óðîâåíü, à âû÷èñëÿåò ÓÔ-èíäåêñ â öèôðîâîé ôîðìå, èçáàâëÿÿ êëèåíòîâ îò íåîáõîäèìîñòè ñîçäàíèÿ âíåøíèõ àëãîðèòìîâ îáðàáîòêè è êàëèáðîâêè íà ïðîèçâîäñòâåííûõ
ëèíèÿõ.
«Ñåãîäíÿ, ñ èñòîùåíèåì îçîíîâîãî ñëîÿ,
ïîâûøåííûå óðîâíè ÓÔ-èçëó÷åíèÿ âñå ÷àùå
äîñòèãàþò ïîâåðõíîñòè çåìëè. Ýòîò íîâûé
ÍÎÂÎÑÒÈ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
äàò÷èê ÓÔ èçëó÷åíèÿ ñòàë åùå îäíîé äåìîíñòðàöèåé ñïîñîáíîñòè ST ñîçäàâàòü íîâûå
ïðîäóêòû è ïðèëîæåíèÿ, ïîìîãàþùèå ñîõðàíÿòü çäîðîâüå ëþäÿì», – ñêàçàë Ôðàí÷åñêî
Èòàëèÿ (Francesco Italia), Ãåíåðàëüíûé
äèðåêòîð ïîäðàçäåëåíèÿ äàò÷èêîâ è àíàëîãîâûõ ïðèáîðîâ êîìïàíèè STMicroelectronics.
Ãëàâíûìè îñîáåííîñòÿìè UVIS25 ÿâëÿþòñÿ íàëè÷èå ïðÿìîãî öèôðîâîãî âûõîäà ñ äèàïàçîíîì çíà÷åíèé 0…15 ïðè ðàçðåøàþùåé
ñïîñîáíîñòè 1/16, èíòåðôåéñû SPI è I2C, äèà-
ïàçîí íàïðÿæåíèé ïèòàíèÿ 1.7 … 3.6 Â, à
òàêæå ñïîñîáíîñòü îáíîâëÿòü äàííûå îá ÓÔèíäåêñå ñ ïåðèîäè÷íîñòüþ äî 1 ñåêóíäû.
Óñòðîéñòâî ïîñòàâëÿåòñÿ â ïðîçðà÷íîì ïðåññîâàííîì êîðïóñå LGA-10L ðàçìåðîì 2.5 ´
2.5 ´ 0.76 ìì.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ äîñòóïíû åäèíè÷íûå
îáðàçöû UVIS25, à íà÷àëî ìàññîâîãî ïðîèçâîäñòâà çàïëàíèðîâàíî íà êîíåö 2 êâ. 2015 ã.
 ïàðòèÿõ èç 1000 ïðèáîðîâ êàæäûé äàò÷èê
ñòîèò $1.70.
u-blox îáúåäèíèëà Wi-Fi è Bluetooth â îäíîì ñâåðõêîìïàêòíîì ìîäóëå
Êîìïàíèÿ u-blox îáúÿâèëà î ãîòîâíîñòè ê
íà÷àëó ñåðèéíîãî ïðîèçâîäñòâà óñòðîéñòâ
ñåðèè ELLA-W1 – êîìïàêòíûõ ìóëüòèñòàíäàðòíûõ ðàäèîìîäóëåé äëÿ àâòîìîáèëüíûõ
ïðèëîæåíèé. Ìîäóëè îáåñïå÷èâàþò ïðåäñêàçóåìûå, íàäåæíûå ðåçóëüòàòû è ïðîñòóþ
ðåàëèçàöèþ áåñïðîâîäíûõ ïîäêëþ÷åíèé
âíóòðè àâòîìîáèëÿ. Ê âîçìîæíûì îáëàñòÿì
èñïîëüçîâàíèÿ íîâûõ ïðèáîðîâ îòíîñÿòñÿ
àâòîìîáèëüíûå òî÷êè äîñòóïà, êàìåðû
çàäíåãî âèäà è äîïîëíèòåëüíûå ñðåäñòâà
îòîáðàæåíèÿ ãðàôè÷åñêèõ èíòåðôåéñîâ
ïîëüçîâàòåëÿ.
Óëüòðàêîìïàêòíûå ìîäóëè ïðèåìîïåðåäàò÷èêîâ ìàëîãî ðàäèóñà äåéñòâèÿ ñåðèè
ELLA-W1 ñ âñòðîåííûì õîñò-êîíòðîëëåðîì
ïîçâîëÿþò îñóùåñòâëÿòü îäíîâðåìåííûé è
íåçàâèñèìûé îáìåí äàííûìè â ôîðìàòàõ
ñòàíäàðòîâ Wi-Fi 802.11a/b/g/n, Bluetooth V3.0
+ HS è Bluetooth V2.1 + EDR. Â êàæäîì ìîäóëå ñîäåðæàòñÿ èíòåãðèðîâàííûå ñðåäñòâà
ïîääåðæêè MAC-óðîâíÿ, ðàäèîïðîöåññîð è
ðàäèî÷àñòîòíûé òðàêò, ïîäêëþ÷åííûå ê õîñòó
ïîñðåäñòâîì èíòåðôåéñà SDIO 2.0. Âåðñèè ñ
äâóìÿ äèàïàçîíàìè Wi-Fi (2.4 ÃÃö è 5 ÃÃö)
ìèíèìèçèðóþò ïðîáëåìû ïîìåõ, ñâÿçàííûõ ñ
ïåðåíàñûùåííîñòüþ äèàïàçîíà 2.4 ÃÃö.
Ìîäóëè ðàáîòàþò îäíîâðåìåííî â ðåæèìàõ
êëèåíòà è òî÷êè äîñòóïà, ïðè÷åì â ïîñëåäíåì
ðåæèìå âîçìîæíî ñîåäèíåíèå ñ 8 êëèåíòàìè
Wi-Fi.
Ïðåäíàçíà÷åííûå äëÿ ïîâåðõíîñòíîãî
ìîíòàæà ìîäóëè ELLA-W1 èìåþò ïëîùàäü
14.8 ´ 14.8 ìì è âûñîòó 2.5 ìì. Óñòðîéñòâà ñ
ëó÷øèìè â ñâîåì êëàññå ðàäèî÷àñòîòíûìè
ïàðàìåòðàì ðàáîòîñïîñîáíû â äèàïàçîíå
òåìïåðàòóð îò –40 °C äî +85 °C è ñåðòèôèöèðîâàíû äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â àâòîìîáèëåñòðîåíèè â ñîîòâåòñòâèè ñ VW 80000/ISO
16750-4, à òàêæå ïî íîðìàì ñòàíäàðòîâ Åâðîïû, ÑØÀ è Êàíàäû.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ äîñòóïíû èíæåíåðíûå
îáðàçöû ìîäóëåé è îòëàäî÷íûå íàáîðû.
Ìóëüòèñòàíäàðòíûå ðàäèîìîäóëè ñ Wi-Fi è Bluetooth.
Ìîäóëü
Wi-Fi
2.4 ÃÃö
ELLA-W131
ELLA-W133
ELLA-W161
ELLA-W163
·
·
·
·
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
Wi-Fi
5 ÃÃö
Wi-Fi
IEEE 802.11
Ñïåöèôèêàöèÿ
Bluetooth
·
·
b/g/n
b/g/n
a/b/g/n
a/b/g/n
v3.0 + HS
v3.0 + HS
v3.0 + HS
v3.0 + HS
ÍÎÂÎÑÒÈ
Êîíòàêòû äëÿ
ïîäêëþ÷åíèÿ
àíòåííû
1
2
1
2
21
Allegro îáúÿâëÿåò î âûïóñêå íîâûõ ìèêðîñõåì äàò÷èêîâ
òîêà ñ ïîäàâëåíèåì ñèíôàçíûõ ìàãíèòíûõ ïîìåõ
Ìèêðîñõåìû äàò÷èêîâ òîêà ñ ãàëüâàíè÷åñêîé ðàçâÿçêîé äëÿ àâòîìîáèëüíîé ïðîìûøëåííîñòè
Allegro Microsystems îáúÿâèëà î âûïóñêå
äâóõ íîâûõ ìèêðîñõåì äàò÷èêîâ òîêà, êîòîðûå ïîçâîëÿò ñîçäàâàòü ýêîíîìè÷íûå è òî÷íûå ðåøåíèÿ äëÿ èçìåðåíèÿ ïåðåìåííîãî è
ïîñòîÿííîãî òîêîâ â ïðîìûøëåííûõ, àâòîìîáèëüíûõ, êîììåð÷åñêèõ è êîììóíèêàöèîííûõ ñèñòåìàõ. Êîìïàêòíûå âûñîêîòî÷íûå
ìèêðîñõåìû ACS724 è ACS725 ñ íàïðÿæåíèÿìè ïèòàíèÿ 5  è 3.3 Â, ñîîòâåòñòâåííî, èäåàëüíî ïîäõîäÿò äëÿ ïðèëîæåíèé, ñ îãðàíè÷åííûì ñâîáîäíûì ïðîñòðàíñòâîì, è çà ñ÷åò
ñîêðàùåíèÿ ïëîùàäè ïå÷àòíîé ïëàòû ïîçâîëÿò ñíèçèòü îáùèå çàòðàòû.
Òèïè÷íûå îáëàñòè ïðèìåíåíèÿ ìèêðîñõåì
âêëþ÷àþò ñèñòåìû óïðàâëåíèÿ ýëåêòðîäâèãàòåëÿìè â àâòîìîáèëüíûõ ïðèâîäàõ òîðìîçîâ, òîïëèâíûõ íàñîñàõ è íàñîñàõ êîðîáêè
ïåðåäà÷, à òàêæå çàðÿäíûå óñòðîéñòâà äëÿ
ãèáðèäíûõ ýëåêòðîìîáèëåé. Óñòðîéñòâà
ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ òàêæå äëÿ óïðàâëåíèÿ
íàãðóçêàìè, â èìïóëüñíûõ èñòî÷íèêàõ ïèòàíèÿ è â ñèñòåìàõ çàùèòû îò ïåðåãðóçîê ïðî-
ìûøëåííûõ, êîìïüþòåðíûõ è ïîòðåáèòåëüñêèõ ïðèëîæåíèé, ðàáîòàþùèõ îò ñåòè
ïåðåìåííîãî òîêà.
Íîâûå ìèêðîñõåìû ñîñòîÿò èç ïðåöèçèîííîé ñõåìû ëèíåéíîãî äàò÷èêà Õîëëà ñ ìàëûì
ñìåùåíèåì è ìåäíîãî ïðîâîäíèêà, ðàñïîëîæåííîãî âáëèçè ïîâåðõíîñòè êðèñòàëëà. Ïðîòåêàþùèé ÷åðåç ýòîò ïðîâîäíèê òîê ñîçäàåò
ìàãíèòíîå ïîëå, êîòîðîå âîñïðèíèìàåòñÿ
âñòðîåííûì äàò÷èêîì Õîëëà è ïðåîáðàçóåòñÿ â ïðîïîðöèîíàëüíîå íàïðÿæåíèå. Äëÿ
óñòðàíåíèÿ âëèÿíèÿ ñèíôàçíûõ ìàãíèòíûõ
ïîëåé è ïîâûøåíèÿ òî÷íîñòè èçìåðåíèé â
VCC
VCC
Îñíîâíîé
èñòî÷íèê òîêà
Êî âñåì öåïÿì
Óïðàâëåíèå
ïðîãðàììèðîâàíèåì
Ñõåìà
ñáðîñà
Óïðàâëåíèå
òîêîì äàò÷èêîâ
Õîëëà
Óïðàâëåíèå
ñìåùåíèåì
IP+
Óïðàâëåíèå
÷óâñòâèòåëüíîñòüþ
IP–
Êîìïåíñàöèÿ
äèíàìè÷åñêîãî
ñìåùåíèÿ
IP+
CBYPASS
0.1 µF
EEPROM è
óïðàâëÿþùàÿ
ëîãèêà
Äàò÷èê
òåìïåðàòóðû
+
+
–
RF(int)
VIOUT
–
IP–
GND
CF
FILTER
Ôóíêöèîíàëüíàÿ ñõåìà äàò÷èêà.
22
ÍÎÂÎÑÒÈ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
óñëîâèÿõ ìàãíèòíûõ ïîìåõ òîê ñ÷èòûâàåòñÿ
äèôôåðåíöèàëüíîé ïàðîé ÷óâñòâèòåëüíûõ
ýëåìåíòîâ ìèêðîñõåìû. Ñîáñòâåííàÿ
ïîãðåøíîñòü óñòðîéñòâà îïòèìèçèðîâàíà çà
ñ÷åò ðàçìåùåíèÿ äàò÷èêà Õîëëà â íåïîñðåäñòâåííîé áëèçîñòè îò èñòî÷íèêà ìàãíèòíîãî
ïîëÿ. Òî÷íàÿ ïðîïîðöèîíàëüíîñòü íàïðÿæåíèÿ îáåñïå÷èâàåòñÿ ïóòåì èìïóëüñíîé ñòàáèëèçàöèè BiCMOS ìèêðîñõåìû äàò÷èêà
Õîëëà, ñïåöèàëüíî ïðîãðàììèðóåìîé äëÿ
ïîâûøåíèÿ òî÷íîñòè ïîñëå åå êîðïóñèðîâàíèÿ. Çàâèñèìîñòü âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ
óñòðîéñòâà îò òîêà èìååò ïîëîæèòåëüíûé
íàêëîí, åñëè íàðàñòàþùèé òîê ïðîòåêàåò
÷åðåç âíóòðåííèé ìåäíûé ïðîâîäíèê îò âûâîäîâ 1 è 2 â íàïðàâëåíèè âûâîäîâ 3 è 4. Òèïîâîå ñîïðîòèâëåíèå ýòîãî âíóòðåííåãî ïðîâîäíèêà ðàâíî 1.2 ìÎì, ÷òî îáåñïå÷èâàåò
ìàëûå ïîòåðè ìîùíîñòè. Âûâîäû âíóòðåííåãî ïðîâîäíèêà ýëåêòðè÷åñêè èçîëèðîâàíû îò
îñòàëüíûõ åãî âûâîäîâ (êîíòàêòîâ ñ 5 ïî 8).
Ýòî ïîçâîëÿåò âêëþ÷àòü äàò÷èêè ACS724 è
ACS725 â òîêîíåñóùèé ïðîâîä áåç èñïîëüçîâàíèÿ âûñîêîâîëüòíûõ äèôôåðåíöèàëüíûõ
óñèëèòåëåé èëè êàêèõ-ëèáî èíûõ äîðîãîñòîÿùèõ ñðåäñòâ èçîëÿöèè.
Îáà óñòðîéñòâà âûïóñêàþòñÿ â íåáîëüøîì íèçêîïðîôèëüíîì êîðïóñå SOIC-8 äëÿ
ïîâåðõíîñòíîãî ìîíòàæà. Âûâîäû ìèêðîñõåìû èìåþò 100% ïîêðûòèå ìàòîâûì îëîâîì,
áëàãîäàðÿ ÷åìó ïîëíîñòüþ ñîâìåñòèìû ñ
áåññâèíöîâûìè òåõíîëîãèÿìè ñáîðêè. Âî
âíóòðåííèõ ýëåìåíòàõ ïðèáîðà ñâèíåö òàêæå
íå èñïîëüçóåòñÿ, çà èñêëþ÷åíèåì øàðèêîâûõ
âûâîäîâ êðèñòàëëà, èçãîòàâëèâàåìûõ èç
âûñîêîòåìïåðàòóðíîãî ìàòåðèàëà íà îñíîâå
ñâèíöà, è â íàñòîÿùåå âðåìÿ èñêëþ÷åííûõ èç
ñïèñêà ïðåäïèñàíèé äèðåêòèâû RoHS. Ìèêðîñõåìû ïîëíîñòüþ êàëèáðóþòñÿ ïåðåä
îòãðóçêîé ñ ïðåäïðèÿòèÿ-èçãîòîâèòåëÿ.
Freescale ðàñøèðÿåò ïîðòôåëü ìèêðîñõåì óïðàâëåíèÿ
ïèòàíèåì äëÿ ïîääåðæêè ïîðòàòèâíûõ óñòðîéñòâ
Ïðè ìàëûõ ðàçìåðàõ ýòà íîâàÿ äâóõàìïåðíàÿ ìèêðîñõåìà çàðÿäíîãî óñòðîéñòâà ñ
èíòåëëåêòóàëüíûì óïðàâëåíèåì íàïðàâëåíèåì ïåðåäà÷è ýíåðãèè îáåñïå÷èâàåò ïîëíîñòüþ ïðîãðàììèðóåìûé, áûñòðûé ïåðåçàðÿä áàòàðåè
Freescale Semiconductor ïðåäñòàâèëà
íîâóþ àíàëîãîâóþ ìèêðîñõåìó óïðàâëåíèÿ
çàðÿäîì ñ äâóìÿ êàíàëàìè ïðîõîæäåíèÿ
çàðÿäíîãî òîêà, ïðåäíàçíà÷åííóþ äëÿ íîñèìûõ ãàäæåòîâ è óñòðîéñòâ Èíòåðíåòà âåùåé.
Ïîëíîñòüþ ïðîãðàììèðóåìàÿ ìèêðîñõåìà
BC3770 äëÿ çàðÿäà îäíîýëåìåíòíûõ Li-Ion è
Li-Polymer àêêóìóëÿòîðîâ îòëè÷àåòñÿ ìàëûìè ðàçìåðàìè è ñïîñîáíîñòüþ îáåñïå÷èâàòü
áûñòðûé çàðÿä äëÿ ïîðòàòèâíûõ âñòðàèâàå-
ìûõ ñèñòåì, îñíîâàííûõ, â ÷àñòíîñòè, íà
ïîïóëÿðíûõ ïðîöåññîðàõ ïðèëîæåíèé i.MX
êîìïàíèè Freescale è ìèêðîêîíòðîëëåðàõ
Kinetis.
Íîâàÿ ìèêðîñõåìà BC3770 àäðåñîâàíà
ñåãìåíòó ðûíêà óñòðîéñòâ, òðåáóþùèõ áûñòðîé çàðÿäêè àêêóìóëÿòîðîâ è äëèòåëüíîãî
âðåìåíè àâòîíîìíîé è áåñïåðåáîéíîé ðàáîòû ïîðòàòèâíîãî îáîðóäîâàíèÿ. Åå âñòðîåííûå ôóíêöèè ïîìîãóò ðàçðàáîò÷èêàì è èçãîòîâèòåëÿì èçáåæàòü ïåðåçàðÿäà è ïåðåãðåâà áàòàðåé. Öåïè óïðàâëåíèÿ çàðÿäîì è
ïîâûøàþùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ ðàáîòàþò
íà ÷àñòîòå 1.5 ÌÃö, äàâàÿ âîçìîæíîñòü âûáèðàòü âíåøíèå ïàññèâíûå ýëåìåíòû ñ ìèíèìàëüíûìè ãàáàðèòàìè è, òåì ñàìûì, ïîâûñèòü ÊÏÄ, ñýêîíîìèòü ïëîùàäü íà ïå÷àòíîé
ïëàòå è óìåíüøèòü ñòîèìîñòü êîíå÷íîãî
ïðîäóêòà. Êðîìå òîãî, ïàðàìåòðû çàðÿäà è
ðåæèìû ðàáîòû BC3770 ïîëíîñòüþ ïðîãðàììèðóþòñÿ ÷åðåç èíòåðôåéñ I2C, ðàáîòàþùèé íà ÷àñòîòàõ äî 400 êÃö, ÷òî ïîçâîëÿåò
ëåãêî îïòèìèçèðîâàòü êîíñòðóêòîðñêèå
ðåøåíèÿ.
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
ÍÎÂÎÑÒÈ
23
! 25-êîíòàêòíûé êîðïóñ WLCSP íà áàçå
ïîäëîæêè êðèñòàëëà ðàçìåðîì 2.27 ìì ´
2.17 ìì
! Ïîâûøàþùèé ïðåîáðàçîâàòåëü ñ òîêîì
900 ìÀ äëÿ âîçìîæíîñòè îðãàíèçàöèè USB
OTG
! Çàðÿä îäíîýëåìåíòíûõ Li-ion è Li-polymer
áàòàðåé
! Âûñîêîýôôåêòèâíûé ñèíõðîííûé èìïóëüñíûé ñòàáèëèçàòîð íàïðÿæåíèÿ
! ×àñòîòà ïåðåêëþ÷åíèÿ 1.5 ÌÃö
! Ïðîãðàììèðóåìûé èíòåðôåéñ äëÿ êîíòðîëÿ ðàçëè÷íûõ ðåæèìîâ çàðÿäà
FRDM-BC3770EVB: äåìîíñòðàöèîííàÿ
ïëàòà ñ îòëàäî÷íûì êîìïëåêòîì
Freedom íà îñíîâå KL25Z.
Ïîääåðæêà ðàçðàáîò÷èêîâ
Íîâîå çàðÿäíîå óñòðîéñòâî îò êîìïàíèè
Freescale, èñïîëüçóÿ îäíî âõîäíîå íàïðÿæåíèå äî 20 Â, îáåñïå÷èâàåò çàðÿä àêêóìóëÿòîðà òîêîì äî 2.0 À, îäíîâðåìåííî ñíàáæàÿ
ïèòàíèåì óñòðîéñòâî â öåëîì. Äëÿ îáëåã÷åíèÿ èíòåãðàöèè ìèêðîñõåìû Freescale ïðåäëàãàåò îòëàäî÷íûé êîìïëåêò BC3770 Freescale Freedom, ñîñòîÿùèé èç ïëàòû, óïðàâëÿåìîé ìèêðîêîíòðîëëåðîì Kinetis KL25Z, è
ïðèìåðîâ ïðîãðàììíîé ðåàëèçàöèè èíòåðôåéñà çàðÿäíîãî óñòðîéñòâà è ãðàôè÷åñêîãî
èíòåðôåéñà ïîëüçîâàòåëÿ.
Äîïîëíèòåëüíûå ôóíêöèè BC3770:
! Äâà ïóòè ïðîõîæäåíèÿ çàðÿäíîãî òîêà
ïîçâîëÿþò ñîâìåñòèòü âî âðåìåíè ïèòàíèå ñèñòåìû è çàðÿäêó àêêóìóëÿòîðà
×òîáû ïîìî÷ü êëèåíòàì óñêîðèòü ðàçðàáîòêó ñâîèõ èçäåëèé, Freescale ïðåäëàãàåò
óæå íàñòðîåííûå, ãèáêèå è ïîëíîñòüþ îïòèìèçèðîâàííûå îöåíî÷íûå ñðåäñòâà. Äåìîíñòðàöèîííàÿ ïëàòà, ñîâìåñòèìàÿ ñ îòëàäî÷íûì êîìïëåêòîì Freescale Freedom (FRDMBC3770EVB), ïðîäàåòñÿ ïî ðåêîìåíäîâàííîé öåíå $149.
Íàëè÷èå è öåíû
Ìèêðîñõåìû çàðÿäíîãî óñòðîéñòâà
BC3770 óæå âûïóñêàþòñÿ â ïðîìûøëåííûõ
îáúåìàõ è ìîãóò áûòü ïðèîáðåòåíû êàê ó
Freescale, òàê è ó åå àâòîðèçîâàííûõ äèñòðèáüþòîðîâ ïî âñåìó ìèðó. Ðåêîìåíäîâàííàÿ öåíà îäíîé ìèêðîñõåìû â ïàðòèÿõ èç
10,000 øòóê ñîñòàâëÿåò $1.04.
Ìèêðîñõåìû ñèíõðîííûõ âûïðÿìèòåëåé Diodes ïîâûñÿò
óðîâåíü èíòåãðàöèè è ýôôåêòèâíîñòü ïîðòàòèâíûõ
çàðÿäíûõ óñòðîéñòâ
Diodes Incorporated ïðåäñòàâèëà ìèêðîñõåìû ñèíõðîííûõ âûïðÿìèòåëåé APR3415 è
APR34330, ïîçâîëÿþùèå ïîâûñèòü óðîâåíü
èíòåãðàöèè è ýôôåêòèâíîñòü ïîðòàòèâíûõ
çàðÿäíûõ óñòðîéñòâ. Â íîâûõ ïðèáîðàõ âíóòðåííèé MOSFET îáúåäèíåí ñî ñõåìîé äðàéâåðà, ÷òîáû ñîçäàâàòü ýôôåêòèâíûå ïî
çàòðàòàì âûïðÿìèòåëè ñî ñíèæåííûì ðàññåÿíèåì ìîùíîñòè, èñïîëüçóÿ ìåíüøåå êîëè÷åñòâî âíåøíèõ êîìïîíåíòîâ. Óñòðîéñòâà
îðèåíòèðîâàíû íà ðûíêè ñîòîâûõ è áåñïðîâîäíûõ òåëåôîíîâ, ADSL ìîäåìîâ, MP3 ïëååðîâ è àíàëîãè÷íûõ ïîðòàòèâíûõ ïîòðåáèòåëüñêèõ ïðîäóêòîâ, à òàêæå áûòîâûõ ïðèáîðîâ.
24
APR3415 è APR34330 âûïîëíÿþò ôóíêöèè
êîììóòàòîðîâ ñèíõðîííûõ âûïðÿìèòåëåé äëÿ
ïðèëîæåíèé ñ âûõîäíûì íàïðÿæåíèåì 5 Â,
ðàáîòàþùèõ â ðåæèìå íåïðåðûâíîé ïðîâîäè-
ÍÎÂÎÑÒÈ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
ìîñòè. Ñèíõðîííîå âûïðÿìëåíèå ìîæåò ñíèçèòü ðàññåÿíèå ìîùíîñòè íà âòîðè÷íîé ñòîðîíå, â òî âðåìÿ êàê áëàãîäàðÿ ñïîñîáíîñòè
óñòðîéñòâ èçìåðÿòü íàïðÿæåíèå ñòîê-èñòîê
ñîáñòâåííîãî MOSFET ìîæíî ôîðìèðîâàòü
îïòèìàëüíûé ñèãíàë óïðàâëåíèÿ ïðè ìåíüøåì ÷èñëå êîìïîíåíòîâ. Âíóòðåííèé Nêàíàëüíûé MOSFET áûë îïòèìèçèðîâàí äëÿ
óìåíüøåíèÿ çàðÿäà çàòâîðà è ñîïðîòèâëåíèÿ
îòêðûòîãî êàíàëà, óâåëè÷åíèÿ ñêîðîñòè ïåðåêëþ÷åíèÿ è ñíèæåíèÿ âðåìåíè îáðàòíîãî âîññòàíîâëåíèÿ, ÷òî îáåñïå÷èëî ýòèì óñòðîéñòâàì ìàëîå âðåìÿ îòêëèêà íà èçìåíåíèå
âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ è ïîçâîëèëî óëó÷øèòü
ïåðåõîäíûå õàðàêòåðèñòèêè ñèñòåìû óïðàâëåíèÿ ïåðâè÷íîé ñòîðîíû.
APR3415 ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ êîíñòðóêöèé
ñ âûõîäíûìè òîêàìè äî 2 À è ïîñòàâëÿåòñÿ â
ñòàíäàðòíîì êîðïóñå SO-8. Åñëè âûõîäíîé
òîê íå ïðåâûñèò 1.5 À, öåëåñîîáðàçíåå
èñïîëüçîâàòü ìèêðîñõåìó APR34330, êîòîðàÿ âûïóñêàåòñÿ â êîðïóñå SO-8EP ñ âñêðûòûì òåïëîîòâîäÿùèì îñíîâàíèåì. Îáà ïðèáîðà ñíàáæåíû öåïÿìè çàùèòû îò ïåðåíàïðÿæåíèÿ è áëîêèðîâêè ïðè ïîíèæåííîì âõîäíîì íàïðÿæåíèè, ÷òî íåòèïè÷íî äëÿ
óñòðîéñòâ êîíêóðåíòîâ. Ýòî íå òîëüêî ïîâûøàåò áåçîïàñíîñòü è íàäåæíîñòü ñèñòåì, íî
òàêæå ðàñøèðÿåò ñôåðó èñïîëüçîâàíèÿ ìèêðîñõåì òàêèìè ïðèëîæåíèÿìè, êàê íàïðèìåð, äåæóðíûå è âñïîìîãàòåëüíûå èñòî÷íèêè ïèòàíèÿ.
Linear Technology ïðåäñòàâëÿåò ñàìûå áûñòðûå â îòðàñëè
êîìïàðàòîðû ñ ÷àñòîòîé ïåðåêëþ÷åíèÿ 280 ÌÃö
Linear Technology ïðåäñòàâëÿåò ñåìåéñòâî
ñàìûõ áûñòðûõ èç äîñòóïíûõ íà ñåãîäíÿøíåì ðûíêå êîìïàðàòîðîâ ñ ÊÌÎÏ âûõîäîì ñ
÷àñòîòîé ïåðåêëþ÷åíèÿ 280 ÌÃö è âðåìåíàìè íàðàñòàíèÿ è ñïàäà 1.2 íñ. Ðàçðàáîòàííûå
äëÿ ðàáîòû ñ ëîãè÷åñêèìè óðîâíÿìè îò 3.3 Â
äî 1.8 Â, êîìïàðàòîðû LTC6752 èìåþò çàäåðæêó ðàñïðîñòðàíåíèÿ 2.9 íñ ïðè äèñïåðñèè
âñåãî â 1.8 íñ. Ïðè âõîäíîì ñèíóñîèäàëüíîì
íàïðÿæåíèè ñ ÷àñòîòîé 100 ÌÃö è ïîëíûì
ðàçìàõîì 100 ìÂ, äæèòòåð âûõîäíîãî ñèãíàëà ðàâåí ëèøü 4.5 ïñ, à ñíèæåíèå àìïëèòóäû
âûõîäíîãî èìïóëüñà ïðè òîêå íàãðóçêè äî 8
ìÀ íå ïðåâûøàåò 200 ìÂ. Âñå ýòè ñêîðîñòíûå
õàðàêòåðèñòèêè êîìïàðàòîðà õîðîøî ïîäõîäÿò äëÿ øèðîêîãî ñïåêòðà ïðèëîæåíèé ñ æåñòêèìè òðåáîâàíèÿìè ê âðåìåííûì ïàðàìåòðàì, ãäå òðåáóþòñÿ áûñòðûé îòêëèê è ñîâìåñòèìîñòü âûõîäà ñ óðîâíÿìè ÊÌÎÏ.
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
Ñåìåéñòâî LTC6752 ñîñòîèò èç ïÿòè ìèêðîñõåì, ðàçëè÷àþùèõñÿ óíèêàëüíûìè êîìáèíàöèÿìè ôóíêöèé è êîðïóñîâ.  ÷àñòíîñòè,
åñòü âàðèàíòû ïðèáîðîâ ñ ðàçäåëüíûì ïèòàíèåì âõîäíûõ è âûõîäíûõ ñåêöèé, ñ ðåæèìîì
ïîíèæåííîãî ïîòðåáëåíèÿ ïðè îòêëþ÷åíèè, ñ
çàùåëêîé âûõîäíîãî ñèãíàëà, ðåãóëèðóåìûì
ãèñòåðåçèñîì è ñ êîìïëåìåíòàðíûìè âûõîäàìè. Çàùåëêà îáåñïå÷èâàåò âîçìîæíîñòü
áûñòðîé ôèêñàöèè ñîñòîÿíèÿ âûõîäà êîìïàðàòîðà. Ôóíêöèÿ óïðàâëåíèÿ ãèñòåðåçèñîì,
óðîâåíü êîòîðîãî, ïî óìîë÷àíèþ óñòàíîâëåííûé ðàâíûì 5 ìÂ, ìîæåò áûòü óâåëè÷åí äî 40
ìÂ, äàåò âîçìîæíîñòü îáåñïå÷èòü ÷èñòîòó
ïåðåêëþ÷åíèÿ ïðè çàøóìëåííûõ âõîäíûõ
ñèãíàëàõ. Ïðè æåëàíèè ãèñòåðåçèñ ìîæíî
ïîëíîñòüþ îòêëþ÷èòü. Ðàçäåëüíûå âûâîäû
ïèòàíèÿ âõîäíîé è âûõîäíîé ñåêöèé èçáàâëÿþò îò íåîáõîäèìîñòè èñïîëüçîâàòü òðàíñëÿòîðû ëîãè÷åñêèõ óðîâíåé. Ðåæèì îòêëþ÷åíèÿ
ïîçâîëÿåò ñíèçèòü ïîòðåáëåíèå ìîùíîñòè,
ãàðàíòèðóÿ ïðè ýòîì âîçìîæíîñòü áûñòðîãî
âîçâðàùåíèÿ â àêòèâíûé ðåæèì. Êðîìå òîãî,
êîìïëåìåíòàðíûå ÊÌÎÏ âûõîäû óïðîùàþò
ëîãè÷åñêèå èíòåðôåéñû è ïîçâîëÿþò îòêàçàòüñÿ îò èñïîëüçîâàíèÿ ëîãè÷åñêèõ èíâåðòîðîâ.
Âõîäíûå íàïðÿæåíèÿ LTC6752 ìîãóò âûõîäèòü çà ãðàíèöû îáåèõ øèí ïèòàíèÿ, ÷òî îñîáåííî ïîëåçíî â ñõåìàõ ñ îäíîïîëÿðíûì
ïèòàíèåì. Âñå ìèêðîñõåìû ñåìåéñòâà
ÍÎÂÎÑÒÈ
25
ñîâìåñòèìû ñ ëîãè÷åñêèìè óðîâíÿìè 3.3  è
2.5 Â. Ó ìèêðîñõåì LTC6752-2, LTC6752-3 è
LTC6752-4 ðàçäåëåíû âûâîäû ïèòàíèÿ âõîäíîé è âûõîäíîé ñåêöèé, ÷åì îáåñïå÷èâàåòñÿ
ðàçâÿçêà óðîâíåé âõîäíîãî è âûõîäíîãî
íàïðÿæåíèé è âîçìîæíîñòü ïðÿìîãî ïîäêëþ÷åíèÿ ëîãè÷åñêèõ óñòðîéñòâ ñ íàïðÿæåíèåì
ïèòàíèÿ 1.8 Â.
Ñåìåéñòâî LTC6752 ïðåäëàãàåòñÿ â êîðïóñàõ TSOT23, SC70, MSOP8 è â 12-âûâîäíîì
QFN ðàçìåðîì 3 ´ 3 ìì. Ìèêðîñõåìû ïîñòàâëÿþòñÿ â âåðñèÿõ äëÿ äâóõ òåìïåðàòóðíûõ
äèàïàçîíîâ: îò –40 °C äî 85 °C è îò –40 °C äî
125 °C. Âñå ìèêðîñõåìû ñåìåéñòâà LTC6752
âûïóñêàþòñÿ ñåðèéíî è ïðîäàþòñÿ ïî öåíàì,
íà÷èíàþùèìñÿ îò $1.62 çà øòóêó ïðè îáúåìå
ïàðòèè 1000 ïðèáîðîâ.
! Âõîäíûå íàïðÿæåíèÿ ìîãóò âûõîäèòü çà
óðîâíè øèí ïèòàíèÿ
! ÊÌÎÏ ñîâìåñòèìûå âûõîäû ñ íàãðóçî÷íîé ñïîñîáíîñòüþ äî ±22 ìÀ
! Òîê ïîòðåáëåíèÿ íå áîëåå 4.5 ìÀ
! Îïöèîíàëüíûå ôóíêöèè ñåìåéñòâà
LTC6752:
# Ðàçäåëüíîå ïèòàíèå âõîäíîé è âûõîäíîé
ñåêöèé: 2.45 … 5.25 Â è 1.71 … 3.5 Â,
ñîîòâåòñòâåííî
# Íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ îò 2.45 Â äî 3.5 Â
(ïðè îáùåì èñòî÷íèêå ïèòàíèÿ)
# Âûâîä îòêëþ÷åíèÿ äëÿ ñíèæåíèÿ ïîòðåáëÿåìîé ìîùíîñòè
# Âûõîäíàÿ çàùåëêà è ðåãóëèðóåìûé
ãèñòåðåçèñ
# Êîìïëåìåíòàðíûå âûõîäû
! Êîðïóñà TSOT-23, MSOP, SC70 è QFN 3 ´
3 ìì
! Äèàïàçîí ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð îò –40 °C äî
125 °C
Òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè LTC6752
! ×àñòîòà ïåðåêëþ÷åíèÿ 280 ÌÃö
! Âðåìÿ çàäåðæêè ðàñïðîñòðàíåíèÿ íå
áîëåå 2.9 íñ
Ïðèáîð
Íàñòðàèâàåìûé
ãèñòåðåçèñ
Ðàçäåëüíîå
ïèòàíèå
âõîäíîé è
âûõîäíîé
ñåêöèé
Îòêëþ÷åíèå
Êîìïëåìåíòàðíûå
âûõîäû
Ñîâìåñòèìîñòü âûõîäà
ñ ëîãè÷åñêèìè
Çàùåëêà
óðîâíÿìè ÊÌÎÏ
LTC6752
LTC6752-1
·
LTC6752-2
·
LTC6752-3
·
LTC6752-4
26
·
·
·
·
·
·
ÍÎÂÎÑÒÈ
3.3 Â
2.5 Â
·
·
·
·
·
·
·
·
·
Êîðïóñ
1.8 Â
TSOT-23-5
SC70-6
·
MSOP-8
·
·
·
3´3 QFN12
·
·
·
SC70-6
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
SEMICON Russia – âåäóùèé
ôîðóì ìèêðîýëåêòðîíèêè â Ðîññèè.
SEMICON Russia – ýòî ãëàâíàÿ äåìîíñòðàöèîííàÿ ïëîùàäêà òåõíîëîãèé, îáîðóäîâàíèÿ è
ìàòåðèàëîâ ãëîáàëüíîé èíäóñòðèè ïîëóïðîâîäíèêîâ è ìèêðîýëåêòðîíèêè. Îíà îòêðûâàåò
ïåðåä ñâîèìè ó÷àñòíèêàìè ìèð áåçãðàíè÷íûõ âîçìîæíîñòåé. Óçíàéòå ñâîèõ çàêàç÷èêîâ,
íàéäèòå ïàðòíåðîâ è ïîñòàâüòå ïåðåä ñîáîé âûñîêèå áèçíåñ-öåëè íà ôîðóìå, êîòîðîìó
íåò ðàâíûõ â Ðîññèè.
ÊËÞ×ÅÂÛÅ ÐÀÇÄÅËÛ ÂÛÑÒÀÂÊÈ
· Àêöåíòèðîâàííîå âíèìàíèå íà ðàñòóùèå ðûíêè
(ìèêðîýëåêòðîííûå ñèñòåìû, òâåðäîòåëüíîå
îñâåùåíèå è ñâÿçàííûå ñ íèìè òåõíîëîãèè)
· Àëüÿíñ ïðîìûøëåííîñòè, íàóêè è ãîñóäàðñòâà êàê ïóòü
ðàçâèòèÿ êîíêóðåíòîñïîáíîé ìèêðîýëåêòðîíèêè â Ðîññèè
Ñåññèè ÒåõÀÐÅÍÛ (áåñïëàòíîå ïîñåùåíèå)
- Èíòåëëåêòóàëüíûì Ñèñòåìàì
- Ïîëóïðîâîäíèêîâîé Îïòîýëåêòðîíèêå
- Ïðåçåíòàöèè ó÷àñòíèêîâ
ÊÎÍÔÅÐÅÍÖÈß ÏÎ ÐÛÍÊÓ
ÌÈÊÐÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
Òåìû Êîíôåðåíöèè áóäóò ñôîêóñèðîâàíû íà òåêóùåé
äåÿòåëüíîñòè è ðàçâèòèè ðîññèéñêîé ìèêðîýëåêòðîíèêè
è ñìåæíûõ îòðàñëåé. Âåäóùèå ðîññèéñêèå è çàðóáåæíûå
êîìïàíèè ïðåäñòàâÿò ñâîè ïðîåêòû, ïðîäóêòû, òåõíîëîãèè
è ïîñëåäíèå äîñòèæåíèÿ. Êîíôåðåíöèÿ – óíèêàëüíàÿ
ïëàòôîðìà, ïðåäîñòàâëÿþùàÿ âîçìîæíîñòü âñòðåòèòüñÿ ñ
ïîñòàâùèêàìè, ïàðòíåðàìè è êëèåíòàìè èç ðîññèéñêîé è
ìåæäóíàðîäíîé ìèêðîýëåêòðîííîé îòðàñëè.
Âòîðíèê, 16èþíÿ 2015
Îòìåòüòå â ñâîåì êàëåíäàðå äàòû ïðîâåäåíèÿ
SEMICON Russia 2015 !
17 –18 èþíÿ
2015
Ýêñïîöåíòð
Ìîñêâà, Ðîññèÿ
www.semiconrussia.org
Âçãëÿä
íà êàðòû microSD
áóäóùåãî:
ñêîðîñòü, åìêîñòü, íàäåæíîñòü
Debbie Sniderman
Avnet
Í
Íåäàâíî áûëè èçãîòîâëåíû
êàðòû microSD ñ ñàìîé áîëüøîé
åìêîñòüþ è íàèâûñøåé ñêîðîñòüþ
ñî âðåìåíè èõ ïîÿâëåíèÿ. Íîâûå
êàðòû 128 ÃÁ ïîêàçàëè, ÷òî çà
ïîñëåäíåå äåñÿòèëåòèå ïðîèçîøåë áîëåå ÷åì òûñÿ÷åêðàòíûé
ðîñò ïëîòíîñòè õðàíåíèÿ èíôîðìàöèè, à íàèáîëåå áûñòðûå èç
ýòèõ êàðò microSD òåïåðü ìîãóò
êîíêóðèðîâàòü ñ äðóãèìè âûñîêîñêîðîñòíûìè àòðèáóòàìè äëÿ áåñïðîâîäíûõ ñåòåé.
Àññîöèàöèÿ SD áûëà îáðàçîâàíà ðàçðàáîò÷èêàìè ïðèëîæåíèé è èçãîòîâèòåëÿìè
êàðò microSD è êîìïîíåíòîâ äëÿ íèõ. Îðãàíèçàöèÿ óñòàíàâëèâàåò òåõíîëîãè÷åñêèå ñòàíäàðòû è îïðåäåëÿåò íàïðàâëåíèÿ ðàçâèòèÿ
îòðàñëè microSD. Ïðåçèäåíò Àññîöèàöèè SD
Áðàéàí Êóìýãàé (Brian Kumagai) ðàññêàçàë î
íåêîòîðûõ ïîñëåäíèõ òåíäåíöèÿõ â òåõíîëîãèè, êîòîðûå ïîçâîëÿò microSD è â áóäóùåì
ñîõðàíÿòü æèçíåñïîñîáíîñòü, îñòàâàÿñü âîñòðåáîâàííûì õðàíèëèùåì äàííûõ äëÿ ìíîãèõ ïðîäóêòîâ íà ðûíêå.
Ðûíêè äèêòóþò íåîáõîäèìîñòü
ñòàíäàðòèçàöèè
Êàðòû ïàìÿòè microSD èñïîëüçóþòñÿ ïðåèìóùåñòâåííî â ñìàðòôîíàõ è äðóãèõ ìîáèëüíûõ óñòðîéñòâàõ ñ îãðàíè÷åííûìè ðàçìåðàìè. Êîãäà êàðòû microSD âïåðâûå ïîÿâèëèñü
íà ñöåíå, îíè áûñòðî ñòàëè ñàìûì ïîïóëÿðíûì ôîðìàòîì äëÿ ìîáèëüíûõ óñòðîéñòâ, è,
ïî óòâåðæäåíèþ Êóìýãàÿ, èìåííî ðàçìåð
28
ñïîñîáñòâîâàë èõ óñïåõó. Ðûíîê
microSD ñòðåìèòåëüíî ðàçâèâàåòñÿ ïî ìåðå òîãî, êàê âñå áîëüøåå
÷èñëî ñìàðòôîíîâ íà÷èíàåò
âûïóñêàòüñÿ ñî ñëîòàìè äëÿ êàðò
microSD. Äàæå ïðèòîì, ÷òî íîâåéøèå òåëåôîíû, âûïóùåííûå ãèãàíòîì îòðàñëè Apple, â íàñòîÿùåå
âðåìÿ íå èñïîëüçóþò êàðòû ïàìÿòè
microSD, ýòî äåëàþò Samsung è
ìíîãèå äðóãèå êîìïàíèè.
Ñî âðåìåíåì ïðîèçâîäèòåëè ñìàðòôîíîâ
ñîêðàòèëè îáúåìû âñòðîåííîé ïàìÿòè, ñ êîòîðîé ñìàðòôîíû ïîñòóïàëè â ïðîäàæó, ñíèçèâ
òàêèì îáðàçîì ñòîèìîñòü èõ ïðîèçâîäñòâà.
Ïîòðåáèòåëÿì ýòî êîìïåíñèðîâàëè äîáàâëåíèåì äîïîëíèòåëüíîãî íàêîïèòåëÿ, â êà÷åñòâå êîòîðîãî ÷àñòî èñïîëüçóåòñÿ êàðòà
microSD åìêîñòüþ 8 ÃÁ. Ôàêòè÷åñêè, îñíîâíàÿ ÷àñòü ïðîäàâàåìûõ êàðò microSD èñïîëüçóåòñÿ â ñìàðòôîíàõ, îäíàêî ïðîäîëæàþò
ðàñòè ïðîäàæè è êàðò áîëüøåé åìêîñòè (16 è
32 ÃÁ). Ðàñøèðÿåòñÿ èñïîëüçîâàíèå êàðò
MicroSD è â äðóãèõ óñòðîéñòâàõ, äëÿ êîòîðûõ
ãàáàðèòû èìåþò îïðåäåëÿþùåå çíà÷åíèå,
òàêèõ, íàïðèìåð, êàê öèôðîâûå ôîòî- è âèäåîêàìåðû, íî÷íûå IP êàìåðû âèäåîíàáëþäåíèÿ, âèäåîíÿíè, àâòîìîáèëüíûå êàìåðû è
ïëàíøåòíûå êîìïüþòåðû. Ðàçìåðû ãàäæåòîâ
ñòàíîâÿòñÿ âñå ìåíüøå, ïîýòîìó MicroSD äî
ñèõ ïîð îñòàþòñÿ ñàìûìè ïðåäïî÷òèòåëüíûìè óñòðîéñòâàìè äëÿ õðàíåíèÿ äàííûõ áëàãîäàðÿ ïîñòîÿííîìó ðîñòó èõ åìêîñòè, ñêîðîñòè è íàäåæíîñòè.
ÑÒÀÒÜÈ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
Îáúåì: äëÿ òåõíîëîãèè ôëåøïàìÿòè ýòî ãëàâíîå
Ôóíäàìåíòàëüíîé òåõíîëîãè÷åñêîé îñíîâîé èçãîòîâëåíèÿ âñåõ êàðò SD è ëþáûõ
òèïîâ òâåðäîòåëüíûõ íàêîïèòåëåé ñåãîäíÿ
ÿâëÿåòñÿ ïàìÿòü NAND ôëåø.  ñîâðåìåííûõ ÷èïàõ ïàìÿòè NAND ôëåø àáñîëþòíî
âñåõ ïðîèçâîäèòåëåé èñïîëüçóþòñÿ ÿ÷åéêè ñ
ïëàâàþùèì çàòâîðîì. Ïðîèñõîäèâøåå íà
ïðîòÿæåíèè ìíîãèõ ëåò óìåíüøåíèå øèðèíû ãîðèçîíòàëüíûõ ëèíèé, ïîëó÷àåìûõ â
ïðîöåññå ëèòîãðàôèè, èñïîëüçóåìîé ïðè
ïðîèçâîäñòâå ïàìÿòè NAND, ïîçâîëÿëî
ïîñòîÿííî óâåëè÷èâàòü ïëîòíîñòü õðàíåíèÿ
äàííûõ. Ïî ìåðå ðàçâèòèÿ îòðàñëè ïðîèçâîäñòâà çàïîìèíàþùèõ óñòðîéñòâ, ïðîåêòíûå
íîðìû ôëåø-ïàìÿòè ñîêðàòèëèñü ñ ïåðâîíà÷àëüíûõ 110 íì äî ñåãîäíÿøíèõ 19 íì, ÷òî
ïîçâîëèëî ñäåëàòü ÷èïû NAND ìåíüøå, à
åìêîñòü êàðò microSD áîëüøå. Ïðè îäíîóðîâíåâîì ðàñïîëîæåíèè ÿ÷ååê òàêèõ ðàçìåðîâ êàæäàÿ èç íèõ õðàíèò çàðÿä âñåãî â
íåñêîëüêî ýëåêòðîíîâ.  áëèæàéøåì áóäóùåì îæèäàåòñÿ ïîÿâëåíèå ÷èïîâ NAND ñ
ïðîåêòíûìè íîðìàìè 16 íì, è ñ ýòîãî ìîìåíòà, ïî óòâåðæäåíèþ Êóìýãàÿ, îòðàñëü íà÷íåò
ñòàëêèâàòüñÿ ñ îãðàíè÷åíèÿìè âîçìîæíîñòåé äàëüíåéøåãî ìàñøòàáèðîâàíèÿ ëèòîãðàôè÷åñêèõ ïðîöåññîâ.
Êàê îæèäàåòñÿ, â òå÷åíèå ñëåäóþùåãî
ãîäà ïîñòàâùèêè NAND ðàçâåðíóò ïðîèçâîäñòâî, îñíîâàííîå íà òåõíîëîãèè ñëåäóþùåãî ïîêîëåíèÿ ñ âåðòèêàëüíîé ñòðóêòóðîé, êîòîðàÿ îáåñïå÷èò êà÷åñòâåííûé ñêà÷îê â ïëîòíîñòè óïàêîâêè. Êîíöåïöèÿ 3D ïðåäïîëàãàåò
çíà÷èòåëüíîå óìåíüøåíèå ðàçìåðîâ îòäåëüíûõ ÿ÷ååê è ïåðåõîä îò ïëàíàðíîãî ðàçìåùåíèÿ ýëåìåíòîâ ê ìíîãîÿðóñíîìó. «Ýòà òåõíîëîãèÿ íàìíîãî ñëîæíåå â ïðîèçâîäñòâå. ×åì
òîíüøå ñëîè, òåì ñëîæíåå ñ÷èòûâàòü âñå
ðàçëè÷íûå óðîâíè, ÷òî ïîòðåáóåò îáÿçàòåëüíîé êîððåêöèè îøèáîê» – ñêàçàë Êóìýãàé.
Ðàçðàáîòêàìè òåõíîëîãèé 3D ñåé÷àñ çàíèìàþòñÿ âñå îñíîâíûå ïîñòàâùèêè ïàìÿòè
NAND. «Ïî âíåøíåìó âèäó è èíòåðôåéñó
êàðòû microSD íè÷åì îòëè÷àòüñÿ íå áóäóò, íî
3D ïðîöåññ èçãîòîâëåíèÿ NAND ìîæåò ñïîñîáñòâîâàòü ïîâûøåíèþ íàäåæíîñòè è îêàçûâàòü äðóãèå âîçäåéñòâèÿ íà îòðàñëü, åñëè
îêàæåòñÿ äåøåâëå ñóùåñòâóþùåé òåõíîëîãèè», – ñêàçàë Êóìýãàé.
Îäèí èç ñëåäñòâèé âëèÿíèÿ âûñîêîíàäåæíûõ ïðîöåññîâ íà îòðàñëü áóäåò ñîçäàíèå
íîâûõ îáëàñòåé èñïîëüçîâàíèÿ êàðò micro-
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
SD. Îíè íàéäóò ïðèìåíåíèå â âûñîêîêëàññíîì àâòîìîáèëüíîì è ïðîìûøëåííîì
îáîðóäîâàíèè, òàêîì, íàïðèìåð, êàê ñ÷èòûâàòåëè è ñêàíåðû øòðèõ êîäîâ, êîòîðûì íåîáõîäèìû áîëüøèå îáúåìû õðàíèìûõ äàííûõ.
Ñòðàòåãèè óâåëè÷åíèÿ ñêîðîñòè
Íàðÿäó ñ íàðàùèâàíèåì åìêîñòè NANDòåõíîëîãèé, ïðîèçâîäèòåëè ïàìÿòè ðàáîòàþò íàä óâåëè÷åíèåì áûñòðîäåéñòâèÿ êàðò
microSD â ñî÷åòàíèè ñ ñîçäàíèåì íîâûõ àïïàðàòíûõ è ïðîãðàììíûõ ñòðàòåãèé. Âàæíàÿ
ðîëü çäåñü ïðèíàäëåæèò èíòåðôåéñó. Íîâûé
âûñîêîñêîðîñòíîé èíòåðôåéñ (UHS-II – ultrahigh-speed) ïîëó÷èë âòîðîé ðÿä âûâîäîâ,
óõîäÿùèõ âî âíåøíèé ìèð, à íîâàÿ ôàéëîâàÿ ñèñòåìà ïîääåðæèâàåò ìèêðî êàðòû
XSDHC èëè SDXC íàìíîãî áîëüøåãî îáúåìà
– îò 32 ÃÁ äî 2 ÒÁ. Ó íîâåéøèõ óëüòðàâûñîêîñêîðîñòíûõ êàðò âòîðîãî ïîêîëåíèÿ, â êîòîðûõ èñïîëüçóåòñÿ ýòîò èíòåðôåéñ, çíà÷èòåëüíî óâåëè÷åíû ñêîðîñòè çàïèñè è ÷òåíèÿ
– 312 Ìáèò/c ïðîòèâ 104 Ìáèò/c ó êàðò ïðåäûäóùåãî ïîêîëåíèÿ.
Êàðòà microSD ñ èíòåðôåéñîì UHS-II êîìïàíèè Toshiba.
Åùå îäíîé îáëàñòüþ, îïðåäåëÿþùåé ñêîðîñòü êàðò, ÿâëÿþòñÿ êîíòðîëëåðû. Ýòè êîìïîíåíòû óïðàâëÿþò êàê ïàìÿòüþ NAND, òàê è
îáìåíîì ñ âíåøíèì ìèðîì. Â êîíòðîëëåðàõ
êàðò microSD ñàìîãî âûñîêîñêîðîñòíîãî êëàññà îáè ýòèõ ôóíêöèè âûïîëíÿþòñÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì ñòðàòåãèé ìíîãîêàíàëüíîñòè è
÷åðåäîâàíèÿ àäðåñîâ.
ÑÒÀÒÜÈ
29
Íîâûå âîçìîæíîñòè
Ðåíòãåíîãðàììà ïðÿìîóãîëüíîé êàðòû
microSDHC/SDXC åìêîñòüþ 32 ÃÁ êîìïàíèè
Kingston, ñäåëàííàÿ â ïðîöåññå ïîâåðõíîñòíîãî ìîíòàæà íà îáùåé ïëàòå äî ðàçäåëåíèÿ è îáðåçêè. Äâà çíàêà «+» ââåðõó îòìå÷àþò óãëû êàðòû; ñïðàâà âèäíû ýëåìåíòû
äðóãîé êàðòû. Áîëüøîé çîëîòèñòûé ïðÿìîóãîëüíèê, ðàçäåëåííûé íà ÷åòûðå îáëàñòè –
ýòî NAND ôëåø, à íåáîëüøîé ñåðåáðèñòûé
ïðÿìîóãîëüíèê íèæå – êîíòðîëëåð. Ïðîâîäíèêè èç çîëîòîé ïðîâîëîêè óõîäÿò âî âíóòðåííèå ñëîè. (Ôîòî Kingston Technology).
30
Îñíîâíûìè ïîñòàâùèêàìè â ìèðå
microSD ÿâëÿþòñÿ Delkin Devices, Greenliant,
Intel, Kingston Technology, Micron, OCZ
Technology, Panasonic, PNY Technologies,
Samsung è Toshiba. Òåïåðü èíäóñòðèÿ
microSD íà÷àëà èíòåãðèðîâàòü ìíîãî äîïîëíèòåëüíûõ ôóíêöèé íåïîñðåäñòâåííî â ñàìó
êàðòó. Íåñêîëüêî ëåò íàçàä ïîÿâèëèñü êàðòû
microSD ñ ïîääåðæêîé SDIO ñòåêà Wi-Fi. Ïîñëåäíåé òåíäåíöèåé ñòàëà êîìáèíàöèÿ ôóíêöèé áåçîïàñíîñòè ñ âîçìîæíîñòÿìè áåñïðîâîäíîãî ïîäêëþ÷åíèÿ, ïðåäîñòàâëÿþùàÿ
ñðåäñòâà ïåðåäà÷è çàùèùåííûõ äàííûõ. Ñ
ïîìîùüþ òåõíîëîãèè Smart microSD ïîòðåáèòåëè ñêîðî ñìîãóò äåëàòü áåçîïàñíûå
ïîêóïêè ïî áåñïðîâîäíîé ñåòè, íå íóæäàÿñü
íè â SIM-êàðòå, íè â ìîáèëüíîì ïðîâàéäåðå.
Ýòî ïîçâîëèò òàêèì ôèíàíñîâûì êîìïàíèÿì,
êàê ýìèòåíòû êðåäèòíûõ êàðò, ðàáîòàòü íåçàâèñèìî ñ èçãîòîâèòåëÿìè êàðò microSD,
÷òîáû ïîëüçîâàòåëè ìîãëè ñîâåðøàòü òðàíçàêöèè ñ áîëüøåé ãèáêîñòüþ è â ðàìêàõ
áîëåå äåøåâûõ áàíêîâñêèõ ïàêåòîâ. ÐË
ÑÒÀÒÜÈ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
íàñòîÿùåå íåìåöêîå êà÷åñòâî
èíñòðóìåíò äëÿ
ðàçäåëêè êàáåëÿ
è ñíÿòèÿ èçîëÿöèè
êîíòðîëüíîèçìåðèòåëüíîå
îáîðóäîâàíèå
ïðîìûøëåííûå êîðïóñà
âûêëþ÷àòåëè
äàò÷èêè
êëåììû
íà DIN ðåéêó
è äëÿ ïå÷àòíûõ ïëàò
ßçûêè
ïðîãðàììèðîâàíèÿ
âñòðàèâàåìûõ ñèñòåì
Colin Walls
EE Times
Ñïåöèàëèçèðîâàííûå ÿçûêè áûëè ðàçðàáîòàíû äëÿ óäîâëåòâîðåíèÿ ñïåöèôè÷åñêèõ
òðåáîâàíèé ðàçðàáîò÷èêîâ âñòðàèâàåìûõ ñèñòåì, íî íè îäèí ÿçûê íå íàøåë âñåîáùåãî
ïðèçíàíèÿ
Â
Âñå ýòî íà÷àëîñü â ïðîøëîì ãîäó, êîãäà ÿ
ïîëó÷èë ïèñüìî îò Êëàéâà (Ìàêñà) Ìàêñôèëäà. Îí ïðîâîäèë ñåìèíàð â Design West, è
ïîèíòåðåñîâàëñÿ, õî÷ó ëè ÿ ïðèíÿòü â íåì
ó÷àñòèå. Ñåìèíàð íàçûâàëñÿ «10 ÿçûêîâ çà
45 ìèíóò». Ñóòü çàêëþ÷àëàñü â òîì, ÷òî
âûñòóïÿò äåñÿòü ó÷àñòíèêîâ, êàæäîìó èç êîòîðûõ áóäåò îòâåäåíî ÷åòûðå ìèíóòû äëÿ ðàññêàçà î êîíêðåòíîì ÿçûêå, èìåþùåì îòíîøåíèå ê ðàçðàáîò÷èêàì âñòðàèâàåìûõ ñèñòåì.
Îñòàâøèåñÿ ïÿòü ìèíóò ðàññ÷èòàíû íà âñòóïëåíèå Ìàêñà è çàêëþ÷èòåëüíóþ ðå÷ü. Îí
ïîïðîñèë ìåíÿ ðàññêàçàòü î C++, è ÿ áûë
ñ÷àñòëèâ ïðèíÿòü åãî ïðèãëàøåíèå.
Ñåìèíàð ïðîøåë î÷åíü õîðîøî. Íåñìîòðÿ
íà òî, ÷òî ìû íà÷àëè â 8:30 óòðà, â çàëå
ñîáðàëîñü äîâîëüíî ìíîãî ëþäåé, íàñòðîåííûõ âåñüìà äîáðîæåëàòåëüíî. Ïîñëå êðàòêîãî ââåäåíèÿ Ìàêñà âûñòóïèëè äîêëàä÷èêè.
Äëÿ îðãàíèçàöèè ÷åñòíîé èãðû Ìàêñ ñïåöèàëüíî çàâåë òàéìåð. Áëàãîäàðÿ áûñòðîìó
òåìïó ñåìèíàð ïîëó÷èëñÿ î÷åíü äèíàìè÷íûì, è ÿ ñ÷èòàþ, ÷òî àóäèòîðèè ýòî ïîíðàâèëîñü. Ìíå óæ òî÷íî ïîíðàâèëîñü.
Ïîñëå ñåìèíàðà ó ìåíÿ âîçíèêëà èäåÿ –
ïî÷åìó áû íå íàïèñàòü ñòàòüþ, ÷òîáû ïîäåëèòüñÿ ïðåäñòàâëåííûìè íà ýòîì ñåìèíàðå
êîíöåïöèÿìè ñ áîëåå øèðîêîé àóäèòîðèåé. È
âîò îíà âûøëà, õîòÿ äîëæåí çàìåòèòü, ÷òî ÿ
îãðàíè÷èëñÿ ëèøü ïÿòüþ ÿçûêàìè ïðîãðàììèðîâàíèÿ. Îñòàëüíûå ïÿòü áûëè ÿçûêàìè
îïèñàíèÿ àïïàðàòóðû (HDL), êîòîðûå, ìîæåò
áûòü, ðàññìîòðèì â ñëåäóþùèé ðàç.
32
ßçûêè ïðîãðàììèðîâàíèÿ
âñòðàèâàåìûõ ñèñòåì
Âî ìíîãèõ îòíîøåíèÿõ ïðîãðàììèðîâàíèå
âñòðàèâàåìûõ ñèñòåì íå ñëèøêîì îòëè÷àåòñÿ
îò íàïèñàíèÿ êîäà äëÿ íàñòîëüíîãî êîìïüþòåðà, íî åñòü íåêîòîðûå êëþ÷åâûå ðàçëè÷èÿ.
1. Âî âñòðàèâàåìûõ ñèñòåìàõ ðåñóðñû
(ïàìÿòü è ìîùíîñòü ïðîöåññîðà) îãðàíè÷åííû. À íàñòîëüíûå ñèñòåìû, êàê îáû÷íî
ïðåäïîëàãàåòñÿ, íå èìåþò íèêàêèõ îãðàíè÷åíèé.
2. Âñòðàèâàåìûå ñèñòåìû, êàê ïðàâèëî,
ðàáîòàþò â ðåæèìå ðåàëüíîãî âðåìåíè.
3. Êîëè÷åñòâî îïåðàöèîííûõ ñèñòåì äëÿ
íàñòîëüíûõ êîìïüþòåðîâ íåâåëèêî. Äëÿ
âñòðàèâàåìûõ ñèñòåì ñóùåñòâóåò ìíîæåñòâî âàðèàíòîâ, â òîì ÷èñëå ðàáîòà «íà
ãîëîì æåëåçå» (òî åñòü âîîáùå áåç îïåðàöèîííîé ñèñòåìû).
4. Àïïàðàòíàÿ ÷àñòü âñåõ ïåðñîíàëüíûõ
êîìïüþòåðîâ â ïåðâîì ïðèáëèæåíèè îäèíàêîâà. Íî êàæäàÿ âñòðàèâàåìàÿ ñèñòåìà
óíèêàëüíà, ïîýòîìó çäåñü áîëåå ðàñïðîñòðàíåíî ïðîãðàììèðîâàíèå, ïðèáëèæåííîå ê àïïàðàòíîìó.
Íà çàðå ñòàíîâëåíèÿ âñòðàèâàåìûõ ñèñòåì èç-çà ôàêòîðà ¹1 è, â íåêîòîðîé ñòåïåíè, ¹2 è ¹4 áîëüøèíñòâî ñèñòåì ïðîãðàììèðîâàëîñü íà àññåìáëåðå. Òàêîé ïîäõîä è
ñåé÷àñ îñòàåòñÿ â êà÷åñòâå îäíîãî èç âàðèàíòîâ, íî òåïåðü àññåìáëåð èñïîëüçóåòñÿ òîëü-
ÑÒÀÒÜÈ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
êî òîãäà, êîãäà îáîéòèñü áåç íåãî äåéñòâèòåëüíî íåâîçìîæíî.
Ïîòðåáíîñòè ðàçðàáîò÷èêîâ âñòðàèâàåìûõ ñèñòåì äîñòàòî÷íî ñïåöèôè÷íû, ïîýòîìó ìîæíî áûëî áû îæèäàòü, ÷òî ñïåöèàëèçèðîâàííûå ÿçûêè áûëè ðàçðàáîòàíû äëÿ óäîâëåòâîðåíèÿ èõ óíèêàëüíûõ òðåáîâàíèé. Åñòü
ïðèìåðû ÿçûêîâ, êîòîðûå èçíà÷àëüíî ñîçäàâàëèñü äëÿ âñòðàèâàåìûõ ïðèëîæåíèé (íàïðèìåð, PL/M, Forth, Ada), íî îíè íå íàøëè
âñåîáùåãî ïðèçíàíèÿ.
ßçûê Cè
ßçûê Ñè áûë ðàçðàáîòàí â 1970-õ Äåííèñîì Ðèò÷è (Dennis Ritchie) â AT&T Bell Labs.
Ñè îñíîâûâàëñÿ íà áîëåå ðàííåé ïîïûòêå
ñîçäàòü âûñîêîóðîâíåâûé ÿçûê ïîä íàçâàíèåì B, îáëàäàâøèé ïðåèìóùåñòâàìè àññåìáëåðà. Îí, â ñâîþ î÷åðåäü, íà÷àë ðàçðàáàòûâàòüñÿ â Êåìáðèäæå (Àíãëèÿ) è ïåðâîíà÷àëüíî íîñèë íàçâàíèå BCPL. Îðèãèíàëüíûé
ñïðàâî÷íèê «ßçûê ïðîãðàììèðîâàíèÿ Ñè»
(The C Programming Language), íàïèñàííûé
Áðàéàíîì Ó. Êåðíèãàíîì (Brian W. Kernighan)
è Äåííèñîì Ì. Ðèò÷è, áûë îïóáëèêîâàí â
1978 ãîäó. Äëÿ ïîëíîé ñòàíäàðòèçàöèè (â ñîîòâåòñòâèè ñ ANSI) ïîòðåáîâàëîñü åùå 10 ëåò, è
ñ òåõ ïîð âûøëî ìíîãî âåðñèé.
Õîòÿ Ñè íèêîãäà íå ðàçðàáàòûâàëñÿ èëè
íå ïðåäíàçíà÷àëñÿ äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ âî
âñòðàèâàåìûõ ñèñòåìàõ, äëÿ íèõ îí îñòàåòñÿ
íàèáîëåå øèðîêî èñïîëüçóåìûì ÿçûêîì ïðîãðàììèðîâàíèÿ áëàãîäàðÿ êîìïèëÿòîðàì,
äîñòóïíûì ïðàêòè÷åñêè äëÿ ëþáîãî ïðåäñòàâëåííîãî íà ðûíêå ìèêðîïðîöåññîðà, ìèêðîêîíòðîëëåðà è ïðîöåññîðíîãî ÿäðà.
Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî Ñè ÿâëÿåòñÿ ñòðóêòóðèðîâàííûì ÿçûêîì, îí ïðåäëàãàåò áîëüøóþ
ãèáêîñòü, ïîçâîëÿÿ ïèñàòü ëåãêî ÷èòàåìûé
êîä, õîòÿ ýòîò æå êîä ìîæíî íàïèñàòü â ñëîæíîé äëÿ âîñïðèÿòèÿ ôîðìå.
Íèæå ïðèâåäåí ïðèìåð õîðîøî ñêîìïîíîâàííîãî êîäà.
Ñëåäóþùèé ñòèëü íàïèñàíèÿ íåìíîãî
êîìïàêòíåå, íî ïðè ýòîì êîä âñå åùå ïîëíîñòüþ ðàáîòîñïîñîáåí.
for (int x = 0; x < 4; x++) {
for (int y = 0; y <
strlen(bullets[x]); y++) {
blab(bullets[x][y]);
}
}
Íèæåïðèâåäåííûé ïðèìåð òîæå âïîëíå
ïðàâèëüíûé, íî îäíîâðåìåííî ýòî è õîðîøèé
îáðàçåö ñîâåðøåííî íå÷èòàåìîãî êîäà.
for(int x=0;x<4;x++) for(int
y=0;y<strlen(bullets[x];y++)
blab(bullets[x][y]);
Íåñìîòðÿ íà îïðåäåëåííûå ñëîæíîñòè,
ñèíòàêñèñ ÿçûêà Ñè, êàê ìû óâèäèì â äàëüíåéøåì, ñòàë îñíîâîé ðÿäà äðóãèõ ÿçûêîâ. Ïîìèìî íåîáõîäèìîñòè çàáîòèòüñÿ î âèçóàëüíîì
ìàêåòå êîäà, ÿçûê Ñè èìååò äðóãèå «ãèáêîñòè», êîòîðûå ìîãóò âûçâàòü ïðîáëåìû:
! Óêàçàòåëè ÿâëÿþòñÿ ìîùíûì èíñòðóìåíòîì, íî ëåãêî ìîãóò ïðèâåñòè ê ïóòàíèöå.
! Ýòî ÿçûê ñî ñëàáîé òèïèçàöèåé, èç-çà ÷åãî
ïîâûøàåòñÿ ðèñê ñëó÷àéíûõ ïðåîáðàçîâàíèé, ÷òî ìîæåò ïðèâåñòè ê íåî÷åâèäíûì
îøèáêàì.
! Äèíàìè÷åñêèå îáúåêòû ïàìÿòè äîñòàòî÷íî ïðèìèòèâíû è íå î÷åíü õîðîøî ïîäõîäÿò äëÿ ñèñòåì ðåàëüíîãî âðåìåíè.
Ìíîãèå ïîëüçîâàòåëè Ñè öåíÿò ìîùü
ÿçûêà è ïîïûòàëèñü ñìÿã÷èòü åãî ñëàáûå
ñòîðîíû. ×òîáû èçáåæàòü ïîäâîäíûõ êàìíåé,
â ðÿäå ïîäõîäîâ áûëè ââåäåíû îïðåäåëåííûå îãðàíè÷åíèÿ íà èñïîëüçîâàíèå êîíñòðóêöèé ÿçûêà Ñè. Íàâåðíîå, ñàìûé èçâåñòíûé
ïðèìåð – MISRA C – ñòàíäàðò, çàðîäèâøèéñÿ
â àâòîìîáèëüíîé ïðîìûøëåííîñòè, íî
òåïåðü çàâîåâûâàþùèé ïðèçíàíèå è â äðóãèõ
îáëàñòÿõ.
int x, y, z;
for (x = 0; x < 4; x++)
{
z = strlen(bullets[x]);
for (y = 0; y < z; y++)
{
blab(bullets[x][y]);
}
}
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
ßçûê C++
Õîòÿ èäåÿ îáúåêòíî-îðèåíòèðîâàííîãî
ïðîãðàììèðîâàíèÿ (ÎÎÏ) íå íîâà (ïî êðàéíåé ìåðå, îäèí òàêîé ÿçûê ñóùåñòâîâàë â
ñåðåäèíå 1960-õ ãîäîâ), ìîäíûì ÎÎÏ ñòàëî
ëèøü â 1980-õ. Â ðåçóëüòàòå ïîÿâèëñÿ öåëûé
ðÿä ÿçûêîâ, íåêîòîðûå èç êîòîðûõ áûëè îñíîâàíû íà Ñè. Âèäèìî, òåïåðü ñàìîå âðåìÿ
ÑÒÀÒÜÈ
33
ïîñìîòðåòü íà «ðîäîñëîâíóþ» ÿçûêîâ ïðîãðàììèðîâàíèÿ, ïîêàçàííóþ íèæå.
BCPL è B
C
(Êåðíèãàí
è Ðèò÷è)
Èíûå ÎÎ C
C++
ANSI C
Java
«Ãåíåàëîãè÷åñêîå äåðåâî» ÿçûêîâ ïðîãðàììèðîâàíèÿ.
Íåêîòîðîå êîëè÷åñòâî C-ïîäîáíûõ îáúåêòíî-îðèåíòèðîâàííûõ ÿçûêîâ âûæèëî, íî
åäèíñòâåííûì ÿçûêîì, êîòîðûé äåéñòâèòåëüíî óòâåðäèëñÿ è òåïåðü ïîïóëÿðåí â
îáëàñòè ðàçðàáîòêè âñòðàèâàåìûõ ñèñòåì,
ÿâëÿåòñÿ C++. Îí áûë ñîçäàí Áüåðíîì Ñòðàóñòðóïîì (Bjarne Stroustrup) â Bell Labs.
Îäíèì èç êëþ÷åâûõ ôàêòîðîâ óñïåõà C++
áûëà åãî ïåðâîíà÷àëüíàÿ ðåàëèçàöèÿ. Âìåñòî òîãî, ÷òîáû ïèñàòü îáû÷íûé êîìïèëÿòîð,
Ñòðàóñòðóï íàïèñàë ïðåïðîöåññîð –
«Cfront», êîòîðûé ïåðåâîäèë C++ â ñòàíäàðòíûé Ñè. Ýòî îçíà÷àëî, ÷òî íîâûé ÿçûê áûë
ãîòîâ äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ ïðàêòè÷åñêè â
ëþáîì ìåñòå, ãäå áûë äîñòóïåí êîìïèëÿòîð
Ñè.  íàñòîÿùåå âðåìÿ î÷åíü ðàñïðîñòðàíåíû ñïåöèàëüíûå êîìïèëÿòîðû C++, íî ìîùíûé ñòèìóë åãî ðàçâèòèþ äàëî èìåííî ñîçäàíèå ïðåïðîöåññîðà.
Öåëü ÎÎÏ – ïîääåðæèâàòü ðàçðàáîòêó
êðóïíûõ ïðîãðàììíûõ ïðîåêòîâ. Òàêàÿ çàäà÷à âñå ÷àùå âñòàåò ïåðåä ðàçðàáîò÷èêàìè
âñòðàèâàåìûõ ñèñòåì. Èñïîëüçîâàíèå ïîäõîäà ÎÎÏ ìîæåò ïîçâîëèòü êàæäîìó ïðîãðàììèñòó ñîñðåäîòî÷èòüñÿ íà åãî èëè åå
ñîáñòâåííîé îáëàñòè çíàíèé áåç íåîáõîäèìîñòè ïîíèìàíèÿ êàæäîãî àñïåêòà âñåãî ïðèëîæåíèÿ.
C++ ìîæíî èñïîëüçîâàòü äâóìÿ ñïîñîáàìè. Åãî ìîæíî ïðîñòî ðàññìàòðèâàòü êàê ÿçûê
Ñè, «óëó÷øåííûé» çà ñ÷åò ðÿäà îáúåêòîâ è
êîíñòðóêöèé, èëè æå îí ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ êàê èñòèííûé îáúåêòíî-îðèåíòèðîâàííûé
ÿçûê. Ïîñëåäíèé ïîäõîä ìîæåò áûòü î÷åíü
34
ïîëåçåí äëÿ âñòðàèâàåìûõ ïðèëîæåíèé,
ïîñêîëüêó îí ïîçâîëÿåò èíêàïñóëèðîâàòü
ñïåöèàëüíûå êîäû, íàïðèìåð, êîäû äîñòóïà
ê óñòðîéñòâó.
Êëþ÷åâîé îñîáåííîñòüþ ÿçûêà C++ ÿâëÿåòñÿ ïîíÿòèå êëàññà. Êëàññ â C++ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íå÷òî ïîäîáíîå ñòðóêòóðå â ÿçûêå
Ñè, íî ñ íåêîòîðûìè îòëè÷èÿìè:
! Êëàññ ìîæåò ñîäåðæàòü êàê êîä, òàê è
äàííûå.
! Êîä è äàííûå ìîãóò áûòü ñêðûòû îò
ïîëüçîâàòåëåé êëàññà.
!  êëàññ ìîãóò áûòü âêëþ÷åíû ñïåöèàëüíûå ôóíêöèè, ÷òîáû ïîçâîëèòü îïåðàòîðàì îïðåäåëèòü ýòó ôóíêöèþ ñ ýêçåìïëÿðàìè êëàññà.
! Êëàññ, ïî ñóùåñòâó, ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé
íîâûé òèï äàííûõ; ýêçåìïëÿðû êëàññà
íàçûâàþòñÿ «îáúåêòàìè».
! Ñèíòàêñèñ îïðåäåëåíèÿ îáúåêòà ïðîùå,
÷åì ýêçåìïëÿðîâ ñòðóêòóðû, äîñòàòî÷íî
ïðîñòî ñîñëàòüñÿ íà èìÿ êëàññà.
Íèæå ïðèâåäåí ïðîñòîé ïðèìåð îïðåäåëåíèÿ êëàññà â C++.
class woport
{
int shadow;
int* address;
public:
woport(long);
~woport();
void operator|=(int);
void operator&=(int);
}
Âîò ïðèìåð êîäà, èñïîëüçóþùåãî êëàññ:
main()
{
woport out(0x10000);
out |= 0x30;
out &= ~7;
}
Îáðàòèòå âíèìàíèå íà òî, êàê îáúåêò (èëè,
åñëè õîòèòå, ïåðåìåííàÿ) out îáúÿâëåíà
âïîëíå îáû÷íûì ñïîñîáîì, è åñòåñòâåííî
èñïîëüçóåòñÿ ñî çíàêîìûìè îïåðàòîðàìè.
Àâòîðó ýòîé ôóíêöèè main() íå íóæåí äîñòóï ê
èñõîäíîìó êîäó ôóíêöèé â êëàññå woport.
Êîíå÷íî, C++ èìååò ñâîè íåäîñòàòêè. Áåç
îïðåäåëåííîé îñìîòðèòåëüíîñòè ÿçûê ìîæåò
ÑÒÀÒÜÈ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
îêàçûâàòü áóëüøóþ íàãðóçêó íà ðåñóðñû, ÷åì
ìîæíî áûëî áû îæèäàòü. Ñîâðåìåííûå ñðåäñòâà ïîìîãàþò èçáåæàòü ýòîé ïðîáëåìû è
ñïîñîáñòâóþò ðàçðàáîòêå îïòèìàëüíîãî
êîäà. Èñòîðè÷åñêè ñëîæèëîñü òàê, ÷òî ìíîãèå
èíñòðóìåíòàëüíûå ñðåäñòâà äëÿ âñòðàèâàåìûõ ñèñòåì íå â ïîëíîé ìåðå ó÷èòûâàþò
ïîòðåáíîñòè ðàçðàáîò÷èêîâ â èñïîëüçîâàíèè
ðåñóðñîâ. Â ðåçóëüòàòå åãî ðåïóòàöèÿ áûëà
çàïÿòíàíà ìíîæåñòâîì íåóäà÷íûõ îïûòîâ
èñïîëüçîâàíèÿ ÿçûêà. Ýòî, âåðîÿòíî, îáúÿñíÿåò, ïî÷åìó, íåñìîòðÿ íà ïîïóëÿðíîñòü, ìèãðàöèÿ îò Ñè ê C++ ïðîèñõîäèëà ìåäëåííåå,
÷åì îæèäàëîñü.
Java
ßçûê Java áûë ðàçðàáîòàí Äæåéìñîì Ãîñëèíãîì (James Gosling) â Sun Microsystems
(òåïåðü ÷àñòü êîðïîðàöèè Oracle) è âûïóùåí
â 1995 ãîäó. Îðèãèíàëüíàÿ êîíöåïöèÿ Ãîñëèíãà çàêëþ÷àëàñü â ñîçäàíèè íàäåæíîãî ÿçûêà,
Îôèöèàëüíàÿ ýìáëåìà ÿçûêà Java.
êîòîðûé ìîã áû áûòü èñïîëüçîâàí äëÿ íàïèñàíèÿ ïîðòèðóåìûõ ïðèëîæåíèé äëÿ âñòðàèâàåìûõ ñèñòåì. Íà ïðîòÿæåíèè ìíîãèõ ëåò
ÿçûê Java óñïåøíî ïðèìåíÿëñÿ â êà÷åñòâå
ñðåäñòâà çàïóñêà ïðîãðàìì (àïïëåòîâ) â áðàó-
çåðå. Ýòî ïîçâîëÿëî ðàçðàáîò÷èêàì âûïîëíÿòü ðàçìåùàåìûå íà âåá-ñòðàíèöàõ ñëîæíûå ïðèëîæåíèÿ, êîòîðûå áóäóò ðàáîòàòü â
ëþáîì áðàóçåðå íà ëþáîé ïëàòôîðìå.
Ïîçæå èñïîëüçîâàíèå ÿçûêà Java ñòàëî
áîëüøå ñîîòâåòñòâîâàòü åãî ïåðâîíà÷àëüíîé
êîíöåïöèè êàê èíñòðóìåíòà âêëþ÷åíèÿ ðàçâåðíóòûõ ïðèëîæåíèé âî âñòðàèâàåìûå
óñòðîéñòâà. Òàêàÿ ïðàêòèêà ÿâëÿåòñÿ îáû÷íîé â îïåðàöèîííîé ñèñòåìå Android.
Îáû÷íî íàïèñàííàÿ íà Java ïðîãðàììà
çàïóñêàåòñÿ ñ ïîìîùüþ èíòåðïðåòàòîðà. Êîìïèëÿòîð Java ïðåîáðàçóåò èñõîäíûé êîä â
áàéò-êîä, ÿâëÿþùèéñÿ î÷åíü êîìïàêòíûì
ïðåäñòàâëåíèåì ëîãèêè. Èíòåðïðåòàòîð –
âèðòóàëüíàÿ ìàøèíà Java – ñ÷èòûâàåò è
âûïîëíÿåò áàéò-êîä.  êà÷åñòâå àëüòåðíàòèâû ñåãîäíÿ äëÿ çàïóñêà Java-ïðîãðàìì òàêæå
äîñòóïíû îáû÷íàÿ êîìïèëÿöèÿ èëè äèíàìè÷åñêàÿ êîìïèëÿöèÿ.
Java ÿâëÿåòñÿ îáúåêòíî-îðèåíòèðîâàííûì ÿçûêîì ñ ñèíòàêñèñîì íà îñíîâå Ñè,
ïîçàèìñòâîâàâøåì ôóíêöèîíàëüíîñòü è ðÿä
êîíñòðóêöèé èç íåêîòîðûõ äðóãèõ ÿçûêîâ (íàïðèìåð, C++), êîòîðûå äîáàâëÿþò ÿçûêó Ñè
âîçìîæíîñòè îáúåêòíî-îðèåíòèðîâàííîãî
ïðîãðàììèðîâàíèÿ.  îòëè÷èå îò C++, Java
ÿâëÿåòñÿ íàñòîÿùèì îáúåêòíî-îðèåíòèðîâàííûì ÿçûêîì, à íå ïðîöåäóðíûì ñ âîçìîæíîñòÿìè îáúåêòíî-îðèåíòèðîâàííîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ.
 Java íåò óêàçàòåëåé, ÷òî ñíèæàåò âåðîÿòíîñòü âîçíèêíîâåíèÿ îøèáîê ïðîãðàììèðîâàíèÿ. Íåîòúåìëåìîé ÷àñòüþ ÿçûêà ÿâëÿåòñÿ
ìíîãîïîòî÷íîñòü, à áëàãîäàðÿ ñëîæíîìó ìåõàíèçìó «ñáîðà ìóñîðà» î÷åíü õîðîøî ðàáîòàåò äèíàìè÷åñêîå ðàñïðåäåëåíèå ïàìÿòè.
Âîò ïðèìåð êîäà íà Java:
BitSet mask = new BitSet();
mask. set(cpuId);
AffinitySet as = AffinitySet.generate (mask);
AffinitySet.set(as, thread);
Java ðàáîòàåò òîëüêî íà 32- è 64ðàçðÿäíûõ óñòðîéñòâàõ. Èñïîëíèòåëüíîé
ñèñòåìå òðåáóåòñÿ íåìàëî ðåñóðñîâ öåíòðàëüíîãî ïðîöåññîðà. Âïðî÷åì, áëàãîäàðÿ
òîìó, ÷òî 32-ðàçðÿäíûå ìèêðîêîíòðîëëåðû
ñòàíîâÿòñÿ î÷åíü äåøåâûìè, îáëàñòü ïðèìåíåíèÿ Java ðàñøèðÿåòñÿ.
Èçíà÷àëüíî ÿçûê Java íå ïðåäíàçíà÷àëñÿ
äëÿ ïðèëîæåíèé ðåàëüíîãî âðåìåíè. Òåì íå
ìåíåå, â ïîñëåäíèå ãîäû áûëè ðàçðàáîòàíû
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
ñïåöèôèêàöèè äëÿ ñèñòåì ðåàëüíîãî âðåìåíè è ïîâûøåííîé áåçîïàñíîñòè.
Java î÷åíü øèðîêî ïðåïîäàåòñÿ â øêîëàõ
è êîëëåäæàõ, ïîñêîëüêó îáåñïå÷èâàåò õîðîøóþ îñíîâó äëÿ äàëüíåéøåé ïðàêòèêè ïðîãðàììèðîâàíèÿ. Ýòî ïðèâåëî ê ïîÿâëåíèþ
îãðîìíîãî ñîîáùåñòâà ïðîãðàììèñòîâ, äîñòóïíîñòè ìíîãî÷èñëåííûõ áèáëèîòåê, à
òàêæå ê áîëüøîìó âûáîðó èíñòðóìåíòîâ ðàçðàáîòêè.
ÑÒÀÒÜÈ
35
JavaScript
JavaScript áûë ðàçðàáîòàí â Netscape â
1995 ãîäó. Åãî íàçâàíèå ñáèâàåò ñ òîëêó,
ïîñêîëüêó ýòîò ÿçûê íå èìååò íèêàêîé ðåàëüíîé ñâÿçè ñ Java. Âûáîð òàêîãî íàçâàíèÿ áûë
òîëüêî ìàðêåòèíãîâûì õîäîì.
JavaScript áûëè ðåàëèçîâàíû óäèâèòåëüíî
ñëîæíûå âåá-ïðèëîæåíèÿ. Â êîíòåêñòå âñòðàèâàåìûõ ñèñòåì JavaScript ïðåäñòàâëÿåò
îñîáûé èíòåðåñ äëÿ ðàçðàáîòêè êðîññïëàòôîðìåííûõ ïðèëîæåíèé è ñîçäàíèÿ
ïîëüçîâàòåëüñêèõ èíòåðôåéñîâ.
Íèæå ïîêàçàí ïðèìåð êîäà íà JavaScript,
êîòîðûé áûë âñòðîåí â HTML-ôàéë.
<script>
function fact(x)
{
if (x == 0)
return 1;
return x * fact(x - 1);
}
alert(fact(4));
Íåîôèöèàëüíûé ëîãîòèï JavaScript.
</script>
ßçûê èìååò Ñè-ïîäîáíûé ñèíòàêñèñ, íî â
òî æå âðåìÿ îí èìååò ðÿä îñîáåííîñòåé, êîòîðûå îòëè÷àþò åãî îò äðóãèõ ïðîèçâîäíûõ îò
Ñè ÿçûêîâ. Òèïèçàöèÿ â íåì äèíàìè÷åñêàÿ:
çíà÷åíèå èìååò òèï, à ïåðåìåííàÿ íåò. Ýòî
îáúåêòíî-îðèåíòèðîâàííûé ÿçûê; îáúåêòû
ÿâëÿþòñÿ àññîöèàòèâíûìè ìàññèâàìè (è
íàîáîðîò). Âìåñòî êëàññîâ â JavaScript èìåþòñÿ ïðîòîòèïû. Äîñòóïíî ìíîæåñòâî áèáëèîòåê, ìíîãèå èç êîòîðûõ ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ
ðàáîòû ñ áðàóçåðîì è ðåàëèçàöèè èíòåðôåéñà ïîëüçîâàòåëÿ.
Ïðîãðàììèðîâàíèå íà JavaScript ìîæåò
áûòü î÷åíü ïðîäóêòèâíûì – ìíîãîå äîñòóïíî
äàæå ñ îãðàíè÷åííûìè çíàíèÿìè ÿçûêà. Ýòî
äåëàåò ÿçûê ïðèâëåêàòåëüíûì äëÿ íåïðîãðàììèñòîâ, à òàêæå îáúÿñíÿåò èçîáèëèå
ïëîõî íàïèñàííîãî êîäà íà JavaScript.
JavaScript áûë ïåðâîíà÷àëüíî çàäóìàí
êàê ñðåäñòâî, íàäåëÿþùåå âåá-ñòðàíèöû
âîçìîæíîñòÿìè ïðîãðàììèðîâàíèÿ, è â òàêîé
ðîëè îí ñåé÷àñ èñïîëüçóåòñÿ ïî÷òè ïîâñåìåñòíî. Ëþáàÿ ñäåëàííàÿ â ñîâðåìåííîì
ñòèëå âåá-ñòðàíèöà èñïîëüçóåò JavaScript.
Îí áûë íàçâàí «Àññåìáëåð äëÿ Web». (Ïîâèäèìîìó, êåì-òî, êòî íå áûë çíàêîì ñ ïðîãðàììèðîâàíèåì íà àññåìáëåðå). Êðîìå
òîãî, JavaScript ÿâëÿåòñÿ ñåðäöåì HTML 5,
êîòîðûé ïîëó÷àåò âñå áîëüøåå ðàñïðîñòðàíåíèå.
Èñõîäíûé êîä âêëþ÷åí â îïðåäåëåíèå
âåá-ñòðàíèöû è âûïîëíÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ
âñòðîåííîãî â áðàóçåð âûñîêîîïòèìèçèðîâàííîãî äèíàìè÷åñêîãî êîìïèëÿòîðà. Íà
36
Python
Åùå îäèí ÿçûê, êîòîðûé âïåðâûå ïîÿâèëñÿ â íà÷àëå 1990-õ ãîäîâ – Python – áûë
ñîçäàí Ãâèäî âàí Ðîññóìîì (Guido van
Rossum). Îí çàìûøëÿëñÿ êàê ñêðèïòîâûé
ÿçûê, îäíàêî åãî ìîùíîñòè äîñòàòî÷íî äëÿ
ðàçðàáîòêè íàìíîãî áîëåå ñëîæíûõ ïðèëîæåíèé.
Ëîãîòèï ÿçûêà Python.
Python çàèìñòâóåò íåêîòîðûå ñèíòàêñè÷åñêèå ýëåìåíòû Ñè, íî îí ìåíüøå ïîõîæ íà
Ñè, ÷åì âñå ÿçûêè, î êîòîðûõ ãîâîðèëîñü
âûøå.  ÷àñòíîñòè, ïðîáåë èìååò çíà÷åíèå
äëÿ ñòðóêòóðû ïðîãðàììû, ÷òî äåëàåò êîä
áîëåå ÷èòàåìûì.
Íèæå ïðèâåäåí ïðèìåð êîäà íà Python.
def remove_dupes(mylist):
mylist.sort()
last = mylist[-l]
for i in range(len(mylist)-2, -1, -1):
if last == mylist[i]:
del mylist[i]
else:
last = mylist[i]
ÑÒÀÒÜÈ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
Python – ýòî îáúåêòíî-îðèåíòèðîâàííûé
ÿçûê, íî îí òàêæå ïîääåðæèâàåò ñòèëè ïðîöåäóðíîãî è ôóíêöèîíàëüíîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ. Òèïèçàöèÿ æåñòêàÿ, íî äèíàìè÷åñêàÿ, ñ
ïîääåðæêîé ñïèñêîâ, ñëîâàðåé è ò.ä. Python
ÿâëÿåòñÿ èíòåðïðåòèðóåìûì ÿçûêîì – èñõîäíûé êîä êîìïèëèðóåòñÿ â áàéò-êîä (êàê íà
Java), è âûïîëíÿåòñÿ íà âèðòóàëüíîé ìàøèíå.
Ôèëîñîôèÿ Python çàêëþ÷àåòñÿ â ñëåäóþùåì:
! Êðàñèâîå ëó÷øå, ÷åì íåêðàñèâîå.
! ßâíîå ëó÷øå, ÷åì íåÿâíîå.
! Ïðîñòîå ëó÷øå, ÷åì ñëîæíîå.
! Ñëîæíîå ëó÷øå, ÷åì î÷åíü ñëîæíîå.
! ×èòàåìîñòü èìååò çíà÷åíèå.
Python øèðîêî èñïîëüçóåòñÿ âî âñòðàèâàåìûõ ïðèëîæåíèÿõ è èìååò ãîðàçäî áîëüøå
âîçìîæíûõ îáëàñòåé ïðèìåíåíèÿ, ãäå åãî
óíèêàëüíûé ñòèëü áóäåò ïîëåçåí. Íàïèñàííûå íà Python ïðîãðàììû ëåãêî ïîðòèðóþòñÿ,
ïîýòîìó ÿçûê ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ ãäå óãîäíî. Íå òàê äàâíî ðàçðàáîò÷èêè äåøåâîãî
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
îäíîïëàòíîãî êîìïüþòåðà Raspberry Pi
âûáðàëè Python â êà÷åñòâå îñíîâíîãî ÿçûêà
ïðîãðàììèðîâàíèÿ.
Âûâîäû è áëàãîäàðíîñòè
Êîãäà ðå÷ü çàõîäèò î ÿçûêàõ ïðîãðàììèðîâàíèÿ äëÿ âñòðàèâàåìûõ ñèñòåì, ïåðâûìè
ïðèõîäÿò íà óì Ñè (íàðÿäó ñ C++), à òàêæå, â
íåêîòîðîé ñòåïåíè, àññåìáëåð. Òåì íå
ìåíåå, åñòü è äðóãèå âàðèàíòû, ãäå îñîáûå
òðåáîâàíèÿ ê íàïèñàíèþ ïðîãðàììû äèêòóþò
íåîáõîäèìîñòü ñïåöèôè÷åñêèõ ðåøåíèé.
Èíòåðåñíî, ÷òî ñèíòàêñèñ ÿçûêà Ñè, õîòÿ
çà÷àñòóþ è ïîäâåðãàåòñÿ êðèòèêå, âñå æå
ÿâëÿåòñÿ îñíîâîé äëÿ ìíîãèõ äðóãèõ ÿçûêîâ,
ïîÿâèâøèõñÿ ïîçäíåå.
ß ñ áëàãîäàðíîñòüþ ïðèíèìàþ íåîöåíèìóþ ïîìîùü, êîòîðóþ ïîëó÷èë â ïðîöåññå
ïîäãîòîâêè è íàïèñàíèÿ ýòîé ñòàòüè îò Êëàéâà Ìàêñôèëäà è äðóãèõ äîêëàä÷èêîâ è àâòîðîâ Design West: Äóýéíà Áåíñîíà (Duane
Benson), Äýâèäà Áåáåðìàíà (David Beberman) è Ìàðêà Ãóàäæåíòè (Mark Guagenti). ÐË
ÑÒÀÒÜÈ
37
Ýâîëþöèÿ è ïðîäóêòû
êîìïàíèè
Analog Devices.
Âêëàä Ðè÷àðäà Áóðâåíà, ìîäóëüíûå ÎÓ
è èíòåãðàëüíûå óñèëèòåëè
×àñòü 1
Þðèé Ïåòðîïàâëîâñêèé
ÊÊ ñâîåìó ïîëóâåêîâîìó þáèëåþ, îòìå÷àåìîìó â 2015 ãîäó, êîìïàíèÿ Analog Devices
(ADI, ã. Íîðâóä, øòàò Ìàññà÷óñåòñ, ÑØÀ)
ñóùåñòâåííî ðàñøèðèëà ñôåðó äåÿòåëüíîñòè çà ñ÷åò ïðèîáðåòåíèÿ â ñåíòÿáðå 2014 ãîäà
îäíîãî èç âåäóùèõ ðàçðàáîò÷èêîâ è ïðîèçâîäèòåëåé âûñîêî÷àñòîòíûõ ìèêðîñõåì è êîìïîíåíòîâ – êîðïîðàöèè Hittite Microwave
(öåíà ñäåëêè ïðèìåðíî $2 ìëðä.). Ðàäèîëþáèòåëÿì ADI èçâåñòíà êàê ïðîèçâîäèòåëü
âûñîêîêà÷åñòâåííûõ àíàëîãîâûõ ìèêðîñõåì,
âûñîêîïðîèçâîäèòåëüíûõ ÀÖÏ è ÖÀÏ è
àóäèî/âèäåî ìèêðîñõåì. Èíæåíåðàì è ñïåöèàëèñòàì â ñàìûõ ðàçëè÷íûõ îáëàñòÿõ ýëåêòðîíèêè êîìïàíèÿ òàêæå èçâåñòíà, êàê ðàçðàáîò÷èê è ïðîèçâîäèòåëü âûñîêîïðîèçâîäèòåëüíûõ öèôðîâûõ ñèãíàëüíûõ ïðîöåññîðîâ
è ìèêðîêîíòðîëëåðîâ, òåëåêîììóíèêàöèîííûõ ìèêðîñõåì è ïðîäóêòîâ äëÿ Â×/ÑÂ× ïðèëîæåíèé.
 äåéñòâèòåëüíîñòè íîìåíêëàòóðà ïðîäóêòîâ ADI çíà÷èòåëüíî øèðå, îáùåå ÷èñëî
òèïîâ ìèêðîñõåì è äðóãèõ ïðîäóêòîâ èñ÷èñëÿåòñÿ ìíîãèìè òûñÿ÷àìè, â òîì ÷èñëå, â
òàêèõ êàòåãîðèÿõ ïðîäóêòîâ, êàê ÌÝÌÑ è äàò÷èêè, èíòåðôåéñû, êîìïîíåíòû äëÿ îïòîýëåêòðîíèêè è ìèêðîñõåìû óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì. Ïîýòîìó äîñòàòî÷íî ïîäðîáíî ðàññìîòðåòü îñîáåííîñòè âñåé íîìåíêëàòóðû
ïðîäóêòîâ êîìïàíèè äàæå â íåñêîëüêèõ ñòàòüÿõ íå ïðåäñòàâëÿåòñÿ âîçìîæíûì. Â ïðåäëàãàåìîé ñòàòüå ðàññìîòðèì ýâîëþöèþ è äîñ-
38
òèæåíèÿ êîìïàíèè â îáëàñòè ðàçðàáîòêè è
ïðîèçâîäñòâà àíàëîãîâûõ ìîäóëüíûõ è
èíòåãðàëüíûõ (ìîíîëèòíûõ) óñèëèòåëåé ðàçëè÷íûõ êëàññîâ.
Îñîáàÿ ÷åðòà ïðîäóêöèè ADI, â òîì ÷èñëå
àíàëîãîâûõ óñèëèòåëåé – ïðèíàäëåæíîñòü ê
«âûñøåé ëèãå» ñðåäè ïðîôèëüíûõ êîìïàíèé.
Åå ïðîäóêòû, êàê ïðàâèëî, èëè ñàìûå ëó÷øèå
â ñâîèõ ñåêòîðàõ ðûíêà, èëè áëèçêè ê íèì ïî
êà÷åñòâåííûì õàðàêòåðèñòèêàì. Îäíàêî è
öåíà ïðåìèàëüíûõ ïðîäóêòîâ äàëåêî íå âñåãäà ðàññ÷èòàíà íà ìàññîâûõ ïîòðåáèòåëåé.
Îäíèì èç îñíîâàòåëåé ADI ÿâëÿåòñÿ Ðýé
Ñòàòà (Raymond S. Stata, Ðèñóíîê 1) – âûïóñ-
Ðèñóíîê 1. Ñîîñíîâàòåëü êîìïàíèè Analog
Devices Ðýé Ñòàòà (Raymond S. Stata).
ÑÒÀÒÜÈ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
êíèê Ìàññà÷óñåòñêîãî òåõíîëîãè÷åñêîãî
èíñòèòóòà (MIT) è îáëàäàòåëü ñòåïåíåé áàêàëàâðà è ìàãèñòðà íàóê â îáëàñòè ýëåêòðîòåõíèêè. Â 1962 ãîäó Ðýé Ñòàòà ñîâìåñòíî ñ
âûïóñêíèêàìè MIT Ìýòüþ Ëîðáåðîì (Matthew
Lorber) è Áèëëîì Ëèíüêî (William Linko) îñíîâàë êîìïàíèþ Solid State Instruments (SSI) ñ
öåëüþ ðàçðàáîòêè ýëåêòðîííûõ ñèñòåì
óïðàâëåíèÿ ãèðîñêîïàìè. Ïàðòíåðû ðàáîòàëè áåç çàðàáîòíîé ïëàòû è êàêèõ-ëèáî èíâåñòèöèé ñî ñòîðîíû, îäíàêî îñíîâíîé ïðîáëåìîé ñòàëî îòñóòñòâèå ÷åòêîé ñòðàòåãèè ðàçâèòèÿ è âçàèìîïîíèìàíèÿ – êàæäûé èç ïàðòíåðîâ ïðåäëàãàë ÷òî-òî ñâîå, à ðåàëüíîãî
«áîññà» íå áûëî. Òåì íå ìåíåå, SSI óäàëîñü
ðàçðàáîòàòü óäà÷íûé ïðîäóêò – ïðåöèçèîííûå òàáëèöû äëÿ ðàñ÷åòà è òåñòèðîâàíèÿ
ãèðîñêîïîâ, çàèíòåðåñîâàâøèé êîðïîðàöèþ
Kollmorgen. Â ðåçóëüòàòå SSI áûëà ïðèîáðåòåíà ýòîé êîìïàíèåé è âîøëà â ñîñòàâ îäíîãî
èç åå ïîäðàçäåëåíèé. Ñ êîìïàíüîíàìè
çàêëþ÷èëè êîíòðàêòû íà 2 ãîäà è âûïëàòèëè
ïî $50,000 íàëè÷íûìè êàæäîìó [1].
 ÿíâàðå 1965 ãîäà Ðýé Ñòàòà è Ìýòüþ Ëîðáåð îñíîâàëè óæå ñîáñòâåííóþ êîìïàíèþ –
Analog Devices, íàöåëåííóþ íà ðàçðàáîòêó è
ïðîèçâîäñòâî íàáèðàþùèõ ïîïóëÿðíîñòü
îïåðàöèîííûõ óñèëèòåëåé. Åùå îäíèì èç
ñîîñíîâàòåëåé ADI íàçûâàþò Äèêà Áóðâåíà
(Richard S. Burwen, íåðåäêî ïåðåâîäÿò êàê
Áàðâåí, èëè Áåðâåí), âûñòóïàâøåãî â ðîëè
íåçàâèñèìîãî êîíñóëüòàíòà â ïåðèîä ñòàíîâëåíèÿ êîìïàíèè â 1960-1970-å ãîäû. Îáëàäàòåëü ñòåïåíåé áàêàëàâðà åñòåñòâåííûõ íàóê
è ìàãèñòðà ãóìàíèòàðíûõ íàóê Ãàðâàðäñêîãî
óíèâåðñèòåòà, Äèê Áóðâåí èçâåñòåí, êàê êðåàòèâíûé ðàçðàáîò÷èê ñõåìîòåõíè÷åñêèõ ðåøåíèé ëàáîðàòîðèè Bell Labs è ìíîæåñòâà äðóãèõ êîìïàíèé, ïîçèöèîíèðîâàâøèéñÿ êàê
íåçàâèñèìûé êîíñóëüòàíò ïî ðàçðàáîòêå
ðàäèîòåõíè÷åñêèõ ñõåì. Äëÿ êîìïàíèè ADI
Äèê Áóðâåí ðàçðàáîòàë ìíîæåñòâî àíàëîãîâûõ è àíàëîãî-öèôðîâûõ ìèêðîñõåì, èìåâøèõ áîëüøîé êîììåð÷åñêèé óñïåõ íà ïðîòÿæåíèè ìíîãèõ ëåò.
Äèêà Áóðâåíà íàçûâàþò «ãëàâíîé ôèãóðîé» â ìèðå ýëåêòðîíèêè íà ïðîòÿæåíèè
áîëåå 60 ëåò. Ýòî ìíåíèå ðàçäåëÿåò èçâåñòíûé àâòîðèòåò â îáëàñòè Hi-End è «÷åëîâåê
ìóçûêè» Ìàðê Ëåâèíñîí, â óñïåøíîé äåÿòåëüíîñòè êîòîðîãî íà ïîïðèùå ðàçðàáîòêè
Hi-End àïïàðàòóðû âàæíóþ ðîëü ñûãðàë Äèê
Áóðâåí. Ñàì Ëåâèíñîí ñ÷èòàåò Áóðâåíà óíèêàëüíîé ëè÷íîñòüþ, óáåæäåííûì àóäèôèëîì è «Ýäèñîíîì» íàøåãî âðåìåíè. Áóðâåí
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
Ðèñóíîê 2. Ïðåäâàðèòåëüíûé óñèëèòåëü
Mark Levinson LNP-2.
áûë ïåðâûì ó÷èòåëåì Ëåâèíñîíà â îáëàñòè
ýëåêòðîíèêè è ïîìîãàë åìó â ñîçäàíèè êîìïàíèé MLAS (Mark Levinson Audio Systems) è
Cello. Íàïðèìåð, òàêèå èçâåñòíûå ðàçðàáîòêè, êàê ïðåäâàðèòåëüíûå óñèëèòåëè Mark
Levinson LNP-2 (Ðèñóíîê 2) è Cello Audio
Palette (Ðèñóíîê 3), ÿâëÿþòñÿ ðàçðàáîòêàìè
Äèêà Áóðâåíà [2, 3].
Ðèñóíîê 3. Ïðåäâàðèòåëüíûé óñèëèòåëü
Cello Audio Palette.
Ðàäèîëþáèòåëüñòâîì Äèê óâëåêñÿ åùå â
äåòñòâå ïîä âëèÿíèåì åãî îòöà Ãåíðè Áóðâåíà, ðàáîòàâøåãî â ìàãàçèíå ðàäèîòîâàðîâ. Â
âîñüìèëåòíåì âîçðàñòå Äèê óæå ñîáèðàë
äåòåêòîðíûå ïðèåìíèêè è ÓÍ× íà îäíîé, äâóõ
è òðåõ ëàìïàõ, â 14 ëåò îí ïîëó÷èë ëèöåíçèþ
ïåðâîãî êëàññà ïî ðàäèîòåëåãðàôèè è
ïîñòðîèë ñâîþ ëþáèòåëüñêóþ ðàäèîñòàíöèþ
ñ ïîçûâíûì W1NMG. Âî âðåìÿ Âòîðîé ìèðîâîé âîéíû ðàäèîëþáèòåëÿì áûëî çàïðåùåíî
ðàáîòàòü â ýôèðå, âçàìåí ïàðåíü óâëåêñÿ
êîíñòðóèðîâàíèåì çâóêîâîé òåõíèêè, à òàêæå
ïîëó÷èë ïðàêòè÷åñêèé îïûò â ó÷åáíîé øêîëå
ÂÌÔ. Íà Ðèñóíêå 4 Äèê Áóðâåí ðÿäîì ñî
ñâîåé ïåðâîé Hi-Fi ñèñòåìîé (ôîòî 1945
ãîäà). Âî âðåìÿ ó÷åáû â Ãàðâàðäå ìåæäó
ñåìåñòðàìè Äèê ðàáîòàë â Bell Laboratories, à
ïîñëå îêîí÷àíèÿ â 1950 ãîäó Ãàðâàðäñêîãî
êîëëåäæà è Âûñøåé øêîëû èñêóññòâ è íàóê îí
ïîñòóïèë íà ñâîþ ïåðâóþ ðàáîòó â SpencerKennedy Laboratories (áàçèðîâàëàñü â MIT),
ãäå ïîñòðîèë ñèñòåìó ðàñïðåäåëåíèÿ Â× ñèãíàëîâ äëÿ êàáåëüíîé ñåòè Ò [4].
ÑÒÀÒÜÈ
39
Ðèñóíîê 4. Äèê Áóðâåí ñ ïåðâîé Hi-Fi ñòåðåîñèñòåìîé. Ôîòî 1945 ãîäà.
 äàëüíåéøåì Äèê Áóðâåí çàíèìàëñÿ
êîíñòðóèðîâàíèåì ðàäèîàïïàðàòóðû â ðàçëè÷íûõ êîìïàíèÿõ, íî â 1961 ãîäó îí îñòàâèë
ïîñëåäíåå ìåñòî ðàáîòû â Honeywell, ÷òîáû
ñòàòü íåçàâèñèìûì êîíñóëüòàíòîì è ðàçðàáîò÷èêîì.  òå÷åíèå ïîñëåäóþùèõ 42 ëåò Áóðâåí ñîòðóäíè÷àë ñ áîëåå ÷åì øåñòüþäåñÿòüþ
ðàçëè÷íûìè êîìïàíèÿìè, ïîëó÷èë 14 ïàòåíòîâ è îïóáëèêîâàë áîëåå 30 òåõíè÷åñêèõ ñòàòåé. Âûçûâàåò óâàæåíèå øèðîòà èíòåðåñîâ è
îáëàñòåé, â êîòîðûõ óñïåøíî ðåàëèçîâàíû
åãî ïðîåêòû, ñðåäè êîòîðûõ îáîðóäîâàíèå
äëÿ àâèîíèêè è êîñìè÷åñêèõ àïïàðàòîâ, ìîðñêèõ ñóäîâ, àâòîìîáèëüíîé ïðîìûøëåííîñòè,
ìåäèöèíñêàÿ òåõíèêà, èçìåðèòåëüíûå ïðèáîðû, ìèêðîñõåìû è ôóíêöèîíàëüíûå ìîäóëè. Ê
íàèáîëåå èçâåñòíûì ðåàëèçîâàííûì ïðîåêòàì îòíîñÿòñÿ òàêæå ìàãíèòîìåòð, óñïåøíî
ïðèìåíÿâøèéñÿ äëÿ èçìåðåíèé ìàãíèòíîãî
ïîëÿ Ëóíû, ñèñòåìà øóìîïîíèæåíèÿ äëÿ ìàãíèòîôîíîâ Eliminator ñ äèíàìè÷åñêèì äèàïàçîíîì 110 äÁ è îáîðóäîâàíèå äëÿ âòîðîé â
ÑØÀ ñèñòåìû êàáåëüíîãî òåëåâèäåíèÿ. Äèê
Ðèñóíîê 5. Ëàìïîâûé óñèëèòåëü, ñêîíñòðóèðîâàííûé Äèêîì Áóðâåíîì. Ôîòî 1946 ãîäà.
40
Áóðâåí ñîñòîèò ÷ëåíîì ðÿäà ïðîôåññèîíàëüíûõ ñîîáùåñòâ, â òîì ÷èñëå, îáùåñòâà çâóêîèíæåíåðîâ AES, èíñòèòóòà èíæåíåðîâ ïî ýëåêòðîòåõíèêå è ýëåêòðîíèêå IEEE, àìåðèêàíñêîãî àêóñòè÷åñêîãî îáùåñòâà ASA, îáùåñòâà
ãåîôèçèêîâ-ðàçâåä÷èêîâ SEG.
Äëè ÷èòàòåëåé æóðíàëà ìîãóò ïðåäñòàâëÿòü èíòåðåñ ðàáîòû è äîñòèæåíèÿ Äèêà Áóðâåíà â îáëàñòè çâóêîâîé òåõíèêè è àêóñòèêè. Â
åãî ïåðâîé Hi-Fi ñèñòåìå (ñì. Ðèñóíîê 4)
èñïîëüçîâàëñÿ àêóñòè÷åñêèé ëàáèðèíò íà
îñíîâå 15-äþìîâîãî Í× äèíàìèêà ôèðìû
Jensen è äâóõ òâèòòåðîâ äèàìåòðîì 5 äþéìîâ. 3-âàòòíûé óñèëèòåëü áûë âûïîëíåí íà
ïåíòîäàõ 6L6G è îáåñïå÷èâàë ðåãóëèðîâêó
òåìáðà ïî Í× è Â×.  ïðîèãðûâàòåëå ïëàñòèíîê íà 78 îá/ìèí èñïîëüçîâàëñÿ 25-ôóíòîâûé
ñòàëüíîé äèñê (11.4 êã) è ãîëîâêà çâóêîñíèìàòåëÿ ôèðìû Audax ñ àëìàçíîé èãëîé.
(Èñïîëüçóåìûå äî ýòîãî ñàïôèðîâûå èãëû
äîïóñêàëè òîëüêî 25 ïðîèãðûâàíèé).
Àíàëîãè÷íûé óñèëèòåëü íà ïàëü÷èêîâûõ ëàìïàõ Äèê ñêîíñòðóèðîâàë â 1946 ãîäó (Ðèñóíîê 5), à â 1950 ãîäó ñäåëàë àâòîìàòè÷åñêèé
ïðîèãðûâàòåëü (Ðèñóíîê 6).
Ðèñóíîê 6. Ïðîèãðûâàòåëü-àâòîìàò Äèêà
Áóðâåíà. Ôîòî 1950 ãîäà.
Ïðèìåðîì óäà÷íîé ðàçðàáîòêè Áóðâåíà
ÿâëÿåòñÿ ëàìïîâûé ÓÍ× UF-101 (Ðèñóíîê 7)
ñî ñâåðõíèçêèìè èñêàæåíèÿìè, âûïóñêàâøèéñÿ ôèðìîé Krohn-Hite Instrument áîëåå
20 ëåò (ñ 1954 ãîäà). (Êîìïàíèÿ Krohn-Hite
ñïåöèàëèçèðóåòñÿ íà âûïóñêå êîìïîíåíòîâ
äëÿ èçìåðèòåëüíîé àïïàðàòóðû è èñïûòàòåëüíîãî îáîðóäîâàíèÿ). Óñèëèòåëü ïðåäíàçíà÷àëñÿ äëÿ ëàáîðàòîðíûõ èçìåðèòåëüíûõ
ñòåíäîâ è çâóêîâûõ ïðèëîæåíèé êëàññà HiEnd Mono. Ïðè âûõîäíîé ìîùíîñòè 50 Âò
àïïàðàò îáåñïå÷èâàë óñèëåíèå ñèãíàëîâ
ëþáîé ôîðìû â äèàïàçîíå 0.03 Ãö-70 êÃö (ïî
óðîâíþ ±3 äÁ) è 0.5 Ãö-30 êÃö ïðè íåðàâíî-
ÑÒÀÒÜÈ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
Ðèñóíîê 9. Ïåðâûé ìîäóëüíûé ÎÓ
ADI Model 101.
Ðèñóíîê 7. Ëàìïîâûé óñèëèòåëü UF-101A
ôèðìû Krohn-Hite.
ìåðíîñòè ±0.5 äÁ. Âûõîäíûå óñèëèòåëè ìîùíîñòè UF-101 âûïîëíÿëèñü íà ÷åòûðåõ ïîïóëÿðíûõ ó àóäèîôèëîâ ëó÷åâûõ òåòðîäàõ 6550
ôèðìû TUNG-SOL (Ðèñóíîê 8). Ïðè âûõîäíîé ìîùíîñòè 50 Âò ãàðìîíè÷åñêèå èñêàæåíèÿ íå ïðåâûøàëè 0.005% (1 êÃö), à òèïîâîå
çíà÷åíèå ïðè âûõîäíîé ìîùíîñòè 35 Âò
ñîñòàâëÿëî 0.0015%. Óðîâåíü âûõîäíîãî
øóìà èçìåíÿëñÿ îò 1 ìê ïðè çàêîðî÷åííîì
âõîäå äî 8 ìê ïðè RÂÕ = 100 êÎì. Âûõîäíîå
ñîïðîòèâëåíèå êîììóòèðîâàëîñü äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ íàãðóçîê ñîïðîòèâëåíèåì 2, 4, 8, 16
è 225 Îì. Â óñèëèòåëå ïðèìåíÿëèñü ëàìïû
12BZ7 (1 øò.), 6U8 (2), 6550 (4) è äâà êåíîòðîíà 5R4GY [5].
ñ ìàëûì òîêîì ñìåùåíèÿ Model 103 è óñèëèòåëè ñ èíòåãðèðîâàííûì èñòî÷íèêîì îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ Model 201/202. Äî êîíöà 1960-õ
ãîäîâ êîìïàíèÿ âûïóñòèëà ìíîæåñòâî òèïîâ
ìîäóëüíûõ óñèëèòåëåé, à òàêæå ïåðâûå ÀÖÏ
(ADC-F, ADC-U, ADC-12QM) è ÖÀÏ (MDA-L,
DAC-12QZ). Òåõíîëîãèÿ èçãîòîâëåíèÿ
ìîäóëüíûõ ìèêðîñõåì áûëà âåñüìà òðóäîåìêîé, íà ìèíèàòþðíûå ïå÷àòíûå ïëàòû âðó÷íóþ óñòàíàâëèâàëèñü äèñêðåòíûå òðàíçèñòîðû, êîíäåíñàòîðû è ðåçèñòîðû, çàòåì ïëàòà
ìîíòèðîâàëàñü â ïëàñòèêîâûé êîðïóñ (Ðèñóíîê 10) è çàëèâàëàñü êîìïàóíäîì. Òåì íå
ìåíåå, ñïðîñ íà òàêèå ìîäóëüíûå ìèêðîñõåìû áûë çíà÷èòåëüíûé – â ïåðâûé æå ãîä
îáúåì ïðîäàæ êîìïàíèè ñ ÷èñëåííîñòüþ ïåðñîíàëà â 46 ÷åëîâåê ïðåâûñèë ïîëìèëëèîíà
äîëëàðîâ.
Ðèñóíîê 8. Ëó÷åâîé òåòðîä
6550 ôèðìû TUNG-SOL.
Äèê Áóðâåí âíåñ çíà÷èòåëüíûé âêëàä â
ðàçðàáîòêó ñõåìîòåõíèêè îïåðàöèîííûõ óñèëèòåëåé Analog Devices è òîïîëîãèè ìíîæåñòâà ìèêðîñõåì. Ïåðâûì ïðîäóêòîì êîìïàíèè
áûë ìîäóëüíûé îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü
îáùåãî íàçíà÷åíèÿ Model 101 (Ðèñóíîê 9). Â
òîì æå 1965 ãîäó áûëè âûïóùåíû øèðîêîïîëîñíûé ÎÓ îáùåãî íàçíà÷åíèÿ Model 102, ÎÓ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
ÑÒÀÒÜÈ
Ðèñóíîê 10. Âíóòðåííåå óñòðîéñòâî
ìîäóëüíûõ ìèêðîñõåì ADI. Èëëþñòðàöèÿ èç æóðíàëà Analog Dialog.
41
 1967 ãîäó ADI íà÷àëà èçäàâàòü íàó÷íîòåõíè÷åñêèé æóðíàë «Analog Dialog», íà ñòðàíèöàõ êîòîðîãî è â íàñòîÿùåå âðåìÿ ïóáëèêóþòñÿ ìàòåðèàëû è ñòàòüè ïî ïðèìåíåíèþ
àíàëîãîâûõ è öèôðîâûõ ìèêðîñõåì ADI, ðàñ÷åòàì ðàçëè÷íûõ ñõåìîòåõíè÷åñêèõ ïðèëîæåíèé, îáçîðû íîâèíîê ïîëóïðîâîäíèêîâîé
ïðîäóêöèè è òåíäåíöèé â îáëàñòè ýëåêòðîíèêè è òåõíîëîãèé ïðîèçâîäñòâà ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïðèáîðîâ [6].
1970-å ãîäû
 1968 ãîäó Ìýòüþ Ëîðáåð óøåë èç ôèðìû. Ïðè÷èíîé ïîñëóæèëî åãî æåëàíèå ïðîäàòü êîìïàíèþ, îäíàêî Ðýé Ñòàòà ïðîäîëæèë
íà÷àòîå äåëî è â 1971 ãîäó çàíÿë ïîñò ïðåçèäåíòà êîìïàíèè, à ñàìà ADI àêöèîíèðîâàëàñü è ñòàëà ïóáëè÷íîé. Ê ýòîìó âðåìåíè ðÿä
âåäóùèõ ýëåêòðîííûõ êîìïàíèé ðàçâåðíóë
ïðîèçâîäñòâî ïîëóïðîâîäíèêîâûõ èíòåãðàëüíûõ ìèêðîñõåì, ñåáåñòîèìîñòü êîòîðûõ
áûëà íà ïîðÿäîê íèæå, ÷åì ó ìîäóëüíûõ ìèêðîñõåì Analog Devices, îäíàêî îíè íå ìîãëè
êîíêóðèðîâàòü ñ íèìè ïî êà÷åñòâåííûì ïàðàìåòðàì. Ðýé Ñòàòà áûë óáåæäåí â ïåðñïåêòèâíîñòè èìåííî èíòåãðàëüíûõ ìèêðîñõåì è
ïðåäëîæèë âëîæèòü ñðåäñòâà êîìïàíèè â
ïîëóïðîâîäíèêîâîå ïðîèçâîäñòâî. Îäíàêî
îí íå íàøåë ïîíèìàíèÿ íè ñî ñòîðîíû
ñîòðóäíèêîâ, íè ñî ñòîðîíû ñîâåòà äèðåêòîðîâ ADI, òàê êàê ïðîäàæè äîðîãèõ ìîäóëüíûõ
ïðîäóêòîâ óñïåøíî ðîñëè è íèêòî íå õîòåë
âêëàäûâàòü çíà÷èòåëüíûå ñðåäñòâà â ðèñêîâàííîå ïðåäïðèÿòèå.
«Íè÷åãî íå äåëàòü» Ðýé Ñòàòà ïîñ÷èòàë
áîëüøèì ðèñêîì è âëîæèë ñîáñòâåííûå ñðåäñòâà â ôèíàíñèðîâàíèå ãðóïïû èíæåíåðîâ
èç êîìïàíèè Nova Devices, ðàçðàáàòûâàâøåé
àíàëîãîâûå ïîëóïðîâîäíèêîâûå ìèêðîñõåìû. Â ðåçóëüòàòå ADI ïðèîáðåëà Nova
Devices (ã. Óèëìèíãòîí, øòàò Ìàññà÷óñåòñ),
âïîñëåäñòâèè ñòàâøåé ïîëóïðîâîäíèêîâûì
ïîäðàçäåëåíèåì Analog Devices Semiconductor. Êàê îêàçàëàñü, Ðýé «óãàäàë» òðåíä è óæå â
1977 ãîäó ïîëîâèíà âñåõ ïðîäàæ ADI ïðèõîäèëàñü íà èíòåãðàëüíûå ìèêðîñõåìû.
Ñâîè ïåðâûå èíòåãðàëüíûå ìèêðîñõåìû
AD101, AD201, AD301, AD503, AD506 êîìïàíèÿ âûïóñòèëà â 1971 ãîäó. Ïåðâûé èíòåãðàëüíûé ÎÓ AD101 íà 17 áèïîëÿðíûõ òðàíçèñòîðàõ âûïóñêàëñÿ â êîðïóñàõ ÒÎ-99 (ìåòàëë) è Mini-DIP (ïëàñòèê). Åäèíñòâåííûé
âíåøíèé êîíäåíñàòîð ýòîãî ÎÓ îáåñïå÷èâàë
ãèáêîå ïðèìåíåíèå ìèêðîñõåìû áåç âõîæäåíèÿ â ðåæèì çàùåëêèâàíèÿ. Ïðèáîð èìåë
ïîëíóþ çàùèòó îò ÊÇ ïî âûõîäó, øèðîêèé äèàïàçîí íàïðÿæåíèé ïèòàíèÿ (äî ±22 Â), ìàëûå
42
òîêè ñìåùåíèÿ (30 íÀ) è ñäâèãà (1.5 íÀ). Ïðè
ïðîèçâîäñòâå ÎÓ AD503/AD506 ñ ïîëåâûìè
òðàíçèñòîðàìè íà âõîäàõ âïåðâûå áûëà
èñïîëüçîâàíà ëàçåðíàÿ ïîäãîíêà ïàðàìåòðîâ òîíêîïëåíî÷íûõ ðåçèñòîðîâ íà êðèñòàëëàõ ìèêðîñõåì.
Ïåðâûå ìîíîëèòíûå èíñòðóìåíòàëüíûå
óñèëèòåëè (ÈÓ) AD520 íà 37 áèïîëÿðíûõ òðàíçèñòîðàõ áûëè âûïóùåíû â 1972 ãîäó. Ìèêðîñõåìû îáåñïå÷èâàëè ôèêñèðîâàííûå
êîýôôèöèåíòû óñèëåíèÿ 1, 10, 100 è 1000 â
ïîëîñå ÷àñòîò îò 25 êÃö (KU = 1000) äî 200 êÃö
(KU = 1).
 1973 ãîäó Ðýé Ñòàòà, áóäó÷è ïðåçèäåíòîì êîìïàíèè, ñòàë è åå ãåíåðàëüíûì äèðåêòîðîì.  òîì æå ãîäó áûë âûïóùåí ïåðâûé
áûñòðîäåéñòâóþùèé èíòåãðàëüíûé ÎÓ
Analog Devices – AD518, åãî ïîëîñà ïðîïóñêàíèè íà áîëüøîì ñèãíàëå ñîñòàâëÿëà 10 ÌÃö
ïðè ñêîðîñòè íàðàñòàíèÿ âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ 50 Â/ìêñ.
1974 ãîä áûë îòìå÷åí âûïóñêîì ÎÓ ñ
ìàëûì äðåéôîì AD540M – ïåðâîãî ïðèáîðà ñ
ïåðåêðåñòíî âêëþ÷åííûìè ïîëåâûìè òðàíçèñòîðàìè íà âõîäàõ (Cross-quad matched
input transistors). Ðåçóëüòàòîì ñòàëî ïîëó÷åíèå
ñâåðõìàëîãî òîêà ñìåùåíèÿ (íå áîëåå 25 ïÀ),
ìàëîãî íàïðÿæåíèÿ ñäâèãà (íå áîëåå 20 ìÂ) è
åãî ìàëîé çàâèñèìîñòè îò òåìïåðàòóðû (íå
áîëåå 25 ìêÂ/°C).
Ïåðåäîâàÿ òåõíîëîãèÿ ëàçåðíîé ïîäãîíêè
íîìèíàëîâ ðåçèñòîðîâ ïðåöèçèîííûõ ìèê-
ÑÒÀÒÜÈ
Ðèñóíîê 11. Ðàáî÷èé ñòîë óñòàíîâêè
ëàçåðíîé ïîäãîíêè ìèêðîñõåì íà
ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïîäëîæêàõ.
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
ðîñõåì íåïîñðåäñòâåííî íà ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïëàñòèíàõ áûëà âíåäðåíà â ïðîèçâîäñòâå â 1975 ãîäó. Íà Ðèñóíêå 11 ïîêàçàíà
îáëîæêà æóðíàëà «Analog Dialog» ñ ôîòîãðàôèåé ðàáî÷åãî ñòîëà óñòàíîâêè ëàçåðíîé
ïîäãîíêè ïàðàìåòðîâ êîìïîíåíòîâ íà ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïëàñòèíàõ. Ïðîöåäóðà ïîäãîíêè íîìèíàëîâ ðåçèñòîðîâ ïðîâîäèëàñü åùå
äî ðàçðåçêè ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïëàñòèí íà
îòäåëüíûå êðèñòàëëû, ÷òî ïîçâîëèëî ñóùåñòâåííî ñíèçèòü òðóäîåìêîñòü èçãîòîâëåíèÿ è
öåíó ïðåöèçèîííûõ ìèêðîñõåì êîìïàíèè áåç
óùåðáà êà÷åñòâåííûì ïàðàìåòðàì.  òîì æå
ãîäó áûëî íà÷àòî ïðîèçâîäñòâî âòîðîãî ïîêîëåíèÿ èíñòðóìåíòàëüíûõ óñèëèòåëåé. ÈÓ
ïåðâîãî ïîêîëåíèÿ íà 58 áèïîëÿðíûõ òðàíçèñòîðàõ AD521 îáåñïå÷èâàë ôèêñèðîâàííûå êîýôôèöèåíòû óñèëåíèÿ 1, 10, 100, 1000
â çíà÷èòåëüíî áîëüøåì äèàïàçîíå ÷àñòîò (äî
2 ÌÃö ïðè KU = 1).
Îäíèì èç ïðèìåðîâ óäà÷íîé ðàçðàáîòêè
äîñòóïíûõ ïðåöèçèîííûõ ïðîäóêòîâ ñòàë ÎÓ
ñ ïîëåâûìè òðàíçèñòîðàìè íà âõîäàõ AD542
(1978 ã.), ïðîäàâàâøèéñÿ ïî öåíå $3.5. Ìèêðîñõåìà â êîðïóñå ÒÎ-99 çà ñ÷åò ëàçåðíîé
ïîäãîíêè êîìïîíåíòîâ îáåñïå÷èâàëà òîê ñìåùåíèÿ íå áîëåå 25 ïÀ, íàïðÿæåíèå ñäâèãà íå
áîëåå 1 ì è òåìïåðàòóðíûé êîýôôèöèåíò
10 ìêÂ/°C. Ìèêðîñõåìà âûïóñêàëàñü íà ïðîòÿæåíèè áîëåå 20 ëåò. Íà ñìåíó åé ïðèøëà
ìèêðîñõåìà AD547 ïðàêòè÷åñêè ñ îäèíàêîâûìè ïàðàìåòðàìè, íî åùå ìåíüøèì çíà÷åíèåì íàïðÿæåíèÿ ñäâèãà (0.25 ìÂ).
Êîìïàíèÿ ïîñëåäîâàòåëüíî íàðàùèâàëà
ïðîèçâîäñòâî, è â 1977 ãîäó áûëà îòêðûòà
ïåðâàÿ ôàáðèêà ïî ïðîèçâîäñòâó ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïëàñòèí çà ïðåäåëàìè ÑØÀ â
ãîðîäå Ëèìåðèê (Limerick, Èðëàíäèÿ). Ïðîäóêöèÿ ADI óâåðåííî çàâîåâûâàåò çàðóáåæíûå ðûíêè, íà êîòîðûõ ê êîíöó 1970-õ ãîäîâ
ïðîäàåòñÿ óæå 42% ïðîäóêöèè. Â 1979 ãîäó
âûðó÷êà êîìïàíèè ïðåâûñèëà $100 ìèëëèîíîâ, à íà ðàáîòó áûë ïðèíÿò Äæåððè Ôèøìàí
(Jerry Fishman), ñ èìåíåì êîòîðîãî ñâÿçûâàþò ïîñëåäóþùèå óñïåõè êîìïàíèè íà ïðîòÿæåíèè áîëåå 20 ëåò. Â òîì æå ãîäó íà ðàáîòó â
êîìïàíèè ïîñòóïèëè è òàëàíòëèâûå èíæåíåðû Ïîëü Áðîêà (A. Paul Brokaw) è Áàððè Ãèëáåðò (Burry Gilbert), ðàçðàáîòàâøèå äåñÿòêè
àíàëîãîâûõ è àíàëîãî-öèôðîâûõ ìèêðîñõåì
Analog Devices è äðóãèõ êîìïàíèé.
1980-å ãîäû
Ê êîíöó 1982 ãîäà â àññîðòèìåíòå êîìïàíèè áûëî óæå áîëåå äâóõñîò íàèìåíîâàíèé
ïðîäóêòîâ, à ÷èñëî êëèåíòîâ, ñðåäè êîòîðûõ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
Ðèñóíîê 12. Âíåøíèé âèä èçîëèðóþùåãî óñèëèòåëÿ AD293.
áûëè òàêèå êðóïíûå, êàê Hewlett-Packard è
DEC, ïðåâûñèëî 15000. Ãîäîâàÿ âûðó÷êà
äîñòèãëà $156 ìèëëèîíîâ. Èííîâàöèîííûìè
ïðîäóêòàìè ADI â êàòåãîðèè óñèëèòåëåé â
ýòîì ãîäó ñòàëè èçîëèðóþùèå óñèëèòåëè
AD293 è AD294, îïèñàíèå êîòîðûõ áûëî îïóáëèêîâàíî â ïåðâîì íîìåðå æóðíàëà «Analog
Dialog» çà 1982 ãîä (Ðèñóíîê 12). Èç ìíîãèõ
îáëàñòåé ïðèìåíåíèÿ èçîëèðóþùèõ óñèëèòåëåé ìîæíî îòìåòèòü óñòðîéñòâà íåïðåðûâíîãî ìåäèöèíñêîãî êîíòðîëÿ. Â ýòèõ óñòðîéñòâàõ ìàëûå ñèãíàëû ñêðûòû â ñóùåñòâåííî
áóëüøèõ, à óòå÷êà ïî ïîñòîÿííîìó òîêó ìîæåò
èìåòü ôàòàëüíûå ïîñëåäñòâèÿ äëÿ ïàöèåíòîâ. Äëÿ èõ ïðåäóïðåæäåíèÿ íåîáõîäèìî
èçîëèðîâàòü îïàñíîå âûñîêîâîëüòíîå îáîðóäîâàíèå îò ÷óâñòâèòåëüíûõ äàò÷èêîâ, ñîåäèíåííûõ ñ òåëîì ïàöèåíòà. Ïðèìåíåíèå èçîëèðóþùèõ óñèëèòåëåé ðåøàåò è ïðîáëåìó
ïîìåõ, íàâîäÿùèõñÿ íà äëèííûå ñîåäèíèòåëüíûå ëèíèè îò äàò÷èêîâ ê ðåãèñòðèðóþùèì ïðèáîðàì, òàê êàê óñòðàíÿþòñÿ îáùèå
çåìëÿíûå êîíòóðû. Èçîëèðóþùèìè ýëåìåíòàìè ìèêðîñõåì ñëóæàò òðàíñôîðìàòîðû ñ
ôåððèòîâûìè ñåðäå÷íèêàìè, ÷åðåç îáìîòêè
êîòîðûõ ïåðåäàþòñÿ ïîëåçíûå ìîäóëèðîâàííûå Â× ñèãíàëû îò ïåðâè÷íûõ ê âòîðè÷íûì
ñåêöèÿì ìèêðîñõåì è èìïóëüñíûå ñèãíàëû
÷àñòîòîé 200 êÃö îò âòîðè÷íûõ ñåêöèé, ïðåäíàçíà÷åííûå äëÿ ïèòàíèÿ ïåðâè÷íûõ ñåêöèé
ìèêðîñõåì. Ãàðàíòèðîâàííîå íàïðÿæåíèå
èçîëÿöèè âõîä/âûõîä ìèêðîñõåì ±2500 Â,
ÑÒÀÒÜÈ
43
Ðèñóíîê 13. Âåäóùèé ñïåöèàëèñò Analog
Devices Ïîëü Áðîêà (A. Paul Brokaw).
äëÿ «ìåäèöèíñêîãî» èñïîëíåíèÿ AD294A –
±8000 Â, êîýôôèöèåíòû óñèëåíèÿ îò 1 äî
1000 â ïîëîñå îò ïîñòîÿííîãî òîêà äî 2.5 êÃö.
 1983 ãîäó ãðóïïà Ïîëÿ Áðîêà (Ðèñóíîê 13) ðàçðàáîòàëà ìíîãîôóíêöèîíàëüíóþ
ìèêðîñõåìó AD630 ñ êîíôèãóðèðóåìîé êîììóòàöèîííîé àðõèòåêòóðîé íà îñíîâå äâóõ
ÎÓ è êîìïàðàòîðà. Âûñîêàÿ òî÷íîñòü è ñòàáèëüíîñòü ïàðàìåòðîâ îáåñïå÷èâàëèñü çà
ñ÷åò ëàçåðíîé ïîäãîíêè òîíêîïëåíî÷íûõ
ðåçèñòîðîâ. Ìèêðîñõåìó ìîæíî èñïîëüçîâàòü â òàêèõ çàäà÷àõ îáðàáîòêè ñèãíàëîâ, êàê
áàëàíñíàÿ ìîäóëÿöèÿ è äåìîäóëÿöèÿ, ñèíõðîííîå, ôàçîâîå, êâàäðàòóðíîå è ôàçî÷óâñòâèòåëüíîå äåòåêòèðîâàíèå, ñèíõðîííîå
óñèëåíèå è óìíîæåíèå ïðÿìîóãîëüíûõ êîëåáàíèé. Âñòðîåííûå ðåçèñòîðû ïîçâîëÿþò
óñòàíàâëèâàòü çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòîâ
óñèëåíèÿ +1, +2, +3 è +4 ñ òî÷íîñòüþ ±0.05 %.
Ñòðóêòóðà ìèêðîñõåìû, äî ñèõ ïîð âêëþ÷åíCM OFF
ADJ
CM OFF
ADJ
DIFF OFF
ADJ
6
5
4
DIFF OFF
ADJ
3
2.5kW
RINA 1
CH A+
AD630
AMP A
2
CH A– 20
A
12
COMP
11
+VS
13
VOUT
14
RB
15
RF
16
RA
2.5kW
RINB 17
AMP B
B
10kW
CH B+ 18
10kW
–V
CH B– 19
5kW
COMP
7
SEL B 9
CHANNEL
STATUS
B/A
SEL A 10
8
–VS
Ðèñóíîê 14. Ñòðóêòóðà ìèêðîñõåìû AD630.
44
íîé â êàòàëîã ïðîäóêòîâ ADI, ïðèâåäåíà íà
Ðèñóíêå 14.
 ñåðåäèíå 1980-õ ãîäîâ åæåãîäíûé ðîñò
ïðèáûëåé êîìïàíèè íåîæèäàííî ñìåíèëñÿ
ñïàäîì. Èçíà÷àëüíî ïðîäóêòû ADI áûëè îðèåíòèðîâàíû íà ðûíêè èçìåðèòåëüíûõ ïðèáîðîâ, âîåííîé ýëåêòðîíèêè, ïðîìûøëåííîãî
óïðàâëåíèÿ è ìåäèöèíñêîé òåõíèêè, ãäå òðåáîâàëèñü âûñîêîïðîèçâîäèòåëüíûå è íàäåæíûå ïðîäóêòû â ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøèõ
îáúåìàõ, íî è äîñòàòî÷íî äîðîãèå. Íà÷èíàÿ ñ
1985 ãîäà ïîñòàâêè íà ðûíîê âîåííîé ýëåêòðîíèêè ñòàëè ñîêðàùàòüñÿ (ïåðèîä «ðàçðÿäêè» íàïðÿæåííîñòè ìåæäó ÑØÀ è ÑÑÑÐ), íà
ìíîãèå ðûíêè âòîðãëèñü ÿïîíñêèå êîìïàíèè,
«ñèëüíûé» äîëëàð çàòðóäíÿë ýêñïîðò. Âñå
ýòè ôàêòîðû âûíóæäàëè êîìïàíèþ ìåíÿòü
ñòðàòåãèþ ðàçâèòèÿ.
Íàãëÿäíûì ïðèìåðîì ñëîæèâøåéñÿ ñèòóàöèè ñòàë íåñîñòîÿâøèéñÿ çàêàç Sony íà 16ðàçðÿäíûé ÖÀÏ äëÿ ïðîèãðûâàòåëåé êîìïàêò-äèñêîâ. ßïîíöû õîòåëè ïîëó÷àòü âûñîêîêà÷åñòâåííûé ïðåîáðàçîâàòåëü â áîëüøèõ
êîëè÷åñòâàõ ïî öåíå ïîðÿäêà $5.  òî âðåìÿ
êîðïîðàòèâíûå êëèåíòû ADI èç ïðîìûøëåííîñòè, âîåííûõ è êîñìè÷åñêèõ âåäîìñòâ ïðåäúÿâëÿëè âûñîêèå òðåáîâàíèÿ ê êà÷åñòâåííûì õàðàêòåðèñòèêàì ìèêðîñõåì, ïîêóïàëè
èõ â ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøèõ êîëè÷åñòâàõ, à
íèçêàÿ öåíà ïðîäóêòîâ íå áûëà ïðèîðèòåòîì.
Êîìïàíèÿ ïðîäàâàëà àíàëîãè÷íûå ìèêðîñõåìû ÖÀÏ ïî $50, ïîýòîìó è îòêàçàëàñü îò ÿïîíñêîãî çàêàçà.  ðåçóëüòàòå Sony îáðàòèëàñü ê
êîíêóðåíòàì è ïîëó÷èëà æåëàåìîå â ìèëëèîííûõ êîëè÷åñòâàõ.
 ïåðâûå 20 ëåò ñâîåé äåÿòåëüíîñòè êîìïàíèÿ èìåëà äåöåíòðàëèçîâàííóþ ñòðóêòóðó,
êàæäîå ðàçðàáàòûâàþùåå ïîäðàçäåëåíèå
èìåëî ñâîè ñîáñòâåííûå ïðîèçâîäñòâåííûå
ìîùíîñòè, íàïðàâëåííûå íà êîíêðåòíûå òåõíîëîãèè. Äëÿ ïåðåõîäà íà ìàññîâûé âûïóñê
ïðîäóêöèè áûëà íåîáõîäèìà öåíòðàëèçàöèÿ
ïðîèçâîäñòâà ñî çíà÷èòåëüíûì óâåëè÷åíèåì
ïðîèçâîäèòåëüíîñòè. Îñíîâíàÿ òðóäíîñòü
ïåðåõîäà ñîñòîÿëà â ïðåîäîëåíèè íåïðèÿòèÿ
íîâîé ñòðóêòóðû ïðîèçâîäñòâà âåäóùèìè
ðàçðàáîò÷èêàìè. Ïðè÷èíà íåïðèÿòèÿ êîðîòêî
âûðàæàëàñü òàê: åñëè ÿ (ðàçðàáîò÷èê) íå êîíòðîëèðóþ ñâîå ñîáñòâåííîå ïðîèçâîäñòâî, òî
âû (ðóêîâîäñòâî êîìïàíèè) íå ìîæåòå äåëàòü
ìåíÿ îòâåòñòâåííûì çà ïðèáûëü. Ïîñêîëüêó
ðå÷ü øëà î òâîð÷åñêèõ ëè÷íîñòÿõ, ïðèíóäèòåëüíî ðåøàòü ýòó ïðîáëåìó âîëåâûì ïóòåì
íå ñëåäîâàëî. Â òî âðåìÿ áûëî ðàñïðîñòðàíåíî ìíåíèå, ÷òî êîìïàíèÿ ìîæåò áûòü èëè
èííîâàöèîííîé, èëè ïðîèçâîäñòâåííîé ñ
âûïóñêîì ïðîäóêòîâ ìàëîé ñòîèìîñòè. Ïîò-
ÑÒÀÒÜÈ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
ðåáîâàëèñü ãîäû ðàáîòû, ÷òîáû ïðåîäîëåòü
ýòîò ìèô è âîïëîòèòü äåâèç Ðýÿ Ñòàòà
«Creating the new Analog» («Ñîçäàíèå íîâîé
ADI»). Ê 1995 ãîäó êîìïàíèÿ íå ïåðåñòàëà
áûòü èííîâàöèîííîé, íî ïðîèçâîäñòâî ñòàëî
ìàññîâûì, à ãîäîâàÿ âûðó÷êà äîñòèãëà
$941 ìëí.
 1980-å ãîäû êîìïàíèÿ ðàçðàáîòàëà íåìàëî ðàçëè÷íûõ ìèêðîñõåì â êàòåãîðèè óñèëèòåëåé. Êîðîòêî îñòàíîâèìñÿ íà íåêîòîðûõ
èííîâàöèîííûõ ïðîäóêòàõ, îòìå÷åííûõ íà
èñòîðè÷åñêîé «îñè âðåìåíè» êîìïàíèè.
! AD585 (1984 ã.) – áûñòðîäåéñòâóþùèé
ïðåöèçèîííûé óñèëèòåëü âûáîðêèõðàíåíèÿ (ÓÂÕ) ñ âíóòðåííèìè êîíäåíñàòîðîì è ðåçèñòîðàìè õðàíåíèÿ. Ñòðóêòóðà
ìèêðîñõåìû â êîðïóñå DIP ïðèâåäåíà íà
Ðèñóíêå 15. Âõîäíîé ÎÓ ìèêðîñõåìû ñ
Ðèñóíîê 15. Ñòðóêòóðà ìèêðîñõåìû AD585.
ìàëûì âûõîäíûì ñîïðîòèâëåíèåì íàãðóæåí íà ÊÌÎÏ êëþ÷, óïðàâëÿåìûé ëîãè÷åñêèì ýëåìåíòîì È-ÍÅ, «çàïîìíåííîå» íà
âíóòðåííåì êîíäåíñàòîðå íàïðÿæåíèå
ïîñòóïàåò íà âõîä èíâåðòèðóþùåãî ÎÓ ñ
âûñîêèì âõîäíûì ñîïðîòèâëåíèåì. Âðåìÿ, íåîáõîäèìîå äëÿ ïîëíîé çàðÿäêè
çàïîìèíàþùåãî êîíäåíñàòîðà (±0.01% îò
ìàêñèìàëüíîãî íàïðÿæåíèÿ) íå ïðåâûøàåò 3 ìêñ, à ïàäåíèå íà íåì ñîõðàíåííîãî
íàïðÿæåíèÿ ïðè ðàçðÿäå ñîñòàâëÿåò
3 ìÂ/ìñ. Ìèêðîñõåìà ìîæåò ïðèìåíÿòüñÿ
â ñèñòåìàõ ñáîðà è ðàñïðåäåëåíèÿ äàííûõ, â àíàëîãîâûõ ñõåìàõ çàäåðæêè è
õðàíåíèÿ, â èçìåðèòåëÿõ ïèêîâîãî çíà÷åíèÿ íàïðÿæåíèÿ è àìïëèòóäû ñèãíàëîâ.
! AD526 (1987 ã.) – óñèëèòåëü íåñèììåòðè÷íûõ ñèãíàëîâ ñ ïðîãðàììíî-óïðàâëÿåìûì
êîýôôèöèåíòîì óñèëåíèÿ. Óñèëèòåëü
îáåñïå÷èâàåò óñèëåíèå 1, 2, 4, 8 è 16 ñ
âûñîêîé òî÷íîñòüþ (0.01% ïðè KU = 1, 2, 4).
Âûáîð KU îñóùåñòâëÿåòñÿ ïîäà÷åé 3ðàçðÿäíîãî ïàðàëëåëüíîãî êîäà íà óïðàâëÿþùèå âûâîäû. Øèðèíà ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ â ðåæèìå ìàëîãî ñèãíàëà ñîñòàâëÿåò 350 êÃö (ïðè KU = 16).
! SSM2134 (1988 ã.) – ìàëîøóìÿùèé ÎÓ,
ðàçðàáîòàííûé êîìïàíèåé Precision
Monolithics (PMI), ïðåäíàçíà÷åííûé äëÿ
çâóêîâûõ ïðèëîæåíèé âûñîêîãî êëàññà,
íàïðèìåð, â êà÷åñòâå êîððåêòîðà RIAA äëÿ
ïðîèãðûâàòåëåé âèíèëîâûõ äèñêîâ è â
ìèêðîôîííûõ óñèëèòåëÿõ. Îñíîâíûå
ïàðàìåòðû ìèêðîñõåìû ïî ñïåöèôèêàöèÿì PMI è ADI: óðîâåíü øóìà 3.5 íÂ×ÖÃö,
ïîëîñà ïðîïóñêàíèÿ íà ìàëîì ñèãíàëå
10 ÌÃö, ñêîðîñòü íàðàñòàíèÿ âûõîäíîãî
íàïðÿæåíèÿ 13 Â/ìêñ.
! AD9617 (1989 ã.) – ïðåöèçèîííûé øèðîêîïîëîñíûé ÎÓ ñ ìàëûìè èñêàæåíèÿìè.
Ïîëîñà ïðîïóñêàíèÿ óñèëèòåëÿ íà ìàëîì
ñèãíàëå 190 ÌÃö (KU = +3), íà áîëüøîì
ñèãíàëå – 150 ÌÃö (UÂÛÕ = 4  ïèê.). Óñòîé÷èâîñòü îáåñïå÷èâàåòñÿ ïðè KU îò ±1 äî
±40. Îñíîâíûå îáëàñòè ïðèìåíåíèÿ ìèêðîñõåìû: ïðåîáðàçîâàòåëè òîê/íàïðÿæåíèå ñ òîêîâûõ âûõîäîâ ÖÀÏ, óñèëèòåëè Ï×
è âèäåîóñèëèòåëè òåëåêîììóíèêàöèîííûõ óñòðîéñòâ, ïðåäóñèëèòåëè ñèãíàëîâ
ÏÇÑ ìàòðèö è ôîòîäèîäîâ. ÐË
Ëèòåðàòóðà
1. http://www.ethicsandentrepreneurship.org/
20100208/interview-with-ray-stata/
2. http://www.salonav.com/arch/2005/07/076078.htm
3. http://www.liveinternet.ru/users/artelectronics/
tags/%EC%E0%F0%EA+%EB%E5%E2%E8%
ED%F1%EE%ED/
4. http://www.burwenaudio.com/Biography.html
5. http://www.burwenaudio.com/Krohn-Hite_UF101.pdf
6. http://www.analog.com/library/analogdialogue/
archives.html
Îêîí÷àíèå â ñëåäóþùåì íîìåðå
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
ÑÒÀÒÜÈ
45
Ñèìôàçíîå
óïðàâëåíèå
Àêóëîâ Å. È., ã. Ñòàâðîïîëü
Îò ðåäàêöèè ÐàäèîËîöìàí
 ïðåäëàãàåìîé ñòàòüå àâòîð ðàññìàòðèâàåò äâà âàðèàíòà ôàçíîãî ðåãóëèðîâàíèÿ
ìîùíîñòè:
! ñ âêëþ÷åíèåì ðåãóëèðóþùåãî ýëåìåíòà (òèðèñòîðà) â çàäàííûé ñõåìîé óïðàâëåíèÿ
ìîìåíò ïîëóïåðèîäà ñåòåâîãî íàïðÿæåíèÿ è åãî íåïðèíóäèòåëüíîå îòêëþ÷åíèå ïðè
ïåðåõîäå íàïðÿæåíèÿ ÷åðåç íîëü;
! ñ âêëþ÷åíèåì ðåãóëèðóþùåãî ýëåìåíòà (òðàíçèñòîðà) â çàäàííûé ñõåìîé óïðàâëåíèÿ
ìîìåíò ïîëóïåðèîäà ñåòåâîãî íàïðÿæåíèÿ è åãî ïðèíóäèòåëüíîå îòêëþ÷åíèå â òîò
æå ïîëóïåðèîä.
Ïî ìíåíèþ àâòîðà, ïðè ñèììåòðè÷íîì (îòíîñèòåëüíî ïåðåõîäà ñåòåâîãî íàïðÿæåíèÿ
÷åðåç íîëü) ðàñïîëîæåíèè ìîìåíòîâ âêëþ÷åíèÿ/âûêëþ÷åíèÿ äîñòèãàåòñÿ ýôôåêò èñêëþ÷åíèÿ ãåíåðàöèè êâàçèðåàêòèâíîé ìîùíîñòè, õàðàêòåðíîé äëÿ ïåðâîãî âàðèàíòà. Óêàçàííûé ìåòîä àâòîð íàçûâàåò ñèììåòðè÷íûì ôàçíûì, èëè ñîêðàù¸ííî «ñèìôàçíûì».
Î
Îäíîé èç çàäà÷, ðåøàåìûõ â ïðîìûøëåííîñòè, ÿâëÿåòñÿ ñîçäàíèå òåõíîëîãè÷åñêèõ
ïå÷åé, â òîì ÷èñëå è âàêóóìíûõ, ïîääåðæèâàþùèõ â ðàáî÷åé çîíå îïðåäåë¸ííóþ òåìïåðàòóðó ñ çàäàííîé òî÷íîñòüþ. Äëÿ ýòèõ öåëåé
øèðîêî ïðèìåíÿþòñÿ ýëåêòðîïå÷è, ñîäåðæàùèå ðåçèñòèâíûå íàãðåâàòåëè â êîìïëåêòå ñ
ðåãóëÿòîðàìè ìîùíîñòè ðàçëè÷íîãî òèïà.
Íà÷èíàÿ ñ 70-õ ãîäîâ 20 âåêà â ñâÿçè ñ ïðîìûøëåííûì îñâîåíèåì òèðèñòîðîâ îíè ñòàíîâÿòñÿ îñíîâíûìè ýëåìåíòàìè ðåãóëÿòîðîâ
ìîùíîñòè.
Îñíîâíûì äîñòîèíñòâîì ýòèõ ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïðèáîðîâ ÿâëÿåòñÿ èõ âûñîêàÿ
íàä¸æíîñòü ïðè îïòèìàëüíîì ñîîòíîøåíèè
öåíà/êà÷åñòâî. Èç ñóùåñòâóþùèõ ìåòîäîâ
ðåãóëèðîâàíèÿ ìîùíîñòè ñ ïîìîùüþ òèðèñòîðîâ íàèáîëåå ðàñïðîñòðàí¸ííûìè ÿâëÿþòñÿ ñëåäóþùèå:
! Ìåòîä ôàçîâîãî ðåãóëèðîâàíèÿ:
Ìåòîä ðåãóëèðîâàíèÿ ìîùíîñòè, ïðè êîòîðîì âêëþ÷åíèå òèðèñòîðîâ ïðîèçâîäèòñÿ
46
ñ íåêîòîðîé çàäåðæêîé ïîñëå ïåðåõîäà
ñåòåâîãî íàïðÿæåíèÿ ÷åðåç íîëü â êàæäîì
ïîëóïåðèîäå. Ðåãóëèðîâàíèå ìîùíîñòè
ïðîèñõîäèò çà ñ÷åò èçìåíåíèÿ ñîîòíîøåíèÿ âðåìåíè âêëþ÷åíèÿ/âûêëþ÷åíèÿ.
! Ïàêåòíûé ìåòîä:
Ðåãóëèðîâàíèå ìîùíîñòè ïðè ýòîì ìåòîäå
ïðîèçâîäèòñÿ èçìåíåíèåì ñîîòíîøåíèÿ
ïîëíûõ ïåðèîäîâ: âêëþ÷åíèÿ/âûêëþ÷åíèÿ. Äðóãèå èñïîëüçóåìûå íàçâàíèÿ ýòîãî
ìåòîäà – ÷èñëîâîé, âîëíîâîé èëè ìåòîä
ïðîïóñêà ïåðèîäîâ [1].
Äîñòîèíñòâà è íåäîñòàòêè óêàçàííûõ ìåòîäîâ ðåãóëèðîâàíèÿ ìîùíîñòè ïðèâåäåíû â
ñòàòüå [1]. Îäíèì èç ñóùåñòâåííûõ íåäîñòàòêîâ ôàçîâîãî ðåãóëèðîâàíèÿ ÿâëÿåòñÿ ãåíåðàöèÿ ðåàêòèâíîé ìîùíîñòè ïðè àêòèâíîé
íàãðóçêå.
Ðàññìîòðèì ìåõàíèçì ïîÿâëåíèÿ ðåàêòèâíîé ìîùíîñòè ïðè àêòèâíîé íàãðóçêå â
ñëó÷àå ôàçîâîãî ðåãóëèðîâàíèÿ. Ýêâèâàëåíòíàÿ ñõåìà óñòðîéñòâà óïðàâëåíèÿ ìîùíîñ-
ÑÒÀÒÜÈ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
òüþ íàãðóçêè ìåòîäîì ôàçîâîãî ðåãóëèðîâàíèÿ ïðåäñòàâëåíà íà Ðèñóíêå 1.
Íàïðÿæåíèå ãåíåðàòîðà G îïèñûâàåòñÿ â
èíòåðâàëå (–p) … (+p) ôóíêöèåé (1):
(1)
UG = sin wt = sin x
K
Íàïðÿæåíèå íà íàãðóçêå R îïèñûâàåòñÿ â
èíòåðâàëå (–p) …(+p) ôóíêöèÿìè (2):
G
R
(2)
U=0
U = sinwt = sinx
U=0
U = sinwt = sinx
Ðèñóíîê 1. Ýêâèâàëåíòíàÿ ñõåìà ðåãóëÿòîðà
ìîùíîñòè.
Íà ñõåìå îáîçíà÷åíû:
G – ãåíåðàòîð ïåðåìåííîãî íàïðÿæåíèÿ,
R – àêòèâíàÿ íàãðóçêà,
Ê – êîììóòàòîð (âûêëþ÷àòåëü).
 ðåçóëüòàòå ðàáîòû ðåãóëÿòîðà ê íàãðóçêå
áóäåò ïðèëîæåíî íàïðÿæåíèå, âûäåëåííîå
öâåòîì íà Ðèñóíêå 2.
U
â èíòåðâàëå îò (–p) äî (–p + t)
â èíòåðâàëå îò (–p + t) äî (0)
â èíòåðâàëå îò 0 äî (+t)
â èíòåðâàëå îò (+t) äî (+p)
ãäå t – çàäåðæêà ïî ôàçå âêëþ÷åíèÿ êîììóòàòîðà (âåëè÷èíà, èçìåíÿåìàÿ îò 0 äî p).
Ñîïðîòèâëåíèå íàãðóçêè R = 1. Ñîïðîòèâëåíèå ãåíåðàòîðà, ñîåäèíèòåëüíûõ ïðîâîäíèêîâ è êîììóòàòîðà Ê âî âêëþ÷åííîì ðåæèìå ðàâíî 0. Ñîïðîòèâëåíèå êîììóòàòîðà Ê â
âûêëþ÷åííîì ðåæèìå ðàâíî áåñêîíå÷íîñòè.
Êîýôôèöèåíòû Ôóðüå ðàññ÷èòûâàåì ïî
ñëåäóþùèì ôîðìóëàì. Ïîñòîÿííàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ:
1.0
p
a0 =
0.8
1
f ( x ) dx
p -òp
(3)
0.6
Äåéñòâóþùåå çíà÷åíèå êîñèíóñîèäàëüíîé ñîñòàâëÿþùåé:
0.4
0.2
0
p
1
an = ò f ( x ) cos nx dx
p -p
wt
–p + t
+t
(4)
–0.2
Äåéñòâóþùåå çíà÷åíèå ñèíóñîèäàëüíîé
ñîñòàâëÿþùåé:
–0.4
–0.6
p
bn =
–0.8
–1.0
-1.0p -0.8p -0.6p -0.4p -0.2p
0
(5)
0.2p 0.4p 0.6p 0.8p 1.0p
Ðèñóíîê 2. Äèàãðàììà íàïðÿæåíèÿ íà íàãðóçêå ïðè ôàçíîì ðåãóëèðîâàíèè.
Äëÿ ðàñ÷¸òà ìîùíîñòíûõ ïàðàìåòðîâ
íàãðóçêè è ñåòè ïðîèçâåä¸ì àíàëèç öåïè ðàçëîæåíèåì ôóíêöèè íàïðÿæåíèÿ íàãðóçêè â
ðÿä Ôóðüå [2]. Äëÿ ýòîãî ïðèìåì ñëåäóþùåå.
a1 =
1
f ( x ) sin nx dx
p -òp
 íàøåì ñëó÷àå a0 = 0, ò. ê. ïîñòîÿííàÿ
ñîñòàâëÿþùàÿ ÿâíî îòñóòñòâóåò.
Êîýôôèöèåíò a1 ïåðâîé ãàðìîíèêè âû÷èñëÿåì ïî ôîðìóëå (4).
Èíòåãðèðîâàíèå ïðîâîäèì ïî ÷åòûð¸ì
ó÷àñòêàì â ñîîòâåòñòâèè ñ ðàçáèåíèåì èíòåðâàëà (–p…+ p):
- p+ t
0
+t
p
ö
1æ
ç ò 0 dx + ò sin x cos x dx + ò 0 dx + ò sin x cos x dx ÷
ç
÷
p è -p
-p+ t
0
+t
ø
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
ÑÒÀÒÜÈ
47
Ðåøåíèåì èíòåãðàëà ÿâëÿåòñÿ óðàâíåíèå (6):
1
a1 = - (sin t )2
p
Ðåøåíèåì èíòåãðàëà ÿâëÿåòñÿ óðàâíåíèå (7):
b1 =
(6)
Íà Ðèñóíêå 3 ïðèâåäåíà äèàãðàììà èçìåíåíèÿ êîñèíóñîèäàëüíîé ñîñòàâëÿþùåé ïåðâîé ãàðìîíèêè íàïðÿæåíèÿ íà íàãðóçêå.
1
( p - t - sin t cos t )
p
(7)
Íà Ðèñóíêå 4 ïðèâåäåíà äèàãðàììà èçìåíåíèÿ ñèíóñîèäàëüíîé ñîñòàâëÿþùåé ïåðâîé ãàðìîíèêè íàïðÿæåíèÿ íà íàãðóçêå.
b1
a1
0
t
1.0
0.9
–0.032
0.8
–0.064
0.7
–0.095
0.6
–0.127
0.5
–0.159
0.4
–0.191
0.3
–0.223
–0.255
0.2
–0.286
0.1
–0.318
0
0p 0.1p 0.2p 0.3p 0.4p 0.5p 0.6p 0.7p 0.8p 0.9p 1.0p
t
0p 0.1p 0.2p 0.3p 0.4p 0.5p 0.6p 0.7p 0.8p 0.9p 1.0p
Ðèñóíîê 3. Êîñèíóñîèäàëüíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ
ïåðâîé ãàðìîíèêè.
Ðèñóíîê 4. Ñèíóñîèäàëüíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ
ïåðâîé ãàðìîíèêè.
Äåéñòâóþùåå çíà÷åíèå êîñèíóñîèäàëüíîé ñîñòàâëÿþùåé ïåðâîé ãàðìîíèêè íàïðÿæåíèÿ íà íàãðóçêå óâåëè÷èâàåòñÿ îò 0 äî
31.8% äåéñòâóþùåãî íàïðÿæåíèÿ ãåíåðàòîðà
ïðè èçìåíåíèè t îò 0 äî p/2 ðàäèàí, è óâåëè÷èâàåòñÿ îò 31.8 äî 0% ïðè èçìåíåíèè t îò p/2 äî
p ðàäèàí. Ó÷èòûâàÿ, ÷òî ñîïðîòèâëåíèå
íàãðóçêè ÷èñòî àêòèâíîå, êîñèíóñíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ ïåðâîé ãàðìîíèêè òîêà ïîëíîñòüþ
ðàâíà êîñèíóñíîé ñîñòàâëÿþùåé ïåðâîé ãàðìîíèêè íàïðÿæåíèÿ (ñîïðîòèâëåíèå íàãðóçêè
R = 1). Ïîñêîëüêó ðàññìîòðåííûé òîê íàãðóçêè ÿâëÿåòñÿ ñîñòàâíîé ÷àñòü âûõîäíîãî òîêà
ãåíåðàòîðà, ïî îòíîøåíèþ ê íàïðÿæåíèþ
ãåíåðàòîðà îí ñäâèíóò íà 90° (êîñèíóñíàÿ
ñîñòàâëÿþùàÿ) è ïðåäñòàâëÿåò êâàçèðåàêòèâíûé òîê. Îòðèöàòåëüíîå çíà÷åíèå íàïðÿæåíèÿ ñâèäåòåëüñòâóåò îá èíäóêòèâíîì
õàðàêòåðå ýòîãî òîêà.
Êîýôôèöèåíò b1 ïåðâîé ãàðìîíèêè âû÷èñ-
Äåéñòâóþùåå çíà÷åíèå ñèíóñîèäàëüíîé
ñîñòàâëÿþùåé ïåðâîé ãàðìîíèêè íàïðÿæåíèÿ íà íàãðóçêå óìåíüøàåòñÿ îò 100 äî 0%
äåéñòâóþùåãî íàïðÿæåíèÿ ãåíåðàòîðà ïðè
èçìåíåíèè t îò 0 äî p ðàäèàí, ÷òî, â ïðèíöèïå,
è ñîîòâåòñòâóåò ïîñòàâëåííîé çàäà÷å – ðåãóëèðîâàíèþ ìîùíîñòè.
Ðàññ÷èòàåì âåëè÷èíó è ôàçó ïåðâîé ãàðìîíèêè òîêà íàãðóçêè. Ïîñêîëüêó ìû âûáðàëè ñîïðîòèâëåíèå íàãðóçêè ðàâíûì åäèíèöå
(R = 1), ÷èñëåííûå çíà÷åíèÿ òîêà è íàïðÿæåíèÿ íà íàãðóçêå ñîâïàäàþò. Äåéñòâóþùåå
çíà÷åíèå ïåðâîé ãàðìîíèêè òîêà íàãðóçêè
âû÷èñëÿåì ïî ôîðìóëå (8):
I 1 = a12 + b12
Ïîäñòàâèì çíà÷åíèÿ a1 è b1 äëÿ t =p/2, ò.å.
äëÿ íàèáîëüøåãî çíà÷åíèÿ a1:
a1 = 0.318 b1 = 0.5 ,
I 1 = 0.318 2 + 0.5 2 = 0.593 .
ëÿåì ïî ôîðìóëå (5).
48
(8)
ÑÒÀÒÜÈ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
Ñèììåòðè÷íîå ôàçíîå óïðàâëåíèå
– ñèìôàçíîå óïðàâëåíèå
U
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
–p + t
wt
–t
+t
p–t
–0.2
–0.4
–0.6
Ðàññìîòðèì íåñêîëüêî äðóãîé ìåòîä
óïðàâëåíèÿ – ñèììåòðè÷íîå ôàçíîå (ñèìôàçíîå) óïðàâëåíèå. Îò ïðåäûäóùåãî – ôàçíîãî óïðàâëåíèÿ, ýòîò ìåòîä îòëè÷àåòñÿ òåì,
÷òî óïðàâëÿåòñÿ íå òîëüêî ìîìåíò âêëþ÷åíèÿ êîììóòàòîðà Ê, íî è ìîìåíò åãî âûêëþ÷åíèÿ. Äèàãðàììà íàïðÿæåíèÿ íà íàãðóçêå
ïðåäñòàâëåíà íà Ðèñóíêå 5.
Íàïðÿæåíèå íàãðóçêè R â ýòîì ìåòîäå
îïèñûâàåòñÿ â èíòåðâàëå (–p) …(+p) ôóíêöèÿìè (9):
–0.8
–1.0
-1.0p -0.8p -0.6p -0.4p -0.2p
0
0.2p 0.4p 0.6p 0.8p 1.0p
U = sinwt = sinx
U=0
U = sinwt = sinx
U=0
U = sinwt = sinx
Ðèñóíîê 5. Äèàãðàììà íàïðÿæåíèÿ íà íàãðóçêå ïðè ñèìôàçíîì ðåãóëèðîâàíèè.
Êîñèíóñ j ïåðâîé ãàðìîíèêè ðàâåí:
cos f1 =
b1
= 0.84 .
I1
Áîëåå âûñîêèå ãàðìîíèêè òîêà íàãðóçêè
çäåñü íå ðàññìàòðèâàþòñÿ ââèäó îãðàíè÷åííîãî îáú¸ìà ñòàòüè. Êðîìå òîãî, âñëåäñòâèå
îòñóòñòâèÿ âûñøèõ ãàðìîíèê â íàïðÿæåíèè
ãåíåðàòîðà G èõ ìîùíîñòè ðàâíû íóëþ.
a1 =
ãäå – âåëè÷èíà, èçìåíÿåìàÿ îò 0 äî p/2.
 ýòîì ñëó÷àå a0 òàêæå ðàâåí íóëþ. Êîýôôèöèåíò a1 ïåðâîé ãàðìîíèêè âû÷èñëÿåì ïî
ôîðìóëå (4).
Ðàçáèâàåì ðåøåíèå íà ïÿòü ó÷àñòêîâ
èíòåãðèðîâàíèÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ ðàçáèåíèåì èíòåðâàëà (9):
- p+ t
-t
+t
p-t
p
ö
1æ
ç ò sin x cos x dx + ò 0 dx + ò sin x cos x dx + ò 0 dx + ò sin x cos x dx ÷
÷
p çè - p
-p+ t
-t
+t
p-t
ø
Âòîðîé è ÷åòâ¸ðòûé èíòåãðàëû ðàâíû
íóëþ, à ñ ó÷¸òîì ïåðâîîáðàçíîé (10):
1
2
ò sin x cos x dx = - 2 (cos x ) + Const
Ïîäñòàâèâ çíà÷åíèÿ
(cos( -p))2 = (cos( p))2 = 1,
(10)
è ó÷èòûâàÿ, ÷òî
èìååì:
a1 =
(9)
â èíòåðâàëå îò (–p) äî (–p+t)
â èíòåðâàëå îò (–p+t) äî (–t)
â èíòåðâàëå îò (–t) äî (+t)
â èíòåðâàëå îò (+t) äî (p–t)
â èíòåðâàëå îò (p–t) äî (+p)
cos( -p + t ) = cos( p - t ),
1
(cosx )2 --pp+ t + (cosx )2 +- tt + (cosx )2 pp- t .
2p
ïîëó÷àåì íóëåâîå çíà÷åíèå L1 = 0 è, ñîîòâåòñòâåííî,
Ïðîèçâåä¸ì ïîäñòàíîâêó ïðåäåëîâ èíòåãðèðîâàíèÿ âíóòðè ôèãóðíûõ ñêîáîê:
L1 = (cos( -p + t ))2 - (cos( -p))2 + (cos( + t ))2 - (cos( -t ))2 + (cos( p))2 - (cos( p - t ))2 .
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
a1 º 0.
Òî åñòü êîñèíóñîèäàëüíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ
íàïðÿæåíèÿ íà íàãðóçêå è, ñîîòâåòñòâåííî,
êîñèíóñîèäàëüíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ òîêà
ÑÒÀÒÜÈ
49
íàãðóçêè ïðè ñèìôàçíîì óïðàâëåíèè òîæäåñòâåííî ðàâíû íóëþ.
Êîýôôèöèåíò b1 ïåðâîé ãàðìîíèêè âû÷èñëÿåì ïî ôîðìóëå (5), à çàòåì íàõîäèì ïåðâîîáðàçíóþ:
U
1.0
0.8
0.6
0.4
1æ
1
ö
ò (sin x ) dx = 2 çè x + 2 sin 2x ÷ø + Const .
2
0.2
0
–p + t
wt
–t
+t
Ïîäñòàâèâ çíà÷åíèå ñèíóñà äâîéíîãî óãëà,
p–t
–0.2
sin 2x = 2 sin x cos x ,
–0.4
èìååì:
–0.6
2
1
ò (sin x ) dx = 2 ( x + sin x cos x ) + Const ,
–0.8
1
b1 =
( x + sin x cos x ) -pp .
2p
–1.0
-1.0p -0.8p -0.6p -0.4p -0.2p
Ðàçáèâàåì ðåøåíèå íà ïÿòü ó÷àñòêîâ
èíòåãðèðîâàíèÿ, â ñîîòâåòñòâèè ñ ðàçáèåíèåì èíòåðâàëà (9) è, ñ ó÷¸òîì íóëåâîãî íàïðÿæåíèÿ íà äâóõ ó÷àñòêàõ, èìååì:
b1 =
1
( x + sin x cos x ) --pp+ t +
2p
+ ( x + sin x cos x ) +- tt + ( x + sin x cos x ) pp- t .
Ðåøåíèåì èíòåãðàëà ÿâëÿåòñÿ óðàâíåíèå (11):
b1 =
2
( t + sin t cos t )
p
(11)
b1
1.000
0.891
0
0.2p 0.4p 0.6p 0.8p 1.0p
Ðèñóíîê 7. Äèàãðàììà íàïðÿæåíèÿ íà íàãðóçêå ïðè ñèìôàçíîì ðåãóëèðîâàíèè. Âàðèàíò 2.
Íà Ðèñóíêå 6 ïðèâåäåíà äèàãðàììà èçìåíåíèÿ ñèíóñîèäàëüíîé ñîñòàâëÿþùåé ïåðâîé ãàðìîíèêè íàïðÿæåíèÿ (òîêà) íàãðóçêè
ïðè ñèìôàçíîì ðåãóëèðîâàíèè.
Íà Ðèñóíêå 7 ïðèâåäåí âòîðîé âàðèàíò
äèàãðàììû íàïðÿæåíèÿ íàãðóçêè ïðè ñèìôàçíîì ðåãóëèðîâàíèè.
Ïåðâûé âàðèàíò ïîçâîëÿåò áîëåå ïëàâíî
ðåãóëèðîâàòü âûõîäíóþ ìîùíîñòü, ïîýòîìó
ìîæåò ïðèìåíÿòüñÿ â ñëó÷àå íàãðóçêè ñ ðåçêî
âûðàæåííîé íåëèíåéíîñòüþ, íàïðèìåð, ñ
âîëüôðàìîâûìè íàãðåâàòåëÿìè. Åñëè â
êà÷åñòâå íàãðóçêè ïðèìåíÿþòñÿ ýëåìåíòû ñ
ïðàêòè÷åñêè ëèíåéíûìè õàðàêòåðèñòèêàìè,
òî ïðåäïî÷òèòåëüíåå âòîðîé âàðèàíò ðåãóëèðîâàíèÿ. Âîçìîæíà êîìáèíàöèÿ îáîèõ ìåòîäîâ: ðàçîãðåâ íàãðåâàòåëÿ ïî ïåðâîìó ìåòîäó, à çàòåì ïåðåõîä íà âòîðîé ìåòîä.
0.764
Âûâîäû
0.637
0.509
0.382
0.255
0.127
0
t
0p
0.1p
0.2p
0.3p
0.4p
0.5p
Ðèñóíîê 6. Ñèíóñîèäàëüíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ
ïåðâîé ãàðìîíèêè.
50
ÑÒÀÒÜÈ
1. Ïðè ôàçíîì óïðàâëåíèè âñåãäà ïðèñóòñòâóåò êîñèíóñîèäàëüíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ
òîêà, ïîýòîìó òåîðåòè÷åñêè êîñèíóñ j ïî
ïåðâîé ãàðìîíèêå âñåãäà ìåíüøå 1.
2. Ïðè ñèììåòðè÷íîì ôàçíîì óïðàâëåíèè
îòñóòñòâóåò êîñèíóñîèäàëüíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ òîêà, ïîýòîìó òåîðåòè÷åñêè êîñèíóñ j
ïî ïåðâîé ãàðìîíèêå ìîæåò äîñòèãàòü 1.
3. Ñèììåòðè÷íîå ôàçíîå óïðàâëåíèå ïðàêòè÷åñêè íåâûïîëíèìî ïðè èñïîëüçîâàíèè
òèðèñòîðîâ â êà÷åñòâå êîììóòàòîðîâ â
ñâÿçè ñ òðóäíîñòÿìè èõ âûêëþ÷åíèÿ.
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
4. Ñèììåòðè÷íîå ôàçíîå óïðàâëåíèå ïðàêòè÷åñêè ìîæíî îñóùåñòâèòü ïðè èñïîëüçîâàíèè â êà÷åñòâå êîììóòàòîðîâ òðàíçèñòîðîâ, â òîì ÷èñëå, è IGBT. ÐË
Ëèòåðàòóðà
1. «Î ñîâðåìåííûõ òèðèñòîðíûõ ðåãóëÿòîðàõ
ìîùíîñòè»: http://www.electro-gid.ru/article_
1000.htm
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
2. Íåéìàí Ë. Ð., Äåìèð÷ÿí Ê. Ñ. Òåîðåòè÷åñêèå
îñíîâû ýëåêòðîòåõíèêè. Ó÷åáíèê äëÿ âóçîâ.,
Ë.: Ýíåðãîèçäàò. Ëåíèíãð. îòäåëåíèå, 1981.
Ïðèìå÷àíèå
Ãðàôèêè ôóíêöèé ñòðîèëèñü ñ ïîìîùüþ
ñàéòà «Ïîñòðîåíèå ãðàôèêîâ ôóíêöèé îíëàéí»
http://www.yotx.ru/#!1/2_h/ubW/tb@35Sam3/aP9g/
2DfT0qt7f8D4Rt7u/sH@yQaduOA8XjAeDzY3QcF
ÑÒÀÒÜÈ
51
×òî áû ñäåëàë
Òåñëà?
Lou Frenzel
Microwaves & RF
Ìåíÿ âñåãäà ïîðàæàëî, êàêèì îáðàçîì
Ì
ïèîíåðû ýëåêòðîíèêè, è â îñîáåííîñòè ÑÂ×
ýëåêòðîíèêè, âûïîëíÿëè ñâîè èññëåäîâàíèÿ
ñ ìèíèìóìîì èçìåðèòåëüíîãî îáîðóäîâàíèÿ,
èëè äàæå ïðè ïîëíîì åãî îòñóòñòâèè. Êàê âû
ñìîæåòå ñêîíñòðóèðîâàòü èëè ïî÷èíèòü ÷òîëèáî, íå èìåÿ âîçìîæíîñòè èçìåðèòü îñíîâíûå ïàðàìåòðû? Òåì íå ìåíåå, ðåäêî ðàñïîëàãàÿ ÷åì-ëèáî, êðîìå ñàìûõ ïðèìèòèâíûõ
èçìåðèòåëåé, ïåðâûå èçîáðåòàòåëè áûëè â
ñîñòîÿíèè ñäåëàòü î÷åíü ìíîãîå. Ãåðö, Òåñëà, Ìàðêîíè è äðóãèå ôàêòè÷åñêè îáõîäèëèñü
áåç ñåðüåçíûõ èçìåðåíèé. Ñåãîäíÿ ìû íà ýòî
íåñïîñîáíû.
(Ôîòî ñ ñàéòà physics.kenyon.edu).
Èçìåðèòåëüíûå ïðèáîðû ä’Àðñîíâàëÿ
(D’Arsonval) áûëè äîñòóïíû äàæå â 19 ñòîëåòèè, îäíàêî èçìåðÿëè îíè ëèøü ïîñòîÿííûé
òîê, à ïîçæå ïåðåìåííûé ñ ïîìîùüþ äîïîëíèòåëüíîãî âûïðÿìèòåëÿ. Ðàäèî÷àñòîòíûå
èçìåðåíèÿ áûëè îñîáåííî ñëîæíû, åñëè íå
íåâîçìîæíû. Èçìåðåíèÿ ÷àñòîòû è äëèíû
âîëíû âûïîëíÿëèñü ñ ïîìîùüþ òàê íàçûâàåìûõ âîëíîìåðîâ, ïðåäñòàâëÿâøèõ ñîáîé
ïðîñòî ïåðåñòðàèâàåìûå ðåçîíàíñíûå
ñõåìû èëè îáúåìíûå ðåçîíàòîðû. Äðóãèìè
ñðåäñòâàìè èçìåðåíèé äëèíû âîëíû áûëè
ùåëåâûå êàáåëè è âîëíîâîäíûå ëèíèè. Ê
ñ÷àñòüþ, êòî-òî äîãàäàëñÿ èñïîëüçîâàòü äèîä
52
äëÿ ñìåøèâàíèÿ è ïîíèæåíèÿ ÷àñòîòû,
ïîçâîëèâ, òåì ñàìûì, ïðîâîäèòü èçìåðåíèÿ
íà íèçêèõ ÷àñòîòàõ.
Íåñìîòðÿ íà îòñóòñòâèå ðåàëüíûõ ñðåäñòâ
èçìåðåíèé, ìû ñìîãëè ïîëó÷èòü ðàäàðû, Â×,
ÓÂ× è ÑÂ×-ðàäèî, à òàêæå ñïóòíèêè. ß ïûòàþñü ïðåäñòàâèòü ñåáå, ñêîëüêî æå áûëî ïðîñèæåíî øòàíîâ, íî, òàê èëè èíà÷å, ýòî áûëî
ñäåëàíî. À ìîæåò, îíè âîîáùå íè÷åãî íå èçìåðÿëè.
Èñêëþ÷èòåëüíî èç ëþáîïûòñòâà ÿ âåðíóëñÿ â ñâîþ èíñòèòóòñêóþ þíîñòü è ïðîñìîòðåë
ó÷åáíèêè ïî ðàäèîëîê àöèè Òåðìàíà
(Terman), ÷òîáû ïîíÿòü, ÷òî â íèõ äîëæíû
áûëè ðàññêàçûâàòü î ðàäèî÷àñòîòíûõ èçìåðåíèÿõ. Êàê ÿ îáíàðóæèë, ñîâñåì íåìíîãî.
Äàæå â èñêëþ÷èòåëüíî ïîïóëÿðíîé â ýïîõó
Âòîðîé ìèðîâîé âîéíû ñåðèè êíèã, âûïóùåííûõ Ðàäèàöèîííîé ëàáîðàòîðèåé Ìàññà÷óñåòñêîãî òåõíîëîãè÷åñêîãî èíñòèòóòà, îá
èçìåðåíèÿõ ñêàçàíî ìàëî. Ïîìíèòå ýòè êíèãè? Èõ áûëî 28, è òîëüêî â äâóõ â êàêîé-òî
ñòåïåíè çàòðàãèâàëèñü èçìåðåíèÿ. Ó ìîåãî
ïåðâîãî ðàáîòîäàòåëÿ áûë ïîëíûé êîìïëåêò
ýòèõ êíèã, íà êîòîðûå âïîñëåäñòâèè ÿ ñòàë
ðåãóëÿðíî ññûëàòüñÿ. ß õîòåë áû èìåòü òó
áèáëèîòåêó äàæå ñåãîäíÿ. Ýòî öåëûé êëàä
õîðîøåé, îðèãèíàëüíîé òåîðèè è ïðàêòèêè.
Ñåãîäíÿ íàì ïîñ÷àñòëèâèëîñü èìåòü øèðî÷àéøèé ñïåêòð ñðåäñòâ èçìåðåíèé äëÿ ÑÂ×
äèàïàçîíà, ïðåäëàãàåìûõ ìíîæåñòâîì èçãîòîâèòåëåé. Ãåíåðàòîðû ñèãíàëîâ, àíàëèçàòîðû ñïåêòðà, èçìåðèòåëè ìîùíîñòè è øóìà,
âåêòîðíûå àíàëèçàòîðû öåïåé è ñèãíàëîâ è
åùå ìíîæåñòâî äðóãèõ ñïåöèàëüíûõ ïðèáîðîâ. Ìû äàæå ìîæåì èçìåðÿòü òàêèå ñòðàííûå âåùè, êàê PIM (Ïàññèâíàÿ èíòåðìîäóëÿöèÿ). Åñòü î÷åíü ìàëî òàêîãî, ÷òî ìû íå
ìîæåì íàäåæíî èçìåðèòü. Ó÷èòûâàÿ èñêëþ÷èòåëüíóþ ñëîæíîñòü ñîâðåìåííûõ ðàäèî÷àñòîòíûõ ñèñòåì è ïðîäóêòîâ, ìû äîëæíû
áûòü áëàãîäàðíû çà òî, ÷òî èìååì íåêîòîðûå
ÑÒÀÒÜÈ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
èç ýòèõ ïðèáîðîâ. Öåíû, êîíå÷íî æå, êðàéíå
âûñîêè, îäíàêî â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ
îïðàâäàíû.
Íàïðèìåð, êàê ìîæíî òåñòèðîâàòü è îöåíèâàòü ïðîäóêòû WiGig 802.11ad? Â íèõ
èñïîëüçóåòñÿ ìîäóëÿöèÿ OFDM íà ÷àñòîòå
60 ÃÃö ñ ìíîãîêàíàëüíîñòüþ ïî âõîäó è âûõîäó (MIMO) è óïðàâëåíèåì ëó÷îì. Ñ îáîðóäîâàíèåì ñîòîâîé ñâÿçè 5G áóäåò òàê æå òðóäíî, åñëè íå õóæå. Âñå æå åñòü íåñêîëüêî êîìïàíèé, êîòîðûå ìîãóò ïðåäîñòàâèòü ïðèáîðû,
ñïîñîáíûå âûïîëíÿòü ýòè èçìåðåíèÿ. Òåì íå
ìåíåå, ÿ ïðîäîëæàþ äóìàòü î òåõ èññëåäîâàòåëÿõ, êîòîðûå ðàáîòàþò çà ïðåäåëàìè
100 ÃÃö. ×òî èñïîëüçóþò îíè? È êàê èçìåðÿòü
òåðàãåðöîâûå ñèãíàëû, íå ãîâîðÿ óæå î òîì,
êàê èõ ãåíåðèðîâàòü?
 ëþáîì ñëó÷àå, áóäüòå óâåðåíû, ÷òî
íåñêîëüêî ñàìûõ ïåðåäîâûõ êîìïàíèé ðàáîòàåò íàä ñîçäàíèåì êà÷åñòâåííî íîâîé ïðîäóêöèè äëÿ èçìåðåíèé ÑÂ×, ìèëëèìåòðîâûõ
è òåððàãåðöîâûõ âîëí. Ñêîðåå âñåãî, ïðåæäå
÷åì ìû óâèäèì íåêîòîðûå èç ýòèõ ïðèáîðîâ,
ïðîéäåò êàêîå-òî âðåìÿ, íî, â êîíå÷íîì ñ÷åòå,
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
ó íàñ ïîÿâèòñÿ âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàòü èõ,
åñëè, êîíå÷íî, ìû ñìîæåì èõ ñåáå ïîçâîëèòü.
 òî âðåìÿ êàê íàøè ïèîíåðû ìîãëè îáõîäèòüñÿ ñàìûì ìàëûì, à òî è âîâñå íå è èìåòü
íè÷åãî, ñåãîäíÿ ìû òàê ðàáîòàòü íå ìîæåì.
Ìû íå ìîæåì ñîçäàâàòü íîâûå ïðîåêòû, îñòàâàÿñü â ñòîðîíå îò ïîñòàíîâëåíèé ïðàâèòåëüñòâåííûõ ðåãóëèðóþùèõ îðãàíîâ, ñåðòèôèêàöèîííûõ òðåáîâàíèé è ïðî÷èõ ôàêòîðîâ, áåç âûñîêîòî÷íûõ è íàäåæíûõ èçìåðåíèé. Ñêàæèòå «ñïàñèáî» ñâîèì ïîñòàâùèêàì
èçìåðèòåëüíîãî îáîðóäîâàíèÿ çà òî, îíè
ïîçâîëÿþò âàì äåëàòü ýòó ðàáîòó. ÐË
ÑÒÀÒÜÈ
53
ИСТОРИЯ ЭЛЕКТРОНИКИ
18 ôåâðàëÿ 1745 ãîäà
ðîäèëñÿ èçîáðåòàòåëü áàòàðåè
Àëåññàíäðî Âîëüòà
Jessica MacNeil
EDN
19
19 âåê áûë âðåìåíåì áóðíîãî ðàçâèòèÿ
íàóêè îá ýëåêòðè÷åñòâå, áîëüøîé âêëàä â
êîòîðóþ âíåñ èòàëüÿíñêèé ôèçèê Àëåññàíäðî
Âîëüòà.
íåì áûëà íàçâàíà åäèíèöà èçìåðåíèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîòåíöèàëà.
Ïðåæäå, ÷åì ñòàòü ïðîôåññîðîì ôèçèêè,
Âîëüòà ðàáîòàë òàêæå íàä óñîâåðøåíñòâîâàíèåì ýëåêòðîôîðíîé ìàøèíû – óñòðîéñòâà
äëÿ ïîëó÷åíèÿ ñòàòè÷åñêîãî ýëåêòðè÷åñòâà.
20 ìàðòà 1800 ãîäà â ïèñüìå ê ïðåçèäåíòó
Êîðîëåâñêîãî íàó÷íîãî îáùåñòâà Ëîíäîíà îí
ñîîáùèë î âîëüòîâîì ñòîëáå – ðàííåì ïðîòîòèïå ýëåêòðè÷åñêîé áàòàðåè.
Âîëüòà, ðîäèâøèéñÿ â Êîìî, Èòàëèÿ, â
1745 ãîäó, ïðîÿâëÿë èíòåðåñ ê ýëåêòðè÷åñòâó
óæå ñ þíûõ ëåò. Ïîñëå îêîí÷àíèÿ øêîëû îí
íà÷àë ïåðåïèñûâàòüñÿ ñ ó÷åíûìè, ðàáîòàâøèìè â îáëàñòè èññëåäîâàíèÿ ýëåêòðè÷åñòâà, è â 24 ãîäà îïóáëèêîâàë ñâîé ïåðâûé
òðóä î ñèëàõ ïðèòÿæåíèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî
îãíÿ.
Îí èçó÷àë õèìèþ ãàçîâ è ýëåêòðè÷åñêóþ
åìêîñòü, ðàçðàáàòûâàÿ ñïîñîáû èññëåäîâàíèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîòåíöèàëà è çàðÿäà, è
îáíàðóæèë, ÷òî äëÿ êàæäîãî òèïà îáúåêòîâ
îíè ïðîïîðöèîíàëüíû. Ýòî ñòàëî çàêîíîì
Âîëüòà äëÿ åìêîñòè, à âïîñëåäñòâèè åãî èìå-
54
ÑÒÀÒÜÈ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
Ê ðàáîòå íàä ñòîëáîì Âîëüòó ïîáóäèëè
ýêñïåðèìåíòû Ëóèäæè Ãàëüâàíè, ïîëó÷àâøåãî ýëåêòðè÷åñêèé òîê ïðè ïîñëåäîâàòåëüíîì
ñîåäèíåíèè äâóõ ìåòàëëîâ ñ ëàïàìè ëÿãóøêè. Çàìåíÿÿ ëàïû ëÿãóøêè ïðîïèòàííîé ìîðñêîé âîäîé òêàíüþ èëè êàðòîíîì, îí äîêàçàë,
÷òî ýëåêòðè÷åñòâî ãåíåðèðîâàëîñü íå æèâûìè ñóùåñòâàìè, íî ìîæåò áûòü ïîëó÷åíî
õèìè÷åñêèì ïóòåì.
Ñîñòîÿùèé èç ñòîïêè ÷åðåäóþùèõñÿ ïëàñòèí ñåðåáðà è öèíêà, ðàçäåëåííûõ êóñî÷êàìè
ñìî÷åííîé â ñîëÿíîì ðàñòâîðå òêàíè, âîëüòîâ ñòîëá ïðè çàìûêàíèè åãî ïðîòèâîïîëîæíûõ êîíöîâ ïðîâîäîì âûðàáàòûâàë óñòîé÷èâûé ýëåêòðè÷åñêèé òîê. Ðàçëè÷íûå ìåòàëëû
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
âûðàáàòûâàëè ðàçëè÷íîå êîëè÷åñòâî òîêà, à
äîáàâëåíèå äîïîëíèòåëüíûõ ïëàñòèí óâåëè÷èâàëî åãî ñèëó.
Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî ýëåêòðè÷åñòâî óæå
èñïîëüçîâàëîñü â òî âðåìÿ, íèêàêèõ èñòî÷íèêîâ
ïîñòîÿííîãî è âîñïðîèçâîäèìîãî òîêà åùå íå
ñóùåñòâîâàëî, è èññëåäîâàíèÿ Âîëüòû ïðèâåëè
ê áûñòðîìó ðàçâèòèþ ýëåêòðè÷åñêîé íàóêè. Ñ
òåõ ïîð â áàòàðåÿõ äëÿ ïîëó÷åíèÿ ýíåðãèè ñòàëè
èñïîëüçîâàòü õèìè÷åñêèå ðåàêöèè.
Ðàáîòà Âîëüòû ïðîèçâåëà âïå÷àòëåíèå íà
ìíîãèõ, âêëþ÷àÿ Íàïîëåîíà è èìïåðàòîðà
Àâñòðèè, ÷òî ïðèâåëî åãî íà ïóòü ïîëèòè÷åñêîé êàðüåðû, íà êîòîðîì îí è îñòàâàëñÿ äî
ñìåðòè, íàñòóïèâøåé 5 ìàðòà 1827 ãîäà. ÐË
ÑÒÀÒÜÈ
55
Èñïîëüçîâàíèå
óñèëèòåëÿ ñ ÀÐÓ
êàê ìÿãêîãî îãðàíè÷èòåëÿ
óðîâíÿ ñèãíàëîâ
Vladimir Rentyuk
Electronics World
Ï
Ïðåäëàãàåìûé óñèëèòåëü ñ àâòîìàòè÷åñêîé ðåãóëèðîâêîé óñèëåíèÿ (ÀÐÓ) ìîæåò
èñïîëüçîâàòüñÿ äëÿ «ìÿãêîãî» è ñ ìèíèìàëüíûìè èñêàæåíèÿìè îãðàíè÷åíèÿ óðîâíÿ ñèãíàëà îòíîñèòåëüíî åãî ïèêîâîãî çíà÷åíèÿ. Ïîñëåäíåå âàæíî ïîä÷åðêíóòü: óïðàâëåíèå óñèëåíèåì ïðîèñõîäèò íå ïî ñðåäíåêâàäðàòè÷íîìó çíà÷åíèþ ñèãíàëà, à èìåííî
ïî àáñîëþòíîìó. Ýòî áûâàåò íåîáõîäèìî
äëÿ íåêîòîðûõ ñèñòåì îáðàáîòêè ðå÷è, ñèñòåì ñâÿçè è ò. ä.
Îáû÷íûå óñèëèòåëè ñ ÀÐÓ â òàêèõ ïðèëîæåíèÿõ ðàáîòàòü êîððåêòíî íå ìîãóò è, êðîìå
òîãî, èìåþò äîâîëüíî âûñîêèå óðîâíè îáùèõ
ãàðìîíè÷åñêèõ èñêàæåíèé. Ïîñêîëüêó îïèðàþòñÿ îíè íà ñðåäíåêâàäðàòè÷íûé óðîâåíü
ñèãíàëà è, ñëåäîâàòåëüíî, èìåþò çàäåðæêó
ðåàêöèè ÀÐÓ, òàêèå óñèëèòåëè ÷àñòî îòëè÷àþòñÿ åùå îäíîé âåñüìà íåïðèÿòíîé îñîáåííîñòüþ, êîòîðóþ ìîæíî íàçâàòü «âðåìåííîå
çàìèðàíèå ñèãíàëà» èëè «ñõëîïûâàíèå».
Ýòîò ýôôåêò ïðîÿâëÿåòñÿ â óñèëèòåëå ñ ÀÐÓ,
3
ÂÛÕÎÄ
4
DA1-1 TL074CD
C1
R4
470n
120k
R2
R3
39k
39k
39k
3
1
ÂÕÎÄ
R1
R5
1
2
6
39k
2
C2
10
R11
Ïîäñòðîéêà R12
âûõîäíîãî 22k
óðîâíÿ
C3
VT1
PMBFJ175
R13
1M
Ïîäñòðîéêà
ðàáî÷åé
òî÷êè
R6
22k
R8
5k1
39k
470n
100n
DA1-3
8
VD2
BAS32
100pF
C5
9
7
5
R9 68k
R10
2k
VD1
BAS32
DA1-2
+VCC
(12 Â)
VT2
BC817
-40
C4 +
10µF
R14
1M
Ðèñóíîê 1. Ìÿãêèé îãðàíè÷èòåëü óðîâíÿ ñèãíàëà.
56
ÑÕÅÌÛ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
êîãäà ñõåìà ðåãóëèðîâêè óñèëåíèÿ íà÷èíàåò
ðàáîòàòü â ðåæèìå çàõâàòà, òî åñòü, êîãäà
óïðàâëåíèå ñèãíàëîì ïî îáðàòíîé ñâÿçè ÀÐÓ
«âêëþ÷åíî». Ýòî ïðèñóùåå òàêèì óñèëèòåëÿì
ñâîéñòâî, êîòîðîå ïðîÿâëÿåòñÿ â ìãíîâåííîì
ñíèæåíèè óðîâíÿ ñèãíàëà ñ åãî ïîñëåäóþùèì
ìåäëåííûì íàðàñòàíèåì äî òî÷êè ðåãóëèðîâàíèÿ ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòåðèñòèêè.
Êðîìå òîãî, èñïîëüçóåìûå îáû÷íî ïðîñòûå óñèëèòåëè ñ ÀÐÓ ïî ðàçíîìó ðåàãèðóþò
íà ïîëîæèòåëüíûå è îòðèöàòåëüíûå ïîëóâîëíû ñèãíàëà, ïîñêîëüêó, êàê ïðàâèëî,
èñïîëüçóþò îäíîïîëóïåðèîäíûé âûïðÿìèòåëü. Èíîãäà ýòî ìîæåò áûòü íåäîïóñòèìî,
íàïðèìåð, åñëè ñòðîãî çàäàí óðîâåíü ìîäóëÿöèè, èëè åñëè íåäîïóñòèìà ïåðåãðóçêà
ÀÖÏ. Óêàçàííûå íåãàòèâíûå ýôôåêòû äîëæíû áûòü èñêëþ÷åíû, â îñîáåííîñòè â òåõ
ñèñòåìàõ, êîòîðûå ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ ïåðåäà÷è èëè îáðàáîòêè ðå÷è, ãäå ïåðâîñòåïåííîå çíà÷åíèå èìååò ðå÷åâàÿ ðàçáîð÷èâîñòü.
Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà «ìÿãêîãî» îãðàíè÷èòåëÿ ñèãíàëîâ áåç ïåðå÷èñëåííûõ âûøå
íåäîñòàòêîâ ïðåäñòàâëåíà íà Ðèñóíêå 1.
Óñòðîéñòâî ñîñòîèò èç ðåãóëèðóåìîãî àòòåíþàòîðà (R4, RDS_VÒ1), óñèëèòåëÿ (DA1-1),
ïðåöèçèîííîãî äâóõïîëóïåðèîäíîãî âûïðÿìèòåëÿ (DA1-2, DA1-3) è ïîðîãîâîãî ýëåìåíòà
óïðàâëåíèÿ (VT2) ñ åìêîñòíûì èíòåãðàòîðîì
(R7, C4). (RDS_VÒ1 – ñîïðîòèâëåíèå êàíàëà
VT1). Âõîäíîé ñèãíàë ïîñòóïàåò íà óñèëèòåëü
÷åðåç ðåãóëèðóåìûé àòòåíþàòîð.  îòëè÷èå
îò îáû÷íûõ óñòðîéñòâ, ýòîò àòòåíþàòîð íåîáõîäèìî íàñòðîèòü òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû âõîäíîé ñèãíàë ñðàçó áûë îñëàáëåí ïðèìåðíî íà
1 äÁ. Ýòî äîëæíî áûòü âûïîëíåíî ïðè îòêëþ÷åííîé îáðàòíîé ñâÿçè ïî ÀÐÓ. Ðåãóëèðîâêà
ïðîèçâîäèòñÿ ïîäñòðîå÷íûì ðåçèñòîðîì R6.
Ïîñëåäíåå èñêëþ÷èòåëüíî âàæíî, ïîñêîëüêó
èìåííî ýòà íàñòðîéêà ïîëíîñòüþ óñòðàíÿåò
âðåäíûé ýôôåêò, íàçâàííûé âûøå êàê «âðåìåííîå çàìèðàíèå ñèãíàëà».
 ïðåäëàãàåìîì óñòðîéñòâå â êà÷åñòâå
ðåãóëèðóþùåãî çâåíà ÀÐÓ èñïîëüçóåòñÿ pêàíàëüíûé ïîëåâîé òðàíçèñòîð (VT1) ñ áîëüøèì íàïðÿæåíèåì îòñå÷êè (VGS_OFF) è ñ ïîäõîäÿùèì ñîïðîòèâëåíèåì êàíàëà â îòêðûòîì
ñîñòîÿíèè (RDS_ON). Îïòèìàëüíûì áóäåò
òðàíçèñòîð ñ VGS_OFF â ïðåäåëàõ îò 3 äî 7 Â è
RDS_ON ïîðÿäêà 400 - 200 Îì.
Âûáîð òèïà ðåãóëèðóþùåãî òðàíçèñòîðà
âåñüìà âàæåí, òàê êàê îí âëèÿåò íà ñíèæåíèå
ýôôåêòà «âðåìåííîãî çàìèðàíèÿ ñèãíàëà».
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
Ñîïðîòèâëåíèå êàíàëà òðàíçèñòîðà VT1 â
îòêðûòîì ñîñòîÿíèè (RDS_ON) âìåñòå ñ íîìèíàëüíûì çíà÷åíèåì ðåçèñòîðà R4 îïðåäåëÿåò ìàêñèìàëüíûé äèíàìè÷åñêèé äèàïàçîí
óñòðîéñòâà â ÷àñòè ãëóáèíû ðåãóëèðîâêè ÀÐÓ.
Âû÷èñëèòü ýòîò äèàïàçîí ìîæíî ïî ôîðìóëå
æ
R4 ö÷
K = 20 lg ç1 +
.
ç R
÷
DS _ ON ø
è
Ïðè÷èíîé âûñîêèõ îáùèõ ãàðìîíè÷åñêèõ
èñêàæåíèé îáû÷íûõ óñèëèòåëåé ñ ÀÐÓ ÿâëÿþòñÿ áîëüøèå íåëèíåéíûå èñêàæåíèÿ, âíîñèìûå ðåãóëèðóåìûì àòòåíþàòîðîì. Ñíèçèòü ýòè èñêàæåíèÿ ìîæíî ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëüíîé äîïîëíèòåëüíîé RC-öåïî÷êè (C3,
R13, R14), òî åñòü ïóòåì ââåäåíèÿ â ðåãóëèðóþùèé ýëåìåíò VT1 îòðèöàòåëüíîé îáðàòíîé ñâÿçè ïî çàòâîðó. Âòîðàÿ ïðîáëåìà (ðåàêöèÿ íà àìïëèòóäó ëþáîãî çíàêà) ðåøàåòñÿ
ïóòåì èñïîëüçîâàíèÿ ñõåìû ïðåöèçèîííîãî
äâóõïîëóïåðèîäíîãî âûïðÿìèòåëÿ.
Âàæíûì ýëåìåíòîì öåïè óïðàâëåíèÿ ÿâëÿåòñÿ òðàíçèñòîð VT2, èçìåíÿþùèé íàïðÿæåíèå íà çàòâîðå òðàíçèñòîðà VT1 â ñîîòâåòñòâèè ñ àáñîëþòíûì óðîâíåì âõîäíîãî ñèãíàëà. Ïðè ñíèæåíèè íàïðÿæåíèÿ íà çàòâîðå
VT1 óìåíüøàåòñÿ åãî ñîïðîòèâëåíèå, ÷òî,
ñîîòâåòñòâåííî, óìåíüøàåò êîýôôèöèåíò
ïåðåäà÷è àòòåíþàòîðà. Òàêèì îáðàçîì, óðîâåíü âûõîäíîãî ñèãíàëà ñõåìû íå áóäåò ïðåâûøàòü óñòàíîâëåííîãî çíà÷åíèÿ òåõ ïîð,
ïîêà íàïðÿæåíèå íà çàòâîðå òðàíçèñòîðà
VT1 íå ñòàíåò ðàâíûì íóëþ.  ýòîì ñëó÷àå
òðàíçèñòîð VT1 áóäåò ïîëíîñòüþ îòêðûò.
Ðàçáîð÷èâîñòü ðå÷è çàâèñèò îò ïîñòîÿííîé âðåìÿ èíòåãðàòîðà (R7, Ñ4), êîòîðàÿ
ìîæåò áûòü ïîäîáðàíà ýêñïåðèìåíòàëüíî.
Ïðèåìëåìûìè äëÿ ðå÷åâîãî ñèãíàëà çíà÷åíèÿìè áóäóò R7 = 330 êÎì è C4 = 10 ìêÔ.
Ïîäñòðîå÷íûì ðåçèñòîðîì R12 óñòàíàâëèâàåòñÿ íåîáõîäèìîå ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå
àìïëèòóäû âûõîäíîãî ñèãíàëà. Ïîä÷åðêíåì
åùå ðàç, ÷òî ñõåìà íå ðàáîòàåò ñî ñðåäíåêâàäðàòè÷íûìè çíà÷åíèÿìè! Åñòåñòâåííî, ÷òî
ìàêñèìàëüíàÿ àìïëèòóäà âûõîäíîãî ñèãíàëà
íå ìîæåò áûòü ìåíüøå, ÷åì ïîðîã âêëþ÷åíèÿ
VT2, äëÿ ñëàáîòî÷íûõ êðåìíèåâûõ òðàíçèñòîðîâ ðàâíûé ïðèìåðíî 0.68 Â. Èìåííî äî
ýòîãî çíà÷åíèÿ àìïëèòóäû óñèëèòåëü âåäåò
ñåáÿ êàê îáû÷íûé ëèíåéíûé, à çàòåì ìåíÿåò
ñâîé êîýôôèöèåíò ïåðåäà÷è, ôèêñèðóÿ ìàêñèìàëüíóþ àìïëèòóäó ñèãíàëà íà íîâîì óðîâ-
ÑÕÅÌÛ
57
íå, ïîñëå ÷åãî îïÿòü ðàáîòàåò ëèíåéíî áåç
êîìïðåññèè äî âîññòàíîâëåíèÿ èíòåãðàòîðà
è íîâîãî çàõâàòà. Íåîáõîäèìûé óðîâåíü âõîäíîãî ñèãíàëà ìîæåò áûòü óñòàíîâëåí âûáîðîì ñîîòâåòñòâóþùåãî êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ DA1–1, êîòîðûé ìîæíî ðàññ÷èòàòü ïî
ôîðìóëå
KU= 1+
R9
.
R10
Åñòåñòâåííî, ÷òî ýòî ñïðàâåäëèâî òîëüêî
â ðàáî÷åé ïîëîñå ÷àñòîò.
Îïèñàííîå óñòðîéñòâî èìååò î÷åíü ìàëîå
âðåìÿ îòêëèêà, ñîñòàâëÿþùåå ìåíåå ïîëîâèíû ïåðèîäà âõîäíîãî ñèãíàëà.
àâòîìàòè÷åñêîãî ìèêøåðà äè-äæåÿ.  ýòîì
âàðèàíòå íà âõîä óñòðîéñòâà ÷åðåç ñóììàòîð
ïîäàâàëèñü äâà ñèãíàëà (ìóçûêà è ãîëîñ), íî
èõ îáùèé óðîâåíü àâòîìàòè÷åñêè ïîääåðæèâàëñÿ ïîñòîÿííûì. Òàê, óðîâåíü ìóçûêàëüíîãî ñèãíàëà áåç ðó÷íîãî ìèêøèðîâàíèÿ àâòîìàòè÷åñêè óìåíüøàëñÿ, êàê òîëüêî äè-äæåé
íà÷èíàë ãîâîðèòü, è ïëàâíî âîçâðàùàëñÿ íà
çàäàííûé ïðåæíèé óðîâåíü, åñëè äè-äæåé
çàìîëêàë. Ïðè ýòîì îòñóòñòâîâàëà ïåðåãðóçêà óñèëèòåëåé è àêóñòè÷åñêèõ ñèñòåì. Ýòà æå
èäåÿ èñïîëüçîâàëàñü è â êà÷åñòâå áàçû äëÿ
ïðåöèçèîííîãî ãåíåðàòîðà ñèíóñîèäàëüíûõ
ñèãíàëîâ íà îñíîâå ìîñòà Âèíà. Ðåçóëüòàòû
èñïîëüçîâàíèÿ òàêîãî ðåøåíèÿ áûëè ïðåâîñõîäíû è ïðåâçîøëè âñå îæèäàíèÿ.
Âûâîäû
Îñíîâíûå îñîáåííîñòè ìÿãêîãî îãðàíè÷èòåëÿ:
! Ïðåöèçèîííûé äâóõïîëóïåðèîäíûé
âûïðÿìèòåëü;
! Ïîðîãîâûé ýëåìåíò óïðàâëåíèÿ ñ èíòåãðàòîðîì;
! P-êàíàëüíûé ïîëåâîé òðàíçèñòîð â êà÷åñòâå óïðàâëÿþùåãî ýëåìåíòà àòòåíþàòîðà
(VT1) äîëæåí âûáèðàòüñÿ ñ âûñîêèì
íàïðÿæåíèåì îòñå÷êè (VGS_OFF);
! Ïðåäâàðèòåëüíàÿ óñòàíîâêà ðàáî÷åé
òî÷êè óïðàâëÿþùåãî òðàíçèñòîðà àòòåíþàòîðà (VT1);
! Ââåäåíèå â ðåãóëèðóþùèé ýëåìåíò àòòåíþàòîðà îòðèöàòåëüíîé îáðàòíîé ñâÿçè,
ìèíèìèçèðóþùåé íåëèíåéíûå èñêàæåíèÿ.
Âïåðâûå ýòî óñòðîéñòâî èñïîëüçîâàëîñü
àâòîðîì â êà÷åñòâå îãðàíè÷èòåëÿ ìîäóëÿöèè
â îäíîì èç åãî ïåðñîíàëüíûõ ïðîåêòîâ. Çäåñü
áûëî íåîáõîäèìî îáåñïå÷èòü óñëîâèå,
÷òîáû àìïëèòóäà ñèãíàëà (â ëþáîé ïðîìåæóòîê âðåìåíè è ëþáîé ïîëÿðíîñòè) íå ïðåâûñèëà ñòðîãî çàäàííûé óðîâåíü. Ýòî òðåáîâàíèå äîëæíî áûëî âûïîëíÿòüñÿ â øèðîêîì
äèíàìè÷åñêîì äèàïàçîíå âõîäíûõ ñèãíàëîâ,
ïðè íèçêîì óðîâíå îáùèõ ãàðìîíè÷åñêèõ
èñêàæåíèé è áåç çàìåòíîãî èñêàæåíèÿ àðòèêóëÿöèè. Òàêèì îáðàçîì, èñïîëüçîâàíèå
èçâåñòíûõ ñõåì îãðàíè÷åíèÿ áûëî íåâîçìîæíûì. Àâòîðîì áûëî ïðîâåðåíî ìíîãî
òåõíè÷åñêèõ ðåøåíèé, â ðåçóëüòàòå ÷åãî âûÿñíèëîñü, ÷òî ïðîåêò, ïðåäñòàâëåííûé íà
Ðèñóíêå 1 – íàèëó÷øèé.
Ýòî æå ðåøåíèå àâòîð èñïîëüçîâàë â
ñîñòàâå ìóçûêàëüíîé ñèñòåìû â êà÷åñòâå
58
ÑÕÅÌÛ
Ïðèìå÷àíèå ðåäàêöèè:
Ýòà ïóáëèêàöèÿ ìîæåò ñ÷èòàòüñÿ
äîïîëíåíèåì ê èçäàííîé íàìè ðàíåå
ñòàòüå «Ïðàêòèêà èñïîëüçîâàíèÿ ÈÌÑ
óñèëèòåëåé ñ ÀÐÓ ñåðèè SSM21xx» (ñì.
ÐàäèîËîöìàí, 2014, ìàé, èþíü), â êîòîðîé áûë îïèñàí óñèëèòåëü ñ ÀÐÓ ïî ñðåäíåêâàäðàòè÷íîìó çíà÷åíèþ ñèãíàëà.
Óìåíüøåíèå íåëèíåéíûõ èñêàæåíèé îñíîâàííîãî íà ïîëåâîì òðàíçèñòîðå ðåãóëèðóþùåãî çâåíà àòòåíþàòîðà çà ñ÷åò
ââåäåíèÿ îòðèöàòåëüíîé îáðàòíîé
ñâÿçè îïèñûâàåòñÿ, íàïðèìåð, â êíèãå:
Òèòöå Ó., Øåíê Ê. «Ïîëóïðîâîäíèêîâàÿ
ñõåìîòåõíèêà» 12-å èçä.: Ïåð. ñ íåì. – Ì.:
ÄÌÊ Ïðåññ, 2007.
Îïèñàíèå èñïîëüçîâàííîãî â ðàññìîòðåííîé ñõåìå äâóõïîëóïåðèîäíîãî âûïðÿìèòåëÿ ìîæíî íàéòè â êíèãå: Ë. Ôîëêåíáåððè «Ïðèìåíåíèå îïåðàöèîííûõ óñèëèòåëåé è ëèíåéíûõ ÈÑ», Ïåð. ñ àíãë. – Ì.:
Ìèð, 1985. Îáå êíèãè èìåþòñÿ â Èíòåðíåòå è äîñòóïíû äëÿ ñêà÷èâàíèÿ. Â
òàêîì âûïðÿìèòåëå äëÿ ïîâûøåíèÿ òî÷íîñòè íà ìàëûõ ñèãíàëàõ ëó÷øå èñïîëüçîâàòü äèîäû Øîòòêè, íàïðèìåð,
BAS40-04, íî äëÿ ðàññìàòðèâàåìîé
ñõåìû ýòî íåñóùåñòâåííî.
Çíà÷åíèå ñîïðîòèâëåíèÿ êàíàëà â
îòêðûòîì ñîñòîÿíèè RDS_ON äëÿ ìàëîìîùíûõ ïîëåâûõ òðàíçèñòîðîâ íå âñåãäà ïðèâîäèòñÿ â ñïåöèôèêàöèÿõ, íî åãî
ëåãêî âû÷èñëèòü ÷åðåç êðóòèçíó (S)
òðàíçèñòîðà, òàê RDS_ON = 1/S. Êñòàòè,
â ñõåìå ìîæíî èñïîëüçîâàòü îòå÷åñòâåííûé ïîëåâîé òðàíçèñòîð ÊÏ103Ì1:
S = (1.3…4.4) ìÀ/Â, VGS_OFF = (2.8…7) Â.
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
Åñëè ìàêñèìàëüíàÿ àìïëèòóäà âûõîäíîãî ñèãíàëà äîëæíà áûòü ìåíüøå óêàçàííîãî â ñòàòüå çíà÷åíèÿ 0.68 Â, òî ñëåäóåò èçìåíèòü êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ â
äâóõïîëóïåðèîäíîì âûïðÿìèòåëå. Íåîáõîäèìîå óñèëåíèå óñòàíàâëèâàåòñÿ óâåëè÷åíèåì íîìèíàëîâ ðåçèñòîðîâ R11 è
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
ÑÕÅÌÛ
R3 îòíîñèòåëüíî íîìèíàëîâ îñòàëüíûõ
ðåçèñòîðîâ âûïðÿìèòåëÿ. Äëÿ ïðàâèëüíîé ðàáîòû âûïðÿìèòåëÿ íå çàáûâàéòå
ñîáëþäàòü ñîîòíîøåíèÿ íîìèíàëîâ
ðåçèñòîðîâ R11 = R3, R5 = R1 = R2. Ïðè
ýòîì êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ âûïðÿìèòåëÿ ðàññ÷èòûâàåòñÿ êàê KU = R3/R5. ÐË
59
Êàê çàùèòèòü âûõîä
äðàéâåðà ñâåòîäèîäîâ
îò êîðîòêèõ çàìûêàíèé íà çåìëþ
John Rice, Texas Instruments
LEDs Magazine
Ï
Ïîâûøàþùèå ïðåîáðàçîâàòåëè ýíåðãèè ñ
àñèíõðîííîé òîïîëîãèåé ÷àñòî èñïîëüçóþòñÿ
â ñõåìàõ äðàéâåðîâ ñâåòîäèîäîâ â òåõ ñëó÷àÿõ, êîãäà âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ VIN íåäîñòàòî÷íî äëÿ ïðÿìîãî ñìåùåíèÿ ñâåòîäèîäíîé
öåïî÷êè. Ïîäîáíàÿ òîïîëîãèÿ ñ êîììóòàöèåé
èíäóêòèâíîñòè ôîðìèðóåò íàïðÿæåíèå,
ïîçâîëÿþùåå ïîëó÷èòü íåîáõîäèìûé äèàïàçîí ðåãóëèðîâàíèÿ òîêà ñâåòîäèîäîâ, è îáû÷íî èñïîëüçóåòñÿ â ñõåìàõ ñâåòîäèîäíîé ïîäñâåòêè ýêðàíîâ.  ïðèëîæåíèÿõ, ãäå ìàòðèöà
ñâåòîäèîäîâ óäàëåíà îò äðàéâåðà, íàïðèìåð, â èñòî÷íèêàõ âíóòðåííåãî è âíåøíåãî
îñâåùåíèÿ, âåðîÿòíîñòü êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ íà çåìëþ âåñüìà âûñîêà, à ïîñëåäñòâèÿ
ìîãóò áûòü êàòàñòðîôè÷åñêèìè. Ïðåäîòâðàòèòü êàòàñòðîôè÷åñêèå îòêàçû ìîæåò ñõåìà
çàùèòû, ðàáîòàþùàÿ êàê ýëåêòðîííûé ðàçìûêàòåëü öåïè.
Êàê âèäíî èç Ðèñóíêà 1, âõîä ïîâûøàþùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ ôèçè÷åñêè ñîåäèíåí ñ
âûõîäîì ÷åðåç ñèëîâîé äðîññåëü L1 è äèîä
D1. Ïîýòîìó ïðè êîðîòêîì çàìûêàíèè âûõîäà
ìîæåò ïðîèçîéòè íàñûùåíèå äðîññåëÿ, ñëå-
äñòâèåì êîòîðîãî áóäåò áðîñîê òîêà, ñïîñîáíûé ïîâðåäèòü äèîä. ×òî åùå õóæå, êîðîòêîå
çàìûêàíèå ìîæåò âûâåñòè èç ñòðîÿ âñå, ÷òî
ïîäêëþ÷åíî ê âõîäó, âêëþ÷àÿ ØÈÌêîíòðîëëåð. Ñîâåðøåííî î÷åâèäíî, ÷òî â
ñëó÷àÿõ, êîãäà ïîäîáíàÿ òîïîëîãèÿ èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ïèòàíèÿ óäàëåííûõ ñâåòîäèîäîâ,
äîëæíà ïðåäóñìàòðèâàòüñÿ êàêàÿ-òî ñõåìà
çàùèòû.
Ïðåäëàãàåì ðàññìîòðåòü óíèâåðñàëüíóþ
è íåäîðîãóþ ñõåìó, êîòîðóþ ìîæíî îïòèìèçèðîâàòü äëÿ çàùèòû ïîâûøàþùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ è åãî âõîäà îò êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ
íàãðóçêè. Êðîìå òîãî, ìû ïðåäñòàâèì ðåçóëüòàòû ìîäåëèðîâàíèÿ, ïîäòâåðæäàþùèå çàÿâëåííûå õàðàêòåðèñòèêè ñõåìû.
Îãðàíè÷èòåëü òîêà è ýëåêòðîííûé
ðàçìûêàòåëü öåïè
Ìîíèòîð ñèãíàëà òîêîâîãî øóíòà INA201
(current shunt monitor – CSM), ïðåäñòàâëÿþùèé ñîáîé òî÷íûé òîêî÷óâñòâèòåëüíûé äèôôåðåíöèàëüíûé óñèëèòåëü ñ áîëüøèì êîýô-
Ïåòëÿ îòðèöàòåëüíîé îáðàòíîé ñâÿçè
L1
D1
+
VIN
Êîíòðîëëåð ØÈÌ
T1
+
VC
–
COUT
LED
Ðèñóíîê 1. Ñõåìà äðàéâåðà ñâåòîäèîäîâ íà îñíîâå íåèçîëèðîâàííîé ïîâûøàþùåé òåõíîëîãèè.
60
ÑÕÅÌÛ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
RSHUNT
lLOAD:1
+
VIN
ILOAD
U1 CSM
INA201
V+
OUT
+
VS
VIN+
RPULL-UP
10k
VIN0.6V REF
R1
R2
CMP_out
CMP OUT
CMP IN
RESET
GND
Ðèñóíîê 2. Ìîíèòîð ñèãíàëà òîêîâîãî øóíòà âûïîëíÿåò çàùèòíóþ ôóíêöèþ.
ôèöèåíòîì óñèëåíèÿ, ÷àñòî èñïîëüçóåòñÿ
äëÿ èçìåðåíèÿ âõîäíîãî è âûõîäíîãî òîêà [1].
Òèïè÷íàÿ êîíôèãóðàöèÿ òàêîãî ìîíèòîðà
ïîêàçàíà íà Ðèñóíêå 2. Â ýòî ñïåöèàëèçèðîâàííîå óñòðîéñòâî èíòåãðèðîâàí êîìïàðàòîð
ñ îòêðûòûì èñòîêîì, êîòîðûé ìîæåò áûòü
çàïðîãðàììèðîâàí íà ïåðåêëþ÷åíèå, çàùåëêèâàíèå èëè ñáðîñ îïðåäåëåííûì óðîâíåì
òîêà.
Âûõîä êîìïàðàòîðà ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ äëÿ óïðàâëåíèÿ âíåøíèì êëþ÷åâûì
MOSFET, êîòîðûé ñïîñîáåí ïðåðâàòü ðåæèì
êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ íàãðóçêè â òå÷åíèå ñ÷èòàííûõ ìèêðîñåêóíä. Ïîìèìî ïðåðûâàíèÿ
âõîäíîãî òîêà ïðè àâàðèéíûõ ñèòóàöèÿõ íà
âûõîäå, àíàëîãîâûé âûõîä ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ äëÿ ñîçäàíèÿ òàê íàçûâàåìîãî «îòðèöàòåëüíîãî âõîäíîãî èìïåäàíñà» èìïóëüñíîãî ðåãóëÿòîðà, áëàãîäàðÿ êîòîðîìó ïðè
óìåíüøåíèè âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ âõîäíîé
òîê áóäåò óâåëè÷èâàòüñÿ.
Îãðàíè÷åíèå âõîäíîãî òîêà ìîæåò áûòü
ðåàëèçîâàíî îáúåäèíåíèåì ñèãíàëîâ îò äàò÷èêîâ âõîäíîãî è âûõîäíîãî òîêà ïî ñõåìå
ëîãè÷åñêîãî «ÈËÈ». Êîíå÷íîé öåëüþ ÿâëÿåòñÿ ôîðìèðîâàíèå ñìåøàííîãî ñèãíàëà
îáðàòíîé ñâÿçè, óïðàâëÿþùåãî êîíòðîëëåðîì ØÈÌ òàê, êàê ýòî ïîêàçàíî íà Ðèñóíêå 3.
Òîãäà íà÷èíàåò ïðåîáëàäàòü îáðàòíàÿ ñâÿçü
ïî òîêó âûõîäà, óìåíüøàþùàÿ òîê ñâåòîäèîäà, ïîñêîëüêó âõîäíîå íàïðÿæåíèå ïàäàåò
íèæå ïðåäóñòàíîâëåííîãî óðîâíÿ, è, òàêèì
îáðàçîì, îãðàíè÷èâàåò âõîäíîé òîê.
Îïèñàíèå ðàáîòû ñõåìû
Ðèñóíîê 4 äåìîíñòðèðóåò ñõåìíóþ ðåàëèçàöèþ äðàéâåðà ñâåòîäèîäîâ íà îñíîâå ïîâûøàþùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ ñ çàùèòîé âûõîäà îò êîðîòêèõ çàìûêàíèé. Ïîêàçàííûé íà
ñõåìå ñâåòîäèîä Ostar êîìïàíèè Osram Opto
Semiconductors ðàçðàáîòàí äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â àâòîìîáèëüíûõ ôàðàõ è ïðåäñòàâëÿåò
Ê âõîäó îáðàòíîé ñâÿçè
êîíòðîëëåðà ØÈÌ
Ê âõîäó îáðàòíîé ñâÿçè
êîíòðîëëåðà ØÈÌ
RFB
Îò ìîíèòîðà
âõîäíîãî òîêà
D1
R1
R2
OP1
Îò ðåçèñòîðà äàò÷èêà
òîêà ñâåòîäèîäà
D2
OP2
Ðèñóíîê 3.  îãðàíè÷èòåëå âõîäíîãî òîêà èñïîëüçóþòñÿ èçìåðåííûå çíà÷åíèÿ âõîäíîãî è âûõîäíîãî òîêîâ.
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
ÑÕÅÌÛ
61
Ðèñóíîê 4. Ñõåìà ïîâûøàþùåãî äðàéâåðà ñâåòîäèîäîâ ñ çàùèòîé îò êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ
íàãðóçêè.
62
ÑÕÅÌÛ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
Z2
R14
4.7k
R15
10k
Cr
100n
T4
2N3904
VCC
Cb
330u
+
VIN
Cf
100n
FB
R13
49k
IIN
Css
47n
Llter 2.2u
CT
220p
U1 TPS40211
TPS40211
VIN
RC
SS
BP
DIS DIS
GDRV
Cc 2.2n
COMP
ISNS
Rc 20k
FB
GND
Äèíàìè÷åñêàÿ
Cc2 47p
ìîäåëü
RT
249k
VBATT
C10 1u
C4 100n
C5
1n
Rb
2k
Rt
8k
VOUT_CSM
ISW
VCC
R8 1k
R5 10
C8
13.3u
GND
+
–
VIN–
VIN+
RESET
CMP OUT
+
–
Cf1 3.3n
Z1
R9 10k
R1
3.3k
VCC
VCC
RTOP
3.3k
DIS
VCC
RF2
100
Lp 3n
RSHUNT 10m
RF1
100
U2 INA201
INA201
0.6V REF
CMP IN
OUT
V+
Rbsns
30m
T1
SQ3426EEV
Cboost
3.3u
SD1 MBR360
L1 33u
RSer 20m
VBATT
–
+
Cout
100n
IOUT
T2
2N7002
T3
2N7002
RBOT
6.8k
VG
T5 CSD25310Q2
RSNS
250m
FB
LED
ILED
t SW1
VOUT
Ðèñóíîê 5. Ïÿòèêðèñòàëüíûé ñâåòîäèîä
Ostar êîìïàíèè Osram Opto Semiconductors.
ñîáîé ìîíîëèòíûé ïÿòèêðèñòàëüíûé ïðèáîð
íà èçîëèðîâàííîé ìåòàëëè÷åñêîé ïîäëîæêå
(Ðèñóíîê 5). Óñòðîéñòâî âûäåðæèâàåò ïèêîâûå òîêè 2 À, åñëè äëèòåëüíîñòü èìïóëüñà íå
ïðåâûøàåò 10 ìêñ, è ïðè òîêå 1 À èìååò
òèïè÷íîå çíà÷åíèå ïðÿìîãî íàïðÿæåíèÿ 18 Â.
Ïîâûøàþùèé DC/DC ïðåîáðàçîâàòåëü
TPS40211 [2] èçìåðÿåò ïðÿìîé òîê ñâåòîäèîäà ñ ïîìîùüþ âûâîäà ïîäêëþ÷åíèÿ îáðàòíîé
ñâÿçè è óïðàâëÿåò ýòèì òîêîì, ïîäñòðàèâàÿ
âûõîäíîå íàïðÿæåíèå. Âåëè÷èíà òîê ñâåòîäèîäà, çàäàâàåìàÿ òîêîèçìåðèòåëüíûì
ðåçèñòîðîì RSNS, ïðîïîðöèîíàëüíà íàïðÿæåíèþ VREF âíóòðåííåãî îïîðíîãî èñòî÷íèêà
ØÈÌ-ïðåîáðàçîâàòåëÿ (RSNS = VREF/ILED).
Ïðè èñïîëüçîâàíèè ïîâûøàþùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ ñ íèçêèì íàïðÿæåíèåì îïîðíîãî
èñòî÷íèêà ìîæíî ïîâûñèòü ÊÏÄ ïðåîáðàçîâàòåëÿ è ñíèçèòü òåïëîâóþ íàãðóçêó íà êîìïîíåíòû.
Õîòÿ ïî ñóòè ñâîåé ñâåòîäèîä ñïîñîáåí
äîñòè÷ü ñðîêà ñëóæáû ñâûøå 50,000 ÷àñîâ,
îí ÷óâñòâèòåëåí ê òåìïåðàòóðå è ýëåêòðè÷åñêèì ïåðåãðóçêàì, à õàðàêòåðèñòèêè åãî äèíàìè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ íåðåäêî ñîçäàþò
ðàçðàáîò÷èêàì ïðîáëåìû ïðè âûáîðå êîìïîíåíòîâ èìïóëüñíîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ è
êîíñòðóèðîâàíèè öåïè îáðàòíîé ñâÿçè. Â
ñâÿçè ñ ýòèì, äëÿ òîãî, ÷òîáû èçó÷èòü óçêèå
ìåñòà öåïåé çàùèòû è óïðàâëåíèÿ ñâåòîäèîäîì è ïðåäñêàçàòü èõ ïîâåäåíèå â ðàçëè÷íûõ
ðåæèìàõ ðàáîòû, áûëî âûïîëíåíî ìîäåëèðîâàíèå èçîáðàæåííîé íà Ðèñóíêå 4.
Âûáðàííûé äëÿ ýòîãî àíàëèçà êîíòðîëëåð
ØÈÌ èìååò îïîðíîå íàïðÿæåíèå îáðàòíîé
ñâÿçè 0.26 Â. Ñëåäîâàòåëüíî, ïðè òîêå ñâåòîäèîäà, ðàâíîì 1 À, ìîùíîñòü, ðàññåèâàåìàÿ
íà òîêîèçìåðèòåëüíîì ðåçèñòîðå RSNS,
ñîñòàâèò âñåãî 0.26 Âò. Ïîñêîëüêó êîýôôèöè-
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
åíò óñèëåíèÿ CSM ðàâåí 50, â öåïè èçìåðåíèÿ âûõîäíîãî òîêà ìîæíî èñïîëüçîâàòü
ðåçèñòîð ñ íàìíîãî ìåíüøèì ñîïðîòèâëåíèåì. Êîãäà òîê, ïðîõîäÿùèé ÷åðåç èçìåðèòåëüíûé ðåçèñòîð CSM, ïðåâûñèò óðîâåíü, îïðåäåëÿåìûé òîêîèçìåðèòåëüíûì ðåçèñòîðîì,
óñèëåíèåì CSM è ïîðîãîì êîìïàðàòîðà, ïðîõîäíîé P-êàíàëüíûé MOSFET, ðàáîòàÿ êàê
ýëåêòðîííûé ðàçìûêàòåëü, ðàçîðâåò òîê
íàãðóçêè.
Ñèãíàë, çàôèêñèðîâàííûé â âûõîäíîé
çàùåëêå êîìïàðàòîðà, ìîæåò áûòü ñáðîøåí
ïîäà÷åé íàïðÿæåíèÿ íèçêîãî óðîâíÿ íà âõîä
RESET. Îäíàêî â èëëþñòðàòèâíûõ öåëÿõ ýòîò
âõîä â íàøåì âàðèàíòå çàáëîêèðîâàí, ÷òîáû
èìåòü âîçìîæíîñòü èññëåäîâàíèÿ ñêîðîñòè
îòêëèêà ñõåìû. Ñêîðîñòü îòêëèêà è óðîâíè
ïèêîâûõ òîêîâ çàâèñÿò îò ìíîãèõ ôàêòîðîâ. Â
èõ ÷èñëî âõîäÿò ïàðàìåòðû âûáðàííûõ êîìïîíåíòîâ, ïîëîñà ïðîïóñêàíèÿ CSM, õàðàêòåðèñòèêè ôèëüòðà, âûõîäíàÿ åìêîñòü, òèï
MOSFET è âåëè÷èíà èíäóêòèâíîñòè L1. Ñîâîêóïíîñòü ýòèõ ôàêòîðîâ îïðåäåëÿåò âûõîäíîé èìïåäàíñ ïðåîáðàçîâàòåëÿ. Äëÿ òî÷íîé
îöåíêè ïîâåäåíèÿ ñõåìû ìû çàïóñêàåì ìîäåëèðîâàíèå ñ øàãîì íå áîëåå 50 íñ, à îòíîñèòåëüíóþ ïîãðåøíîñòü ïîñòîÿííîãî íàïðÿæåíèÿ çàäàåì ðàâíîé 0.001%. Àíàëèç âûïîëíÿëñÿ ñ ïîìîùüþ TINA-TI – áåñïëàòíîãî ñèìóëÿòîðà, ñîâìåñòèìîãî ñ Berkeley SPICE 3f5.
Ìîäåëèðîâàíèå ïîâûøàþùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ ñ øàãîì 5 ìñ ïðè ÷àñòîòå ïåðåêëþ÷åíèÿ
300 êÃö ïîêàçàëî, ÷òî ïåðåõîä îò çàïóñêà ê
ñòàöèîíàðíîìó ñîñòîÿíèþ çàíèìàåò ÷óòü
ìåíåå 30 ñåêóíä.
Ãäå ðàçìåùàòü CSM
CSM ìîæíî ïîäêëþ÷èòü êàê ê âõîäó, òàê è ê
âûõîäó ïîâûøàþùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ. Â
äàííîé ìîäåëè CSM ïîìåùåí íà âûõîä, ãäå
îí èçìåðÿåò òîê ñ ïîìîùüþ âêëþ÷åííîãî
ïîñëåäîâàòåëüíîãî ñ âûõîäíûì MOSFET
(T5) øóíòà 10 ìÎì. Îò ìåñòà ðàñïîëîæåíèÿ
CSM çàâèñèò, áóäåò ëè ñõåìà çàùèùàòü îò
âíóòðåííèõ, è/èëè îò âíåøíèõ êîðîòêèõ çàìûêàíèé.  ëþáîì ñëó÷àå, ïðè ðàçðàáîòêå CSM
íåîáõîäèìî îáåñïå÷èòü äîñòàòî÷íûé çàïàñ
ïî ñèíôàçíîìó íàïðÿæåíèþ äëÿ âñåãî äèàïàçîíà ðàáî÷èõ ðåæèìîâ.
 ñëó÷àå ðàçìåùåíèÿ ñî ñòîðîíû âõîäà
ïîâûøàþùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ, ìîæíî
âûáðàòü CSM ñ áîëåå óçêèì äèàïàçîíîì ñèíôàçíûõ íàïðÿæåíèé. Îäíàêî âêëþ÷åíèå
CSM íà âûõîäå øóíòèðóåò êîììóòèðóåìóþ
ÑÕÅÌÛ
63
êàòóøêó ïðåîáðàçîâàòåëÿ è ñîçäàåò óñëîâèÿ
äëÿ áîëåå áûñòðîé ðåàêöèè íà êîðîòêîå çàìûêàíèå ñõåìû. Íî íåçàâèñèìî îò òîãî, ãäå íàõîäèòñÿ CSM, â ñõåìå äîëæåí áûòü RC-ôèëüòð,
ñíèæàþùèé øóìû è ðåçîíàíñíûå êîëåáàíèÿ,
êîòîðûå ìîãóò âîçíèêàòü â ðåçóëüòàòå ðåçêèõ
áðîñêîâ òîêà ÷åðåç òîêîèçìåðèòåëüíûé
ðåçèñòîð RSHUNT. Äëÿ ýòîãî áóäåò äîñòàòî÷íî
âêëþ÷åíèÿ íåáîëüøîãî ðåçèñòîðà 100 Îì è
äèôôåðåíöèàëüíîãî êîíäåíñàòîðà, ïîñòîÿííàÿ âðåìåíè êîòîðûõ âòðîå ïðåâûøàåò îöåíêó ïîñòîÿííîé âðåìåíè Lp/RSHUNT òîêîèçìåðèòåëüíîãî ðåçèñòîðà (ãäå Lp – ïàðàçèòíàÿ
èíäóêòèâíîñòü èçìåðèòåëüíîãî ðåçèñòîðà).
Ïîñêîëüêó ýòîò øóìîâîé ôèëüòð îêàçûâàåò
íåãàòèâíîå âëèÿíèå íà îøèáêó óñèëåíèÿ è
ïîëîñó ïðîïóñêàíèÿ CSM, íåîáõîäèìî,
÷òîáû åãî ïîñòîÿííàÿ âðåìåíè áûëà ìèíèìàëüíîé.
Ðåçóëüòàòû ìîäåëèðîâàíèÿ
Ðåçóëüòàòû ìîäåëèðîâàíèÿ ñõåìû ïðåäñòàâëåíû íà Ðèñóíêå 6. Çäåñü VG – íàïðÿæåíèå, óïðàâëÿþùåå P-êàíàëüíûì MOSFET,
äëÿ íîðìàëüíûõ óñëîâèé óñòàíîâëåííîå íà
óðîâíå –6 Â. Ýòî íàïðÿæåíèå íåîáõîäèìî
îïòèìèçèðîâàòü â çàâèñèìîñòè îò ïîðîãîâîãî
íàïðÿæåíèÿ òðàíçèñòîðà, çàðÿäà çàòâîðà è
ïàðàìåòðîâ íàñûùåíèÿ. Ñíèæåíèå íàïðÿæå18.27
VOUT
0.00
1.07
ILED
0.00
5.40
IIN
Ïðåäîòâðàùåíèå îòêàçîâ
Ìåäëåííûé
MOSFET
–688.97ìÂ
0.00
VG
–7.69
3.09
Ìåäëåííûé
MOSFET
VOUT_CSM
330.21 ìÂ
2.32 ìñ
2.51 ìñ
Âðåìÿ
2.70 ìñ
Ðèñóíîê 6. Ìîäåëü ïîäòâåðæäàåò îæèäàåìîå ïîâåäåíèå ñõåìû çàùèòû.
64
íèÿ çàòâîðà è ïðàâèëüíûé âûáîð ïîäòÿãèâàþùåãî ðåçèñòîðà ìîãóò óëó÷øèòü âðåìÿ ðåàêöèè. Çàìåòüòå, ÷òî çàâèñèìîñòè âõîäíîãî
òîêà IIN è íàïðÿæåíèÿ çàòâîðà VG ïðèâåäåíû
äëÿ äâóõ ñëó÷àåâ: ôèîëåòîâûé öâåò ñîîòâåòñòâóåò MOSFET ñ áîëüøèì çàðÿäîì çàòâîðà
(«Ìåäëåííûé MOSFET»), à ñèíèé – ñ ìàëûì.
Î÷åâèäíî, ÷òî ñíèæåíèå çàðÿäà çàòâîðà
ìèíèìèçèðóåò òîê ñî ñòîðîíû âõîäà. Ñëåäîâàòåëüíî, äëÿ ïîëó÷åíèÿ îïòèìàëüíîãî
îòêëèêà î÷åíü âàæíî ïðàâèëüíî âûáðàòü
MOSFET è äðàéâåð åãî çàòâîðà, ïîñêîëüêó îò
ýòîãî âûáîðà çàâèñÿò ñêîðîñòü èçìåíåíèÿ
òîêà è îáëàñòü áåçîïàñíîé ðàáîòû òðàíçèñòîðà. Ýòî äîñòàòî÷íî ñëîæíûå àñïåêòû
êîíñòðóèðîâàíèÿ, êîòîðûå íåëåãêî àíàëèçèðîâàòü, ïîýòîìó ëó÷øå âñåãî ïðîâåðÿòü èõ íà
ìîäåëè, è ëèøü ïîòîì ñîáèðàòü ëàáîðàòîðíûé ìàêåò.
Íåêîòîðûå îñöèëëîãðàôû, â ÷àñòíîñòè,
Tektronix îñíàùåíû ñïåöèàëüíûì ÏÎ äëÿ
ðàñ÷åòà êîììóòàöèîííûõ ïîòåðü ìîùíîñòè è
îïðåäåëåíèÿ îáëàñòè áåçîïàñíîé ðàáîòû
MOSFET. Ìîäåëèðîâàíèå ïîêàçûâàåò, ÷òî
âðåìÿ îòêëèêà áóäåò ìåíüøå 2 ìêñ, è â
ðåçóëüòàòå ê òîìó ìîìåíòó, êîãäà òîê áóäåò
ðàçîðâàí, âõîäíîé òîê íå ïðåâûñèò 6 À. Ïèêîâûå çíà÷åíèÿ âõîäíîãî è âûõîäíîãî òîêîâ
çàâèñÿò îò òèïà âûáðàííîãî MOSFET. Õîðîøåé àëüòåðíàòèâîé MOSFET, îáåñïå÷èâàþùåé âðåìÿ ðàçìûêàíèÿ ìåíåå 250 íñ, ìîãóò
áûòü âûñîêîêà÷åñòâåííûå êîíòðîëëåðû ãîðÿ÷åé çàìåíû, óïðàâëÿþùèå N-êàíàëüíûìè
ÌÎÏ óñòðîéñòâàìè âåðõíåãî ïëå÷à. Ýòè ïðèáîðû, õîòü è îïòèìèçèðîâàííûå äëÿ ãîðÿ÷åé
óñòàíîâêè ñìåííûõ ìîäóëåé â îáúåäèíèòåëüíóþ ïàíåëü, âïîëíå ïîäõîäÿò äëÿ ýôôåêòèâíîãî ðåøåíèÿ íàøåé çàäà÷è.
Îïèñàííàÿ â ýòîé ñòàòüå è ïðîâåðåííàÿ
ìîäåëèðîâàíèåì ñõåìà ðàçðûâàåò èëè îãðàíè÷èâàåò âõîäíîé è/èëè âûõîäíîé òîê ïîâûøàþùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ äðàéâåðà ñâåòîäèîäîâ â ðàçëè÷íûõ óñëîâèÿõ íàãðóçêè.
Ñõåìà áûëà îïòèìèçèðîâàíà äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â ôîðìèðîâàòåëå òîêà äëÿ ñâåòîäèîäíîé àâòîìîáèëüíîé ôàðû. Ìû ïîêàçàëè, ÷òî
äîñòèæåíèå îïòèìàëüíîãî âðåìåíè îòêëèêà
ñõåìû òðåáóåò òùàòåëüíîãî àíàëèçà è âûáîðà êîìïîíåíòîâ. Îáúåäèíåíèå âñåõ õàðàêòåðíûõ îñîáåííîñòåé ñõåìû â îäíîé êîìïëåêñíîé ìîäåëè è àíàëèç åå âî âðåìåííóé
îáëàñòè ïîçâîëÿþò ïîíÿòü ïîâåäåíèå óñòðî-
ÑÕÅÌÛ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
éñòâà â ðàáî÷èõ ðåæèìàõ è ïðàâèëüíî
âûáðàòü íåîáõîäèìûå êîìïîíåíòû.
Âîçìîæíîñòè èñïîëüçîâàíèÿ ñïåöèàëèçèðîâàííûõ êîíòðîëëåðîâ ãîðÿ÷åé çàìåíû,
ñðåäè êîòîðûõ åñòü ïðèáîðû ñî ñïåöèôè÷åñêèìè ïîëåçíûìè ôóíêöèÿìè è îïòèìèçèðîâàííûìè ïàðàìåòðàìè, îáÿçàòåëüíî äîëæíû
áûòü èçó÷åíû.  ëþáîì ñëó÷àå ïðè ñîçäàíèè
ñõåìû ïðåðûâàíèÿ èëè îãðàíè÷åíèÿ ïèòàíèÿ
íåîáõîäèì òùàòåëüíûé àíàëèç. Ðàçðàáîòêà
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
íàäåæíûõ ñõåì óïðàâëåíèÿ è çàùèòû äëÿ
ñâåòîäèîäîâ ÿâëÿåòñÿ î÷åíü íåïðîñòîé çàäà÷åé, â ðåøåíèè êîòîðîé âàì ïîìîãóò òàêèå
ïðîãðàììíûå ñðåäñòâà, êàê TINA-TI, SPICE è
WEBENCH. ÐË
Ìàòåðèàëû ïî òåìå
ÑÕÅÌÛ
1. Datasheet Texas Instruments INA201.
2. Datasheet Texas Instruments TPS40211.
65
Òðèããåð Øìèòòà
àäàïòèðóåò
ñâîè ñîáñòâåííûå ïîðîãè
Anthony Smith
EDN
Â
 1938 ãîäó æóðíàë Journal of Scientific
Instruments îïóáëèêîâàë ïîäðîáíîå îïèñàíèå êîìïàðàòîðà, ïðåâðàùàâøåãî ìåäëåííî
ìåíÿþùèéñÿ âõîäíîé ñèãíàë â ðåçêî èçìåíÿþùååñÿ âûõîäíîå íàïðÿæåíèå. Ýòà ñõåìà,
îñíîâàííàÿ íà ýëåêòðîííûõ ëàìïàõ ñ ïåðåêðåñòíûìè ñâÿçÿìè, áûëà ïðèäóìàíà àìåðèêàíñêèì ó÷åíûì Îòòî Ãåðáåðòîì Øìèòòîì
(Otto Herbert Schmitt). Ñ òåõ ïîð òðèããåð Øìèòòà ñòàë âàæíåéøèì ñòðîèòåëüíûì áëîêîì
ìíîæåñòâà óñòðîéñòâ, èñïîëüçóåìûõ äëÿ
îáðàáîòêè ñèãíàëîâ. Îáÿçàòåëüíûì ñâîéñòâîì òðèããåðà Øìèòòà ÿâëÿåòñÿ íàëè÷èå
ãèñòåðåçèñà – ðàçíèöû íàïðÿæåíèé ìåæäó
âåðõíèì è íèæíèì ïîðîãàìè ïåðåêëþ÷åíèÿ.
Åñëè âõîäíîé ñèãíàë ïåðåñåêàåò îáà ïîðîãà,
ñõåìà îáðåæåò ñîäåðæàùèåñÿ â íåì øóìû è
ñôîðìèðóåò íà âûõîäå ïðÿìîóãîëüíûå
èìïóëüñû ñ òàêîé æå ÷àñòîòîé, êàê è íà âõîäå.
Íåçàâèñèìî îò òîãî, äåëàåòå ëè âû òðèããåð
Øìèòòà íà òðàíçèñòîðàõ, îïåðàöèîííûõ óñèëèòåëÿõ èëè êîìïàðàòîðàõ, âû äîëæíû îïðåäåëèòü, êàêîé óðîâåíü ãèñòåðåçèñà òðåáóåòñÿ
â êàæäîì êîíêðåòíîì ñëó÷àå è êàêèìè äîëæíû áûòü óðîâíè ïîðîãîâ. Îáû÷íî ýòî
íåñëîæíî, êîãäà âàì èçâåñòíû àìïëèòóäà
âõîäíîãî ñèãíàëà è óðîâåíü ñîäåðæàùèõñÿ â
íåì øóìîâ. Îäíàêî, åñëè ýòè ïàðàìåòðû
V+ (5 Â)
3
2
+
8
IC1A
–
1
4
VU
10
0Â
1
15
2
VIN
Âõîäíîé
ñèãíàë
IC2B
3
C1
100n
4
5
0Â
IC2C
6
+
IC1B
–
VTU
3
2
8
IC3A
–
1
4
3
R2
1M0
VTL
R3
56k
11
12
13
6
7
VL
+
0Â
5
9
5
R1
56k
+
IC3B
–
7
14
IC2A
2
+
8
IC4A
–
IC2: 74HC4053
(âûâîä 16: V+;
âûâîäû 6, 7, 8: 0 Â)
1
VOUT
4
Âûõîäíîé
ñèãíàë
C2
100n
IC1:, IC2:, IC3: ñì. òåêñò
Áëîêèðîâî÷íûå êîíäåíñàòîðû â öåïÿõ ïèòàíèÿ íå ïîêàçàíû
0Â
Ðèñóíîê 1. Ñàìîíàñòðàèâàþùèéñÿ òðèããåð Øìèòòà.
66
ÑÕÅÌÛ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
íåïîñòîÿííû, èëè âîîáùå ïî÷òè íåèçâåñòíû
çàðàíåå, çàäàíèå ïîðîãîâ äëÿ óñòàíîâêè ïðàâèëüíûõ óðîâíåé ïåðåêëþ÷åíèÿ ìîæåò îêàçàòüñÿ íåïðîñòîé çàäà÷åé. Ñëèøêîì øèðîêèé ãèñòåðåçèñ ìîæåò íå ïîçâîëÿòü ñèãíàëó
ïåðåñåêàòü îäèí èëè îáà ïîðîãà, à ñëèøêîì
óçêèé ìîæåò ñòàòü ïðè÷èíîé ëîæíûõ ïåðåêëþ÷åíèé â ñëó÷àå, êîãäà ñèãíàë èìååò áîëüøóþ øóìîâóþ ñîñòàâëÿþùóþ.
 ïðåäñòàâëåííîé íà Ðèñóíêå 1 ñõåìå ýòè
ïðîáëåìû ðåøàþòñÿ ñ ïîìîùüþ äîïîëíèòåëüíûõ öåïåé, êîòîðûå àâòîìàòè÷åñêè êîððåêòèðóþò ïîðîãè â ñîîòâåòñòâèè ñ àìïëèòóäîé âõîäíîãî ñèãíàëà. Êîìïàðàòîð IC1A
ñîâìåñòíî ñ àíàëîãîâûì êëþ÷îì IC2B è êîíäåíñàòîðîì C1 îáðàçóåò ïèêîâûé äåòåêòîð
ïîëîæèòåëüíûõ íàïðÿæåíèé. Êîãäà âõîäíîé
ñèãíàë ïðåâûñèò íàïðÿæåíèå íà ïîäêëþ÷åííîì ê èíâåðòèðóþùåìó âõîäó êîìïàðàòîðà
êîíäåíñàòîðå C1, íà âûõîäå êîìïàðàòîðà
óñòàíîâèòñÿ âûñîêèé óðîâåíü íàïðÿæåíèÿ,
ïåðåêëþ÷àþùèé IC2B â ïîëîæåíèå, èçîáðàæåííîå íà ñõåìå. Äåòåêòîð íà÷èíàåò âûáîðêó
âõîäíîãî ñèãíàëà è óâåëè÷èâàåò çàðÿä, õðàíÿùèéñÿ íà êîíäåíñàòîðå C1. Êîãäà óðîâåíü
âõîäíîãî ñèãíàëà îïóñòèòñÿ íèæå íàïðÿæåíèÿ íà C1, ñîñòîÿíèå êëþ÷à èçìåíèòñÿ è,
òàêèì îáðàçîì, ñîõðàíåííîå íà êîíäåíñàòîðå C1 ïîñòîÿííîå íàïðÿæåíèå VU áóäåò ñîîòâåòñòâîâàòü ïèêîâîìó óðîâíþ âõîäíîãî ñèãíàëà.
 ïèêîâîì äåòåêòîðå îòðèöàòåëüíûõ
íàïðÿæåíèé èñïîëüçîâàíû êîìïàðàòîð IC1B,
àíàëîãîâûé êëþ÷ IC2C è êîíäåíñàòîð C2. Ýòà
÷àñòü ñõåìû ðàáîòàåò òî÷íî òàêèì æå îáðàçîì, êàê è îïèñàííûé âûøå äåòåêòîð ïîëîæè-
Ðèñóíîê 2. Ñèãíàë 500 Ãö ñ «øóìîâîé» ìîäóëÿöèåé.
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
òåëüíûõ íàïðÿæåíèé, ñ òåì ëèøü îòëè÷èåì,
÷òî çäåñü âûáèðàþòñÿ ïèêè îòðèöàòåëüíîãî
íàïðÿæåíèÿ, è ñîõðàíÿåìîå íà êîíäåíñàòîðå
C2 íàïðÿæåíèå VL ñîîòâåòñòâóåò íèæíåìó
ïèêîâîìó óðîâíþ âõîäíîãî ñèãíàëà.
Ðåçèñòèâíàÿ öåïî÷êà R1, R2 è R3 îáåñïå÷èâàåò ïóòü ðàçðÿäà äëÿ êîíäåíñàòîðîâ âûáîðêè è, êðîìå òîãî, çàäàåò âåðõíèé è íèæíèé
ïîðîãè ïåðåêëþ÷åíèÿ (VTU è VTL, ñîîòâåòñòâåííî) âûõîäíîãî êîìïàðàòîðà IC4A. Ñîïðîòèâëåíèÿ ðåçèñòîðîâ ïîäîáðàíû òàêèì
îáðàçîì, ÷òîáû ïîðîã VTU áûë ÷óòü ìåíüøå
VU, à VTL íåìíîãî ïðåâîñõîäèë VL. Åñëè ìû
âûáåðåì R1 = R3, òî ðàçíîñòü íàïðÿæåíèé â
ïðîöåíòàõ áóäåò âûðàæàòüñÿ ôîðìóëîé
Ðàçíîñòü íàïðÿæåíèé =
R1
´ 100% .
2R1 + R 2
Ïðè ïîêàçàííûõ íà ñõåìå íîìèíàëàõ êîìïîíåíòîâ VTU áóäåò íà 5% ìåíüøå VU, à VTL
íà 5% áîëüøå, ÷åì VL. òàêèì îáðàçîì, ïîðîãè
ïîñòîÿííî ïîäñòðàèâàþòñÿ, îòñëåæèâàÿ
àìïëèòóäó âõîäíîãî ñèãíàëà è åãî ïîñòîÿííîå ñìåùåíèå. Íàïðèìåð, ñèãíàë ñ ïèêîâîé
àìïëèòóäîé 1 Â, ñìåùåííûé íà ïîñòîÿííûé
óðîâåíü 2 Â (òî åñòü, VU = 2.5 Â è VL = 1.5 Â),
óñòàíîâèë áû ïîðîãè VTU = 2.45 Â è VTL =
1.55 Â. Ìîæíî çàìåòèòü, ÷òî íàïðÿæåíèå ãèñòåðåçèñà, âûðàæàåìîå ôîðìóëîé
VH = VTU - VTL ,
Ðèñóíîê 3. Ìàëàÿ àìïëèòóäà âõîäíîãî ñèãíàëà.
ÑÕÅÌÛ
67
è ðàâíîå â íàøåì ñëó÷àå 0.9 Â, âñåãäà áóäåò
÷óòü ìåíüøå ïèêîâîé àìïëèòóäû âõîäíîãî
ñèãíàëà.
Ïðåæäå ÷åì ïîïàñòü íà âõîäû àíàëîãîâîãî
ïåðåêëþ÷àòåëÿ IC2A, íàïðÿæåíèÿ ïîðîãîâ
áóôåðèçóþòñÿ óñèëèòåëÿìè IC3A è IC3B.
×òîáû ïîíÿòü, êàê ðàáîòàåò îêîíå÷íàÿ ÷àñòü
ñõåìû, ïðåäñòàâèì ñåáå, ÷òî ïåðåêëþ÷àòåëü
IC2A íàõîäèòñÿ â òîì ïîëîæåíèè, êîòîðîå
èçîáðàæåíî íà ñõåìå, òî åñòü íàïðÿæåíèå
ïîðîãà VTU ïîñòóïàåò íà èíâåðòèðóþùèé
âõîä êîìïàðàòîðà, è ÷òî âõîäíîé ñèãíàë, ïîäêëþ÷åííûé ê íåèíâåðòèðóþùåìó âõîäó, íà÷èíàåò ðîñò îò ñâîåãî îòðèöàòåëüíîãî ïèêà. Íà
ýòîì îòðåçêå âðåìåíè íàïðÿæåíèå VOUT íà
öèôðîâîì âûõîäå ñõåìû èìååò íèçêèé óðîâåíü. Êàê òîëüêî âõîäíîé ñèãíàë ïåðåñå÷åò
ïîðîã VTU, íà âûõîäå êîìïàðàòîðà íåìåäëåííî ïîÿâèòñÿ âûñîêèé ëîãè÷åñêèé óðîâåíü,
âñëåäñòâèå ÷åãî ïåðåêëþ÷àòåëü IC2A èçìåíèò
ñâîå ñîñòîÿíèå, è ê èíâåðòèðóþùåìó âõîäó
êîìïàðàòîðà ïîäêëþ÷èòñÿ VTL. Òàêàÿ ïîëîæèòåëüíàÿ îáðàòíàÿ ñâÿçü, òèïè÷íàÿ äëÿ
ïîâåäåíèÿ òðèããåðà Øìèòòà, îáåñïå÷èâàåò
áûñòðîå è ÷èñòîå ïåðåêëþ÷åíèå öèôðîâîãî
âûõîäà. Áóôåðíûå óñèëèòåëè IC3A è IC3B
íåîáõîäèìû, îñîáåííî íà âûñîêèõ ÷àñòîòàõ,
äëÿ òîãî, ÷òîáû èçîëèðîâàòü ïàðàçèòíóþ
åìêîñòü èíâåðòèðóþùåãî âõîäà IC4A, âíîñÿùóþ èñêàæåíèÿ â íàïðÿæåíèÿ VTU è VTL ïðè
èçìåíåíèÿõ ñîñòîÿíèÿ IC2A.
Îñöèëëîãðàììû íà Ðèñóíêàõ 2 è 3 ïðåäñòàâëÿþò ðàáîòó òåñòîâîé ñõåìû, â êîòîðîé â
êà÷åñòâå êîìïàðàòîðîâ IC1 è IC4 èñïîëüçîâàëàñü ìèêðîñõåìà TLC3702 [1], à â êà÷åñòâå
IC3 – TLC2272 [2]. Ýòè äîâîëüíî ýêñòðåìàëüíûå ïðèìåðû õîðîøî èëëþñòðèðóþò âîçìîæíîñòè ñõåìû ïî îáðàáîòêå ñèëüíî èçìåíÿþùèõñÿ âõîäíûõ ñèãíàëîâ.
Ðèñóíîê 2 ñîîòâåòñòâóåò ñëó÷àþ, êîãäà íà
âõîä ïîäàâàëñÿ ñèíóñîèäàëüíûé ñèãíàë ñ
÷àñòîòîé 500 Ãö è ïèêîâîé àìïëèòóäîé 1.56 Â,
ìîäóëèðîâàííûé ñèíóñîèäîé 100 êÃö ñ ïèêîâîé àìïëèòóäîé 2.88 Â.  ðåçóëüòàòå ôîðìèðîâàëñÿ ñèãíàë ñ àìïëèòóäîé ïîðÿäêà 4.4 Â
ïèê-ïèê è ïîñòîÿííûì ñìåùåíèåì 2.5 Â. Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî àìïëèòóäà «øóìà» ïî÷òè
âäâîå ïðåâûøàëà àìïëèòóäó ñèãíàëà, âûõîä
ñõåìû ÷åòêî ïåðåêëþ÷àëñÿ íà ÷àñòîòå èñòî÷íèêà è íèêàê íå çàâèñåë îò âûñîêî÷àñòîòíîé
ìîäóëÿöèè.
68
Ðèñóíîê 3 ïîêàçûâàåò îòêëèê ñõåìû íà
î÷åíü ñëàáûå ñèãíàëû.  ýòîì ñëó÷àå âõîäíîé ñèãíàë ïðåäñòàâëÿë ñîáîé ñìåùåííóþ
íà ïîñòîÿííûé óðîâåíü 400 ì ñèíóñîèäó
100 Ãö ñ àìïëèòóäîé 30 ì ïèê-ïèê. Íàëè÷èå
êîììóòàöèîííûõ âûáðîñîâ âî âõîäíîì ñèãíàëå, îáóñëîâëåííûõ íåñîâåðøåíñòâîì
«òðàññèðîâêè» íà áåñïàå÷íîé ìàêåòíîé ïëàòå, ïðèâîäèò ê ïîÿâëåíèþ íåáîëüøîãî äæèòòåðà âûõîäíîãî ñèãíàëà. Îáðàòèòå âíèìàíèå, ÷òî ñèãíàë íà Ðèñóíêå 2 â ñòî ñ ëèøíèì
ðàç áîëüøå, ÷åì íà Ðèñóíêå 3. Ôàêòè÷åñêè,
åñëè óðîâåíü âõîäíîãî ñèãíàëà îñòàåòñÿ â
ïðåäåëàõ ðàçðåøåííîãî äëÿ êîìïàðàòîðà è
áóôåðîâ äèàïàçîíà ñèíôàçíûõ íàïðÿæåíèé
(â íàøåì ïðèìåðå ýòî 0 … 4 Â), ñõåìà ñïîñîáíà ðàáîòàòü ñ ñèãíàëàìè, àìïëèòóäû êîòîðûõ
ìåíÿþòñÿ ïî óðîâíþ íà äâà ïîðÿäêà. Åäèíñòâåííîå, ÷òî ïîòðåáóåòñÿ ïðåäóñìîòðåòü â
ñëó÷àå, åñëè ïîñòîÿííàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ ñèãíàëà âûõîäèò çà ïðåäåëû äîïóñòèìûõ ñèíôàçíûõ íàïðÿæåíèé – ýòî ðàçâÿçêà ïî ïîñòîÿííîìó íàïðÿæåíèþ.
×òîáû ïîäñòðîèòüñÿ ïîä îæèäàåìûé ÷àñòîòíûé äèàïàçîí, âû áóäåòå äîëæíû ïîäîáðàòü åìêîñòè êîíäåíñàòîðîâ C1 è C2. Äëÿ
÷àñòîò âûøå 300 Ãö èëè îêîëî òîãî ïîäîéäóò
çíà÷åíèÿ ïîðÿäêà 100 ïÔ. Íèæå ýòîé âåëè÷èíû åìêîñòè êîíäåíñàòîðîâ âûáîðêè äîëæíû
áûòü óâåëè÷åíû, ÷òîáû íå äîïóñòèòü ÷ðåçìåðíûõ ïðîâàëîâ íàïðÿæåíèÿ â óçëàõ VU è
VL. Êîìïàðàòîðû TLC3702 óâåðåííî ðàáîòàþò äî ÷àñòîò 100 êÃö, íî çà ïðåäåëàìè ýòîãî
äèàïàçîíà âàì, âîçìîæíî, ïîòðåáóþòñÿ
áîëåå áûñòðûå óñòðîéñòâà.
Èìåéòå ââèäó, ÷òî êîãäà ïèêîâûé äåòåêòîð
ïîëîæèòåëüíûõ íàïðÿæåíèé ïðîèçâîäèò
âûáîðêó âõîäíîãî ñèãíàëà, êîíäåíñàòîð C1
«ãëîòàåò» íà âõîäå áîëüøóþ ïîðöèþ çàðÿäà.
Ïðè ýòîì çàðÿäíûé òîê îãðàíè÷åí òîëüêî
ñîïðîòèâëåíèåì îòêðûòîãî êëþ÷à IC 2B .
Àíàëîãè÷íûé ïðîöåññ ïðîèñõîäèò ïðè äåòåêòèðîâàíèè îòðèöàòåëüíûõ íàïðÿæåíèé, òîëüêî îí çàòðàãèâàåò êîíäåíñàòîð C2 è ïåðåêëþ÷àòåëü IC2C. Ïðè áîëüøîì âûõîäíîì èìïåäàíñå èñòî÷íèêà ýòè èìïóëüñû òîêà ìîãóò
ïîðîæäàòü ïèêè âõîäíîãî ñèãíàëà, êîòîðûå, â
ñâîþ î÷åðåäü, ìîãóò ïðèâîäèòü ê ëîæíûì
ïåðåêëþ÷åíèÿì. Ïîýòîìó íå èñêëþ÷åíî, ÷òî
äëÿ ðåøåíèÿ ýòîé ïðîáëåìû ïîòðåáóåòñÿ
áóôåðèçàöèÿ âõîäíîãî ñèãíàëà.
ÑÕÅÌÛ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
Ðàçóìååòñÿ, ñõåìà íå ìîæåò ñëóæèòü ïàíàöååé äëÿ âñåõ èìïóëüñíûõ ïðèëîæåíèé, íî
îíà äîëæíà îêàçàòüñÿ ïîëåçíîé â òåõ ñëó÷àÿõ, êîãäà âàñ íå óñòðàèâàþò ôèêñèðîâàííûå
ïîðîãè îáû÷íîãî òðèããåðà Øìèòòà. Áóäü âî
ìíå áîëüøå ñìåëîñòè, è åñëè áû íå îïàñåíèÿ, ÷òî ýòî ìîæåò ïðèâåñòè ê ïóòàíèöå, ÿ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
ïðåäëîæèë áû íàçâàòü ìîþ ñõåìó Smith
Trigger (Òðèããåð Ñìèòà). ÐË
Ìàòåðèàëû ïî òåìå
ÑÕÅÌÛ
1. Datasheet Texas Instruments TLC3702.
2. Datasheet Texas Instruments TLC227x,
TLC227xA.
69
Óïðàâëÿåìûé íàïðÿæåíèåì
òî÷íûé ãåíåðàòîð
âòåêàþùåãî òîêà
äëÿ ïðîâåðêè èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ
Luca Bruno
EDN
Ï
Ïîèñê ïðè÷èí âîçíèêíîâåíèÿ ïîòåíöèàëüíûõ ïðîáëåì èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ ïðîèçâîäèòñÿ ñ ïîìîùüþ äèíàìè÷åñêèõ è ñòàòè÷åñêèõ
òåñòîâ. Ïðåäëàãàåìûé ïðîñòîé ãåíåðàòîð
âòåêàþùåãî òîêà ïðåäíàçíà÷åí äëÿ òåñòèðîâàíèÿ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ ìàëîé è ñðåäíåé
ìîùíîñòè è èñòî÷íèêîâ íàïðÿæåíèÿ.  òàêèõ
ïðèëîæåíèÿõ ãåíåðàòîð ìîæåò îòäàâàòü òîê îò
0 äî 1.5 À â äèàïàçîíå âõîäíûõ íàïðÿæåíèé îò
0 äî 5 Â ïðè íàïðÿæåíèè ïèòàíèÿ äî 20 Â.
Îñíîâíûì ýëåìåíòîì ñõåìû ÿâëÿåòñÿ ïðåöèçèîííûé îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü OPA277
(IC1) êîìïàíèè Texas Instruments [1], èìåþùèé
ìàêñèìàëüíîå íàïðÿæåíèå ñìåùåíèÿ âñåãî
100 ìêÂ, âõîäíîé òîê 4 ìêÀ è ìàëûé äðåéô â
äèàïàçîíå òåìïåðàòóð îò –40 äî +85 °C (Ðèñóíîê 1). Îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü IC1 ñðàâíè-
VIN
5Â
0Â
GND
15 Â C
R1
90.9k
0.1%
1
100 nF
3
R2
10k
0.1%
7
+ IC
1
6
2 OPA277
–
4 C2
100 nF
–15 Â
âàåò íàïðÿæåíèå íà ñâîåì íåèíâåðòèðóþùåì
âõîäå ñ ïàäåíèåì íàïðÿæåíèÿ íà òîêîèçìåðèòåëüíîì ðåçèñòîðå RSENSE.
Âûõîä ìèêðîñõåìû IC1 óïðàâëÿåò ìîùíûì N-êàíàëüíûì MOSFET Q1 [2] òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû ïîääåðæèâàòü ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ íà òîêîèçìåðèòåëüíîì ðåçèñòîðå ðàâíûì íàïðÿæåíèþ íà íåèíâåðòèðóþùåì âõîäå. Íàïðÿæåíèå íà RSENSE ïðîïîðöèîíàëüíî
òîêó íàãðóçêè, òåêóùåìó èç èññëåäóåìîãî
èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ, è íå çàâèñèò îò åãî íàïðÿæåíèÿ.
Òðàíçèñòîð Q1 èìååò ñëåäóþùèå îñíîâíûå ïðåäåëüíûå õàðàêòåðèñòèêè:
! ìàêñèìàëüíûé òîê ñòîêà: 14 À ïðè òåìïåðàòóðå êîðïóñà 25 °C;
C3
2.2 nF
Q1
IRF530
R3
470
C4
100 pF
ÂÛÕÎÄ
+
ILOAD
0 … 1.5 À
ÒÅÑÒÈÐÓÅÌÛÉ
ÈÑÒÎ×ÍÈÊ
ÏÈÒÀÍÈß
ÏÅÒËß
ÒÎÊÀ
R4
1k
ÇÀÌÅ×ÀÍÈß:
Q1 ÑËÅÄÓÅÒ ÓÑÒÀÍÎÂÈÒÜ ÍÀ ÒÅÏËÎÎÒÂÎÄ.
ÄËÈÍÓ ÊÎÍÒÀÊÒÍÛÕ ÂÛÂÎÄÎÂ ÑÄÅËÀÒÜ ÌÈÍÈÌÀËÜÍÎÉ.
RSENSE
0.33
1%
2 Âò
–
Ðèñóíîê 1. Ýòîò ïðîñòîé ãåíåðàòîð âòåêàþùåãî òîêà ïîçâîëèò âàì ïðîâåðÿòü õàðàêòåðèñòèêè èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ, êàê â ñòàòè÷åñêîì, òàê è â äèíàìè÷åñêîì ðåæèìå.
70
ÑÕÅÌÛ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
! ìàêñèìàëüíîå íàïðÿæåíèå ñòîê-èñòîê:
100 Â;
! ìàêñèìàëüíîå ñîïðîòèâëåíèå îòêðûòîãî
êàíàëà: 0.16 Â ïðè íàïðÿæåíèè çàòâîðèñòîê 10 Â è òîêå ñòîêà 7 À;
MOSFET ìîæåò ðàññåèâàòü êîíå÷íîå
êîëè÷åñòâî òåïëà – äî 30 Âò ïðè èñïîëüçîâàíèè ðàäèàòîðà ñ òåïëîâûì ñîïðîòèâëåíèåì
1 °C/Âò èëè ìåíåå ïðè íåïîäâèæíîì âîçäóõå
è òåìïåðàòóðå îêðóæàþùåé ñðåäû íå áîëåå
40 °C. Ïîñêîëüêó ìàêñèìàëüíàÿ ìîùíîñòü
çàâèñèò îò òåïëîâîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ðàäèàòîðà è òåìïåðàòóðû âîçäóõà, ïðè óâåëè÷åíèè íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ ñëåäóåò ñîîòâåòñòâåííî óìåíüøàòü òîê íàãðóçêè. Ïðè èìïóëüñíîì õàðàêòåðå âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ
íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ ìîæíî ïîâûñèòü â
äåñÿòêè ðàç, ïîñêîëüêó ñðåäíÿÿ ìîùíîñòü
ðàññåèâàíèÿ íàìíîãî ìåíüøå è çàâèñèò îò
ñðåäíåé íàãðóçêè.
Òî÷íûé ðåçèñòèâíûé äåëèòåëü R1, R2
ïîçâîëÿåò âàì ïðèâåñòè äèàïàçîí íàïðÿæåíèé 0 … 5 Â íà âõîäå ñõåìû ê äèàïàçîíó 0 …
0.495 Â íà íåèíâåðòèðóþùåì âõîäå IC1, êîòîðîìó áóäåò ñîîòâåòñòâîâàòü äèàïàçîí âûõîäíûõ òîêîâ 0 … 1.5 À. Ïðè óêàçàííûõ íà ñõåìå
ñîïðîòèâëåíèÿõ ðåçèñòîðîâ R1 è R2 âõîäíîå
ñîïðîòèâëåíèå óñòðîéñòâà ðàâíî 100 êÎì.
Ýòîãî âïîëíå äîñòàòî÷íî äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ
áîëüøèíñòâà ôóíêöèîíàëüíûõ ãåíåðàòîðîâ,
èìåþùèõ âûõîäíîé èìïåäàíñ 50 èëè 75 Îì, è
ïîçâîëÿåò ïîäêëþ÷àòü ãåíåðàòîð íàïðÿìóþ,
áåç èñïîëüçîâàíèÿ áóôåðíîãî îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ.
Èç àíàëèçà ñõåìû âûòåêàåò ñëåäóþùåå
ñîîòíîøåíèå:
ILOAD = GVIN,
â êîòîðîì
G=
1
aR SENSE
= 0.3 À/Â ,
ãäå
G – ïðîâîäèìîñòü,
a – êîýôôèöèåíò îñëàáëåíèÿ:
R
a = 1 + 1 = 10.09 .
R2
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
Êîýôôèöèåíò îñëàáëåíèÿ âõîäíîãî äåëèòåëÿ íàïðÿæåíèÿ ìîæíî èçìåíèòü, ÷òîáû,
ïîäíÿâ âåðõíþþ ãðàíèöó âûõîäíîãî òîêà äî
íåñêîëüêèõ àìïåð, ïîëó÷èòü âîçìîæíîñòü
òåñòèðîâàíèÿ íèçêîâîëüòíûõ èñòî÷íèêîâ
ïèòàíèÿ ñ áîëüøèìè âûõîäíûìè òîêàìè.
Êîíäåíñàòîðû C3, C4 è ðåçèñòîðû R3, R4
îáåñïå÷èâàþò óñòîé÷èâîñòü ïåòëè îáðàòíîé
ñâÿçè, óñòàíàâëèâàÿ âðåìÿ íàðàñòàíèÿ ðàâíûì 1.4 ìêñ ïðè ñêà÷êå âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ
îò 0 äî 5 Â. Òàêèì îáðàçîì, âû ìîæåòå ïðîâåðÿòü èñòî÷íèêè ïèòàíèÿ ëèáî â ñòàòè÷åñêèõ
óñëîâèÿõ, ïîäàâàÿ íà âõîä ïîñòîÿííîå
íàïðÿæåíèå, ëèáî â äèíàìèêå, ïîäêëþ÷èâ ê
âõîäó, íàïðèìåð, èñòî÷íèê èìïóëüñîâ äëÿ
èìèòàöèè áûñòðûõ èçìåíåíèé íàãðóçêè. Íèçêèå ñîïðîòèâëåíèÿ îòêðûòîãî êàíàëà òðàíçèñòîðà Q1 è òîêîèçìåðèòåëüíîãî ðåçèñòîðà
RSENSE ïîçâîëÿþò âàì èñïûòûâàòü èñòî÷íèêè
ïèòàíèÿ èëè èñòî÷íèêè íàïðÿæåíèÿ ñ ìèíèìàëüíûì âûõîäíûì íàïðÿæåíèåì âïëîòü äî
1 Â. Íèæíèé ïðåäåë âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ
òåñòèðóåìîãî èñòî÷íèêà ðàâåí
(1.5 À) ´ (RSENSE + RDS(ON)) = 735 ìÂ,
ãäå RDS(ON) – ñîïðîòèâëåíèå îòêðûòîãî êàíàëà Q1.
Âû ìîæåò òåñòèðîâàòü òàêæå è ìíîãîêàíàëüíûå èñòî÷íèêè ïèòàíèÿ, èìåþùèå,
íàïðèìåð, âûõîäû íàïðÿæåíèÿ –5 èëè –12 Â.
 ýòîì ñëó÷àå íåîáõîäèìî ñîåäèíèòü «çåìëþ» èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ ñ âûõîäîì ãåíåðàòîðà òîêà, òî åñòü, ñ âûâîäîì ñòîêà, à îòðèöàòåëüíûé âûâîä ãåíåðàòîðà ïîäêëþ÷èòü ê
«çåìëå» ñõåìû. Äëÿ ïîâûøåíèÿ òî÷íîñòè
ðåçóëüòàòîâ äèíàìè÷åñêèõ òåñòîâ, òàêèõ êàê
ïðîâåðêà íåñòàáèëüíîñòè âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ïî íàãðóçêå, âðåìåíè âîññòàíîâëåíèÿ
èëè ïåðåõîäíûõ õàðàêòåðèñòèê, ïîäêëþ÷àòü
òåñòèðóåìûé èñòî÷íèê ê ñõåìå íàäî î÷åíü
âíèìàòåëüíî, ñëåäÿ çà òåì, ÷òîáû ïëîùàäü
ïåòëè òîêà, îáðàçóåìîé ñîåäèíèòåëüíûìè
ïðîâîäàìè, áûëà ìèíèìàëüíîé. Èìïóëüñíûé
òîê íàãðóçêè ÿâëÿåòñÿ èñòî÷íèêîì ýëåêòðîìàãíèòíûõ èçëó÷åíèé, èíòåíñèâíîñòü êîòîðûõ ïðîïîðöèîíàëüíà ýòîé ïëîùàäè, âåëè÷èíå òîêà è êâàäðàòó ÷àñòîòû òîêà. Ýòè èçëó÷åíèÿ ìîãóò íàðóøàòü ðàáîòó, êàê ñàìîé ñõåìû, òàê è èçìåðèòåëüíîãî îáîðóäîâàíèÿ. ÐË
Ìàòåðèàëû ïî òåìå
1. Datasheet Texas Instruments OPA277.
2. Datasheet International Rectifier IRF530.
ÑÕÅÌÛ
71
Èñïîëüçîâàíèå
îòðàæàòåëüíûõ äàò÷èêîâ
â óñëîâèÿõ âíåøíåé çàñâåòêè
Vladimir Rentyuk
EDN
ÏÏðè íàëè÷èè ïîìåõ èëè ÿðêîãî îñâåùåíèÿ
èñïîëüçîâàíèå îòðàæàòåëüíûõ äàò÷èêîâ â
ñèñòåìàõ èäåíòèôèêàöèè èëè ó÷åòà èíîãäà
âåñüìà ïðîáëåìàòè÷íî, èëè ïðîñòî íåâîçìîæíî. Ïðèâåäåííàÿ íà Ðèñóíêå 1 ñõåìà
äåìîíñòðèðóåò íåäîðîãîå ðåøåíèå ýòîé ïðîáëåìû äëÿ ñëó÷àÿ òðåõ íåçàâèñèìûõ è ðàáîòàþùèõ îäíîâðåìåííî îòðàæàòåëüíûõ ñåíñîðîâ. Ñõåìà ïîäõîäèò äëÿ ìíîãèõ òèïîâ îáúåêòîâ, íî â ðåàëüíîì èçäåëèè îíà èñïîëüçîâàëàñü ñ êàðòî÷êàìè â ñèñòåìå èõ èäåíòèôèêàöèè.
 ñõåìå èñïîëüçîâàíû òðè îòðàæàòåëüíûõ
îïòè÷åñêèõ äàò÷èêà OPB704 ñ âñòðîåííûìè
ÈÊ-äèîäàìè, âûõîäû êîòîðûõ ïîäêëþ÷åíû ê
âõîäàì ÈÌÑ «2È-ÍÅ» IC1A, IC1B è IC1C ñ òðèããåðàìè Øìèòòà íà âõîäàõ. Íà ÷åòâåðòîì ýëåìåíòå ýòîé ÈÌÑ – IC1D, âûïîëíåí òàêòîâûé
ãåíåðàòîð, ñèãíàë ñ êîòîðîãî ïîñòóïàåò íà
ìèêðîñõåìó IC6B ñ÷åò÷èêà-äåëèòåëÿ íà âîñåìü, äåëÿùåãî ñèãíàë òàêòîâîé ÷àñòîòû íà
÷åòûðå, ÷òîáû ñôîðìèðîâàòü îïîðíûé ñèãíàë, èñïîëüçóåìûé äëÿ îáíàðóæåíèÿ îáúåêòà. Âûõîäíîé ñèãíàë äåëèòåëÿ ÷åðåç áóôåð
IC4D óïðàâëÿåò êëþ÷îì íà òðàíçèñòîðå Q1.
Ýòîò êëþ÷ îáåñïå÷èâàåò èìïóëüñíóþ ìîäóëÿöèþ ñòàáèëüíûì òîêîì ÈÊ-äèîäîâ âñåõ
òðåõ îïòè÷åñêèõ äàò÷èêîâ (òîê çàäàåòñÿ
ðåçèñòîðîì R6). Äëèòåëüíîñòü ýòèõ èìïóëüñîâ íå êðèòè÷íà, íî èìåííî îíà ÿâëÿåòñÿ áàçîâîé äëÿ ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ñèñòåìû îáíàðóæåíèÿ.
×òîáû ïîíÿòü, êàê ôóíêöèîíèðóåò ñõåìà,
ðàññìîòðèì åå ðàáîòó îòíîñèòåëüíî Äàò÷èêà 2. Âûõîä ÈÌÑ IC1B áóäåò íàõîäèòüñÿ â
ñîñòîÿíèè ëîãè÷åñêîãî íóëÿ äî òåõ ïîð, ïîêà
ôîòîòðàíçèñòîð äàò÷èêà íå îáíàðóæèò îòðà-
72
æåííûå îò îáúåêòà ÈÊ-ëó÷è, òàê êàê â ýòîì
ñëó÷àå îáà âõîäà ÈÌÑ IC1B íàõîäÿòñÿ â
ñîñòîÿíèè ëîãè÷åñêîé åäèíèöû. Ñîîòâåòñòâåííî, è íà âõîäå D1 ÈÌÑ IC2 áóäåò ëîãè÷åñêèé íóëü. Ïðè ïîïàäàíèè íà äàò÷èê ÈÊèìïóëüñà, îòðàæåííîãî îò îáúåêòà, íà âõîäå
D1 ÈÌÑ IC2 ïîÿâèòñÿ óðîâåíü ëîãè÷åñêîé
åäèíèöû. Ñîîòâåòñòâóþùåå ýòîé ñèòóàöèè
ñîñòîÿíèå âõîäà D1 ÈÌÑ IC2 ïåðåäàåòñÿ íà
âûõîä Q1 ÈÌÑ IC2 (âûâîä 7) ïî êîìàíäå çàïèñè íà âõîäå C (âûâîä 9). Ñèãíàëîì çàïèñè
ÿâëÿåòñÿ ïåðåäíèé ôðîíò èìïóëüñà òàêòîâîãî ãåíåðàòîðà. Îïîðíûé ñèãíàë, ïîëó÷åííûé
äåëåíèåì ñèãíàëà òàêòîâîé ÷àñòîòû äåëèòåëåì íà ÈÌÑ IC6B, ïîñòóïàåò íà âõîä D3 ÈÌÑ
IC2. Ýòîò ñèãíàë, òàê æå ïîñëå ïîñòóïëåíèÿ
êîìàíäû çàïèñè íà âõîä C (âûâîä 9), òðàíñëèðóåòñÿ íà âûõîä Q3 ÈÌÑ IC2 (âûâîä 15).
Êîãäà ôîòîòðàíçèñòîð äàò÷èêà îáíàðóæèâàåò îòðàæåííûé îò îáúåêòà èìïóëüñ ÈÊèçëó÷åíèÿ, ñèãíàëû íà âûõîäàõ Q1 è Q3 ÈÌÑ
IC2 áóäóò èìåòü îäèíàêîâóþ äëèòåëüíîñòü è
ñîâïàäóò ïî ôàçå, íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî ïðèíÿòûé èìïóëüñ íå ñîâïàäàåò ñ îïîðíûì íè ïî
ôàçå, íè ïî äëèòåëüíîñòè. Äëÿ èñêëþ÷åíèÿ
ýòèõ íåñîîòâåòñòâèé âûïîëíÿåòñÿ íîðìàëèçàöèÿ äâóõ èìïóëüñîâ (Ðèñóíêå 2à), êîòîðàÿ,
ñîáñòâåííî, è ñîñòàâëÿåò ñóòü ïðåäëàãàåìîãî ðåøåíèÿ. Ëîãè÷åñêèé ýëåìåíò «Èñêëþ÷àþùåå ÈËÈ» IC3B ñðàâíèâàåò ñèãíàëû íà âûõîäàõ Q1 è Q3 ÈÌÑ IC2. Åñëè èõ ëîãè÷åñêèå
óðîâíè è äëèòåëüíîñòè îäèíàêîâû, òî íà
âûâîäå 6 ÈÌÑ IC3B óñòàíàâëèâàåòñÿ íèçêèé
ëîãè÷åñêèé óðîâåíü, ðàçðåøàþùèé ÈÌÑ IC5B
ïðèíèìàòü èìïóëüñíûå ñèãíàëû îò äåëèòåëÿ
IC3B. Åñëè æå ñèãíàëû íà âûõîäàõ Q1 è Q3
ÑÕÅÌÛ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
12 Â
R7
10k
5Â 5Â
ÄÀÒ×ÈÊ 1
R1
22k
IC1A
74HC132
1
3
2
IC3A
74HC86
1
3
2
C1
470 pF
OPB704
C9
51 pF
IC5A
74HC393D
2
D2
BAS32L
R2
22k
4
5
IC1B
5
6
ÎÁÚÅÊÒ
D1
12 D2
C2
470 pF
OPB704
Q0
Q0
Q1
Q1
Q2
Q2
Q3
Q3
DD
13
9
1
D3
C
R
16 V
CC
5Â 5Â
1
GND
9
10
3
7
6
10
11
15
4
5
C10
51 pF
IC3B
5
ÂÛÕÎÄ1
6
IC5B
6
12
D3
BAS32L
13
MR2
CP2
14
VCC
C12
100 pF
5Â
14
11
2Q0
10
2Q1
9
2Q2
2Q3 8
GND 7
ÂÛÕÎÄ2
R9
10k
8
C11
51 pF
IC3C
C6
100 nF
R3
22k
1Q3
CP1
4
2
5Â
ÄÀÒ×ÈÊ 3
1Q1
3
R8
10k
5Â 5Â
4
MR1
1Q2
IC2
74HC175D
ÄÀÒ×ÈÊ 2
1Q0
9
10
IC6A
74HC393D
8
2
D4
BAS32L
IC1C
8
1
C3
470 pF
MR1
1Q0
1Q1
CP1
3
4
1Q2 5
6
1Q3
ÂÛÕÎÄ3
OPB704
R4
110k
C5
100 nF
5Â
12
5Â
MR2
2Q0
2Q1
12 14 11
13
7 IC1D
13
CP2
14 V
CC
5Â
C4
100 nF
5Â
IC6B
2Q2
11
R5
1k
10
9
2Q3 8
GND
C8
100 nF
7
C7
100 nF
12
13
IC3D
Q1
BC817C
11
R6
24
D1
RED
Ïðèìå÷àíèå:
Íèçêèé ëîãè÷åñêèé óðîâåíü íà âûõîäå óêàçûâàåò íà îòñóòñòâèå îáúåêòà, à âûñîêèé – íà åãî ïðèñóòñòâèå.
Ðèñóíîê 1. Èíôðàêðàñíûå äàò÷èêè è ëîãè÷åñêàÿ ñõåìà îáíàðóæèâàþò íàëè÷èå îáúåêòà.
ÈÌÑ IC2 íåîäèíàêîâû, ïðîèñõîäèò ïåðèîäè÷åñêèé ñáðîñ ñ÷åò÷èêà IC5B, è åãî âûõîä 2Q2
(OUT2) òàê è îñòàåòñÿ â ñîñòîÿíèè ëîãè÷åñêîãî íóëÿ. Ëîãè÷åñêèå óðîâíè íà âûõîäàõ Q2
ñ÷åò÷èêîâ IC5A, IC5B è IC6A îñòàþòñÿ íèçêèìè
äî òåõ ïîð, ïîêà ðàçëè÷àþòñÿ âõîäíûå ñèãíàëû êîìïàðàòîðîâ IC3A, IC3B è IC3C. Òàêàÿ ñèòóàöèÿ âîçíèêàåò, åñëè äàò÷èê (â íàøåì ïðèìåðå Äàò÷èê 2) íå îáíàðóæèâàåò îáúåêò èëè
ïîëó÷àåò êàêèå-ëèáî âíåøíèå ñèãíàëû,
íàïðèìåð, ÈÊ-øóì îò ëþìèíåñöåíòíûõ ëàìï,
çàñâåòêó îò âíåøíåãî îñâåùåíèÿ èëè ïåðåìåííîå ïî óðîâíþ îñâåùåíèå.
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
Âûõîäû ÈÌÑ IC3A, IC3B è IC3C íàõîäÿòñÿ â
ñîñòîÿíèè ëîãè÷åñêîãî íóëÿ òîëüêî òîãäà,
êîãäà ôîòîòðàíçèñòîðû ñîîòâåòñòâóþùèõ
äàò÷èêîâ îáíàðóæèâàþò èìïóëüñíûå ñèãíàëû îò ñâîèõ ÈÊ ñâåòîäèîäîâ.  íàøåì ñëó÷àå
– êîãäà êàðòà íàõîäèòñÿ â çîíå Äàò÷èêà 2 (Ðèñóíîê 2á). Òàêòîâóþ ÷àñòîòó âû äîëæíû âûáèðàòü ñ ó÷åòîì îáùåãî âðåìåíè çàäåðæêè ñèñòåìû. Îáðàòèòå âíèìàíèå, ÷òî IC2 (74HC175)
óïðàâëÿåòñÿ ïåðåäíèì ôðîíòîì, à IC6B
(74HC393) – çàäíèì. Áëàãîäàðÿ ñ÷åò÷èêàì
ýòà ñèñòåìà àâòîìàòè÷åñêè ïîäñòðàèâàåòñÿ
ïîñëå ëþáîãî èçìåíåíèÿ ÷àñòîòû òàêòîâîãî
ãåíåðàòîðà.
ÑÕÅÌÛ
73
A
A
B
B
C
C
D
D
à)
á)
A
A
B
B
C
C
D
D
â)
ã)
Ðèñóíîê 2. Íà ïðèâåäåííûõ äèàãðàììàõ ïîêàçàí ïðîöåññ íîðìàëèçàöèè (à) è òðè âîçìîæíûõ ñëó÷àÿ
ïðè îáíàðóæåíèè îáúåêòà (á, â, ã).
Òàêèì îáðàçîì, åñëè ñ÷åò÷èê IC5B íå ïîëó÷àåò ñèãíàë ñáðîñà â òå÷åíèå âðåìåíè, ðàâíîãî ÷åòûðåì ïåðèîäàì îïîðíîãî ñèãíàëà, íà
åãî âûõîäå (âûâîä 9) óñòàíîâèòñÿ âûñîêèé
ëîãè÷åñêèé óðîâåíü, è ýòî ñîñòîÿíèå ñ÷åò÷èêà áóäåò çàôèêñèðîâàíî ÷åðåç ðåçèñòîð R8.
Âûñîêèé ëîãè÷åñêèé óðîâåíü íà âûõîäå OUT2
áóäåò ñîõðàíÿòüñÿ äî òåõ ïîð, ïîêà âû íå óäàëèòå êàðòó.  ýòîì ñëó÷àå áóäåò îáíàðóæåíî
íåñîâïàäåíèå ñèãíàëà îò äàò÷èêà ñ îïîðíûì
ñèãíàëîì, è ñ÷åò÷èê IC5B ïîëó÷èò êîìàíäó íà
ñáðîñ. Íà Ðèñóíêàõ 2á, 2â è 2ã ïîêàçàíû òðè
òèïè÷íûå ñèòóàöèè, êîòîðûå ìîãóò âîçíèêíóòü ïðè èñïîëüçîâàíèè ïðåäñòàâëåííîãî
óñòðîéñòâà. Òðàññà A íà ýòèõ òðåõ ðèñóíêàõ
èçîáðàæàåò îïîðíûé ñèãíàë íà âûâîäå 9 ìèêðîñõåìû IC5B.
Ðèñóíîê 2á äåìîíñòðèðóåò ñëó÷àé íîðìàëüíîé ðàáîòû áåç âíåøíèõ ïîìåõ. Âû
ìîæåòå âèäåòü ðåçóëüòàòû ñðàâíåíèÿ îïîðíîãî ñèãíàëà (òðàññà C) è ñèãíàëà âûõîäà
IC1B (òðàññà D). Äî òåõ ïîð, ïîêà íå ïîÿâèòñÿ
êàðòà, óðîâåíü ñèãíàëà íà âûõîäå ÈÌÑ IC1B
74
(òðàññà B) ðàâåí ëîãè÷åñêîìó íóëþ. Êîãäà
êàðòà âõîäèò â çîíó äàò÷èêà (òðàññà B), ïîÿâëÿåòñÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü íîðìèðîâàííûõ
èìïóëüñîâ. Ïîñëå ÷åòûðåõ öèêëîâ ñîâïàäåíèÿ îáîèõ ñèãíàëîâ âûõîä óñòðîéñòâà íà
âûâîäå 9 ÈÌÑ IC5B (òðàññà D) èçìåíÿåò ñâîé
ëîãè÷åñêèé óðîâåíü ñ íèçêîãî íà âûñîêèé, íî
íåìåäëåííî âîçâðàùàåòñÿ â íèçêèé, êàê òîëüêî âû óäàëèòå êàðòó.
Íà Ðèñóíêå 2â ïîêàçàíà ðàáîòà ñõåìû â
óñëîâèÿõ ÈÊ-øóìîâ. Ïðè îòñóòñòâèè êàðòû
ñèãíàë íà âûõîäå ÈÌÑ IC1B (òðàññà B) ñîäåðæèò âûñîêî÷àñòîòíûå ñèãíàëû îò ÈÊ-ïîìåõ, à
ïðè íàëè÷èè – ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòü íîðìèðîâàííûõ èìïóëüñîâ.
Ïîñëå ÷åòûðåõ öèêëîâ îáíàðóæåíèÿ òàêèõ
ñèãíàëîâ âûõîä óñòðîéñòâà íà âûâîäå 9 ÈÌÑ
IC5B (òðàññà D) áóäåò èíäèöèðîâàòü íàëè÷èå
êàðòû ïåðåêëþ÷åíèåì ëîãè÷åñêîãî óðîâíÿ ñ
íèçêîãî íà âûñîêèé. Åñëè óäàëèòü êàðòó èç
çîíû, òî ñîñòîÿíèå âûõîäà ñðàçó æå èçìåíèòñÿ íà íèçêîå.
Ðèñóíîê 2ã èëëþñòðèðóåò ðàáîòó óñòðîéñòâà ïðè ïîëíîé çàñâåòêå ïðÿìûì îñâåùå-
ÑÕÅÌÛ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
íèåì. Âû ìîæåòå âèäåòü ðåçóëüòàòû ñðàâíåíèÿ ñèãíàëîâ. Êîãäà êàðòû íåò, ñèãíàë íà âûõîäå ÈÌÑ IC1B (òðàññà B) ïîñòîÿííî áóäåò
èìåòü âûñîêèé ëîãè÷åñêèé óðîâåíü. Êîãäà
êàðòà âõîäèò çîíó äàò÷èêà (òðàññà B), ñèãíàë
ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòü
íîðìàëèçîâàííûõ èìïóëüñîâ. Òðàññà D, ñîîòâåòñòâóþùàÿ ñèãíàëó íà âûõîäå óñòðîéñòâà
(âûâîä 9 ÈÌÑ IC5B), óêàçûâàåò íà íàëè÷èå
êàðòû ïåðåêëþ÷åíèåì ëîãè÷åñêîãî óðîâíÿ ñ
íèçêîãî íà âûñîêèé ïî çàâåðøåíèè ÷åòûðåõ
öèêëîâ îáíàðóæåíèÿ îáîèõ ñèãíàëîâ. Ïîñëå
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
óäàëåíèÿ êàðòû èç çîíû ñîñòîÿíèå âûõîäà
ñðàçó æå èçìåíèòñÿ íà íèçêîå.
Êîíäåíñàòîðû C1, C2, è C3 ÿâëÿþòñÿ îïöèîííûìè. Îíè çàùèùàþò âõîäíûå öåïè îò
ýëåêòðîìàãíèòíûõ ïîìåõ, åñëè äàò÷èêè ïîäêëþ÷åíû äëèííûìè ïðîâîäàìè. Êîíäåíñàòîðû Ñ9, Ñ10 è Ñ11 îáåñïå÷èâàþò íàäåæíîñòü
ðàáîòû ñõåìû, çàùèùàÿ ñ÷åò÷èêè îò êîðîòêèõ èìïóëüñîâ. Ñâåòîäèîä D1 ÿâëÿåòñÿ èñòî÷íèêîì îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ è îäíîâðåìåííî
èíäèêàòîðîì öåëîñòíîñòè öåïè ïèòàíèÿ ÈÊäèîäîâ äàò÷èêîâ. ÐË
ÑÕÅÌÛ
75
Ïðåîáðàçîâàòåëþ
NRZ â AMI òðåáóåòñÿ
åäèíñòâåííûé èñòî÷íèê ïèòàíèÿ
Ramachandra Mutagi
EDN
Ï
Ïåðåìåæàþùèéñÿ áèïîëÿðíûé êîä (Alternate mark Inversion – AMI) ÷àñòî èñïîëüçóåòñÿ
ïðè ïåðåäà÷å öèôðîâûõ äàííûõ ïî êàáåëüíûì ëèíèÿì ñâÿçè, òàê êàê ïîëîñà ÷àñòîò,
çàíèìàåìàÿ ñèãíàëîì AMI, óæå, ÷åì ó ýêâèâàëåíòíîãî ñèãíàëà â ôîðìàòå RZ (Return-toZero – ñ âîçâðàòîì ê íóëþ). Îáû÷íî äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ ñèãíàëà AMI òðåáóþòñÿ èñòî÷íèêè
ïîëîæèòåëüíîãî è îòðèöàòåëüíîãî íàïðÿæåíèÿ. Êðîìå òîãî, äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ áèïîëÿðíîãî ñèãíàëà â ñõåìå, ñêîðåå âñåãî, ïðèäåòñÿ èñïîëüçîâàòü àíàëîãîâûå êîìïîíåíòû. Íàïðîòèâ, ê ïðåäëàãàåìîé ñõåìå ýòè òðåáîâàíèÿ íå îòíîñÿòñÿ, è äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ
ñèãíàëà AMI èç âõîäíîãî ñèãíàëà NRZ åé òðåáóþòñÿ âñåãî íåñêîëüêî ëîãè÷åñêèõ âåíòèëåé, D-òðèããåð è åäèíñòâåííûé èñòî÷íèê ïèòàíèÿ 5 Â.
Êàê âèäíî èç ñõåìû íà Ðèñóíêå 1, ñèãíàë
NRZ (Non-Return-to-Zero – áåç âîçâðàòà ê
íóëþ) ñòðîáèðóåòñÿ èìïóëüñàìè ñèíõðîíèçà-
öèè, â ðåçóëüòàòå ÷åãî íà âûõîäå ýëåìåíòà
«È»-1 ôîðìèðóåòñÿ ñèãíàë RZ (Ðèñóíêè 2à è
2á).  ñâîþ î÷åðåäü, ñèãíàë RZ òàêòèðóåò Dòðèããåð, âêëþ÷åííûé äåëèòåëåì ÷àñòîòû.
Çàòåì ñèãíàë RZ ñìåøèâàåòñÿ ñ âûõîäíûìè
ñèãíàëàìè Q è Q D-òðèããåðà, ïîî÷åðåäíî ðàçäåëÿþùèìè èìïóëüñû íà äâå ëèíèè, ñâÿçàííûå ñ âûõîäàìè âåíòèëåé «È»-2 è «È-ÍÅ».
Âåíòèëü «È-ÍÅ» èñïîëüçóåòñÿ íà âòîðîé
ëèíèè äëÿ ïîëó÷åíèÿ èíâåðòèðîâàííîãî ñèãíàëà (Ðèñóíîê 2â).
Ïîñêîëüêó çàäåðæêà ñèãíàëà â âåíòèëå
«È-ÍÅ» áîëüøå, ÷åì â «È», íà âûõîäå «È»-3
âêëþ÷åí äîïîëíèòåëüíûé ýëåìåíò «È»-4,
êîìïåíñèðóþùèé ýòè ðàçëè÷èÿ. Çàìåòèì,
÷òî ïîäîáíûå ðàññóæäåíèÿ ïðèìåíèìû íå êî
âñåì ñåìåéñòâàì ëîãè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ.
Ïîñëåäîâàòåëüíî ñ âûõîäàìè ñõåì «È»-4 è
«È-ÍÅ» âêëþ÷åíû ðåçèñòîðû 75 Îì, ýôôåêòèâíî óâåëè÷èâàþùèå íàïðÿæåíèÿ íà âûõîäàõ âåíòèëåé. Êîãäà íà îáîèõ âûõîäàõ óñòà-
«È»-2
1
ÂÕÎÄÍÎÉ
ÑÈÃÍÀË NRZ
ÑÈÍÕÐÎÍÈÇÀÖÈß
5
«È»-1
«È»-3
6
SET
D
Q
CLK Q
RESET
4
«È»-4
R1
2
3
«È-ÍÅ»
75W
C1
R2
0.1mF
75W
ÂÛÕÎÄÍÎÉ
ÑÈÃÍÀË AMI
R3
75W
C2
100pF
D-ÒÐÈÃÃÅÐ
Ðèñóíîê 1. Ïðåîáðàçîâàòåëü êîäà NRZ â êîä AMI ôîðìèðóåò äâóïîëÿðíûå èìïóëüñû ïðè ïèòàíèè
îò îäíîïîëÿðíîãî èñòî÷íèêà.
76
ÑÕÅÌÛ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
(à)
(á)
(â)
(ã)
Ðèñóíîê 2. Îñöèëëîãðàììû:
à) – âõîä NRZ;
á) – ñòðîáèðîâàííûé ñèíõðîèìïóëüñîì ñèãíàë RZ íà âûõîäå ýëåìåíòà «È»-1;
â) – âûõîä ëîãè÷åñêîãî ýëåìåíòà «È-ÍÅ»;
ã) – âûõîä AMI.
íàâëèâàþòñÿ âûñîêèå óðîâíè, íàïðÿæåíèå â
òî÷êå ñîåäèíåíèÿ ðåçèñòîðîâ òàêæå èìååò
âûñîêèé óðîâåíü. Åñëè óðîâíè íàïðÿæåíèé
ïðîòèâîïîëîæíû, â òî÷êå ñîåäèíåíèÿ ðåçèñòîðîâ áóäåò ïîëîâèíà âûñîêîãî óðîâíÿ.
Êîãäà æå íàïðÿæåíèÿ íèçêîãî óðîâíÿ áóäåò
íà îáîèõ âûõîäàõ, íàïðÿæåíèå â ýòîé òî÷êå
ñòàíåò áëèçêèì ê íóëþ. Òàêèì îáðàçîì, â
îáùåé òî÷êå ðåçèñòîðîâ R1 è R2 ìû ìîæåì
íàáëþäàòü ïîëîæèòåëüíûå è îòðèöàòåëüíûå
èìïóëüñû, ñäâèíóòûå íà íåêîòîðûé ïîñòîÿííûé óðîâåíü. Ýòîò ñèãíàë ïðîõîäèò ÷åðåç
êîíäåíñàòîð C1, óäàëÿþùèé èç íåãî ïîñòîÿííóþ ñîñòàâëÿþùóþ, è â ðåçóëüòàòå íà
âûõîäå ìû ïîëó÷àåì èñòèííî áèïîëÿðíûé
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
ñèãíàë ñ íóëåâûì ïîñòîÿííûì óðîâíåì (Ðèñóíîê 2ã).
Íà Ðèñóíêå 2 ïîêàçàíû îñöèëëîãðàììû,
ïîëó÷åííûå â ðåçóëüòàòå ìîäåëèðîâàíèÿ
ñõåìû. Ìîäåëü îòîáðàæàåò î÷åíü êîðîòêèå
ïè÷êè, ïîÿâëÿþùèåñÿ íà âûõîäàõ ëîãè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, êîòîðûå, îäíàêî, íà ðàáîòó
ñõåìó íèêàêîãî âëèÿíèÿ íå îêàçûâàþò. Ñêîðîñòü ñèãíàëà NRZ ðàâíà 2.048 Ìáèò/ñ. Ïîñêîëüêó íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ ÒÒË ìèêðîñõåì
ðàâíî 5 Â, ðàçìàõ âûõîäíîãî ñèãíàëà îò ïèêà
äî ïèêà áóäåò íåñêîëüêî ìåíüøå ±2.5 Â. Åñëè
ïîòðåáóåòñÿ óâåëè÷èòü àìïëèòóäó, ìîæíî
èñïîëüçîâàòü ÊÌÎÏ óñòðîéñòâà ñ áîëåå
âûñîêèì íàïðÿæåíèåì ïèòàíèÿ. ÐË
ÑÕÅÌÛ
77
Èíâåðòèðóþùèé
DC/DC ïðåîáðàçîâàòåëü
ïîëîæèòåëüíîãî íàïðÿæåíèÿ
â îòðèöàòåëüíîå
ñ îäíîé êàòóøêîé èíäóêòèâíîñòè
David Burgoon, Linear Technology
LT Journal of Analog Innovation
Ñ
Ñóùåñòâóåò íåñêîëüêî ñïîñîáîâ ïîëó÷åíèÿ îòðèöàòåëüíîãî íàïðÿæåíèÿ èç ïîëîæèòåëüíîãî, íàïðèìåð, ñ ïîìîùüþ òðàíñôîðìàòîðà èëè äâóõ êàòóøåê, èëè íåñêîëüêèõ
ïåðåêëþ÷àòåëåé. Îäíàêî âñå îíè ñëîæíåå,
÷åì èçÿùíîå â ñâîåé ïðîñòîòå ðåøåíèå íà
îñíîâå ìèêðîñõåìû LTC3863, îòëè÷àþùååñÿ
ïðåâîñõîäíîé ýôôåêòèâíîñòüþ ïðè ìàëûõ
íàãðóçêàõ è ñîêðàùàþùåå íîìåíêëàòóðó
íåîáõîäèìûõ êîìïîíåíòîâ ïî ñðàâíåíèþ ñ
àëüòåðíàòèâíûìè âàðèàíòàìè.
Ðàñøèðåííûå âîçìîæíîñòè
ïðåîáðàçîâàòåëÿ
Ìèêðîñõåìà LTC3863 ìîæåò ïðåîáðàçîâûâàòü ïîëîæèòåëüíîå âõîäíîå íàïðÿæåíèå
â äèàïàçîíå îò 3.5 äî 60 Â â îòðèöàòåëüíîå
âûõîäíîå îò –0.4 Â äî –150 Â. Â ñõåìå
èñïîëüçóåòñÿ òîïîëîãèÿ ñ îäíîé êàòóøêîé
è í ä ó ê ò è â í î ñ ò è , îä í è ì à ê ò è â í û ì P êàíàëüíûì MOSFET â êà÷åñòâå ïåðåêëþ÷àþùåãî ýëåìåíòà è îäíèì äèîäîì. Âûñîêèé
óðîâåíü èíòåãðàöèè ïîçâîëÿåò ñîçäàâàòü
ïðîñòûå ðåøåíèÿ ñ íåáîëüøèì êîëè÷åñòâîì
âíåøíèõ ýëåìåíòîâ.
Ïðåîáðàçîâàòåëü LTC3863 èìååò îòëè÷íûé ÊÏÄ ïðè ìàëûõ íàãðóçêàõ, ïîòðåáëÿÿ
âñåãî 70 ìêÀ, åñëè ïîëüçîâàòåëåì çàïðîãðàììèðîâàí ïóëüñèðóþùèé ðåæèì ðàáîòû.
Åãî àðõèòåêòóðà ñ ïîñòîÿííîé ÷àñòîòîé ØÈÌ
è ðåãóëèðîâàíèåì ïî ïèêîâîìó òîêó îáåñïå-
78
÷èâàåò áåçîòêàçíîå óïðàâëåíèå òîêîì êàòóøêè, ïðîñòóþ êîìïåíñàöèþ ïåòëè îáðàòíîé
ñâÿçè è ïðåâîñõîäíûå äèíàìè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè êîíòóðà óïðàâëåíèÿ. ×àñòîòà ïåðåêëþ÷åíèÿ ìîæåò ëèáî óñòàíàâëèâàòüñÿ â äèàïàçîíå îò 50 êÃö äî 850 êÃö ñ ïîìîùüþ âíåøíåãî ðåçèñòîðà, ëèáî çàäàâàòüñÿ èçâíå â äèàïàçîíå îò 75 êÃö äî 750 êÃö.  ìèêðîñõåìå
ïðåäóñìîòðåíà âîçìîæíîñòü ïðîãðàììíîãî
âûáîðà ðåæèìà ïóñêà – ñ ïëàâíûì îãðàíè÷åíèåì ñêîðîñòè íàðàñòàíèÿ èëè ñ îòñëåæèâàíèåì âíåøíåãî íàïðÿæåíèÿ. Ôóíêöèè îáåñïå÷åíèÿ áåçîïàñíîñòè âêëþ÷àþò çàùèòó îò
ïåðåíàïðÿæåíèÿ, ïåðåãðóçêè ïî òîêó, à òàêæå
îò êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ, âêëþ÷àÿ ðåæèì àäàïòèâíîãî ñíèæåíèÿ ÷àñòîòû.
Ïðåîáðàçîâàòåëü íàïðÿæåíèÿ 4.5
… 16 Â â –12 Â/1 À
Ïðèâåäåííàÿ íà Ðèñóíêå 1 ñõåìà ïðåîáðàçóåò âõîäíîå íàïðÿæåíèå â äèàïàçîíå îò 4.5
 äî 16  â âûõîäíîå –12  ñ òîêîì 1 À. Ïðèíöèï åå äåéñòâèÿ àíàëîãè÷åí îáðàòíîõîäîâîìó ïðåîáðàçîâàòåëþ: ïðè îòêðûòîì êëþ÷å
ýíåðãèÿ çàïàñàåòñÿ â êàòóøêå èíäóêòèâíîñòè, è îòäàåòñÿ ÷åðåç äèîä íà âûõîä, êîãäà
êëþ÷ çàêðûò, ñ òåì ëèøü îòëè÷èåì, ÷òî äëÿ
LTC3863 íå òðåáóåòñÿ òðàíñôîðìàòîð.
×òîáû ïðåäîòâðàòèòü ÷ðåçìåðíîå óâåëè÷åíèå òîêà, êîòîðîå ìîæåò âîçíèêíóòü ïðè çàêîðî÷åííîì âûõîäå âñëåäñòâèå ìèíèìàëüíîãî
ÑÕÅÌÛ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
100k
0.47µF 16 Â
RUN
CAP
VIN
16mW
PLLIN/MODE
390pF
SENSE
SS
0.1µF
27nF
Q1 D1
GATE
LTC3863
14.7k
100µF
20 Â
VIN
4.5 … 16 Â
33µF
16 Â
´2
L1
10µH
ITH
61.9k
+
CLKIN
10µF
25 Â
´2
+
45.3k
VOUT
–12 Â
150µF 1 À
16 Â
´2
1.21M
FREQ
SGND
VFBN
68pF
PGND
80.6k
VFB
D1: DIODES PDS540
L1: TOKO 919AS-100M
Q1: VISHAY SI7129DN-T1-GE3
Ðèñóíîê 1. Èíâåðòèðóþùèé ïðåîáðàçîâàòåëü èç âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ 4.5 … 16 Â ôîðìèðóåò
âûõîäíîå íàïðÿæåíèå –12 Â ïðè òîêå 1 À.
âðåìåíè âêëþ÷åíèÿ, ïðåîáðàçîâàòåëü ñíèæàåò ÷àñòîòó, êîãäà âûõîäíàÿ ìîùíîñòü
ñîñòàâëÿåò ìåíåå ïîëîâèíû îò íîìèíàëüíîãî çíà÷åíèÿ.
Ïðè ìàëûõ íàãðóçê àõ ìèêðîñõåìà
LTC3863, â çàâèñèìîñòè îò ïðîãðàììíîé óñòàíîâêè, ìîæåò ðàáîòàòü ëèáî â âûñîêîýôôåêòèâíîì ïóëüñèðóþùåì ðåæèìå, ëèáî ðåæèìå
ïðîïóñêà èìïóëüñîâ. Ïðè ðàáîòå â ïóëüñèðóþùåì ðåæèìå ïðåîáðàçîâàòåëü âûäàåò ðåäêèå èìïóëüñû ñ áîëåå âûñîêèì òîêîì, ïîñëå
÷åãî íà âðåìÿ, çàâèñÿùåå îò íàãðóçêè, ïåðåõîäèò â ñîñòîÿíèå ïîíèæåííîãî ïîòðåáëåíèÿ.
 ðåæèìå ïðîïóñêà èìïóëüñîâ ïðè ëåãêèõ
íàãðóçêàõ LTC3863 ïðîïóñêàåò èìïóëüñû. Â
ýòîì ðåæèìå êîìïàðàòîð ìîäóëÿòîðà ìîæåò
VSW
10 Â/ÄÅË
VSW
10 Â/ÄÅË
IL
1 À/ÄÅË
VOUT
50 ìÂ/ÄÅË
(ÇÀÊÐÛÒÛÉ
ÂÕÎÄ)
VOUT
50 ìÂ/ÄÅË
(ÇÀÊÐÛÒÛÉ
ÂÕÎÄ)
IL
1 À/ÄÅË
VIN = 5 Â
VOUT = –12 Â
IOUT = 1 À
1 ìêñ/ÄÅË
VIN = 5 Â
VOUT = –12 Â
IOUT = 30 ìÀ
Ðèñóíîê 2. Íàïðÿæåíèå ïåðåêëþ÷àþùåãî
óçëà, òîê êàòóøêè èíäóêòèâíîñòè è ïóëüñàöèè âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ïðåîáðàçîâàòåëÿ
5 Â/–12 Â ïðè òîêå íàãðóçêè 1 À.
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
1 ìêñ/ÄÅË
ÐÅÆÈÌ ÏÐÎÏÓÑÊÀ
ÈÌÏÓËÜÑÎÂ
Ðèñóíîê 3. Íàïðÿæåíèå ïåðåêëþ÷àþùåãî
óçëà, òîê êàòóøêè èíäóêòèâíîñòè è ïóëüñàöèè âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ïðåîáðàçîâàòåëÿ
5 Â/–12  ïðè òîêå íàãðóçêè 30 ìÀ â ðåæèìå
ïðîïóñêà èìïóëüñîâ.
ÑÕÅÌÛ
79
ðîí ïå÷àòíîé ïëàòû ýòà ñõåìà óìåùàåòñÿ íà
VSW
10 Â/ÄÅË
VOUT
50 ìÂ/ÄÅË
(ÇÀÊÐÛÒÛÉ
ÂÕÎÄ)
IL
1 À/ÄÅË
500 ìêñ/ÄÅË
VIN = 5 Â
VOUT = –12 Â
IOUT = 30 ìÀ
ÏÓËÜÑÈÐÓÞÙÈÉ ÐÅÆÈÌ
Ðèñóíîê 4. Íàïðÿæåíèå ïåðåêëþ÷àþùåãî
óçëà, òîê êàòóøêè èíäóêòèâíîñòè è ïóëüñàöèè âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ïðåîáðàçîâàòåëÿ
5 Â/–12  ïðè òîêå íàãðóçêè 30 ìÀ â ïóëüñèðóþùåì ðåæèìå.
îñòàâàòüñÿ îòêëþ÷åííûì â òå÷åíèå íåñêîëüêèõ öèêëîâ, çàñòàâëÿÿ âíåøíèé MOSFET
îñòàâàòüñÿ â çàêðûòîì ñîñòîÿíèè, ïðîïóñêàÿ
òåì ñàìûì ðàáî÷èå èìïóëüñû. Öåíîé õóäøåãî ïî ñðàâíåíèþ ñ ïóëüñèðóþùèì ðåæèìîì
ÊÏÄ ðåæèì ïðîïóñêà èìïóëüñîâ äàåò ïðåèìóùåñòâà, âûðàæàþùèåñÿ â ìåíüøèõ ïóëüñàöèÿõ íà âûõîäå, áîëåå íèçêèõ àóäèî-øóìàõ è
ñíèæåííîì óðîâíå ðàäèî÷àñòîòíûõ ïîìåõ.
Ïðè ðàçìåùåíèè êîìïîíåíòîâ ñ îáåèõ ñòîVSW
10 Â/ÄÅË
ïëîùàäè îêîëî 3.2 ñì2.
Íà Ðèñóíêå 2 ïîêàçàíû ãðàôèêè íàïðÿæåíèÿ â ïåðåêëþ÷àþùåì óçëå (VSW), òîêà
êàòóøêè èíäóêòèâíîñòè (IL) è ïóëüñàöèé
âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ –12 Â (VOUT) ïðè âõîäíîì íàïðÿæåíèè 5 Â è òîêå íàãðóçêè 1 À. Êîãäà
P-êàíàëüíûé MOSFET îòêðûò, êàòóøêà çàðÿæàåòñÿ (òîê âîçðàñòàåò), è ðàçðÿæàåòñÿ ÷åðåç
äèîä íà âûõîä, êîãäà òðàíçèñòîð çàêðûâàåòñÿ. Ðèñóíîê 3 äåìîíñòðèðóåò àíàëîãè÷íûå
âðåìåííûå äèàãðàììû äëÿ âûõîäíîãî òîêà
90 ìÀ â ðåæèìå ïðîïóñêà èìïóëüñîâ. Îáðàòèòå âíèìàíèå íà âûáðîñû íàïðÿæåíèÿ ïåðåêëþ÷àþùåãî óçëà âîêðóã óðîâíÿ 0 Â, âîçíèêàþùèå, êîãäà òîê êàòóøêè äîñòèãàåò íóëÿ.
Ðàáî÷èé ïåðèîä çàâåðøàåòñÿ, êîãäà òîê ñïàäåò äî íóëÿ. Íà Ðèñóíêå 4 ïðè òàêèõ æå ïàðàìåòðàõ íàãðóçêè ïðåäñòàâëåíû îñöèëëîãðàììû äëÿ ïóëüñèðóþùåãî ðåæèìà.  ýòîé ðàáî÷åé òî÷êå ïîòåðè ìîùíîñòè ñíèæàþòñÿ íà
36%, à ÊÏÄ âîçðàñòàåò ñ 72% äî 80%. Íà
Ðèñóíêå 5 ïðèâåäåíû îñöèëëîãðàììû, ñíÿòûå ïðè êîðîòêîì çàìûêàíèè âûõîäà. Â òàêîì
ðåæèìå ÷àñòîòà ïåðåêëþ÷åíèÿ óìåíüøàåòñÿ
äî 80 êÃö, ÷òîáû íå äîïóñòèòü ñëèøêîì áîëüøîãî óâåëè÷åíèÿ òîêà.
Âûñîêèé ÊÏÄ
Íà Ðèñóíêå 6 ïðèâåäåíû ãðàôèêè çàâèñèìîñòè ÊÏÄ îò òîêà íàãðóçêè äëÿ äâóõ ñëó÷àåâ
– ðåæèìà ïðîïóñêà èìïóëüñîâ è ïóëüñèðóþùåãî ðåæèìà. Èñêëþ÷èòåëüíî âûñîêîå çíà÷åíèå ÊÏÄ 89.3% äîñòèãàåòñÿ ïðè òîêå
90
IL
1 À/ÄÅË
85
80
75
ÊÏÄ (%)
VOUT
50 ìÂ/ÄÅË
(ÇÀÊÐÛÒÛÉ
ÂÕÎÄ)
70
65
60
VIN = 5 Â, ïóëüñèðóþùèé ðåæèì
VIN = 12 Â, ïóëüñèðóþùèé ðåæèì
VIN = 5 Â, ðåæèì ïðîïóñêà èìïóëüñîâ
VIN = 12 Â, ðåæèì ïðîïóñêà èìïóëüñîâ
55
5 ìêñ/ÄÅË
VIN = 5 Â
ÂÛÕÎÄ ÇÀÊÎÐÎ×ÅÍ
50
45
Ðèñóíîê 5. Íàïðÿæåíèå ïåðåêëþ÷àþùåãî
óçëà, òîê êàòóøêè èíäóêòèâíîñòè è ïóëüñàöèè âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ïðè âõîäíîì
íàïðÿæåíèè 5  è çàêîðî÷åííîì âûõîäå.
80
0.01
0.1
ÒÎÊ ÍÀÃÐÓÇÊÈ (À)
1
Ðèñóíîê 6. ÊÏÄ ñõåìû â íîðìàëüíîì è ïóëüñèðóþùåì ðåæèìàõ.
ÑÕÅÌÛ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
íàãðóçêè 1 À è âõîäíîì íàïðÿæåíèè 12 Â.
Îáðàòèòå âíèìàíèå, ÷òî ðàáîòà â ïóëüñèðóþùåì ðåæèìå ñóùåñòâåííî ïîâûøàåò ÊÏÄ
ïðè òîêàõ íàãðóçêè ìåíåå 0.1 À. À ïðè ëåãêèõ
íàãðóçêàõ â ðåæèìå ïðîïóñêà èìïóëüñîâ ÊÏÄ
âîçðàñòàåò åùå çàìåòíåå ïî ñðàâíåíèþ ñ
óðîâíÿìè, êîòîðûõ ìîæíî äîáèòüñÿ â ñèíõðîííîì ðåæèìå.
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
Çàêëþ÷åíèå
Ìèêðîñõåìà LTC3863 óïðîùàåò ñòðóêòóðó
ïðåîáðàçîâàòåëåé, ïðåîáðàçóþùèõ ïîëîæèòåëüíîå âõîäíîå íàïðÿæåíèå èñòî÷íèêà â
îòðèöàòåëüíîå. Îíà îòëè÷àåòñÿ ïðîñòîòîé,
âûñîêèì ÊÏÄ, è òðåáóåò âñåãî íåñêîëüêèõ
íåäîðîãèõ âíåøíèõ êîìïîíåíòîâ. ÐË
ÑÕÅÌÛ
81
Ïðîñòîé èíäèêàòîð
çàðÿäà áàòàðåè
íà äâóõöâåòíîì ñâåòîäèîäå
Einar Abell
EDN
Â
 ñòàòüå ïðåäëàãàþòñÿ äâà âàðèàíòà
èíäèêàòîðà, öâåò ñâå÷åíèÿ êîòîðîãî, ïî ìåðå
ðàçðÿäà áàòàðåè, èçìåíÿåòñÿ îò çåëåíîãî äî
êðàñíîãî. Ñóùåñòâóåò îãðîìíîå êîëè÷åñòâî
ñõåì, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ âûïîëíåíèÿ
òàêèõ ôóíêöèé, íî âñå èç íèõ, íà ìîé âçãëÿä,
ñëèøêîì ñëîæíû è äîðîãè. Äëÿ ìîåãî èíäèêàòîðà òðåáóåòñÿ âñåãî ïÿòü êîìïîíåíòîâ, îäèí
èç êîòîðûõ – äâóõöâåòíûé ñâåòîäèîä.
B+
R3
D2 çåëåíûé
10k
íåèçìåííûì, à íàïðÿæåíèå íà áàçå óìåíüøàåòñÿ, è â êàêîé-òî ìîìåíò âðåìåíè Q1
íà÷íåò ïðîâîäèòü òîê.  ðåçóëüòàòå ÷àñòü
òîêà ñòàíåò îòâåòâëÿòüñÿ â êðàñíûé ñâåòîäèîä D1, è ýòà äîëÿ áóäåò óâåëè÷èâàòüñÿ äî òåõ
ïîð, ïîêà â êðàñíûé ñâåòîäèîä íå ïîòå÷åò
âåñü òîê.
Äëÿ òèïè÷íûõ ýëåìåíòîâ äâóõöâåòíîãî
ñâåòîäèîäà ðàçëè÷èå â ïðÿìûõ íàïðÿæåíèÿõ
ñîñòàâëÿåò 0.25 Â. Èìåííî ýòèì çíà÷åíèåì
îïðåäåëÿåòñÿ îáëàñòü ïåðåõîäà îò çåëåíîãî
öâåòà ñâå÷åíèÿ ê êðàñíîìó. Ïîëíàÿ ñìåíà
öâåòà ñâå÷åíèÿ, çàäàâàåìàÿ ñîîòíîøåíèåì
ñîïðîòèâëåíèé ðåçèñòîðîâ äåëèòåëÿ R1 è R2,
ïðîèñõîäèò â äèàïàçîíå íàïðÿæåíèé
D1 êðàñíûé
R1
47k
Q1
R1 ö
æ
0.25 Â × ç1 +
÷.
è R2 ø
R2
10k
Ðèñóíîê 1. Áàçîâàÿ ñõåìà ìîíèòîðà íàïðÿæåíèÿ áàòàðåè.
Ïðîñòåéøèé âàðèàíò ïîêàçàí íà Ðèñóíêå
1. Åñëè íàïðÿæåíèå íà êëåììå B+ ðàâíî 9 Â,
áóäåò ñâåòèòüñÿ òîëüêî çåëåíûé ñâåòîäèîä,
ïîñêîëüêó íàïðÿæåíèå íà áàçå Q1 ðàâíî
1.58 Â, â òî âðåìÿ, êàê íàïðÿæåíèå íà ýìèòòåðå, ðàâíîå ïàäåíèþ íàïðÿæåíèÿ íà ñâåòîäèîäå D1, â òèïè÷íîì ñëó÷àå ñîñòàâëÿåò 1.8 Â, è
Q1 óäåðæèâàåòñÿ â çàêðûòîì ñîñòîÿíèè. Ïî
ìåðå óìåíüøåíèÿ çàðÿäà áàòàðåè íàïðÿæåíèå íà ñâåòîäèîäå D2 îñòàåòñÿ ïðàêòè÷åñêè
82
Ñåðåäèíà îáëàñòè ïåðåõîäà îò îäíîãî
öâåòà ê äðóãîìó îïðåäåëÿåòñÿ ðàçíîñòüþ
íàïðÿæåíèé íà ñâåòîäèîäå è íà ïåðåõîäå
áàçà-ýìèòòåð òðàíçèñòîðà è ðàâíà ïðèáëèçèòåëüíî 1.2 Â. Òàêèì îáðàçîì, èçìåíåíèå B+
îò 7.1 Â äî 5.8 Â ïðèâåäåò ê ñìåíå çåëåíîãî
ñâå÷åíèÿ íà êðàñíîå.
Ðàçëè÷èÿ â íàïðÿæåíèÿõ áóäóò çàâèñåòü îò
êîíêðåòíûõ êîìáèíàöèé ñâåòîäèîäîâ è, âîçìîæíî, èõ áóäåò íåäîñòàòî÷íî äëÿ ïîëíîãî
ïåðåêëþ÷åíèÿ öâåòîâ. Òåì íå ìåíåå, ïðåäëàãàåìóþ ñõåìó âñå ðàâíî ìîæíî èñïîëüçîâàòü,
âêëþ÷èâ äèîä ïîñëåäîâàòåëüíî ñ D2.
Íà Ðèñóíêå 2 ðåçèñòîð R1 çàìåíåí ñòàáèëèòðîíîì, â ðåçóëüòàòå ÷åãî îáëàñòü ïåðåõîäà ñòàíîâèòñÿ íàìíîãî áîëåå óçêîé. Äåëèòåëü
áîëüøå íå îêàçûâàåò âëèÿíèÿ íà ñõåìó, è
ïîëíàÿ ñìåíà öâåòà ñâå÷åíèÿ ïðîèñõîäèò ïðè
ÑÕÅÌÛ
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
B+
D2 çåëåíûé
R3
10k
D1 êðàñíûé
D3
Q1
R2
10k
Ðèñóíîê 2. Ñõåìà íà îñíîâå ñòàáèëèòðîíà.
èçìåíåíèè íàïðÿæåíèÿ B+ âñåãî íà 0.25 Â.
Íàïðÿæåíèå òî÷êè ïåðåõîäà áóäåò ðàâíî 1.2 Â
+ VZ. (Çäåñü VZ – íàïðÿæåíèå íà ñòàáèëèòðîíå, â íàøåì ñëó÷àå ðàâíîå ïðèìåðíî 7.2 Â).
Íåäîñòàòêîì òàêîé ñõåìû ÿâëÿåòñÿ åå
ïðèâÿçêà ê îãðàíè÷åííîé øêàëå íàïðÿæåíèé
ñòàáèëèòðîíîâ. Åùå áîëüøå óñëîæíÿåò ñèòóàöèþ òîò ôàêò, ÷òî íèçêîâîëüòíûå ñòàáèëèòðîíû èìåþò ñëèøêîì ïëàâíûé èçëîì õàðàêòåðèñòèêè, íå ïîçâîëÿþùèé òî÷íî îïðåäåëèòü, êàêèì áóäåò íàïðÿæåíèå VZ ïðè ìàëûõ
òîêàõ â ñõåìå. Îäíèì èç âàðèàíòîâ ðåøåíèÿ
ýòîé ïðîáëåìû ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíèå
ÐàäèîËîöìàí – ìàðò 2015
ðåçèñòîðà, âêëþ÷åííîãî ïîñëåäîâàòåëüíî ñî
ñòàáèëèòðîíîì, ÷òîáû èìåòü âîçìîæíîñòü
íåáîëüøîé ïîäñòðîéêè çà ñ÷åò íåêîòîðîãî
óâåëè÷åíèÿ íàïðÿæåíèÿ ïåðåõîäà.
Ïðè ïîêàçàííûõ ñîïðîòèâëåíèÿõ ðåçèñòîðîâ ñõåìà ïîòðåáëÿåò òîê ïîðÿäêà 1 ìÀ.
Ñî ñâåòîäèîäàìè ïîâûøåííîé ÿðêîñòè
ýòîãî äîñòàòî÷íî äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ ïðèáîðà âíóòðè ïîìåùåíèÿ. Íî äàæå òàêîé
íåáîëüøîé òîê âåñüìà çíà÷èòåëåí äëÿ 9âîëüòîâîé áàòàðåè, ïîýòîìó âàì ïðèäåòñÿ
âûáèðàòü ìåæäó äîïîëíèòåëüíûì ïîòðåáëåíèåì òîêà è ðèñêîì îñòàâèòü ïèòàíèå
âêëþ÷åííûì, êîãäà íåîáõîäèìîñòè â íåì
íåò. Ñêîðåå âñåãî, ïîñëå ïåðâîé âíåïëàíîâîé çàìåíû áàòàðåè âû ïî÷óâñòâóåòå ïîëüçó
îò ýòîãî ìîíèòîðà.
Ñõåìó ìîæíî ïðåîáðàçîâàòü òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû ïåðåõîä îò çåëåíîãî ê êðàñíîìó
ñâå÷åíèþ ïðîèñõîäèë â ñëó÷àå ïîâûøåíèÿ
âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ. Äëÿ ýòîãî òðàíçèñòîð
Q1 íàäî çàìåíèòü íà NPN è ïîìåíÿòü ìåñòàìè ýìèòòåð è êîëëåêòîð. À ñ ïîìîùüþ ïàðû
NPN è PNP òðàíçèñòîðîâ ìîæíî ñäåëàòü îêîííûé êîìïàðàòîð.
Ñ ó÷åòîì äîâîëüíî áîëüøîé øèðèíû ïåðåõîäíîé îáëàñòè, ñõåìà íà Ðèñóíêå 1 ëó÷øå
âñåãî ïîäõîäèò äëÿ 9-âîëüòîâûõ áàòàðåé, â òî
âðåìÿ êàê ñõåìà íà Ðèñóíêå 2 ìîæåò áûòü
àäàïòèðîâàíà äëÿ äðóãèõ íàïðÿæåíèé. ÐË
ÑÕÅÌÛ
83
Æóðíàë äëÿ òåõ, êòî èíòåðåñóåòñÿ ýëåêòðîíèêîé
Åñëè Âàì
íåáåçðàçëè÷íû òåìû:
ìèêðîêîíòðîëëåðû
àâòîìàòèçàöèÿ
ñèëîâàÿ ýëåêòðîíèêà
ñâåòîòåõíèêà
ÑÀÏÐ
èçìåðåíèÿ
èëè Âû ÿâëÿåòåñü íîñèòåëåì
ïåðåäîâûõ çíàíèé â äðóãèõ
îáëàñòÿõ ýëåêòðîíèêè è ãîòîâû èõ
ïîïóëÿðèçèðîâàòü ïðèãëàøàåì ê ñîòðóäíè÷åñòâó!
