книги / Микроэлектроника. Гибридные интегральные микросхемы

устройством) и К224ТП1 (коммутирующих сигналов), ИМС К224ПН1 (преобразователь напряжения) и наборы резисто­ ров на ИМС К224НР1 и К224НР2.

§3.5. Микросхемы для магнитофонов

ивидеомагнитофонов

Применение микросхем в магнитофонах рассмотрим на примере портативного кассетного магнитофона III класса для записи и воспроизведения речевых и музыкальных про­ грамм. Магнитофон имеет частотный диапазон канала за­ пись—воспроизведение 60—6300 Гц при неравномерности частотной характеристики не более 6 дБ, относительный уровень шума ниже 42 дБ. Выходная мощность магнитофо­ на 0,3 В-А при коэффициенте нелинейных искажений 5%. В’ма гнитофоне есть линейный выход,, на котором обеспечи­ вается напряжение 300 мВ при коэффициенте нелинейных искажений 0,7 %. Питание производится от элементов или сети через стабилизированный выпрямитель напряжением 9=В.

Магнитофон выполнен на ИМС серии К237. Он состоит из универсального усилителя записи и воспроизведения на ИМС ^237УНЗ, оконечного усилителя записи с выпрямите­ лем для индикатора на ИМС К237ХКЗ, генератора стирания и подмагничивания со стабилизатором напряжения на ИМС К237ГС1. Усилитель НЧ выполнен на ИМС К237УН1 (рис. 3.7, а) по схеме с непосредственными связями и может использоваться совместно с бестрансформаторным усилите­ лем мощности. ИМС 237УН1 в диапазоне частот 0,06— —10 кГц имеет неравномерность частотной характеристики менее 6 дБ. Усилитель позволяет получить выходную мощ­ ность более 0,75 Вт при потребляемой мощности до 50 мВт.

Усилитель записи и воспроизведения на ИМС К237УНЗ (рис. 3.7, б) также выполнен по схеме с непосредственными связями. Значительный запас по усилению позволяет вве­ сти глубокую отрицательную обратную связь и уменьшить нелинейные искажения. Усилитель имеет коэффициент уси­ ления более 1800 при коэффициенте нелинейных искажений не более 0,7%. В полосе частот 0,06—I кГц неравномер­ ность частотной характеристики не превышает 3 дБ.

Оконечный усилитель записи и усилитель с выпрямите­ лем для индикатора уровня записи на ИМС K237XK3 (рис. 3.7, в) имеет коэффициент нелинейных искажений не более 0,6 %. В. схеме предусмотрена возможность коррек-

Рис. 3.7. Схемы усилителей на ИМС К237:

а, б — усилители НЧ К237УН1 и К237УНЗ; в — усилитель ВЧ K237XK3

ции частотной характеристики. Ток потребления не более 4 мА.

Специально для видеомагнитофонов разработана серия К245. Широкий функциональный набор этой серии позволяет реализовать схему видеомагнитофона на ИМС одной серии.

Формирование и усиление сигнала индукционных датчи­ ков производится на ИМС К245АФ1, выделение, запомина­ ние сигнала ошибки импульсов специальной фэрмы — на ИМС К245АФ2. Схема задержки импульсов выполнена на ИМС К245БП1 и К245БП2, а выделение и запоминание сиг­ нала ошибки с задержкой импульсов на ИМС К245ДС1. В качестве усилителя напряжения и делителя используется ИМС К245ПС2. Для видеоусилителя — корректора ЧМ-сиг- нала применяется ИМС К245ПС2, а для усилителя записи и воспроизведения — ИМС К245УЛ1.

ИМС серии К278 дополняют функциональные возмож­ ности серии К245 и используются в схеме генератора стира­ ния (К278ГС1), а также в схемах стабилизации напряжения (К278ЕН1 и К278ЕН2). ИМС серии К245 и К278 выпускают в .пластмассовом корпусе 206.14—2 с теплоотводом.

§ 3.6. Микросхемы общего применения

Генераторы. Генераторные ИМС входят в состав серий 219, К224, К237, К245 и др. Кроме того, в состав некоторых серий включены ИМС (219ПС1, 435ХП1, 235ХА6, К228УВ1 и др.), которые благодаря своей универсальности могут быть использованы при создании генераторов.

ИМС 219ГС1 и 219ГС2 предназначены для кварцевых генераторов (с внешним кварцевым резонатором). Первая из них работает на частотах 30—70 МГц, вторая — на часто­ тах до 30 МГц. На ИМС 219ГСЗ можно выполнить генератор частотно-модулированных колебаний с диапазоном рабо­ чих частот 13—15 МГц. ИМС К237ГС1 применяют в качестве генераторов таив .стирания и подмагничивания в магнито­ фонах.

Для создания различных по назначению и параметрам генераторов сигналов специальной формы предназначены ИМС К224ГГ2 (генератор прямоугольных импульсов), К2ГФ451 (генератор строчной развертки), К2ГФ452 (гене­ ратор кадровой развертки).

Коммутаторы и ключи. Микросхемы коммутаторов и.клю­ чей включены в состав многих серий (К228, К235, К265, К284, К286, 435).

Коммутатор напряжения и тока на ИМС К284КН1, вы­ полненной на полевых транзисторах, работает на частоте до 1 МГц. Недостаток ключей — сравнительно большое (250 Ом) сопротивление открытого ключа.

ИМС 435КН1 и 435КН2 рассчитаны на частоту коммута­ ции до 10 МГц, но имеют более высокое (до 500 Ом) сопро­ тивление открытого ключа.

На высоких частотах (свыше 15 МГц) устойчиво работает диодный ключ на ИМС К265КН1. Токовые ключи на ИМС К286КТ1_и К286КТ2 обеспечивают сопротивление ключа в открытом состоянии не более 0,6 Ом. Их используют в вы­ ходных каскадах вторичных источников питания радио­ аппаратуры.

Практически идеальную развязку между коммутирую­ щими цепями позволяют получить оптоэлектронные ключи серий К249 и К262.

Наборы элементов. Большое разнообразие характерно

ИМС К224НР1 и К224НР2 — набор резисторов. Остальные

Рис. 3.9. Схемы ИМС К284СС2 (а) и фильтра ВЧ (6)

ния, инвертирующий усилитель, который можно переклю­ чить в режим истокового повторителя напряжения, и эмиттерный повторитель (рис. 3.9, а). ИМС предназначена для реализации низкочастотных /?С-фильтров, согласования низ­ коомных нагрузок с высокоомным источником сигналов и построения усилителей с высоким входным сопротивлением, автогенераторов, частотных корректоров и т. д.

Коэффициент передачи истоковых повторителей на частоте 40 кГц у ИМС К284СС2А не менее 0,988, а у ИМС К284СС2Б не менее 0,98 (при сопротивлении нагрузки 10 кОм и емко­ сти нагрузки 40 пФ). Коэффициент усиления инвертирую­ щего усилителя на этой же частоте не менее 280 (в диапазо­ не температур — 60-г-+85°С). Входное сопротивление ис­ токовых повторителей и инвертирующего усилителя на частоте 40 кГц составляет не менее 400 и 10 МОм соответст­ венно, а выходное сопротивление не превышает 15 и 350 Ом (при подключении к инвертирующему усилителю эмиттерного повторителя). Входная емкость истоковых повторите­ лей не более 3 пФ.

Максимальное выходное напряжение истоковых повто­ рителей на частоте 1 кГц при коэффициенте гармоник 0,8 % не менее 1 В. Такое же напряжение обеспечивает инверти­ рующий усилитель в режиме масштабного усиления с коэф­ фициентом К = 1. Неравномерность частотных характе­ ристик истоковых повторителей в диапазоне частот 0,02 —

— 200 кГц не превышает 0,5 дБ. Такой ike неравномерно­ стью характеризуется инвертирующий усилитель в диапа­ зоне частот 10 Гц— 100 кГц. Напряжения источников пита­ ния ± 6 В±Ю %. Мощность, потребляемая от этих источни­ ков, не превышает 60 и 75 мВт соответственно. Возможен ва­ риант питания микросхемы от источника напряжения +12 В ±10 %. На рис. 3.9,6 приведен вариант применения ИМС К284СС2 в активном фильтре с полосой пропускания не менее 80 Гц.

ИМС К284УЕ1 (рис. 3.10, а) выпускают в двух модифи­ кациях (А, Б), различающихся уровнем собственных шумов. У ИМС К284УЕ1А он не превышает 10 мкВ, а у ИМС К284УЕ1Б — 20 мкВ (в полосе частот 20 Гц — 20 кГц).

Повторитель выполнен по двухкаскадной схеме с общей последовательной обратной связью по напряжению. Коэф­ фициент обратной связи близок к единице. Обратную связь можно уменьшить, включив, например, внешний резистор между выводами 11 и 13. Это повышает коэффициент пере­ дачи повторителя до 1,5. Неравномерность коэффициента передачи в полосе частот 20 Гц — 200 кГц обычно не пре­ вышает ±1 %. Выходное напряжение на нагрузке 10 кОм не менее 1 В при коэффициенте нелинейных искажений не более 2 %. Входное сопротивление не менее 10 МОм, вход­ ная емкость не превышает 1,2 пФ, выходное сопротивление не более 150 Ом. Наличие нескольких выводов от делителя напряжения позволяет комбинировать варианты подключе­ ния микросхемы к источникам питания. Возможно питание от двух источников с напряжениями ± 6 В ±10 % (рис. 3.10, б). В этом случае мощность, потребляемая от каж­ дого из источников, не превышает 18 МВт. Предусмотрено питание микросхемы от одного источника с напряжением —6 В ± 10 % или —12 В ± 10 % (рис. 3.10, в).

ИМС К284УЕ1 предназначена для входных каскадов усилителей инфранизких частот при работе от пьезофотоемкостных датчиков, различных НЧ-фильтров и других частот­ но-селективных цепей во времязадающих устройствах и т.д. На рис. 3.10, г, д приведены схемы усилителя НЧ с регули­ руемым коэффициентом усиления и активного фильтра ниж­ них частот на ИМС К284УЕ1. В усилителе нижняя гранич-

д)

Рис. 3.10. Варианты применения ИМС К284УЕ1:

ная частота регулируется, она может быть получена менее 1 Гц. Активный фильтр при указанных на рис. 3.10, д пара­ метрах резисторов и конденсаторов имеет частоту среза 180 Гц и затухание 26 дБ/окт.

§3.7. Оптоэлектронные микросхемы управления мощными цепями

Оптоэлектронные ИМС серий К249, К262, К293, К295 415, 490 применяют в радиоаппаратуре для управления мощными тиристорами и симисторами, для защиты вторич­ ных источников питания, коммутации индикаторов, а так­ же для согласования схем управления с индикаторными таб­ ло.

Особенность оптоэлектронных схем заключается в том, что их входные параметры согласованы с параметрами ло­

гических схем, а выходные параметры определяются режи­ мами исполнительных механизмов, что позволяет осущест­ вить гальваническую развязку цепей.

ИМС серий К249 и К262 выполнены на основе p-i- -п оптронных ключей, для которых характерно сопротив­ ление изоляции, превышающее 108 — 10й Ом. Практиче­ ски идеальная развязка обеспечивает ряд возможностей, не реализуемых в чисто электронных устройствах. Например, с помощью низких напряжений можно управлять высоко­ вольтными цепями, связать цепи, работающие на различных частотах, и т. д. Применение оптоэлектронных ключей спо­ собствует улучшению помехозащищенности устройств, так как оптические связи разрывают цепи проникновения помех. Недостатком оптоэлектронных ключей является их сильная температурная зависимость.

Каждый оптоэлектронный ключ состоит из светодиода и фотодиода или фототранзистора (рис. 3.11), связанных между собой оптически прозрачной средой.

Существует два основных режима использования опт­ ронов: с преобразованием световой энергии излучателя в электрическую (фотогенераторный режим) и с внешним пи­ танием (фотодиодный режим). Фото-ЭДС зависит от степени облучения фотодиода (она пропорциональна входному сиг­ налу) и сопротивления выходной нагрузки. В реальных при­ борах ЭДС не превышает 0,6—0,7 В.

На практике чаще диодные оптроны применяют в фото­ диодном режиме. В этом случае на фотодиод подается внеш­ нее напряжение обратного смещения. При подаче на опт­ рон входного сигнала светодиод облучает фотодиод, вслед­ ствие чего через р-п-переход протекает ток.

ИМС К249ЛП1А-Г (рис. 3.12, а) применяют в цифровых схемах в качестве переключателей-инверторов, обеспечи­ вающих время переключения не более 300—1000 нс (в -за­ висимости от модификации), а со­ противление изоляции не менее

1000 МОм.

ИМС К249КН1А-Е (рис. 3.12, б) являются оптоэлектронными ком­ мутаторами аналоговых сигналов и отличаются количеством дей­ ствующих оптических каналов (два для микросхем К249КН1А, Г и один для 249КН1Б, В, Д, Е). Вре-

^включения и выключения, не

более 10 мкс, выходной ток утечки

Рис. 3.12. Схемы оптоэлектронного переклю­ чателя-инвертора К249ЛП1А-Г (а) и оптоэлек­

тронного ключа К249КН1А-Е (б)

между эмиттерами при отсутствии входного тока и напря­ жении коммутации 30 В не более 50 нА, сопротивление изоляции 100 МОм, проходная емкость 5 пф.

ИМС серии К262 представляют собой оптоэлектронные ключи с усилителями; они предназначены для гальваниче­ ской развязки цепей в радиоаппаратуре.

ИМС К262КП1А-Б (рис. 3.13) имеют меньшее время пере­ ключения по сравнению с ИМС серии К249. Рабочий диапа­ зон температур для этих микросхем от — 60 до 70° С.

ИМС серии К295 и 415 содержат тиристорные оптроны. От фототранзисторных и фотодиодных оптронов фототиристорные оптроны отличаются высокой нагрузочной способ­ ностью и повышенными рабочими напряжениями. Основой выходной цепи является четырехслойный кремниевый фо­ тотиристор структуры п-р -п-р или р-п-р-п. Излучате­ лем служит арсенид-галлиевый диод, работающий в инфра­ красной части спектра.