С.В. Чурин, в.А. Кондусов резервный преобразователь напряжения

Разработаны электрическая схема и конструкция преобразователя постоянного напряжения 12 В. в переменное однофазное напряжения 220 В, частотой 80 Гц. Разработанный преобразователь напряжения может быть использован в качестве резервного источника питания средств вычислительной техники, радиоаппаратуры, различных систем автоматизированного контроля и управления на производстве а также для различных бытовых целей.

Функциональная схема устройства содержит следующие основные узлы: задающий генератор, выполненный на микросхеме К561ЛЕ5; формирователь импульсов, выполненной на микросхеме К561ТМ2, узел электронных ключей, выполненный на транзисторах КТ3102А, КТ863А, 1Т813В и диодах КД2995А, узел защиты по току, стабилизатор, выходной трансформатор.

Маломощные узлы преобразователя смонтированы на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Силовая часть выполнена навесным монтажом с необходимыми теплоотводами для оконечных транзисторов и диодов.

Основные технические характеристики:

- напряжение питания (автомобильная аккумуляторная батарея), В 12

- максимальная выходная мощность, Вт 180

- максимальный потребляемый ток, А 20

- КПД, % 90

- частота выходного напряжения, Гц 80

- габаритные размеры, мм 150х75х60

- масса преобразователя, кг. 0,4

Произведены необходимые конструктивные расчёты преобразователя. Печатная плата из фольгированного стеклотекстолита, односторонняя, без металлизации отверстий с учётом рассчитанного коэффициента заполнения по площади Кs=0,42, размеры печатного узла составили 100х60х30 мм. Рассчитаны также основные элементы печатной платы: ширина печатного проводника (0,45 мм), расстояние между соседними элементами проводящего рисунка (0,45 мм), размеры контактных площадок. Произведены расчёты объёма преобразователя, расчёты прочности и долговечности корпуса изделия, расчёты теплового режима, расчёты радиаторов оконечных транзисторов.

Воронежский государственный

технический университет

И.В. Фесенко, В.А. Кондусов

Телефонный микропроцессорный коммутатор

Разработана конструкция микропроцессорного устройства, позволяющего подключать к одной телефонной линии до пяти телефонных аппаратов, без их взаимного влияния друг на друга.

Основу электрической принципиальной схемы коммутатора составляет самый популярный в сегодняшнее время микропроцессор семейства PIC 16/17 американской фирмы “Microchip” PIC 16F84-04/P, позволяющий свести до минимума элементную базу устройства при достаточно больших функциональных и сервисных возможностях. Устройство осуществляет блокировку телефонов, не участвующих в разговоре, индикацию занятого телефона, позволяет произвольно задавать вызывные телефоны и переадресовывать входящие звонки с музыкальным сопровождением в линии. Также имеется возможность ограничения доступа к телефонной линии заданием трёхзначного пароля отдельно для каждого телефона (функция «антипират»).

Корпус прибора изготовляется из ударопрочного полистирола марки УПМ-06-12, ост 05406-80 и состоит из двух частей – крышка и основание, которые соединяются между собой четырьмя шурупами, что обеспечивает простоту технологических процессов изготовления, монтажа, сборки и ремонта изделия. На передней панели имеются окошки, в которые вставлены светодиоды. Кнопка переключения режимов также расположена на передней панели. Габариты прибора: 114х54х30 мм, масса – 0,5 кг.

Основная часть схемы собирается на двухсторонней печатной плате, в качестве материала для которого выбран стеклотекстолит марки СФ2-35-1,5 ГОСТ 10316-78. Сзади на основании корпуса прибора расположено отверстие, куда крепиться разъём, в который включаются телефонные аппараты.

Проведены также расчёты на механические воздействия и надёжности прибора. Расчёты надёжности подтверждены правильностью выбранных конструкторских решений. Проведена также оценка экономических показателей устройства, которая показала эффективность показателей разработки.

В условиях дефицита каналов связи, разработанный коммутатор может служить хорошим разрешением проблемы обмена информацией как для частных лиц, так и для трудовых коллективов.

Воронежский государственный

технический университет

Р.А. Данилов, В.А. Кондусов

ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР

Разработана электрическая принципиальная схема и конструкция быстродействующего цифрового термометра, предназначенного для применения в медицине, быту, в различных технологических процессах. Прибор полностью выполнен на отечественной электронной базе.

Основные технические характеристики:

- диапазон измеряемой температуры, ⁰С -60 … +150

- погрешность измерения, ⁰С  0,2

- напряжение питания, В 9

- потребляемая мощность во время работы, Вт 0,5

Прибор выполнен на базе аналого-цифрового преобразователя (АЦП) КР572ПВ2А. В качестве датчика температуры использованы микросхемы К1019ЕМ1 которые представляют собой чувствительные термодатчики с линейной зависимостью выходного напряжения от абсолютной температуры: U_вых = а_тТ_к , где а_т = 10 мв/к – температурный коэффициент напряжения, Т_к – абсолютная температура в градусах К.

С целью уменьшения погрешности измерения в описываемом приборе в качестве источника образцового напряжения используемого АЦП использовалась микросхема КР142ЕН19, обладающая вовсе малым температурным коэффициентом напряжения. В качестве индикаторов температуры применены отечественные жидкокристаллические индикаторы АЛС324А (4 шт.). Электрическая схема прибора (за исключением датчика температуры) размещена на односторонней печатной плате.

Проведены расчёты основных параметров печатной платы: ширины печатного проводника, расстояние между соседними элементами, диаметры контактных площадок и т.д.

Цифровой термометр можно использовать как в выносном, так и в стационарных режимах. Питание в этом случае от элемента типа «корунд» или сети 220 В, 50 Гц соответственно. С учётов современных требований дизайна и «подгонки» конструкции под человека была выбрана конструкция цифрового термометра классической формы: прямоугольная, обтекаемая, горизонтального расположения, с минимальными размерами и массой. Корпус цифрового термометра изготовлен из ударопрочного полистирола УПМ-0612Л. Размеры корпуса 125х90х28 мм. Цветовая окраска корпуса и других составных частей от «тёплых» до «холодных» тонов в зависимости от рецептуры используемого полистирола.

Воронежский государственный

технический университет

А.В. Турецкий, В.М. Шишкин

АНАЛИЗ СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЯ НА МДП-ТРАНЗИСТОРЕ

С ОБЩИМ ИСТОКОМ

Для проектирования аналоговых интегральных схем (ИС) на основе МДП-структур важное значение имеют точные уравнения, определяющие характеристики схемы усиления транзистора. В литературе этому вопросу не уделено достаточного внимания. А именно: нет уравнений, определяющих токи гармоник, не проанализированы частотные свойства каскада в области высоких частот, отсутствует уравнение для определения мощности, потребляемой каскадом.

В работе проанализирована схема усиления с общим истоком (ОИ) и нагрузочным диффузионным резистором. Получены уравнения постоянной составляющей спектра, амплитуды тока первой гармоники, амплитуды тока второй гармоники:

; (1)

; (2)

, (3)

где - удельная крутизна, - коэффициент, учитывающий влияние подложки, u₀- пороговое напряжение.

Откуда получаем коэффициент гармоник:

. (4)

Получено выражение для определения максимальной потребляемой каскадом мощности:

, (5)

где Е- напряжение питания.

Проанализированы частотные свойства каскада. Модуль коэффициента передачи:

, (6)

где _К- постоянная времени цепи затвор- канал, _В- постоянная времени выходной цепи каскада на высоких частотах, равная _В-С₀R_Э.

Фазовый сдвиг высокочастотных составляющих сигнала в каскаде:

_В-arctg(_К+_В). (7)

Входная проводимость каскада:

Y_ВХjC_ЗИ+С_К+С_ЗС(1+К), (8)

где С_ЗИ- емкость затвор-исток, С_К- емкость канала, С_ЗС- емкость затвор-сток.

Данные уравнения могут быть занесены в базу данных схемных включений МДП- транзистора при автоматизации проектирования аналоговых ИС усилителей на основе МДП- структур.