|
Корпус: DIP-16
|
Микросхема К155ИД1 — высоковольтный дешифратор 4х10 для управления газоразрядными индикаторами. Микросхема К155ИД1 представляет собой высоковольтный дешифратор управления газоразрядными индикаторам. Предназначены для преобразования двоично-десятичного кода в десятичный. Дешифратор состоит из логических ТТЛ-схем и десяти высоковольтных транзисторов. На входы «1-2-4-8» поступают числа от 0 до 9 в двоичном коде, при этом открывается соответствующий выходной транзистор. Номер выбранного выхода соответствует десятичному эквиваленту входного кода. Коды, эквивалентные числам от 10 до 15, дешифратором на выходе не отображаются. Высоковольтные выходные транзисторы с открытым коллектором микросхемы К155ИД1 специально рассчитаны на управление газоразрядными индикаторами типа «ИН». |
Условное обозначение м/с
Микросхема К155ИД1 по входным уровням сигналов совместима с другими ИС стандартной ТТЛ логики. |
Назначение выводов К155ИД1:
|
Таблица работы дешифратора К155ИД1:
Рекомендации по применению ИС К155ИД1: При работе ИС с газоразрядными индикаторами для исключения подсветки цифр необходимо, чтобы зажигание индикатора происходило при токе катода не менее 50 мкА, для чего напряжение на выходе дешифратора должно быть не более 55 В. Ограничение напряжения на закрытых выводах до 60 В и менее осуществляется путем подключения к выводам ИС внешних резисторов, стабилитронов, диодных матриц с общим катодом с подпором от резистивного делителя напряжения. При управлении работой газоразрядных индикаторов допускается эксплуатация ИС с напряжением на закрытых выходах более 60 В (на пробойных участках вольт-амперных характеристик внутренних ограничительных стабилитронов). При этом режиме эксплуатации наработка ИС составляет 500 ч. |
Основные параметры К155ИД1:
* Значение параметров «выходное пробивное напряжение» и «выходной пробивной ток» характеризуют внутренние ограничительные стабилитроны на выходе ИС. |
|
Дешифратор состоит из логических ТТЛ-схем и десяти высоковольтных транзисторов. На входы X1-X4 поступают числа от 0 до 9 в двоичном коде; при этом открывается соответствующий выходной транзистор. Номер выбранного выхода соответствует десятичному эквиваленту входного кода. Коды, эквивалентные числам от 10 до 15, дешифраторами не отображаются на выходах. Рекомендации по применению: Значение параметров Uвых, пр. (выходное пробивное напряжение) и Iвых., пр. (выходной пробивной ток) характеризуют внутренние ограничительные стабилитроны на выходе ИС. Электрические параметры: Номинальное напряжение питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 В ±5% Выходное напряжение низкого уровня при Uп=4,75 В, Iвых=7 мА, Uºвх=0,8 В, U¹вх=2 В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ≤ 2,5 В Выходное пробивное напряжение при Uп=5,25 В, Iвых=0,5 мА, Uºвх=0,8 В, U¹вх=2 В . . . . . . . . . . . . . . . . . ≥ 60 В Прямое падение напряжения на антизвонном диоде при Uп=4,75 В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ≥ -1,5 В Входной пробивной ток при Uп=5,25 В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ≤ 1 мА Uºвх=0,4 В, U¹вх=4,5 В: по выводу 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ≤ -1,6 мА по выводам 4,6,7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ≤ -3,2 мА Входной ток высокого уровня при Uп=5,25 В Uºвх=0 В, U¹вх=2,4 В: по выводу 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ≤ 40 мкА по выводам 4,6,7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ≤ 80 мкА Ток потребления при Uп=5,25 В, Uºвх Выходной ток высокого уровня при Uп=5,25 В . . . . . . . . . . . . . . . . . . ≤ 50 мкА Выходной ток высокого уровня (при входной информации от 10 до 15) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ≤ 15 мкА Предельно допустимые режимы эксплуатации: |
Дешифраторы и шифраторы Микросхемы комбинационного типа средней степени интеграции Справочник по микросхемам ТТЛ и КМОП Любительская Радиоэлектроника
Микросхемы комбинационного типа средней степени интеграции.
Дешифраторы и шифраторы
Из микросхем комбинационного типа при разработке цифровых устройств широко используют дешифраторы, их номенклатура довольно разнообразна.
Микросхема ИДЗ (рис. 79) имеет четыре адресных входа 1, 2,4, 8, два инверсных входа стробирования S, объединенных по И, и 16 выходов 0-15 Если на обоих входах стробирования лог. 0, на том из выходов, номер которого соответствует десятичному эквиваленту входного кода (вход 1 — младший разряд, вход 8 -старший), будет лог. 0, на остальных выходах — лог. 1. Если хотя бы на одном из входов стробирования S лог. 1, то независимо от состояний входов на всех выходах микросхемы формируется лог. 1.
Наличие двух входов стробирования существенно расширяет возможности использования микросхем. Из двух микросхем ИДЗ, дополненных одним инвертором, можно собрать дешифратор на 32 выхода (рис. 80), дешифратор на 64 выхода собирается из четырех микросхем ИДЗ и двух инверторов (рис 81), а на 256 выходов — из 17 микросхем ИДЗ (рис 82).
Микросхема ИД4 (рис 83) содержит два дешифратора на четыре выхода каждый с объединенными адресными входами и разделенными входами стробирования Лог 0 на выходах первого (верхнего по схеме) дешифратора формируется (аналогично ИДЗ) лишь при наличии на обоих стробирующих входах лог 0 .
Соответствующее условие для второго дешифратора — наличие на одном из его входов стробирования лог 1 (вывод 1), а на другом — лог 0 (вывод 2). Такая структура микросхемы позволяет использовать ее в различных вариантах включения. На основе микросхемы ИД4 могут быть построены, в частности, дешифраторы на восемь выходов со входом стробирования (рис 84) и на 16 выходов (рис 85).
На девяти микросхемах ИД4 можно собрать дешифратор на 64 выхода по схеме, подобной рис. 82. Если дополнить микросхему ИД4 тремя элементами 2И-НЕ, можно получить дешифратор на десять выходов (рис. 86).
Микросхема К555ИД5 (рис. 83) аналогична по функционированию ИД4, но имеет выходы с открытым коллектором.
Описанные двоичные дешифраторы являются полными: любому состоянию адресных входов соответствует нулевое состояние некоторого единственного выхода. В ряде случаев, например при двоично-десятичном представлении чисел, удобно использовать неполные дешифраторы, в которых число выходов меньше числа возможных состояний адресных входов.
В частности, двоично-десятичный дешифратор содержит десять выходов и не меньше четырех входов. На основе полного дешифратора всегда можно построить неполный на меньшее число входов.
Однако ввиду широкого использования в устройствах индикации двоично-десятичных дешифраторов в состав серии К 155 специально включен двоично-десятичный дешифратор К155ИД1 с высоковольтным выходом (рис. 87). Дешифратор имеет четыре входа, которые могут подключаться к выходам любого источника кода 1-2-4-8, и десять выходов, которые могут подключаться к катодам газоразрядного цифрового или знакового индикатора (анод последнего через резистор сопротивлением 22…91 кОм подключен к полюсу источника постоянного или пульсирующего напряжения 200…300 В).
Схема подключения дешифратора к микросхеме К155ИЕ4, включенной в режим деления на 10 с кодом 1-2-4-6, приведена на рис. 88.
Для подключения микросхемы К155ИД1 к выходам декады на микросхемах ТМ2 (см. рис. 19) или декады по рис. 22 необходим дополнительный элемент И, в качестве которого могут быть использованы два любых маломощных диода (рис. 89) или 1/4 часть интегральной микросхемы ЛИ1.
Для подключения выходов микросхемы К155ИД1 ко входам других микросхем ТТЛ следует принять дополнительные меры по согласованию уровней, поскольку техническими условиями на микросхему К155ИД1 гарантируется выходное напряжение в состоянии лог. 0 не более 2,5 В, что превышает порог переключения микросхем ТТЛ, составляющий около 1,3 В. Практически выходное напряжение микросхем К155ИД1 в состоянии 0 может быть несколько выше или ниже порога переключения, поэтому для надежной работы микросхемы-нагрузки в минусовую цепь питания этой микросхемы следует включить кремниевый диод.
Такое включение повысит порог переключения примерно до 2 В, что обеспечит ее согласование с дешифратором К155ИД1. Кроме того, поднимется выходной уровень лог. 0 микросхемы примерно до 0,9 В, что вполне достаточно для нормальной работы последующих микросхем.
На рис. 90 приведена схема делителя частоты на 10 с переключаемой в пределах 10…1,1 скважностью выходных импульсов, иллюстрирующая описанные выше правила согласования дешифратора К155ИД1 с микросхемами ТТЛ.
Микросхема К555ИД6 (рис. 91) — неполный дешифратор двоично-десятичного кода 1-2-4-8. Как и микросхема К155ИД1, она имеет четыре адресных входа 1,2,4,8, но ее десять выходов 0-9 выполнены по стандартной схеме.
При подаче на входы 1, 2 4,8 кода чисел 0-9 на том выходе, номер которого соответствует десятичному эквиваленту входного кода, появляется лог. 0, на остальных выходах -лог. 1: при входных кодах, соответствующих числам 10-15, на всех выходах — лог. 1.
Микросхема ИД7 (рис. 92) — дешифратор, имеющий три адресных входа 1,2,4, три входа стробирования S, два из которых инверсные, и восемь инверсных выходов. Лог. 0 на одном из выходов может появиться лишь при единственном разрешающем сочетании сигналов на входах стробирования S — на инверсных входах должен быть лог. 0, на прямом — лог. 1. При всех других сочетаниях сигналов на входах S на всех выходах микросхемы -лог. 1. Сигнал лог. 0 при разрешающем сочетании на входах появится на том выходе дешифратора, номер которого соответствует десятичному эквиваленту кода, поданному на адресные входы 1, 2, 4.
Наличие трех входов стробирования позволяет простыми средствами объединять микросхемы для наращивания разрядности дешифратора. Три микросхемы ИД7 можно объединить в дешифратор на 24 выхода без дополнительных элементов (соединение микросхем DD1 -DD3 на рис. 93), четыре микросхемы и инвертор — в дешифратор на 32 выхода (рис. 93). Дополнив схему рис. 93 еще четырьмя микросхемами ИД7 и инвертором, можно получить дешифратор на 64 выхода.
Микросхема ИД10 (рис. 94) — дешифратор, по функционированию соответствующий микросхеме К555ИД6, но с выходами, выполненными с открытым коллектооом.
Для микросхемы К555ИЛ10 в состоянии лог. 0 ее выходной ток может достигать 24 мА, в состоянии лог. 1 на ее выход можно подавать напряжение до 15 В. Для микросхемы К155ИД10 максимально допустимое напряжение, которое можно подвести к выходу, находящемуся в состоянии лог. 1, также составляет 15 В. Выходное напряжение лог. 0 при втекающем токе 20 мА не более 0,4 В, при токе 80 мА — не более 0,9 В. Указанные выходные параметры позволяют применять микросхему К155ИД10 при построении распределителей с релейными выходами (рис. 95).
При необходимости увеличения числа выходов стробирование микросхемы можно осуществлять по входу 8. Для примера на рис. 96 приведена схема дешифратора на 64 выхода.
Отметим, что в соответствии с рис. 96 можно при необходимости соединять микросхемы К155ИД1, К555ИД6.
Микросхема КР531ИД14 (рис. 97) содержит два стробируемых дешифратора, каждый с двумя адресными входами 1 и 2, инверсным входом стробирования S и инверсными выходами 0-3.
Как и в других дешифраторах ТТЛ-серий, при разрешающем лог. 0 на входе S лог. 0 появляется на том выходе дешифратора, номер которого соответствует десятичному эквиваленту двоичного числа, поданному на адресные входы 1 и 2. При лог. 1 на входе S на всех выходах дешифратора также лог. 1.
Для получения дешифраторов с большим числом выходов можно соединять микросхемы в соответствии с рис. 98.
Функцию, обратную функции дешифраторов, выполняют шифраторы.
Микросхема ИВ1 — приоритетный шифратор (рис. 99). Она имеет восемь информационных входов 0-7 и вход разрешения Е. Выходов у микросхемы пять — три инверсных выходного кода 1,2,4; G -признака подачи входного сигнала и Р — переноса.
Если на всех информационных входах микросхемы лог. 1, на выходах 1,2,4, G — лог. 1, на выходе Р — лог. 0. При подаче лог. 0 на любой из информационных входов 0-7 на выходах 1,2, 4 появится инверсный код, соответствующий номеру входа, на который подан лог. 0.
На выходе G’- лог. 0, что является признаком подачи входного сигнала, на выходе Р — лог. 1, которая запрещает работу других микросхем ИВ1 при их каскадном соединении. Если лог. 0 будет подан на несколько информационных входов микросхемы, выходной код будет соответствовать входу с большим номером.
Так работает микросхема при подаче на вход Е лог. 0. Если же на входе Е лог. 1 (запрет работы), на всех шести выходах микросхемы лог. 1.
Две микросхемы ИВ1 можно соединить по схеме рис. 100 для получения приоритетного шифратора на 16 входов. Если лог. 0 подан на один из входов 0-7, на выходах DD3 появятся младшие разряды прямого выходного кода, на выходе G DD1 — лог. 0, определяющий разряд 8 выходного кода, на выходе Р — лог. 1, являющаяся признаком подачи входного сигнала. Если лог. 0 подать на один из входов 8-15, лог. 1 с выхода Р DD2 запретит работу DD1, младшие разряды на выходах DD3 определяются микросхемой DD2, на выходе 8 выходного кода будет лог. 1.
Таким образом, с выходов 1,2,4,8 устройства по схеме рис. 100 можно снять прямой код, соответствующий номеру входа, на который подан лог. 0.
Микросхемы ИВ1 можно соединять для получения большего числа входов. В этом случае выходы переноса микросхем с большими номерами следует соединить со входами запрета микросхем с меньшими номерами, выходы 1, 2,4 следует через многовходовые элементы И-НЕ подключить к выходам устройства — это будут младшие разряды выходного кода. Выходы G микросхем ИВ1 следует соединить с входами 0-7 еще одной микросхемы ИВ1, с выходов которой можно будет снять старшие разряды кода и признак подачи входного сигнала G (рис. 101). В схемах рис. 100 и 101 сохраняется свойство приоритетности шифраторов — при одновременной подаче лог. 0 на несколько входов выходной код всегда соответствует входу с наибольшим номером.
Микросхема К555ИВЗ (рис. 102) — приоритетный шифратор. Она имеет девять инверсных входов 1-9 для подачи кодируемого сигнала и четыре инверсных выхода кода 1-2-4-8. В исходном состоянии на всех входах и выходах лог. 1. При подаче на любой из входов лог. 0 на выходах 1-2-4-8 формируется инверсный код номера входа, на который подан лог. 0. Если лог. 0 подан сразу на несколько входов, код на выходе соответствует наибольшему номеру входа, на который подан лог. 0.
Основное назначение микросхемы — преобразование номера источника сигнала в код, например номера нажатой кнопки. Для примера на рис. 103 показана схема квазисенсорного переключателя на 10 положений, выходными сигналами которого является код 1-2-4-8 нажатой и отпущенной кнопки (аналог переключателя с взаимовыключением).
При включении питания все триггеры микросхемы DD2 устанавливаются в 0, на выходах 1-2-4-8 код 1111, не соответствующий ни одной из нажатых кнопок. Если нажать любую из 10 кнопок SB1 — SB10, на выходе микросхемы DD1 сформируется инверсный код нажатой кнопки (для кнопки SB1 — 1111), этот код поступит на информационные входы микросхемы DD2. Ток через один из резисторов R1 — R10, соответствующий нажатой кнопке, включит транзистор VT1, на его коллекторе появится лог. 0 на время нажатия кнопки.
Напряжение на левой обкладке конденсатора С2 начнет уменьшаться и через время, в течение которого прекратится дребезг контактов кнопки, достигнет порога переключения элемента DD3.1. На выходе элемента DD3.1 появится лог. 1, на выходе DD3.2 — лог. 0. Изменение напряжения на правой обкладке конденсатора передается на вход элемента DD3.1, в результате чего произойдет скачкообразное переключение элементов микросхемы DD3 в противоположное состояние (рис. 104). Изменение лог. 0 на выходе элемента DD3.3 на лог. 1 приведет к записи инверсного кода с выходов микросхемы DD1 в триггеры микросхемы DD2, на ее инверсных выходах появится прямой код нажатой кнопки.
В момент отпускания кнопки первое размыкание ее контактов приведет к появлению лог. 1 на нижнем по схеме входе элемента DD3.1, вся цепочка элементов микросхемы DD3 переключится. На время дребезга контактов кнопки лог. 1 на верхнем по схеме входе элемента DD3,1 будет поддерживаться за счет положительной обратной связи через конденсатор С2. На выходе микросхемы DD2 сохранится код нажатой кнопки,. Если при нажатой кнопке нажать еще одну, выходной код не изменится, он будет соответствовать первой из нажатых кнопок. Код не изменится и при отпускании кнопок. Если нажать одновременно (с точностью до задержки, вносимой цепью подавления дребезга DD3.1, DD3.2) две или более кнопок, выходной код будет соответствовать кнопке с большим номером.
В схеме рис. 103 можно использовать и микросхему (несколько микросхем) ИВ1, в этом случае транзистор VT1 излишен. Входной сигнал на схему подавления дребезга необходимо будет подать с выхода G микросхемы ИВ1.
|
Корпус: 16-выводный планарный. Шаг выводов 1,25мм.
|
Микросхема КМ133ИД1 — высоковольтный дешифратор 4х10 для управления газоразрядными индикаторами. Является планарным аналогом микросхемы К(КМ)155ИД1. Микросхема КМ133ИД1 представляет собой высоковольтный дешифратор управления газоразрядными индикаторам. Предназначены для преобразования двоично-десятичного кода в десятичный. Дешифратор состоит из логических ТТЛ-схем и десяти высоковольтных транзисторов. На входы «1-2-4-8» поступают числа от 0 до 9 в двоичном коде, при этом открывается соответствующий выходной транзистор. Номер выбранного выхода соответствует десятичному эквиваленту входного кода. Коды, эквивалентные числам от 10 до 15, дешифратором на выходе не отображаются. Высоковольтные выходные транзисторы с открытым коллектором микросхемы КМ133ИД1 специально рассчитаны на управление газоразрядными индикаторами типа «ИН». |
Условное обозначение м/с КМ133ИД1:
Микросхема КМ133ИД1 по входным уровням сигналов совместима с другими ИС стандартной ТТЛ логики. |
Назначение выводов КМ133ИД1:
|
Таблица работы дешифратора КМ133ИД1:
Рекомендации по применению ИС КМ133ИД1: При работе ИС с газоразрядными индикаторами для исключения подсветки цифр необходимо, чтобы зажигание индикатора происходило при токе катода не менее 50 мкА, для чего напряжение на выходе дешифратора должно быть не более 55 В. Ограничение напряжения на закрытых выводах до 60 В и менее осуществляется путем подключения к выводам ИС внешних резисторов, стабилитронов, диодных матриц с общим катодом с подпором от резистивного делителя напряжения. При управлении работой газоразрядных индикаторов допускается эксплуатация ИС с напряжением на закрытых выходах более 60 В (на пробойных участках вольт-амперных характеристик внутренних ограничительных стабилитронов). При этом режиме эксплуатации наработка ИС составляет 500 ч. |
Основные параметры КМ133ИД1:
* Значение параметров «выходное пробивное напряжение» и «выходной пробивной ток» характеризуют внутренние ограничительные стабилитроны на выходе ИС. |
Микросхемы.
Микросхемы ТТЛ (74 …).
На основе метода самого распространенного логического элемента — основы микросхем серии К155 и ее зарубежного аналога — серии 74. Логический элемент микросхем серии К155 имеет среднее быстродействие t , р, ср. = 13 нс. и среднее значение тока потребления I пот = 1,5 … 2 мА. Таким образом, энергия, затрачиваемая информация этим на перенос одного бита, примерно 100 пДж.
Для обеспечения выходного напряжения высокого уровня U 1 вых. 2,5 В в схеме на рисунке потребовалось диод сдвига уровня VD4, падение напряжения на котором равно 0,7 В. Таким способом была реализована совместимость различных серий ТТЛ по логическим уровням. Микросхемы на основе инвертора, показанного на рисунке ( серии К155, К555, К1533, К1531, К134, К131, К531 ), имеют очень большую номенклатуру и широко применяются.
| ТТЛ серия | Параметр | Нагрузка | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Российские | Зарубежные | P пот. мВт. | т зд.р. нс | Э пот. пДж. | C н. пФ. | R н. кОм. |
| К155 КМ155 | 74 | 10 | 9 | 90 | 15 | 0,4 |
| К134 | 74L | 1 | 33 | 33 | 50 | 4 |
| К131 | 74H | 22 | 6 | 132 | 25 | 0,28 |
| К555 | 74LS | 2 | 9,5 | 19 | 15 | 2 |
| К531 | 74S | 19 | 3 | 57 | 15 | 0,28 |
| К1533 | 74ALS | 1,2 | 4 | 4,8 | 15 | 2 |
| К1531 | 74F | 4 | 3 | 12 | 15 | 0,28 |
Динамические параметры микросхем ТТЛ серии При совместном использовании микросхем ТТЛ высокоскоростных, стандартных и микромощных следует учитывать, что микросхемы серии К531 обеспечивают увеличенный уровень помех по шинам питания из-за больших по силе и коротких по времени импульсов сквозного тока короткого замыкания выходных транзисторовических логических схем элементов.При совместном применении микросхем серий К155 и К555 помехи невелики.
| Нагружаемый выход |
Число входов-нагрузок из серий | ||
|---|---|---|---|
| К555 (74LS) | К155 (74) | К531 (74S) | |
| К155, КМ155, (74) | 40 | 10 | 8 |
| К155, КM155, (74), буферная | 60 | 30 | 24 |
| К555 (74LS) | 20 | 5 | 4 |
| К555 (74LS), буферная | 60 | 15 | 12 |
| К531 (74S) | 50 | 12 | 10 |
| К531 (74S), буферная | 150 | 37 | 30 |
Выходы однокристальных, т.е. в одном корпусе, логических элементов ТТЛ, можно соединять вместе. При этом надо учитывать, что импульсная помеха от сквозного тока по проводу питания пропорционально возрастет. Реально на печатной плате остаются неиспользованные входы и даже микросхемы (их специально «закладывают про запас»). Такие входы логического элемента можно соединять вместе, при этом токе I или вх. не увеличивается. Как правило, микросхемы ТТЛ с логическими функциями ИЛИ потребляют от источников питании меньшие токи, если на всех входах присутствуют напряжения низкого уровня.Из-за этого входы таких неиспользуемых элементов ТТЛ следует заземлять.
| Параметр | Условия измерения | К155 | К555 | К531 | К1531 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Мин. | Тип. | Макс. | Мин. | Тип. | Макс. | Мин. | Тип. | Макс. | Мин. | Макс. | ||
| U 1 вх , В схема |
U 1 вх или U 0 вх Присутствуют на всех входах | 2 | 2 | 2 | 2 | |||||||
| U 0 вх , В схема |
0,8 | 0,8 | 0,8 | |||||||||
| U 0 вых , В схема | U и.п. = 4,5 Â | 0,4 | 0,35 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | ||||||
| I 0 вых = 16 мА | I 0 вых = 8 мА | I 0 вых = 20 мА | ||||||||||
| U 1 вых , В схема |
У и.п. = 4,5 Â | 2,4 | 3,5 | 2,7 | 3,4 | 2,7 | 3,4 | 2,7 | ||||
| I 1 вых = -0,8 мА | I 1 вых = -0,4 мА | I 1 вых = -1 мА | ||||||||||
| I 1 вых , мкА с ОК схема | U 1 и.п. = 4,5 В, U 1 вых = 5,5 В | 250 | 100 | 250 | ||||||||
| I 1 вых , мкА Состояние Z |
У 1 и.п. = 5,5 В, U 1 вых = 2,4 В на входе разрешение Е1 U вх = 2 В | 40 | 20 | 50 | ||||||||
| I 0 вых , мкА Состояние Z |
У 1 и.п. = 5,5 В, U вых = 0,4 В, U вх = 2 В | -40 | -20 | -50 | ||||||||
| I 1 вх , мкА схема | U 1 и.п. = 5,5 В, U 1 вх = 2,7 В | 40 | 20 | 50 | 20 | |||||||
| I 1 вх, max , мА | У 1 и.п. = 5,5 В, U 1 вх = 10 Â | 1 | 0,1 | 1 | 0,1 | |||||||
| I 0 вх , мА схема |
У 1 и.п. = 5,5 В, U 0 вх = 0,4 В | -1,6 | -0,4 | -2,0 | -0,6 | |||||||
| I к.з. , мА | У 1 и.п. = 5,5 В, U 0 вых = 0 В | -18 | -55 | -100 | -100 | -60 | -150 | |||||
.
РадиоКот :: Тестер ГРИ и К155ИД1
РадиоКот> Схемы> Цифровые устройства> Измерительная техника>Тестер ГРИ и К155ИД1
Очень часто возникает особенный интерес к тем вещам, которые производились и возникают много лет назад. Так и случилось с газоразрядными индикаторами (ГРИ). Всё больше людей интересуются ими, делают часы на ГРИ. Покупать лампы часто приходится в приличных магазинах, на рынках и барахолках. А это значит, что высока вероятность купить неисправный индикатор.Неисправности бывают различные — от обрыва проводника между выводом и цифрой до разгерметизации баллона и утечки неона, однако почти все из них невооруженным глазом невозможно. При достаточно высоких ценах на некоторые ГРИ (например, на ИН-18) не очень-то хочется покупать бракованные лампы.
Почти во всех часах на ГРИ используется высоковольтный дешифратор К155ИД1. Эти микросхемы тоже часто имеют заводской брак. Самая часто встречающаяся неисправность — отсутствие гашения индикатора при подаче на вход дешифратора кода большего 9.Этот режим работы дешифратора используется в большинстве проектов часов на ГРИ.
Единственное решение проблемы неисправных компонентов — проверка при покупке. Однако, одной батарейкой тут не обойтись — требуется высокое напряжение порядка 150В для полноценного тестирования. Поэтому нужен прибор, которому можно будет тестировать ГРИ всех типов и К155ИД1. Он должен быть компактным и иметь автономное питание, желательно на «полевых условиях».
В соответствии со всем сказанным и было разработано описываемое ниже устройство.
Итак, вот схема устройства:
Микроконтроллер U1 управляет импульсным преобразователем L1Q3D6C12. Он измеряет напряжение на выходах делителей R17RV1R18 и R19RV2R20. По этим напряжениям можно определить на выводах RV3, а значит, и ток в этой цепи. По этим данным программный ПИД-регулятор изменяет скважность импульсов на выводе 15 U1. Эти импульсы через драйвер затвора U4 поступают на полевой транзистор Q3.Таким образом осуществляется стабилизация либо тока через RV3, либо напряжения на его правом (по схеме) выводе, в зависимости от режима работы преобразователя.
В режиме тестирования индикаторов проверяемый индикатор подключается в разъём J1 с помощью зажимов-крючков. Пока индикатор не подключен, ток в его цепи мал и микроконтроллер стабилизирует напряжение на выходе преобразователя на уровне 170В. Этого напряжения достаточно для начальной ионизации газа в любом индикаторе. Как только будет подключен индикатор, в нём возникнет разряд и ток через RV3 вырастет.По этому изменению тока МК обнаружит подключенный индикатор и перейдёт в режим стабилизации тока, который был заранее задан. Напряжение на выходе преобразователя напряжения при упадёт напряжения до горения индикатора (оно на 20-30В ниже зажигания).
При тестировании дешифраторов проверяемая микросхема U3 подключается через ЗИФ-панель. В этом режиме МК открывает транзисторный ключ Q4Q5, подключая к выходу преобразователя анод индикатора ИН-17, расположенного в корпусе прибора.При этом преобразователь работает, как и в случае тестирования индикаторов, с той лишь разницей, что ток через индикатор фиксирован — 1мА. Резисторы R13-R16 защищают порты МК от пробоя при неисправности дешифратора, и R21 ограничивает ток КЗ по питанию.
На микросхеме U5 и транзисторе Q1 собрано зарядное устройство для литий-ионной аккумуляторной батареи BAT1BAT2. Ток заряда — 0,5А. Терморезистор RT1 устанавливается так, чтобы он имел хороший тепловой контакт с аккумуляторами. Светодиод D4 горит в течение всего процесса заряда и гаснет по его окончанию.
Ниже фото аккумулятора:
Почти все детали — в корпусах для поверхностного монтажа (SMD). Все постоянные резисторы, кроме R10, R17 и R19, типоразмера 0805. R10, R17 и R19 — выводные мощностью 0,25Вт. Подстроечные резисторы RV1 и RV2 — многооборотные 3296P, RV3 — 3296W, а RV4 — однооборотный 3362P.
Все неполярные конденсаторы — SMD 0805, полярные — электролитические на 25В, кроме C12 — он на 250В.
Диоды D2 и D3 — любые Шоттки на ток не менее 1А.D1 — любой на ток не менее 1А, я применил неизвестный SMD диод с распая. D4 — быстродействующий (UltraFast) на ток не менее 1А и с обратным напряжением не менее 500В.
Дроссель L1 обязательно на ферритовом сердечнике с зазором, предпочтительнее всего — «гантелька». Индуктивность не менее на схеме.
Устройство собрано на пяти платах. Одна из них — основная, на ней расположены элементы преобразователя, зарядника и микроконтроллер. Первая дополнительная клавиатура из пяти кнопок, на схеме изображена в прямоугольнике надписью «Клавиатура».Вторая — плата с ЗИФ-панелью, прямоугольник «Тестовая панель». Третья — плата с индикатором ИН-17 («ИН-17»). Наконец, на последней дополнительной плате расположен транзистор Q1. Плата для него радиатором, поэтому на ней припаяно большое количество отрезков толстого медного провода. Рядом с этой платой следует сделать побольше вентиляционных отверстий, греется она не слабо. Подробнее — на фото:
Выключатель питания SW1, светодиод D4, разъём J1 и разъём для подключения внешнего БП на 12В, 1А установлены на стенках корпуса.
Все файлы печатных плат можно скачать в низу страницы.
Фьюзы для ATMega8: 
Сначала на макетной плате была протестирована работа преобразователя на МК:
Это тестирование показало работоспособность такого преобразователя.
Несколько фотографий процесса сборки (здесь платы первой версии без MC34152):
И готовое устройство:
Передняя панель напечатана на фотобумаге и заламинирована с одной стороны (прозрачные окна заламинированы с двух сторон).Фотобумага приклеена к корпусу двусторонним скотчем.
На передней панели расположены распиновки всех отечественных газоразрядных индикаторов.
Перед настройкой следует установить движок резистора RV3 в левое (по схеме) положение, а движки резисторов RV1 и RV2 — в нижнее (по схеме) положение. Устройство следует запитать от внешнего регулируемого БП, отключив аккумулятор. В МК нужно загрузить файл прошивки «калибровка.hex». После включения питания на ЖКИ отображается две строки с четырьмя числами.Если этого не произошло, нужно проверить правильность сборки устройства. Подстроечным резистором RV4 устанавливаетем другой контраст ЖКИ.
Теперь нужно подать на катод диода D6 напряжение 150В с внешнего преобразователя. Его схему можно найти в любых часах на ГРИ. Это напряжение следует контролировать вольтметром. Вращением подстроечных резисторов RV1 и RV2 добиваемся того, чтобы вторые числа в обоих строчках совпадали с напряжением вольтметре. Теперь подключаем конденсатору C16 резистор 27кОм последовательно с миллиамперметром.Нажимаем кнопку «ОК». Теперь в первой строке ЖКИ второе число — измеренный ток. Его с помощью резистора RV3 следует выставить равным току на миллиамперметре. Обратите внимание: при вращении RV3 ток на миллиамперметре будет меняться. Повторяем эти разными нагрузками и разными напряжениями с внешнего преобразователя, пока в любом режиме ток на ЖКИ будет отличаться от тока на миллиамперметре не более, чем на 0,1мА.
Следующий этап настройки — подбор коэффициентов ПИД-регулятора.Загружаем в МК файл «напряжение.hex». Отключаем нагрузку и внешний преобразователь. Вольтметр оставляем. В первой строке ЖКИ три числа. Это коэффициенты ПИД-регулятора для стабилизации напряжения в естественном порядке (пропорциональный, интегральный, дифференциальный). Кнопками «Влево», «ОК», «Вправо» можно перемещать указатель <"в верхней строке. Кнопки "Вверх" и "Вниз" меняют выбранный коэффициент. Методика подбора - здесь. Коэффициенты нужно подобрать так, чтобы при изменении питающего напряжения от 7,2 до 13В напряжение на выходе преобразователя стабилизировалось на уровне 167-173В.Записываем куда-нибудь получившиеся коэффициенты.
Теперь подключаем нагрузку в виде резистора 68-75кОм последовательно с миллиамперметром и загружаем файл «ток.hex». Аналогичным образом подбираем коэффициенты для стабилизации тока. При проверке правильности подбора меняем не только питающее напряжение, но и нагрузку. Ток должен стабилизироваться на уровне 2мА. Коэффициенты так же записываем.
Теперь любым HEX-редактором открываем файл «программа.eep» и вносим в него данные коэффициенты (в шестнадцатеричном виде) согласно рисунку ниже:
Теперь загружаем этот файл и основную прошивку — «программа.hex «. Включаем устройство, выставив на БП напряжение 8,4В. Появится такое сообщение:
Далее отображается главное меню. Перемещение по нему — кнопками «Вправо» и «Влево». Выбор пункта — «ОК». Запоминаем напряжение из нижней строки ЖКИ. Выбираем пункт «Настройки».
На ЖКИ отображается первый пункт подменю.
Здесь кнопками «Вверх», «Вниз» можно увеличить параметр, а кнопками «Вправо», «Влево» — перемещаться по пунктам.Первый пункт — напряжение отключения. Если напряжение на аккумуляторе будет ниже установленного, преобразователь отключится, а на ЖКИ отображается «Батарея разряжена». Работа прибора заблокируется. Сброс блокировки — отключением питания. Следующий пункт — поправочный коэффициент для измерения аккумулятора напряжения.
Нужно поделить 8,4 на ранее запомненное число из главного меню и полученное число выставить в этом округе (округленное).
Последний пункт — «Назад».Тут всё понятно.
На этом настройка закончена.
Теперь вернёмся к первому пункту главного меню.
Это режим тестирования индикаторов. Нажимаем «ОК»:
Здесь Is — установленный ток, он изменяется кнопками «Вверх» и «Вниз» от 0,8 до 5мА. Надпись «нет лампы» означает, что индикатор не подключен. «Авто» в верхнем верхнем углу — режим автоматического перебора катодов по циклу.Кнопками «Влево» и «Вправо» можно выбрать катод от 0 до 9 или режим «Auto». Также в верхнем отображается уровень заряда аккумулятора в виде значка батарейки. «Полная» батарейка — 8,4В, а «пустая» — немного выше отключения, заданного ранее. Теперь подключим индикатор:
Изменилась нижняя строка. Теперь тут I — ток через индикатор, а U — напряжение горения при данном токе. Ток также можно менять кнопками «Вверх» и «Вниз».
Выход из режима — кнопка «ОК».
Теперь режим тестирования дешифраторов К155ИД1.
Нажимаем «ОК».
Здесь «Авто» опять означает автоматический перебор цифр. Число в скобках — двоичный код, реально поданный на ИД1. Подключение ИН-17 к ИД1 сделано вразнобой для удобства разводки, поэтому этот код не совпадает со включенной цифрой (число вне скобок). Есть так же надпись «ВЫКЛ». Это соответствует выключенным выходам дешифратора (код 1111).
По тому, что отображается на индикаторе, легко можно построить неисправность дешифратора. Более:
Хороший дешифратор:
Плохой дешифратор:
Выход из режима — кнопка «ОК».
Наконец, в главном меню нажатием кнопки «Вверх» можно включить и выключать подсветку ЖКИ.
На этом всё.Удачи в сборке!
Внимание!
Файлы:
Прошивки и исходники (CVAVR)
Печатнае платы в формате SpintLayout 6.0
Все вопросы в Форум.
|
Как вам эта статья? |
Заработало ли это устройство у вас? |