Напряжение питания светодиодов
Несмотря на то что электрический параметр №1 для светодиода – это номинальный ток, часто для расчётов необходимо знать напряжение на его выводах. Под понятием «напряжение светодиода» понимают разницу потенциалов на p-n-переходе в открытом состоянии.
Оно является справочным параметром и вместе с другими характеристиками указывается в паспорте к полупроводниковому прибору. 3, 9 или 12 вольт… Часто в руки попадают экземпляры, о которых ничего не известно. Так как узнать падение напряжения на светодиоде?
Прекрасной подсказкой в этом случае является цвет свечения, внешняя форма и размеры полупроводникового прибора. Если корпус светодиода выполнен из прозрачного компаунда, то цвет его остаётся загадкой, разгадать которую поможет мультиметр.
Для этого переключатель цифрового тестера переводят в положение «проверка на обрыв» и щупами поочерёдно касаются выводов светодиода. У исправного элемента в прямом смещении будет наблюдаться небольшое свечение кристалла. Таким образом, можно сделать вывод не только о цвете свечения, но и о работоспособности полупроводникового прибора.
Светоизлучающие диоды разных цветов изготавливают из различных полупроводниковых материалов. Именно химический состав полупроводника во многом определяет напряжение питания светодиодов, точнее, падение напряжение на p-n-переходе.
В связи с тем, что в производстве кристаллов используют десятки химических соединений, точного напряжения для всех светодиодов одного цвета не существует. Однако есть определённый диапазон значений, которых зачастую достаточно для проведения предварительных расчетов элементов электронной цепи.
С одной стороны, размер и внешний вид корпуса не влияют на прямое напряжение светодиода. Но, с другой стороны. через линзу можно увидеть количество излучающих кристаллов, которые могут быть соединены последовательно. Слой люминофора в SMD светодиодах может скрывать целую цепочку из кристаллов.
Ярким примером является миниатюрные многокристальные светодиоды от компании Cree, падение напряжения на которых зачастую значительно превышает 3 вольта. В последние годы появились белые SMD светодиоды, в корпусе которых размещено 3 последовательно соединённых кристалла. Их часто можно встретить в китайских светодиодных лампах на 220 вольт.
Естественно убедиться в исправности LED-кристаллов в такой лампе при помощи мультиметра не удастся. Стандартная батарейка тестера выдаёт 9 В, а минимальное напряжение срабатывания трёхкристального белого светоизлучающего диода – 9,6 В. Также встречаются двухкристальная модификация с порогом срабатывания от 6 вольт.
Самые точные данные о прямом падении напряжения на светодиоде можно получить путём проведения практических измерений. Для этого понадобится регулируемый блок питания (БП) постоянного тока с напряжение от 0 до 12 вольт, вольтметр или мультиметр и резистор на 510 Ом (можно больше). Лабораторная схема для тестирования показана на рисунке.
Здесь всё просто: резистор ограничивает ток, а вольтметр отслеживает прямое напряжение светодиода. Плавно увеличивая напряжение от источника питания, наблюдают за ростом показаний на вольтметре. В момент достижения порога срабатывания светодиод начнёт излучать свет.
В какой-то момент яркость достигнет номинального значения, а показания вольтметра перестанут резко нарастать. Это означает, что p-n-переход открыт, и дальнейший прирост напряжения с выхода БП будет прикладываться только к резистору. Текущие показания на экране и будут номинальным прямым напряжением светодиода.
Если ещё продолжить наращивать питание схемы, то расти будет только ток через полупроводник, а разность потенциалов на нём изменится не более чем на 0,1-0,2 вольт. Чрезмерное превышение тока приведёт к перегреву кристалла и электрическому пробою p-n-перехода.
Если рабочее напряжение на светодиоде установилось около 1,9 вольт, но при этом свечение отсутствует, то возможно тестируется инфракрасный диод. Чтобы убедиться в этом, нужно направить поток излучения на включенную фотокамеру телефона. На экране должно появиться белое пятно.
В отсутствии регулируемого блока питания можно запитать светодиод «кроной» на 9 В. Также можно задействовать в измерениях сетевой адаптер на 3 или 9 вольт, который выдаёт выпрямленное стабилизированное напряжение, и пересчитать номинал сопротивления резистора.
Печатная плата логического пробника
Часто использование пробников даже более оправдано, чем измерительных приборов, поскольку бывает достаточно проконтролировать лишь наличие сигнала, а его точное значение и параметры необязательно
Получается, что в подобных ситуациях точная измерительная техника только зря отнимает внимание и время
Пробник может использоваться для настройки или наладки цифровых радиоэлектронных устройств, и проверки, есть ли сигнал на входе и выходе того или иного прибора (например для различных мигалок, мультивибраторов, сирен). Он имеет небольшие габариты, у меня тестер поместился в коробочке из-под тик-так.
Логический пробник позволяет отображать состояние логического нуля и логической единицы, наличие импульса и превышение допустимого уровня логического сигнала. Информация выдается на 2 светодиода зеленого ( 1 ) и красного ( 0 ) цвета. Пробник может требовать небольших настроек резистором R5. Я использовал микросхему К561ЛА7, у кого таких нет, то рядом со схемой написаны аналоги микросхем, которые можно использовать. Но именно ЛА7, по моему мнению, лучше всего использовать. Пробник работает от 3 до 15 вольт.
Пользоваться им довольно легко. Нужно подключиться крокодильчиками к плюсу и минусу платы, которую нам нужно диагностировать. Затем щупом касаться до контрольных точек и смотреть, есть ли сигнал на выходе микросхем. Светодиоды на пробнике должны переключаться между собой с той частотой, которую выдает генератор импульсов.
Если импульсов нет, то на вход микросхемы не подается сигнал или микросхема вышла из строя. Если кто не знает что такое контрольные точки — это те точки, из которых выходит сигнал из микросхемы, они обозначаются кружочком.
Методы
Способы тестирования зависят от того, с какой целью оно выполняется. Для проверки целостности кабеля на предмет обрыва или электрической связи между его жилами (короткого замыкания) прозвонку можно осуществить тестером на основе батарейки и лампочки или же воспользоваться для этой цели мультиметром. Последний предпочтительнее.
Несмотря на то, что цена мультиметра выше, чем примитивного устройства, рекомендуем купить его, в хозяйстве этот прибор всегда пригодится.
Простейшее устройство для прозвонки электрического кабеля
Для проверки кабеля мультиметр должен быть включен в соответствующем режиме (изображение диода или зуммера).
Мультиметр, переведенный в режим прозвонки
Методика тестирования следующая:
При проверке провода на обрыв тестер подключается к его концам так, как это показано на рисунке. Если кабель целый – лампочка будет светиться (при тестировании мультиметром раздастся характерный звуковой сигнал).
Проверка на обрыв
Пояснения к рисунку:
- A –электрокабель;
- B – жилы кабеля;
- С – источник питания (батарейка);
- D – лампочка.
Если кабель уже уложен, то с одной его стороны необходимо соединить жилы вместе и прозвонить провода на другом конце;
Второй вариант проверки силового кабеля
когда проверяется наличие электрической связи между жилами кабеля, щупы тестера подключают к разным проводам. В отличие от предыдущего примера, скручивать жилы с другой стороны не требуется. Если между проводами нет короткого замыкания, лампочка гореть не будет (при тестировании мультиметром не раздастся звуковой сигнал).
Самодельные устройства
Индикатор напряжения является обязательным атрибутом в работе электрика. А что делать, когда в наличии не оказалось заводского тестера и необходимо проверить наличие напряжения в сети? Можно сделать пробник своими руками. Перед тем, как сделать индикатор напряжения, нужно еще раз повторить его схему. Контактное жало индикатора подключено к резистору, он нужен чтобы ограничивать ток, протекающий через тело человека, до безопасной величины, тот, в свою очередь, к неоновой лампочке, а она подключена к контактной пластине, которую замыкают пальцем во время работы.
В качестве элемента сопротивления для большей безопасности (чтобы избежать электрического удара при работе с высоким напряжением) рекомендуется применить или один резистор на 1 МОм или если такого нет, два резистора с номинальной величиной для каждого не менее 500 кОм, которые соединяются последовательно. В качестве светового элемента можно использовать любую газоразрядную индикаторную лампу, допускается даже использование неоновой лампы от стартера, который работает в комплекте с люминесцентными лампами-трубками.
Жалом может служить кусочек тонкой стальной проволоки или спицы. Для замыкающего контакта на рукоятке подойдет любая тонкая металлическая пластинка. Все эти элементы соединяются (спаиваются) в последовательности, описанной выше. Например, прозрачная авторучка или фломастер с тонкими стенками (можно прорезать отверстие в корпусе под лампу, если он непрозрачный). Зная, как работает индикаторная отвертка, вполне возможно сделать ее самому.
Если же проверить электрическую цепь на наличие напряжения нужно срочно, и нет времени возиться с паяльником и сложной конструкцией, можно применить еще более простой способ. Для него понадобится только лампочка от стартера и достаточно высокоомный резистор. К одному из контактов лампы прикручивается резистор и самодельный индикатор напряжения готов!
Достаточно лишь взяться за контакт резистора (другим контактом он прикручен к лампе), а свободный контакт лампы выступит в качестве жала данной самоделки. Им нужно дотронуться до проверяемого кабеля. Если провод находится под напряжением, лампочка загорится. Данный пробник подойдет в качестве временного средства, когда под рукой не окажется магазинного тестера.
Простая схема индикатора
Схема с применением транзисторных элементов и сопротивлений используется в указателях, работающих с постоянным и переменным напряжением до 600 вольт. Подобная конструкция несколько сложнее, сравнительно с индикаторной отверткой, однако добавление деталей делает указатель напряжения на светодиодах универсальным инструментом. Его можно совершенно безопасно использовать для проверки напряжения в диапазоне от 5 до 600 вольт.
На представленной схеме хорошо просматривается полевой транзистор VT2, который служит основой всей конструкции индикатора. Срабатывание устройства зависит от порогового значения напряжения, зафиксированного разностью потенциалов в положении затвор-исток.
Величина максимально возможных сетевых напряжений находится в зависимости от падения потенциала в позиции сток-исток. По своей сути этот транзистор является своеобразным стабилизатором тока. Транзистор VT1 является биполярным, используемым для обратной связи и поддержки заданных параметров.
Самодельный индикатор функционирует следующим образом. Когда на вход подается напряжение, в контуре появляется электрический ток. Его величина зависит от сопротивления R2 и напряжения биполярного транзистора VT1 в переходе база-эмиттер. Свечение маломощного светодиода вполне возможно при стабилизирующем токе в 100 мкА. При напряжении в база-эмиттер около 0,5 вольт, сопротивление R2 должно находиться в пределах от 500 до 600 Ом. От возможных скачков тока светодиод защищен неполярным конденсатором С, емкость которого составляет 0,1 мкФ.
Мощность резистора R1 составляет 1 Мом, что вполне достаточно для использования его в качестве нагрузки транзистора VT1. При работе с постоянным напряжением диод VD выполняет защитную функцию и проверку полюсов. Когда проверяется переменное напряжение, этот диод становится выпрямителем и служит для срезания отрицательной полуволны. Величина его обратного напряжения составляет не менее 600 вольт. Сам светодиод HL следует выбирать с наибольшей яркостью, чтобы сигнал был заметен даже при минимальном токе.
Схемы пробников для прозвонки монтажа
Главная Схемы Музыка Файлы Contact me. Проверяя электрическую схему станка в шумных цехах не совсем удобно пользоваться измерительными приборами, приходиться одновременно держать щупы прибора, смотреть на его показания и еще щёлкать переключателем режима работ. Хотя, дело-то в общем не в лампочке а в том, кто ее держит — напортачить можно и с указателем напряжения и с поверенным прибором, если он находиться в руках безответственного работника или того кто не умеет с ним обращаться должным образом. Для безопасного использования контрольная лампа конструктивно должна быть заключена в футляр из изоляционного материала, прозрачного или с прорезью для прохождения светового сигнала. Проводники должны быть гибкими, надежно изолированными, длиной не более 0. Для изготовления простого и лёгкого в повторении варианта «контрольки»: берем две лампы V 15W для холодильника, спаиваем их последовательно между собой, в качестве проводников можно использовать щупы от мультиметра с пластмассовыми держателями на концах, провода в которых желательно заменить более качественными. Фланцы на таких щупах предотвращают возможность попадания пальцев на открытые концы щупов и токопроводящие части установок.
Наглядное пособие по устройству микросхемы
Автора всегда восхищала работа микросхем. Как пластина, некоторые участки которой преднамеренно загрязнены, управляет электронами? И тут внезапно кто-то придумывает наглядное пособие, которое делает принцип действия микросхемы максимально понятным. Именно это произошло на ярмарке самодельщиков в области залива Сан-Франциско. На стенде «Приоткрываем кремний» Windell Oskay, Lenore Edman, Eric Schlepfer, John McMaster и Ken Shirriff взяли 50-летнюю микросхему и вскрыли её корпус, чтобы любой проходящий мимо и заметивший необычный экспонат мог спросить, что это такое. Микросхема μL914 фирмы Fairchild содержит два элемента ИЛИ-НЕ, и она очень проста, а участки её структуры просто огромны. John McMaster давно занимается вскрытием микросхем и выкладывает результаты на свой сайт. В этот раз, помимо μL914, он вскрыл ещё и ATmega328, и на стенде микроконтроллер мигал светодиодами в таком виде. Посетители могли рассмотреть кристаллы обеих микросхем в микроскоп, но увидеть — это одно, а понять — другое. И вот что помогало им разобраться, на что же они смотрят:
Многослойная структура из нарезанного лазером оргстекла изображает электроды единичного транзистора. По условным цветовым обозначениям и геометрическим формам легко найти шесть транзисторов в полной модели микросхемы μL914. Теперь по проводникам можно понять, что с чем соединено.
Автору в устройстве этой микросхемы особенно понравились резисторы. Один из видов примесей превращает соответствующий участок кристалла в резистор, но что определяет его сопротивление? Оказывается, не концентрация примеси (она тоже влияет, но так регулировать сопротивление непрактично), а толщина и ширина. Поэтому резисторы в микросхеме отличаются друг от друга шириной, и снизу справа на модели показан очень широкий резистор. Наконец, ещё один экспонат на стенде представляет собой огромную действующую модель микросхемы на дискретных транзисторах, где все элементы расположены так же, как на оригинальной топологии. И всё работает, что доказывает правильность проведённого реверс-инжиниринга.
Разработчики наглядного пособия сняли о нём видео, которое не только интересно посмотреть. Оно вдохновляет на изготовление подобных пособий по устройству несложных микросхем.
Руководство по изготовлению
Собрать схему с использованием светового или звукового индикатора для своего авто можно в домашних условиях. Если у вас есть опыт в электротехнике, то это задача не займет много времени. Но даже если вы никогда прежде не занимались выполнением таких работ, то в этом нет ничего сложного. Главное — это правильно соединить все элементы схемы и подключить их к бортовой сети.
Рассмотрим пример сборки индикатора для определения напряжения аккумулятора авто. Вместо десяти отдельных диодных элементов, которые отмечены на схеме, мы будем использовать цельный индикатор, поскольку он занимает не так много места.
Что понадобится?
Что приготовить перед тем, как приступить к процессу:
- сама схема, в нашем примере используется LM 3914;
- диодная планка, рассчитанная на 10 сегментов, можно использовать Kingbright DC-763HWA;
- блок питания с возможностью регулировки от 10 до 15 вольт;
- резисторы.
Этапы
Вкратце рассмотрим инструкцию по изготовлению устройства:
- В первую очередь, печатную плату необходимо очистить от пыли. Проследите за тем, чтобы этот компонент был чистым, на нем не должно быть следов подгорания, в противном случае это может привести к неработоспособности девайса в будущем.
- На готовой к использованию плате необходимо собрать все компоненты в соответствии с приведенной схемой. Для пропайки элементов используйте паяльник с расходными материалами. Все без исключения составляющий части девайса должны быть зафиксированы как можно более прочно. Если крепление резисторов и диодной планки будет слабым, то конструкция со временем может разболтаться в результате вибраций, соответственно, работоспособность девайса будет нарушена.
- Для большего удобства и обеспечения более компактной сборки устройства правый резисторный элемент нужно обрезать.
- После того, как все составляющие на плате будут установлены, осуществляется настройка системы. Для этого на плату нужно подать напряжение величиной 10.5 вольт и произвести регулировку правого подстроечника. Вам нужно добиться того, чтобы включилась первая диодная полоска на устройстве.
- Затем на устройство нужно подать 15-вольтовое напряжение и произвести регулировку девайса таким образом, чтобы начала гореть последняя полоска на плате. Помните о том, что гореть должны не все полоски, а только одна из них.
- Далее, вам остается только установить изготовленный девайс в любом удобном для вас месте и подключить его к бортовой сети. В частности, если вы делали девайс для определения заряда АКБ, то лучше будет подключить его на участке цепи, который соединен непосредственно с аккумулятором.
- Чтобы удостовериться в том, что устройство функционирует правильно, вам необходимо с помощью мультиметра проверить заряд самой аккумуляторной батареи. После чего сопоставить эти цифры с делением на шкале 10-сегментного индикатора. Если заряд АКБ полный, то должна гореть последняя полоска, если средний — то диодная лампочка посредине индикатора, а если заряд минимальный — то первая лампа.
Плата для сборки устройства
Цена вопроса
Если вы хотите установить в свой автомобиль индикатор напряжения, то можно купить уже готовый цифровой девайс. Стоимость более-менее качественного устройства будет начинаться от 250 рублей. На рынке можно встретить варианты, цена которых составляет 1500 тысячи руб., но такие цифровые девайсы дополнительно оснащаются разными регуляторами, к примеру, температуры в салоне.
Вариант для автомобиля
Раньше в различных «контрольках» автоэлектриков в качестве индикатора применялась маломощная лампочка 12 Вольт. С ее помощью осуществлялась проверка напряжения в различных частях бортовой сети автомобиля. Сейчас в большинстве промышленных и самодельных индикаторов 12 В используются светодиоды.
Конструкция таких приборов практически ничем не отличается от первого рассмотренного индикатора. Чтобы переделать первый указатель на 12 В, нужно исключить простой диод или заменить его на двухцветный LED. Гасящий резистор при 12 В должен иметь сопротивление 680 Ом.
Так выглядит применение светодиодов в индикаторах различного назначения. Однако на основе LED можно сделать множество других устройств, которые будет отличать простота, экономия и надежность. Индикаторные и сверхъяркие светодиоды можно применить для освещения или подсветки разных объектов. Используя LED в качестве источника опорного напряжения, можно построить параметрический стабилизатор напряжения.
Прозвонка кабеля измерительными устройствами.
Для прозвонки кабеля существует достаточное количество специализированных пробников и устройств, однако на практике чаще всего применяют прозвонку, телефонные трубки, стрелочные или цифровые измерительные приборы.
Если работы по монтажу кабеля предполагается выполнять часто, то смысл в приобретении специализированных приборов есть. Если же работы будут выполняться редко, то предпочтительней воспользоваться более простыми и дешевыми устройствами такими как телефонные трубки или прозвонка.
В рамках этой статьи рассмотрим как прозванивать кабель с помощью прозвонки, мультиметра и телефонных трубок.
Поиск жил кабеля прозвонкой.
Прозвонка состоит из источника напряжения, лампы, двух измерительных щупов и представляет собой простейший пробник. Прозвонку можно изготовить из двух пальчиковых батареек, лампы накаливания с рабочим напряжением 2,5 В и отрезков монтажного провода.
Один вывод лампы припаивают, например, к положительному полюсу батарейки, ко второму выводу лампы припаивают щуп, выполненный из отрезка медного провода. К отрицательному полюсу батарейки припаивают второй щуп, состоящий из отрезка гибкого провода с насадкой типа «крокодил» на конце. Можно обойтись и без крокодильчика, но тогда в процессе прозвонки одна рука будет всегда занята, так как ей придется держать щуп и жилу кабеля.
При касании щупами металлической поверхности или замыкании щупов между собой лампа загорается. Вот и весь принцип работы прозвонки.
Источник
Что такое цифровой двойник?
Существует множество определений и вариантов понимания цифрового двойника. С одной стороны, цифровой двойник может рассматриваться как принцип проектирования, выстроенный на основе иерархии геометрических, системных и инженерных моделей. С другой, как виртуальное представление продукта или процесса, которое позволяет моделировать и прогнозировать характеристики производительности физического аналога.
Для себя мы определили, что цифровой двойник – это обучаемая система, состоящая из комплекса математических моделей разного уровня сложности, уточняемая по результатам натурных экспериментов, позволяющая получить первый натурный образец изделия, соответствующий требованиям технического задания, а также предсказывающая его поведение на всем жизненном цикле.
Поиск места обрыва
После того, как был обнаружен обрыв в электропроводке, необходимо локализировать место, где это произошло. Для прозвонки в этом случае можно использовать тон генератор, например такой как Cable Tracker MS6812R или TGP 42. Такие устройства позволяют с точностью до сантиметра установить место обрыва, а также определить трассу скрытой проводки, помимо этого приборы имеют и другие полезные функции.
Модель MS6812R
Приборы данного типа включают в себя генератор звукового сигнала и датчик, присоединенный к наушнику или динамику. При приближении датчика к месту обрыва пар кабеля UTP или жил электропроводки тональность звукового сигнала меняется. Когда производится тоновая прозвонка, перед подключением звукового генератора необходимо обесточить проводку, в противном случае прибор выйдет из строя.
Заметим, что при помощи этого прибора можно прозванивать как силовые, так и слаботочные кабеля, например, проверить целостность витой пары, радио проводки или линий связи. К сожалению, такие устройства не позволят определить правильность подключения, для этой цели применяется специальное оборудование – кабельные тестеры.
Несколько слов об окружающих нас емкостях
Как работает емкостный индикатор напряжения? Чтобы понять это, давайте вернемся на мгновение к электрической теории цепей и вспомним, как функционирует конденсатор. Он имеет два проводника, или пластины, разделенные диэлектриком. Многие думают, что конденсаторы – это отдельные элементы электронных схем, но в действительности мир заполнен конденсаторами, присутствия которых мы обычно просто не замечаем. Вот пример. Предположим, что вы стоите на ковре, покрывающем бетонный пол прямо под горящим светильником с напряжением 220 В. Хотя вы этого и не ощущаете, но ваше тело проводит очень небольшой (порядка микроампера) переменный ток, так как оно является частью цепи, состоящей из двух последовательно включенных конденсаторов. Двумя пластинами первого конденсатора являются нить накала в электролампочке и ваше тело. Диэлектриком – воздух (и, возможно, ваша шляпа) между ними. Пластинами второго конденсатора являются ваше тело и бетонный пол (он достаточно хороший проводник).
Диэлектрик второго конденсатора – это ковер плюс ваши ботинки и носки. Поскольку бетонный пол хорошо заземлен, как и нулевой провод питающей сети, к цепи из двух этих последовательных конденсаторов приложено напряжение в 220 В.
Логические КМОП (КМДП) элементы «И»
Схема логического элемента «И-НЕ»
на КМОП микросхемах практически совпадает с упрощенной
схемой «И» на ключах с электронным управлением, которую мы рассматривали ранее. Отличие заключается в том, что
нагрузка подключается не к общему проводу схемы, а к источнику питания. Принципиальная схема логического элемента
«2И-НЕ » , выполненного на комплементарных МОП транзисторах
(КМОП), приведена на рисунке 3.
В этой схеме можно было бы применить в верхнем плече обыкновенный ,
однако при формировании низкого уровня сигнала схема постоянно потребляла бы ток. Вместо этого, в качестве нагрузки
используются p-МОП транзисторы. Эти транзисторы образуют активную нагрузку. Если на выходе требуется сформировать
высокий потенциал, то транзисторы открываются, а если низкий — то закрываются.
В приведённой на рисунке 2 схеме логического КМОП-элемента «И», ток от источника питания на выход
КМОП-микросхемы будет поступать через один из транзисторов, если хотя бы на одном из входов (или на обоих сразу)
будет присутствовать низкий потенциал (уровень логического нуля). Если же на обоих входах логического КМОП-элемента
«И» будет присутствовать уровень логической единицы, то оба p-МОП транзистора будут закрыты и на выходе
КМОП микросхемы сформируется низкий потенциал. В этой схеме, так же как и в схеме, приведенной на рисунке 1,
если транзисторы верхнего плеча будут открыты, то транзисторы нижнего плеча будут закрыты, поэтому в статическом
состоянии ток КМОП-микросхемой от источника питания потребляться не будет.
Условно-графическое изображение КМОП логического элемента «2И-НЕ» показано на рисунке 4, а таблица истинности
приведена в таблице 1. В таблице 1 входы обозначены как x 1 и x 2, а выход — F .
Таблица 1. Таблица истинности КМОП-микросхемы, выполняющей
«2И-НЕ»
| x1 | x2 | F |
|---|---|---|
| 1 | ||
| 1 | 1 | |
| 1 | 1 | |
| 1 | 1 |
параллельное соединение
В схеме КМОП логического элемента «2ИЛИ-НЕ» в
качестве нагрузки используются последовательно включенные p-МОП транзисторы. В ней ток от источника питания на выход КМОП микросхемы будет
поступать только если все транзисторы в верхнем плече будут открыты, т.е. если сразу на всех входах будет присутствовать низкий потенциал
(). Если же хотя бы на одном из входов
будет присутствовать уровень логической единицы, то верхнее плечо двухтактного каскада, собранного на КМОП транзисторах, будет закрыто и ток
от источника питания поступать на выход КМОП-микросхемы не будет.
Таблица истинности логического элемента «2ИЛИ-НЕ» , реализуемая КМОП микросхемой, приведена в таблице 2, а
условно-графическое обозначение этих элементов приведено на рисунке 6.
Таблица 2. Таблица истинности МОП микросхемы, выполняющей логическую функцию «2ИЛИ-НЕ»
| x1 | x2 | F |
|---|---|---|
| 1 | ||
| 1 | ||
| 1 | ||
| 1 | 1 |
В настоящее время именно КМОП-микросхемы получили наибольшее развитие. Причём наблюдается постоянная
тенденция к снижению напряжения питания данных микросхем. Первые серии КМОП-микросхем, такие как К1561
(иностранный аналог C4000В) обладали достаточно широким диапазоном изменения напряжения питания (3..18В).
При этом при понижении напряжения питания у конкретной микросхемы понижается её предельная частота работы.
В дальнейшем, по мере совершенствования технологии производства, появились улучшенные КМОП-микросхемы с
лучшими частотными свойствами и меньшим напряжением питания, например, SN74HC.
↑ Порядок работы
А проще некуда. Имеем два щупа. Конструктивно щуп X2 выходит из корпуса в виде жесткой спицы, а Х1 — в виде провода с некоторым запасом и заканчивается зажимом типа «крокодил». На корпусе установлены два светодиода: зеленый и красный. При замыкании щупов (прозвонка) загорается зеленый. Если имеется какое-то сопротивление, то по интенсивности свечения зелёного светика это будет заметно. Красный в это время не горит.
Если на щупы прикладывается какое-то напряжение, то горят оба светодиода. При этом, при проверке постоянного напряжения, индикация будет только при верном подключении: полюс к щупу X2. Фазный провод определяется следующим образом: щуп X1 берем в руку, а щупом Х2 касаемся исследуемой цепи. Если светодиод горит, значит тут фаза.
Работает пробник от двух батареек, можно применить мелкие «таблетки» и сохраняет работоспособность в течение пары лет.
Фотка не моя!
Готового пробника в настоящий момент нету, но на выходных постараюсь сделать и приложить фотки. Пока вот нашел фотки в Сети, думаю, суть понятна.
Микросхемотехника
Радиотехника для начинающих
Это часть микроэлектроники, которая занимается исследованиями и разработкой электрических структурных построений цепей в интегральных микросхемах. Они представляют собой микроэлектронные изделия, выполняющие функции преобразования, обработки сигналов и накопления информации.
Важно! Микросхемы имеют высокую плотность соединённых элементов на площади в несколько мм2. Их элементы не могут быть отделены от кристалла и подложки
Микросхемотехника
Проектированием и монтажом интегральных микросхем (ИМ) занимаются схемотехники. ИМ бывают нескольких видов:
- плёночные – все элементы и межэлементные компоненты выполнены в виде плёнок;
- гибридные – содержат кристаллы;
- аналоговые – предназначены для обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции;
- цифровые – обработка сигналов по закону дискретной функции.
Самодельные приборы
Как известно для диагностики устройств, выполненных на логических элементах, применяют специальные приборы- логические пробники, показывающие уровни логических сигналов- «ноль» или «единица».Чаще всего индикация логического уровня осуществляется при помощи отдельных светодиодов, но гораздо удобнее использовать семисегментный индикатор, который будет показывать или «0» или «1». Схема такого логического пробника показана на рисунке.
Данный пробник отражает три состояния: сигнал лог.1, сигнал лог.0 и отсутствие какого либо цифрового сигнала. Информация выводится на индикатор АЛС324. Питается устройство от источника постоянного тока напряжением 9 Вольт.
Для усиления входного сигнала служит элемент DD1.1 и DD1.3 микросхемы DD1, элемент DD1.2 используется в качестве устройства сравнения. Транзистор VT1 выполняет роль ключа. Так как для питания микросхемы необходимо 5 вольт, то в схеме применен стабилитрон VD1 на 5 Вольт.
Работа пробника
Подадим на вход пробника сигнал лог1. Транзистор VT1 откроется в результате чего на входе 9 элемента DD 1.2 появится сигнал лог.0, а состояние элементов DD 1.1 и DD 1.3 не изменится и соответственно на выходе 1 элемента DD 1.3 будет лог.1. Так как на входе 8 элемента DD 1.2 лог.1, на входе 9 — лог.0, то выходе 10 появится лог.1 и сегмент «g» индикатора погаснет. В результате чего на индикаторе останутся гореть только сегменты «b» и «c» изображая единицу.
Теперь подадим на вход пробника лог.0. В этом случае транзистор VT1 будет находиться в запертом состоянии, а элементы DD 1.1 и DD 1.3 сменят свое состояние на противоположное, и как следствие на выходе 1 элемента DD 1.3 и выходе 8 элемента DD 1.2 появится лог.0. В результате чего на индикаторе будут гореть сегменты «a», «b», «c», «d», «e», «f» изображая логический ноль.
Если же на входе пробника будет отсутствовать какой-либо цифровой сигнал, то транзистор VT1 будет заперт и соответственно на входе 9 элемента DD 1.2 будет высокий уровень. Такой же уровень будет и на входах 5 и 6 элемента DD 1.1, что в свою очередь приведет к появлению на выходе 1 элемента DD 1.3 высокого уровня. В результате на индикаторе будут гореть сегменты «b», «c», «g».
Настройка. Так как резистор R11 и стабилитрон VD1 являются стабилизатором напряжения, то следует выставить при помощи резистора R11 напряжение в 5 вольт. Резистором R3, при отсутствии сигнала на щупах, устанавливают свечение сегмента «g».
О деталях. Транзистор КТ601, КТ603, КТ608. Индикатор АЛС324Б или аналогичный индикатор с общим анодом, например, АЛС321Б или АЛС338Б. Стабилитрон КС156А или КС147А.
Прозвонка кабеля индикаторным устройством с лампочкой
Для этого понадобится любой элемент питания, батарейка на 1,5; 4,5 или 9 Вольт, провода с зажимами типа «крокодил» и лампа под соответствующее напряжение.
Сборка схемы и порядок использования:
- К клемам элемента питания припаивают провода;
- В разрыв одного из проводов, полярность не имеет значения, подключают светодиод или лампу;
- Процесс прозвонки производится аналогичным методом, как и тестером или мультиметром. В этом случае, при целостности проводника, вместо отклонения стрелки или показания на жидкокристаллическом дисплее, будет светиться лампочка.
Такой индикаторный прибор позволяет тестировать кабели на расстояния нескольких сотен метров, в зависимости от состояния зарядки батареи.
Схема подключения индикаторного прибора с лампочкой для прозвонки кабеля.
