kategorier: Utvalda artiklar » Praktisk elektronik
Antal visningar: 35233
Kommentarer till artikeln: 0

Legendariska analoga chips

 

Legendariska analoga chipsBland de många chips som presenteras på den moderna marknaden för mikroelektroniska komponenter finns det verkliga legender som med rätta har fått sitt höga rykte. I den här artikeln kommer vi att fokusera på fyra sådana legendariska analoga mikrokretsar, nämligen: NE555, A741, TL431 och LM311.


Integrerad timer NE555

Analog integrerad krets NE555 är en universell timer. Den tjänar framgångsrikt i många moderna elektroniska kretsar för att producera repetitiva eller enkla pulser med konstant tidsegenskaper. Chippen är i huvudsak asynkron RS triggermed specifika ingångströsklar som är exakt definierade av interna analoga komparatorer och en exakt spänningsdelare.

Mikrokretsens integrerade struktur inkluderar 23 transistorer, 16 motstånd och 2 dioder. NE555 finns fortfarande i olika paket, men det är mest populärt i DIP-8 och SO-8 fall, och det är i denna form som det finns på många brädor. Inhemska tillverkare tillverkar analoger av denna timer under namnet KR1006VI1.

Integrerad timer NE555

Historien för NE555-chipet började 1970, då Hans Kamensind, anställd i det amerikanska mikroelektroniska företaget Signetics, en specialist inom PLL-kretsar, felsökte en PLL med en VCO, vars frekvens nu var oberoende av spänning, avfyrade på grund av den ekonomiska krisen.

Denna utveckling kallades senare NE566 och innehöll alla element i den framtida NE555-timer, inklusive komparatorer, spänningsdelaretrigger och key. Kretsen kan generera triangulära pulser med amplituden inställd av den interna avdelaren och med frekvensen inställd av den externa RC-kretsen.

Hans Kamensind sålde sin utveckling till Signetics och erbjöd sig sedan att förfina den till den väntande multivibratorn - en enda pulsgenerator. Idén stöds inte omedelbart, men Signetics försäljningschef, Art Fury, insisterade och projektet godkändes, det framtida chipet kallades NE555 (NE från SigNEtics).

Förfining och felsökning av timern tog flera månader, och slutligen 1971 började försäljningen av NE555 i ett åtta-stift fall till ett pris av 75 cent. Idag finns funktionella analoger av den ursprungliga NE555 tillgängliga i en mängd bipolära och CMOS-versioner av nästan alla större tillverkare av elektroniska komponenter.

Tänk nu på syftet med slutsatserna med den integrerade NE555-timer, detta gör att läsaren kan förstå orsaken till att detta chip har vunnit enorm popularitet både bland specialister och bland amatörradioentusiaster.

stifttilldelning av den integrerade timern NE555
  • Den första slutsatsen är jorden. Den är ansluten till den negativa kabeln i strömkällan.

  • Den andra slutsatsen är utlösaren. När spänningen i denna stift är lägre än 1/3 av matningsspänningen, startar timern. Samtidigt överskrider den ström som förbrukas av denna ingång inte 500 nA.

  • Den tredje slutsatsen är vägen ut. När timern är på är spänningen vid denna terminal 1,7 volt mindre än matningsspänningen, och den maximala strömmen för denna terminal når 200 mA.

  • Den fjärde slutsatsen återställs. När en lågspänning matas till denna utgång, under 0,7 volt, återgår mikrokretsen till sitt ursprungliga tillstånd. Om en återställning under drift i kretsen inte krävs, är denna utgång helt enkelt ansluten till plus för mikrokretsens strömkälla.

  • Den femte slutsatsen är kontrollen. Denna utgång är under referensspänning och är ansluten till den första komparatorns inverteringsingång.

  • Den sjätte slutsatsen är tröskeln, stopp. När en spänning som är högre än 2/3 av matningsspänningen matas till denna utgång kommer timern att stanna och dess utgång kommer att placeras i ett lugnt tillstånd.

  • Den sjunde slutsatsen är ansvarsfrihet. När utgångsnivån för mikrokretsen är låg är denna stift inuti mikrokretsen ansluten till marken, och när utgången från mikrokretsen är hög kopplas denna stift från marken. Denna stift kan motstå strömmar upp till 200 mA.

  • Den åttonde slutsatsen är näring. Denna stift är ansluten till den positiva tråden i mikrokretsens strömkälla, vars spänning kan vara från 4,5 till 16 volt.

NE555

NE555-chipet har använts allmänt på grund av dess mångsidighet. På grundval av detta byggs generatorer, modulatorer, tidsreläer, tröskelanordningar och många andra komponenter i olika elektroniska apparater, vars mångfald endast begränsas av ingenjörers och utvecklares fantasi och kreativa strategi.

Exempel på uppgifter som kan lösas är: funktionen att återställa en digital signal som är förvrängd i kommunikationslinjer, chatterfilter, växla strömförsörjning, on-off-kontroller i automatiska styrsystem, PWM-styrenheter, timers och mycket mer.

Ytterligare material om chipet NE555:

555 Integrerad timer - Res genom databladet

555 Integrerade timer-design

Vattentäcksskyddsblock

PWM - styrenhet baserad på NE555 integrerad timer för att dimma lysdioder



Driftsförstärkare uA741

uA741 är en operationsförstärkare baserad på bipolära transistorer. Denna andra generationens operativa förstärkare, utvecklad 1968 av Fairchild Semiconductor ingenjör David Fullagar, är en modifiering av den operativa förstärkaren LM101, som krävde en extern frekvenskorrigeringskondensator. Genom uA741 krävdes inte längre en extern kondensator, för här installeras den omedelbart på själva chipet.

Driftsförstärkare uA741

Egenskaperna hos uA741 var perfekta för den tiden, och användarvänligheten av mikrokretsen bidrog till dess utbredda användning. Så uA741 har blivit en universell standardförstärkare, och till idag produceras dess analoger av många tillverkare av mikroelektroniska komponenter, till exempel: AD741, LM741 och den inhemska analogen - K140UD7. Dessa mikrokretsar finns både i DIP- och chippaket.

Kärnan i operativa förstärkare är samma princip, skillnaderna är bara i struktur. De operativa förstärkarna för andra och nästa generation inkluderar följande funktionella block:

  • Ingångssteget är en differentiell förstärkare som ger förstärkning vid hög ingångsimpedans och vid låg ljudnivå.

  • Högspänningsförstärkare, frekvenssvaret minskar som i ett enpoligt lågpassfilter. Detta är inte en skillnad, den enda vägen ut.

  • Utgångssteget (förstärkare), som ger hög lastkapacitet, lågt utgångsmotstånd och ger skydd mot kortslutning och begränsning av utgångsströmmen.

Driftsförstärkare uA741

En integrerad 30 pF-kondensator ger frekvensberoende negativ återkoppling som ökar stabiliteten hos driftsförstärkaren när man arbetar med extern feedback. Detta är den så kallade Miller-kompensationen, som fungerar nästan som en integrator byggd på en driftsförstärkare. Frekvenskompensation ger den operativa förstärkaren ovillkorlig stabilitet under ett brett spektrum av förhållanden och förenklar därmed dess användning i ett brett spektrum av elektroniska enheter.

I utgångssteget uA741 finns ett motstånd med ett motstånd på 25 ohm, som fungerar som en strömgivare. Tillsammans med transistorn Q17 begränsar detta motstånd strömmen för emitterföljaren Q14 till cirka 25 mA. I den nedre armen på push-pull-utgångssteget utförs strömbegränsning genom Q20-transistorn av strömmätning genom transistorn Q19 sändare och den efterföljande begränsningen av strömmen som strömmar till basen av Q15. I mer moderna modifieringar av uA741-kretsarna kan metoder för att begränsa utströmmen som är något annorlunda än de som beskrivs här användas.

mikrokretsstift

Chipet har två offsetstift för balansering, så att du kan justera ingångsförspänningen på driftsförstärkaren till exakt noll. En extern potentiometer kan användas för detta ändamål. Försörjningsspänningen för mikrokretsen kan nå från + -18 till + -22 volt, beroende på modifieringen, men det rekommenderade intervallet är från + -5 till + -15 volt.

Se också om detta ämne:

Vad är driftsförstärkare

Återkoppling operationell förstärkarkrets

Feedback Operativa förstärkarkretsar


Justerbar spänningsregulator TL431

TL431 lanserades av Texas Instruments 1978 och placerades som en precisionsjusterbar spänningsregulator. Den föregående versionen var ett mindre exakt TL430-chip. Idag produceras TL431 av många tillverkare under markeringarna: LM431, KA431 och dess inhemska motsvarighet - KR142EN19A.

Justerbar spänningsregulator TL431

TL431 är i huvudsak en kontrollerad zenerdiode, ofta finns i det tre-stiftet TO-92-paketet. Detta chip kan kanske ses på tavlan för någon av de moderna växlar strömförsörjningåtminstone - i schema för galvanisk isolering av sekundära kretsar.

Mikrokretsen är helt enkelt reglerad: när en spänning tillförs styrelektroden över en tröskelspänning på 2,5 volt, går den inre transistorn, som utför en zenerdiod, till ett ledande tillstånd.

TL431

Betydelsen av resultaten är uppenbar från flödesschemat:

  • Den första slutsatsen är styrelektroden.

  • Den andra slutsatsen - bär funktionen av anoden för zenerdioden.

  • Den tredje slutsatsen - spelar rollen som zenerdiodens katod.

slutsatser om enhet och mikrokrets

Arbetsspänningen vid katoden kan ligga i intervallet 2,5 till 36 volt, och strömmen i ledande tillstånd bör inte överstiga 100 mA, medan styrströmmen inte överstiger 4 μA. Den interna spänningsreferensen har ett nominellt värde på 2,5 volt.

Mikrokretsen är så enkel att konfigurera och använda att den redan har hittat den bredaste applikationen i olika elektroniska enheter, med början med växelströmförsörjning, där den traditionellt fungerar tillsammans med en optokopplare, slutar med ljus- och temperatursensorer.

Idag är det svårt att hitta en hushållsapparat oavsett var TL431 är, av just denna anledning finns detta chip tillgängligt i många olika fall. Således är TL431 bra för att bygga feedbackkretsar i helt olika aspekter av detta koncept.

Exempel på användning av chip TL431:

Enkel temperaturregulator

Indikatorer och signalanordningar på en justerbar zenerdiod TL431


Analog jämförelse LM311

Den analoga komparatorn LM311 har tillverkats av National Semiconductor sedan 1973 (sedan 23 september 2011 har företaget officiellt varit en del av Texas Instruments). Den komparatorens inhemska analog är KR554CA3.

Analog jämförelse LM311

Denna integrerade spänningskomparator kännetecknas av en mycket liten ingångsström (150 nA). Den är speciellt konstruerad för användning i ett brett utbud av matningsspänningar: från standard + - 15V till unipolär + 5V, traditionell för digital logik. Komparatorutgången är kompatibel med TTL-, RTL-, DTL- och MOS-nivåer.

LM311

Dess utgångssteg med en öppen kollektor gör att du direkt kan ladda utgången till ett relä eller en glödlampa och växla ström upp till 50 mA vid en spänning på upp till 50 V. Strömförbrukningen för mikrokretsen är bara 135 mW med en spänning på + -15 V. Uppgifterna på LM311-komparatorn visas många typiska scheman för dess applikationer.

mikrochip-enhet

Mikrokretsen innehåller 20 motstånd, 22 bipolära transistorer, 1 fälteffekttransistor och 2 dioder. LM311-ingången och -utgången kan isoleras från kretsbanan så att utgångskretsen för mikrokretsen arbetar på en jordad belastning eller på en last ansluten till den negativa eller positiva polen i kraftkällan.

I komparatorkretsen finns det möjligheter att balansera växlingen och grindarna, och utgångarna från flera LM311 kan anslutas med en kabel ELLER-krets. Sannolikheten för falska positiver för detta chip är mycket låg.

Ytterligare material om detta ämne:

Hur den analoga komparatorn är ordnad och fungerar

Jämförelse kretsar

Termostat för källaren på komparatorn LM311

Se även på elektrohomepro.com:

  • Integrerad timer NE555 - historik, design och drift
  • Återkoppling operationell förstärkarkrets
  • Chip 4046 (K564GG1) för enheter med resonansretention - principen om ...
  • Indikatorer och signalanordningar på en justerbar zenerdiod TL431
  • DIY gör-det-själv-termostat

  •