|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Arbiter sygnału. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Początkujący amator radiowy Jak myślisz, co jest wspólnego między matematyką i elektroniką? Czytelnicy zaznajomieni z technologią cyfrową zapewne pamiętają, że matematyczne prawa algebry Boole'a leżą u podstaw działania obwodów logicznych. Jednak to nie wszystko. Okazuje się, że zarówno w matematyce, jak i w elektronice często operuje się takim pojęciem jak porównanie. Ale jeśli musisz porównać ze sobą wartości liczbowe, to w elektronice następuje porównanie sygnałów elektrycznych. Aby wykonywać takie operacje, stworzono nawet specjalne urządzenia - komparatory. Ciekawe, że komparatory są bliskimi „krewnymi” znanych nam już wyzwalaczy. Jakie jest ich podobieństwo? Po pierwsze, informacja na wyjściach tych urządzeń jest kodowana tylko na dwóch poziomach logicznych – wysokim i niskim; po drugie, oba przełączają się z jednego stanu logicznego do drugiego tylko w obecności określonej kombinacji sygnałów na wejściach. Jak rozmieszczone są komparatory i jaka jest zasada działania? Odejdźmy na chwilę od naszej historii i wyobraźmy sobie wydarzenie sportowe w lekkoatletyce, na przykład w bieganiu. Po dotarciu zawodnika na metę jego wynik porównywany jest z rekordowym czasem na tym dystansie. Jeśli biegaczowi nie udało się przekroczyć światowego osiągnięcia, w takich przypadkach mówi się, że „rekord został pobity”. Ale jeśli czas, w jakim zawodnik pokonał dystans, okazał się krótszy niż rekordowy, wówczas sam biegacz staje się teraz rekordzistą, a jego wynik jest teraz wpisywany zamiast poprzedniego we wszystkich podręcznikach sportowych jako najwyższy osiągnięcie. Podobną sytuację można zaobserwować np. w działaniu prostego komparatora. To urządzenie ma dwa wejścia i wyjście. Jedno z wejść zasilane jest najczęściej niezmiennym w czasie napięciem lub prądem, tzw. sygnałem odniesienia. Porównuje się z nim sygnał, którego poziom jest nieznany. Załóżmy, że chcemy dopasować napięcie akumulatora latarki do stałego napięcia przyłożonego do wejścia odniesienia komparatora. Jeżeli akumulator jest mocno rozładowany i jego napięcie jest poniżej wartości odniesienia, to na wyjściu komparatora nie nastąpi żadna zmiana. Jeśli jednak potencjał akumulatora przekroczy napięcie odniesienia, komparator przełączy się, a na jego wyjściu pojawi się sygnał inny niż oryginalny. Czyż nie jest prawdą, że analogia do zawodów biegowych jest uzasadniona. Oceńcie sami. Sygnał wejściowy jest mniejszy od sygnału odniesienia (czas przebiegu jest gorszy od zapisu) – stan logiczny komparatora nie ulega zmianie (najwyższe osiągnięcie pozostaje takie samo). Sygnał wejściowy przewyższa sygnał referencyjny (wynik zawodnika jest lepszy od osiągnięcia światowego) - stan logiczny komparatora zmienia się na przeciwny (rekord staje się wyższy). Można zatem powiedzieć, że komparator pełni w pewnym sensie rolę arbitra, określając, który poziom sygnałów okazał się duży. Zapoznaliśmy Państwa z zasadą działania tylko jednego rodzaju komparatora. W rzeczywistości jest ich znacznie więcej, różniących się na różne sposoby. Na przykład w inżynierii często stosuje się komparatory, które mogą porównywać dwa stale zmieniające się sygnały. Takie urządzenie przełącza się z jednego stanu logicznego do drugiego, gdy poziomy sygnałów wejściowych są zgodne. Istnieją komparatory, które w przypadku zbieżności sygnałów wejściowych generują krótki pojedynczy impuls lub serię określonej liczby impulsów, które działają w momencie zbieżności polaryzacji sygnałów wejściowych. Komparatory są stosowane w wielu obszarach elektroniki. Jednak najważniejszy obszar ich „działalności” – urządzenia, których działanie opiera się na konwersji sygnałów analogowych na logiczne. Oto najprostszy przykład - woltomierz cyfrowy. Jednym z jego głównych węzłów jest komparator sterujący pracą generatora impulsów. Wyobraźmy sobie, że chcemy wyznaczyć napięcie na wyjściu zasilacza sieciowego niskiego napięcia. Jak w tym przypadku sprawdza się urządzenie pomiarowe? Napięcie źródła zasilania podawane jest na jedno wejście komparatora i zmienia się liniowo na drugie. Dopóki nie będą równe, generator generuje impulsy. W momencie gdy napięcia na wejściach komparatora będą zgodne, nastąpi jego przełączenie i generowanie zostanie zatrzymane. Impulsy zostaną zsumowane przez liczniki woltomierza, a wynik pomiaru pojawi się na jego wyświetlaczu. Generator urządzenia jest skonfigurowany w taki sposób, że do czasu przełączenia komparatora liczba wygenerowanych impulsów będzie odpowiadała wartości liczbowej zmierzonego napięcia z dokładnością na przykład do dziesiątych lub setnych wolta. Z powyższego łatwo wywnioskować, że komparatory z powodzeniem połączyły właściwości urządzeń analogowych i cyfrowych, a ich głównym zadaniem jest konwersja sygnału. Prosty komparator można zamontować na wzmacniaczu operacyjnym. Schemat takiego urządzenia pokazano na rysunku 1.
Napięcie odniesienia jest przykładane do wejścia odwracającego wzmacniacza operacyjnego poprzez rezystor ograniczający R1. Wejście nieodwracające odgrywa rolę zmierzenie. Sygnał jest do niego doprowadzany przez rezystor ograniczający R2. Aby zamienić wzmacniacz operacyjny w komparator, do obwodu wprowadza się obwód sprzężenia zwrotnego utworzony przez rezystor R3. Zasada działania takiego urządzenia jest prosta. W stanie początkowym napięcie na wyjściu wzmacniacza operacyjnego wynosi zero. Jeżeli na wejście pomiarowe komparatora zostanie przyłożone napięcie, którego wartość jest mniejsza niż napięcie odniesienia, wówczas stan wzmacniacza operacyjnego nie ulegnie zmianie. Gdy napięcie na wejściu pomiarowym urządzenia przekroczy wartość odniesienia, napięcie wyjściowe zacznie rosnąć. Poprzez obwód sprzężenia zwrotnego trafi on na wejście pomiarowe, co z kolei doprowadzi do wzrostu prądu wejściowego. W rezultacie napięcie wyjściowe wzrośnie jeszcze bardziej. Krótko mówiąc, proces staje się lawinowy, a napięcie na wyjściu wzmacniacza operacyjnego gwałtownie wzrośnie do maksymalnego poziomu. Tym samym komparator przejdzie ze stanu „zero” do stanu „pojedynczego”. Czy to wszystko nie jest bardzo proste? Cóż, teraz, gdy już zapoznaliśmy się z urządzeniem i zasadą działania komparatorów, możemy przystąpić do ich praktycznego zastosowania. W tym celu sugerujemy złożenie prostej gry elektronicznej. Polega na odgadywaniu przez jednego przeciwnika działań drugiego. W konkursie biorą udział dwie osoby. Wyobraźmy sobie więc małe pudełko ze wskaźnikiem świetlnym, przełącznikiem przyciskowym, przełącznikiem dwustabilnym i elektrycznym urządzeniem pomiarowym, takim jak woltomierz, zainstalowanym na panelu przednim. To jest główny blok. Jest podłączony do dwóch pilotów, wyposażonych w regulatory. Po rozdzieleniu ról uczestnicy rozpoczynają grę. Zaczyna się od tego, że kierowca bierze swój pilot i obraca regulator pod dowolny kąt (w granicach swobodnej gry). Drugi gracz nie widzi tych akcji. Jego zadaniem jest jak najdokładniejsze powtórzenie ruchu przeciwnika. Powiedzmy, że są trzy próby. Zgadywacz bierze pilota i jego zdaniem przekręca pokrętło pod żądanym kątem. Następnie naciska przycisk i ocenia swój ruch. Jeżeli zaświeci się lampka kontrolna, oznacza to, że pokrętło nie zostało dostatecznie obrócone. Brak sygnału świetlnego wskazuje, że regulator jest obrócony bardziej niż to konieczne. Co więcej, zgadujący decyduje, co mu; teraz zrób to - obróć pokrętło do przodu (jeśli kontrolka jest włączona) lub do tyłu (jeśli kontrolka jest wyłączona). Po jeszcze jednej próbie ponownie wciska przycisk i ocenia swój drugi ruch po stanie wskaźnika. Następnie przekręca pokrętło po raz trzeci i teraz włącza przełącznik dwustabilny. W tym przypadku woltomierz potwierdzi końcowy wynik gry. Jeśli strzałka pozostała na zero, oznacza to, że zgadujący dokładnie „obliczył ruch przeciwnika. Jeśli odszedł od swojej pierwotnej pozycji, intencja kierowcy pozostała nierozwiązana. Im większe odchylenie wskazówki woltomierza, tym większa przewaga wygrywa kierowca. urządzenie Oczywiście w naszym przypadku nie będą to wolty, ale niektóre konwencjonalne jednostki. Okresowo zmieniając role, gracze mogą ze sobą konkurować, a następnie porównać, kto rozwinął intuicyjny talent. lepsza. Jeżeli chętnych do wzięcia udziału w konkursie jest dużo, można przeprowadzić go w systemie każdy z każdym, sporządzić tabelę wyników i na jej podstawie wyłonić zwycięzcę. Jednym słowem, można znaleźć wiele opcji korzystania z tego automatu, najważniejsze jest pokazanie odrobiny wyobraźni i fikcji. Należy zauważyć, że urządzenie ma osobliwość - pokazuje wynik końcowy, którego wartość, w ścisłym języku matematycznym, przyjmuje się modulo, to znaczy bez uwzględnienia znaku różnicy. Aby to zdefiniować; należy nacisnąć dodatkowy przycisk. Jeśli wskaźnik nie świeci się, oznacza to, że drugi gracz odpadł. Gdy wskaźnik się świeci, oznacza to, że zgadujący „nie osiągnął” wyniku przeciwnika. Po zrozumieniu zasad gry możesz zapoznać się z zawartością automatu. Jego schemat ideowy pokazano na rysunku 2.
Zgodnie z oczekiwaniami „sercem” takiego urządzenia jest komparator. Jest on montowany zgodnie ze znanym nam schematem na wzmacniaczu operacyjnym DA1. Rezystory R4, R5 i R10 ograniczają prądy wejściowe i wyjściowe mikroukładu, chroniąc go przed przeciążeniem, a R8 tworzy obwód sprzężenia zwrotnego. Jako wskaźnik służy dioda LED HL1, którą włącza się przyciskiem SB1. Rolę urządzenia pomiarowego pełni woltomierz prądu stałego PV1, zainstalowany na przekątnej mostka prostowniczego VD1-VD4. Jego ramiona są z kolei podłączone pomiędzy wejściami komparatora. Obwód pomiarowy woltomierza przełączany jest za pomocą przełącznika SA1. Rezystory R1, R3, R7 i R2, R6, R9 tworzą dwa kontrolowane dzielniki napięcia. W tym przypadku rezystory zmienne R3 i R6 pełnią funkcje regulatorów zainstalowanych w konsolach. Jak działa automat do gier? Załóżmy, że kierowca wziął pierwszy pilot i ustawił rezystor zmienny R3 w pozycji środkowej. W takim przypadku napięcie z górnego dzielnika zgodnie z obwodem trafi do wejścia odniesienia komparatora (wejście odwracające wzmacniacza operacyjnego) i jednocześnie do diod VD3, VD4 mostka prostowniczego. Teraz w grę wchodzi zgadywanie. Bierze pilota i przekręca rezystor zmienny R6. W rezultacie napięcie z dolnego dzielnika zgodnie z obwodem dostarczane jest na wejście pomiarowe komparatora (wejście nieodwracające wzmacniacza operacyjnego) i jednocześnie do diod VD1, VD2. Jeżeli poziom napięcia na pinie 10 DA1 będzie niższy niż na pinie 9, wzmacniacz operacyjny będzie w stanie „zero”. Wciskając przycisk SB1, gracz przekonuje się o tym świeceniem wskaźnika HL1. Jeżeli napięcie na wejściu pomiarowym komparatora przekroczy napięcie na wejściu odniesienia, wzmacniacz operacyjny przejdzie w stan przeciwny, a na jego wyjściu pojawi się jednostka logiczna: dioda LED nie będzie się świecić. Należy zaznaczyć, że przełączenie wzmacniacza operacyjnego następuje w momencie, gdy mierzone napięcie przekroczy napięcie odniesienia o około 0,3 V. Zatem przy dokładnym dopasowaniu napięć wejściowych (a co za tym idzie położenia regulatorów R3 i R6), H1.1 nadal się pali. Biorąc udział w grze, nie zapomnij o tym. Po wyczerpaniu wszystkich prób drugiego gracza włącza on przełącznik BA1. Jeżeli poziomy napięcia na obu przewodach komparatora są całkowicie takie same, wskazówka woltomierza, jak już powiedzieliśmy, pozostanie na znaku zerowym skali. Jeżeli napięcie na jednym z wejść przekroczy napięcie na drugim wejściu, wskazówka będzie odchylać się od zera i pokazywać różnicę napięć wejściowych. Ponieważ urządzenie znajduje się na przekątnej mostka prostowniczego, nie ma znaczenia, które z wejść wzmacniacza operacyjnego ma wyższy poziom napięcia. Biegunowość napięcia na woltomierzu będzie zawsze taka sama. Naturalnie strzałka urządzenia również odchyla się tylko w jednym kierunku. Aby określić, na czyim pilocie pokrętło jest bardziej przekręcone na koniec gry, jak już sugerowaliśmy, możesz nacisnąć przycisk BV1 i wyciągnąć ostateczny wniosek na podstawie stanu wskaźnika HL1. Automat do gier zasilany jest ze stabilizowanego sieciowo źródła z tzw. sztucznym punktem środkowym (rys. 3).
Jeśli w projekcie zastosowano układ K140UD1B, napięcie wyjściowe źródła zasilania powinno wynosić 12 V. W przypadku korzystania z układu scalonego K140UD14 napięcie należy obniżyć do 9 V. W tym drugim przypadku wskazana jest marka diody Zenera w nawiasach na schemacie. Produkcja automatu do gier rozpoczyna się od płytki drukowanej pokazanej na rysunku 4. Najlepiej jest wykonać go z arkusza pokrytego folią getinaxu lub włókna szklanego o grubości 1-2 mm i wymiarach 35 x 30 mm.
Wywiercić dwa otwory mocujące o średnicy 3 mm z jednego końca. Elementy zasilacza umieszczono na płytce drukowanej o wymiarach 75x30 mm, wykonanej z tego samego materiału foliowego (rys. 5). Tranzystor nie potrzebuje radiatora.
O szczegółach. Wzmacniacz operacyjny - K140UD1B lub K140UD1 A. Tranzystor - dowolny z serii KT601 - KT603, KT801, KTV05, KT815, KT817, KT819. W przypadku zasilania 12 V odpowiednia jest dioda Zenera D811, D813, D814G, D814D lub KS211. Jeśli trzeba obniżyć napięcie zasilania do 9 V, można zastosować diodę Zenera D809, D810, D818A-D818G, D814B lub D814V. Diody - Uy4 - dowolna z serii D2, D7, D9, D1V, D20, D206, D220, D223, D226, D237. Zespół prostowniczy - KTs405 z dowolnym indeksem literowym lub czterema diodami średniej mocy połączonymi w obwód mostkowy. Marka LED AL 102 lub AL307. Woltomierz prądu stałego - z granicą pomiaru 5-6 V. Jeśli nie zostanie to znalezione, jako urządzenie pomiarowe można zastosować miliamperomierz z połączonym szeregowo rezystorem ograniczającym o wymaganej rezystancji. Kondensator C1 - K50-6 lub K50-16, C2 i C3 - K50-24. Rezystory stałe i zmienne - dowolnej marki. Transformator sieciowy ma małą moc i napięcie uzwojenia wtórnego wynosi 12-18 V. Lampa H1-2 jest marki MN-2 lub MN-3. Przełączniki dźwigniowe i przyciskowe - dowolnego typu. Bezpiecznik musi być zaprojektowany na prąd nie większy niż 0,5 A. ХР1 - standardowa wtyczka sieciowa. Wygląd automatu do gier pokazano na rysunku 6. Obudowa może być wykonana z tworzywa sztucznego, sklejki lub aluminium. Odpowiednie jest również gotowe, na przykład plastikowe pudełko spod gwintów. Na przednim panelu urządzenia zamocuj urządzenie pomiarowe, przełączniki dźwigniowe, przełącznik przyciskowy, diodę LED i neon. Zamontuj uchwyt bezpiecznika na jednej ze ścian bocznych. Zastosuj odpowiednie oznaczenia w pobliżu elementów sterujących. Zamontuj płytki drukowane i transformator mocy do podstawy obudowy. Przylutuj rezystor R11 bezpośrednio do jednego z pinów neonu. Wykonaj wszystkie niezbędne połączenia cienkimi, izolowanymi przewodami typu linka.
W tylnej ściance obudowy wywierć trzy otwory: jeden na kabel sieciowy, a dwa pozostałe na przewody łączące urządzenie z pilotami. Jako etui nadają się do nich zwykłe mydelniczki. Zapewnij rezystory zmienne z ozdobnymi uchwytami. Dla większej wygody wokół każdego regulatora można zastosować kilka etykiet - łatwiej jest się po nich poruszać podczas kalkulacji swoich działań. Automat nie wymaga regulacji. Jeśli nie popełniłeś błędów w montażu i użyłeś części zamiennych, możesz być pewien jego działania. Autor: W. Jancew
Sztuczna skóra do emulacji dotyku
15.04.2024 Żwirek dla kota Petgugu Global
15.04.2024 Atrakcyjność troskliwych mężczyzn
14.04.2024
▪ W atmosferze ziemskiej gromadzi się wodór ▪ Alkohol jest dobry dla wątroby ▪ Bransoletka pędy antyseptyczne ▪ Projektor piko dla urządzeń mobilnych ▪ Urządzenia analogowe 24-bitowy ADC
▪ sekcja serwisu Cywilna komunikacja radiowa. Wybór artykułów ▪ artykuł Paula Cezanne'a. Słynne aforyzmy ▪ artykuł Czym jest Bucintoro? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Udoskonalenie multimetru DTI82. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Wzmacniacze antenowe SWA. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony