33 СХЕМИ
ЗАВКЛЮЧВАНЕ
НАСВЕТЛИННИ
И ЗВУКОВИ
ИНДИКАТОРИ
БИБЛИОТЕКА
ПО РАДИО
ЕЛЕКТРОНИКА
. М ДИМИТРОВА
ТЕХНИКА

Библиотека по радиоелектроника
К.ф.м.н. инж.МАРИЯ И. ДИМИТРОВА
33 СХЕМИ
ЗА ВКАЮЧВАНЕ
НАСВЕТАИННИ
И ЗВУКОВИ
ИНДИКАТОРИ
Z А ИННА
IБИВАИОТЕКлJ
ИЗДАТЕЛСТВО "ТЕХНИКА"
СОФИЯ, 1991
УДК 621.396.66
В книгата са дадени основни сведения ja светлиниата и
звуковата индикация. Описани са най-разпространените светлинни
и звукови индикатори и схемите за управлението им. Разгледани
са 33 практически схеми за включване на светлинни и звукови
индикатори Дадени са кратки справочни данни за индикаторите и
за иякои интегрални схеми, използувани най-често при
управлението им и др.
Книгата е предназначена за любители, но може да бъде полезна
и на специалистите (техници, инженери и др.).
© Мария Илиева Димитрова, 1991
с/о Jusautor, Sofia
ISBN 954 - 03 - 0008 8
621.3
33 СХЕМИ ЗА ВКЛЮЧВАНЕ НА СВЕТЛИННИ И ЗВУКОВИ ИНДИКАТОРИ
Автор к.ф.м.н. инж. Мария Илиева Димитрова
Рецензенти: к.т.н. инж. Кирил Иванов Конов
к.т.н. инж. Емил Петров Новаков
Националност бьлгарска
Първо издание
ISBN 954 - 03 - 0008 - 8
Изд. № 16289
Научен редактор инж. Радка Берова
Художник Филип Малеев
Художествен редактор Вихра Стоева
Технически редактор Мими Георгиева - Владова
Коректор Росица Стоянова, Василка Нанева
Дадена за набор м. гони 1991 г.
Излязла ог леча! ноември 1991 г.
Формат 60x84/16
Печ. коли 5,25
Изд. коли 4,90
Издателство •’Техника" - държавна фирма, пл. Славейков 1, София
Набор отдел АИД
ДФ „Абагар" — Печатница Ямбол
ПРЕДГОВОР
Електрическите сигнали не могат да се възприемат непосредстве-
но от човешките сетива - те не са осезаеми. И все пак е възможно
да бъдат наблюдавани - да се виждат и чуват, след като бъдат пре-
образувани съответно в светлина или звук. (Тук няма да говорим за
възможността за превръщане на електрическите сигнали например в
тактилни (вибрации) и усещането им чрез допир до кожата на чове-
ка и др.).
Електрическите сигнали, превърнати в светлинни или в звукови
сигнали, позволяват осъществяване на ИНДИКАЦИЯ*, т. е. на пря-
ко въздействие върху човешките сетива. Процесът на реализиране
на индикацията обикновено включва следните етапи:
-	усилване и формиране на реалните сигнали, получавани от ня-
каква схема или устройство; формирането им е по мощност, по про-
дължителност или и двете;
-	управление на съответен индикаторен елемент (светлинен или
звуков) с получените вече обработени електрически сигнали;
—	конструктивно оформяне на самите индикаторни модули и др.
Целта на всичко това е да се постигне максимално ефективно въз-
действие на средствата за индикация върху човешките сетива — око-
то или ухото.
В ежедневието си се сблъскваме с най-разнообразни видове инди-
кации. С някои от тях дори сме свикнали дотолкова, че ги възприе-
маме като нещо неотделимо от нашия бит. Например:
—	домашният звънец известява, че някой идва (по-точно, че е за-
действуван бутонът и веригата на електрическия звънец е затворе-
на);
—	звънецът на телефонная апарат съобщава, че е набран от друг
кореспондент номерът на домашния ни пост (т. е. че повикването е
прието в централата и е задействувало съответните вериги, включи-
телно и тази в нашата микротелефонна гарнитура);
—	лампичката от скалата на радиоапарата сигнализира, че той е
включен към мрежата; същото показва и лампичката на домашния
хладилник и много други (ютията, електрическата печка).
Не по-малко са примерите извън домашната среда - на улицата, в
магазина, в лабораторията или в завода, в поликлиниката. Светофа-
рите на улицата, надписите "Влизай/Не влизай” пред лекарския ка-
бинет, предупреждението ’’Внимавай!" пред гаража, различните ви-
дове сигнализации чрез светлини или звук, светещите цифри на
електронните каси и т. н. са също индикация.
* Среща се още название™ дисплей
3
В техниката различимте видове индикация (светлинна или звуко-
ва) се използуват извънредно много. Основните им приложения са
за отбелязване на:
-	затваряне/отваряне иа електрическа верига;
-	достигане на някакво гранично (прагово, предварително извест-
но или задавало) ниво на даден електрически сигнал;
-	настъпваме на определено (от оператора, от експериментатора)
състоянке на електрическата схема или устройство (работи, не рабо-
ти);
—	отбелязване на количественото измерване на някаква величина
със светлинни цифри и др.
Радиолюбителската практика освен в гореизброените случаи из-
ползува светлинната или звуковата индикация и при непосредстве-
ното пускане и настройване на различии схеми. На професионално
ниво, разбира се, това става с по-съвършени средства. Осцилоскопи-
те правят "видмми” най-разнообразни електрически сигнали. За съ-
жаление в началото на радиолюбителската дейност не всеки раэпо-
лага с подобии електронни апарати и се налага да се задоволи с по-
прости, но често достатъчно ефикасни средства, използуващи свет-
линна или звукова индикация.
Целта на тази книга е да даде основни знания, необходима при
осъгцествяването на светлинната или звуковата индикация. Тук спа-
дат и някои основни познания за особеностите при възприемането
на звука и светлината от човека, сведения за най-разпространените
звукови (високоговорители, слушалки и др.) и светлинни (лампички
с нажежаема жичка, светодиоди, светлинни стълбове, цифрови ин-
дикатори и др.) индикатори. Към това трябва да се прибавят и све-
дения за електронните схеми, необходими за управленнето на сами-
те индикатори. В приложения са дадени кратки данни за най-разп-
ространените индикаторни елементи.
В излезлиге вече книги (”33 схеми с ЛЕ И-НЕ" и ”33 схеми на и с
тригери” читателите са намерили сведения за използуването на ло-
гическите елементи (ЛЕ) и на тригерите. Надяваме се, че заедно със
знанията, придобити в любителската практика и описаните схеми в
други източници [4,5,6,9], тази книга ще ги подпомогне при осъщес-
твяването на индикация със светлинни и звукови елементи. Тук са
описани само крайните стъпала за управление на светлинни или
звукови индикатори. Предполага се, че читателите вече са постигна-
ли изработването на електрически сигнали, годни да задействуват
тези крайни стъпала. При това са подбирани такива схеми, конто
могат да се реализират с по-достъпни електронни компоненти
(транзистори, операционки усилватели, интегрални схеми от тип
TTL или CMOS). Всички предлагали схеми са многократно изпитва-
ни в ежедневната конструкторски практика.
Подбраните тук 33 схеми съвсем не изчерпват въэможните вари-
анты за включване на светлинни или звукови индикатори към радио-
4
техническите (и радиолюбителски) схеми и устройства. Те само
илюстрират някои от основните свързвания и изискванията към със-
тавните компонента. В този смисъл пред любителите остава отво-
рена вратата към творчеството при създаване на собствени разра-
ботки.
Изказваме специална благодарност на рецензентите ст.н.с. I ст.
к.т.н. инж. К. Конов и к.т.н. инж. Е. Новаков за направените забе-
лежки и препоръки, както и на редактора инж. Радка Берова, с чис-
то участие бяха избегнати някои пропуски.
Всички критични забслежки от страна на читателите ще бъдат
приети с готовност. Те могат да бъдат изпращани на адреса на изда-
телството: ДФ ’’Техника”, пл. Славейков 1, София.
А вторката
5
1. ОБЩИ СВЕДЕНИЯ ЗА СВЕТЛИННАТА И ЗВУКОВАТА
ИНДИКАЦИЯ
1.1. ИНДИКАЦИЯ СЬС СВЕТЛИННИ СИГНАЛИ
Светлината - това са електромагнитни вълни с определена дъл-
жина на вълната. Човешкото око (зрителният анализатор) възприема
светлинни вълни с дължини, съответствуващи на така наречения
ВИДИМ СПЕКТЪР (фиг.1.1). Той обхваща вълни с дължини от око-
ло 400 докъм 750 пт, на всяка от конто отговаря определен цвят
Най-голяма (максимална) е чувствителността на окото (при норми-
рана интензивност на светлината) към жълтозелените Цветове с
дължини около 530 ч- 560 пт. Независимо от това често се изпол-
зуват и червените Цветове (дължини на вълните около 630 ч- 650
пт).
Параметрите, конто характеризират светлинното възприятие
(освен цвета), са ЯРКОСТТА и КОНТРАСТЪТ. Яркостта
представлява субективното възприятие за светлост на
изображението. Единицата за измерване на яркостта се нарича
КАНДЕЛА/'m . (Стари названия - свещ/m2 или НИТ.) Тя се
определя от количеството светлина, попаднало върху дадена площ.
Дължина на вълната Л
(микрони )
Фиг. 1.1. Чувствителност на човешкото око кьм светлината
(видим спектър)
6
Кандела (свещ) е единица за измерване на интензивността на
светлината.*
Човешкото око възприема яркости в много широк обхват.
Възможността да се различат две намиращи се на разстояние една
от друга светли линии определи ОСТРОТАТА НА ЗРЕНИЕТО. Тя
зависи от яркостта на светещия източник и от разстоянието между
него и наблюдателя. Ь^ай-висока е остротата на зрението при яркост
500 4- 600 кандела/m . Оптимална по отношение на остротата на
зрението се счита яркостта 300 кандела/m .
КОНТРАСТЪТ се определи от съотношението между яркостите
на най-тъмното и най-светлото място в дадено изображение.
Оптимално се счита съотношението 85 4- 90 %, но възприятието
е приемливо добро дори при съотношение 20 4- 50 %. В реални ус-
ловия контрастът се определи не само от самия индикатор, но и от
разположението му. Затова повишаването му чрез прилагане на до-
пълнителни средства (екраниращи козирки, подходяще оформяне на
механичного му закрепване) е от съществено значение.
Место конструкторите отделят специално внимание на тези вьп-
роси.
Съществуват и други особености на човешкото око, конто трябва
да се имат предвид при осъществяването на светлинна индикация.
По-важните от тях са следните:
-	Човешкото око се характеризира с известна инертност. Това зна-
чи, че светлинното възприятие (усещането за светлина) закъснява с
около 0,05 s спрямо момента на възникване на пораждащия го елек-
трически сигнал (при яркост от около 100 нита). Оттук непосредст-
вено следва, че електрическите сигнала, обуславящи изработването
на светлинна индикация, трябва да бъдат с продължителност, по-го-
ляма от около 100 ms. Ако се индицират електрически сигнал и,
следващи един след друг, те ще се възприемат разделно (като от-
делки светлинни импулси) само ако паузата между тях е също по-
голяма от 100 ms.
-	Субективното възприятие на светлинните сигнали зависи и от
някои други фактори. По-важните от тях са: дали изображението се
възприема централно или периферно, какво е съотношението между
времето на светене на индикаторного изображение, отнесено към
времето на затъмняване (несветене). Оптималното съотношение е
0,5 %.
Практиката показва, че алтернативното светене на два светлинни
източника се възприема по-ефективно откол кото само на един от
тях.
♦Дсфиницията на единицата КАНДЕЛА е. "Канделу е светлинната интензивпост в
перпендикулярна посока от повърхност 1/600 000 m на абсолютно черно тяло при
температура па втвърдяване на платината 1769°С при налягане 101 325 наехала”
7
1.2. ИНДИКАЦИЯ СЬС ЗВУКОВИ СИГНАЛИ
Звукът представлява механични трептения във въздушна среда*,
конто се разпространяват със скорост 340 m/s. Те се възприемат от
човешкото ухо (слуховия анализатор) и предизвикват слухово усе-
щане.
Ушната мида (външното ухо) събира звуковите вълни, разпрост-
раняващи се в пространството, и ги насочва по ушния канал към тъ-
панчето. Под въздействие на звуковите вълни то вибрира и чрез
вътрешното ухо, те въздействуват на мембраната. В нея завършват
краищата на голям брой (около 20 000) нервни влакна, слабо свърза-
ни помежду си. Те се възбуждат от звуковите трептения чрез мемб-
раната и тази възбуда се предана в съответния център на човешкия
мозък. В резултат човекът възприема звука.
Честотите на звуковите вълни, конто усеща човекът, са от 16 до
20 000 Hz. Този честотен обхват се отнася до едно средно човешко
ухо. Горната граница на възприеманите честоти чувствително се по-
нижава с нарастване на възрастта - тя спада дори до 2 000 - 3 000
Hz и даже по-ниско. Счита се, че оптималните честоти за осъщест-
вяване на звукова индикация са около 1 000 -? 2 000 Hz, за конто
чувствителността на ухото е най-голяма.
В действителност човешкото ухо никога не възприема една единс-
твена честота (чист тон). Винаги присъствуват и негови кратки по-
високи (хармонични) или кратни по-ниски (субхармонични) състав-
ки. В този смисъл звукът, конто възприема човешкото ухо, е смес
от основен тон и неговите хармоници и субхармоници. Тук трябва
да се прави разлика между ЗВУК - основен тон плюс хармоници и
субхармоници на този тон, и ШУМ - случайна смес от различии
звуци, които не са в определено съотношение помежду си.
Счита се, че отчетливо се възприемат сигнали с продължителност
повече от 100 ms. Паузата между поредни звукови сигнали е от съ-
щия порядък (10Q ms). Сигнал с прекъсвдния въздействува (ангажи-
ра) по-силно вниманието отколкото един непрекъснат звук.
Освен честотата и продължителността на сигнал за звукова инди-
кация от значение е и друг важен параметър на звука - неговата
СИЛА. Добре е да се предвижда начин за регулирането й.
Въздействието на звуковата индикация зависи още и от следните
фактори:
-	наличието на външни по отношение на разглежданата звукова
индикация звукови сигнали (често наричани ФОН);
-	обем на озвучаваното пространство, съответно разстояние меж-
ду източника на сигнала и наблюдателя;
—	насоченост на звуковия излъчвател, т.е. взаимно разположение
на източника и наблюдателя и т.н.
*'Гук става дума главно за звук, обикловено възнрисман от човешкото ухо яри
нормални условия.
8
Общото звучене на звуковия индикатор зависи и от механичните
резонансни свойства на конкретното конструктивно оформяне на са-
мих звуков индикатор, на кутията или панела, към които е прикре-
пен, отворите по нея и пр.
Управляващите електрически сигнали, задействуващи звуковия
индикатор (чието изработване тук също не се разглежда), могат да
бъдат със синусоидална или почти със синусоидална форма. Место в
любителската практика се прилагат и правоъгълни сигнали, които ь
някои случаи се изработват по-лесно. Освен непрекъснати (във вре-
мето) сигнали се използуват и пакети от сигнали — фиг. 1.2. Изисква-
нията към фронтовете на пакетите от сигнали не са критични.
Фиг. 1.2. [электрически сигнали за управ-
ление на звуков индикатор
а - синусоидални; б - правоъгълни;
в - реална форма на правоъгълните сигна-
ли
9
2 ИНДИКАЦИЯ СЪС СВЕТЛИННИ СИГНАЛИ
2.1.	ЛАМПИЧКИ С НАЖЕЖАЕМА ЖИЧКА КАТО СВЕТЛИННИ
ИНДИКАТОРИ
Лампичките с нажежаема жичка са едни от първите и най-разп-
ространени индикатори. Като светлинни индикатори в професионал-
ни електротехнически разработки те се прилагат сравнително по-
рядко поради някои от присъщите им недостатъци — голяма консу-
мация, значителен обем (несъвместим с миниатюрки конструкции).
Но те са по-евтини и по-достъпни и затова все още се употребяват в
любителските конструкции.
Лампичките с нажежаема жичка могат да бъдат конструктивно
оформени по най-различен начин (фиг.2.1) - като цилиндрична или
Фиг.2.1. Лампички с нажежаема жичка (външен вид)
а - с гъвкави изводи; б - с твърди изводи; в - с цокъл;
г - означение на лампичка с нажежаема жичка
Фиг.2.2. Закренване на
нажежаемата жичка
а - с държачи; б - с
държачи и допълнителен
носач
сферична колбичка, със или без специален цо-
къл и т.н. Във всички случаи обаче те предс-
тавляват стъклен балон (колбичка), запълнен
с инертен газ, в конто е поместена жичката.
Нагряването на тази жичка от протичащия
през нея ток предизвиква отделяне на светли-
на. Жичката, изпълнена от съпротивителен
проводник, също е различно оформена
(фиг.2.2) - малка спирала, проводник, закре-
пен на опорни носачи, и др. Краищата й по
подходящ начин са изведени на цокъл (витов
цокъл, байонетен цокъл, щифтов цокъл и
т.н.). Съществуват и лампички, изводите на
конто представляват гъвкави проводници, из-
лизащи непосредствено от стъкления балок.
10
Фиг 2.3. Блокова схема за управление на лампичка с нажежаема жичка
а - включване паралелно на управляващата схема; б - включване като
товар на управляващата схема
Лампичките е желателно да се поставят в специално предвидени
гнезда (фасунги) - оригинални или саморъчно изработени. Само в
краен случай се допуска запояване направо към цокъла, но това
трябва да става изключително внимателно поради опасност от пов-
реда (отпояване на изводите вътре в балона). При лампичките с без-
цокълен извод вниманието трябва да е удвоено; не се допуска запоя-
ване много близко до балона или грубо огъване на изводите. Тук
опасността е от пропукване на стъкления балон от недопустима за
него температура при запояването или от възникнали механични
напрежения при огъването.
За всяка лампичка с нажежаема жичка производителите дават в
каталозите два най-важни параметъра;
-	номинално работно напрежение, с което трябва да се захранва
лампичката (по-нататък означено с С(1);
-	номинален гок, който е допустимо да протече през съпротиви-
телния проводник на лампичката и при който светенето се счита за
оптимално (по-нататък означен с /В).
Схемата (фиг.2.3) за управление на лампичка с нажежаема жичка
трябва да осигурява подаване на номиналното работно напрежение
(протичане на номиналния работен ток). По-нататък тези условия
ще бъдат уточнявани конкретно за различимте практически схеми за
управление. Включването или изключването на тази схема се управ-
лява от сигнала пу11р, изработван от устройство™, чието състояние
трябва да се индицира. Тук не се обсъждат начините за получаване
на Пуцр.
2.2.	ВКЛЮЧВАНЕ НА ЛАМПИЧКАТА С НАЖЕЖАЕМА ЖИЧКА КАТО ТО-
ВАР НА ТРАНЗИСТОР
Включването на лампичка с нажежаема жичка като товар на тран-
зисторна схема става в съогветствие с фиг.2.3. Обикновено се из-
вибамоткка) 11
Фиг.2.4 Включьане на лампичка с нажежасма жилка кати товар на
транзистор
а - неносрсдствено нключванс; б — включване с донълиителен
loKooiраничаващ резистор, в - начин за регулиране силата на светене
ползуна транзистор, работещ в ключов режим (фиг.2.4 а). Когато
транзисторът Т е отпущен и наситен, потенциалът в т.Л е приблизи-
телно равен на този на емитера му, т.е. на масага. (Напрежението
на насищане на добрите ключови трайзистори е от 0,1 до 0,2 V.) По-
ради това лампичката се евързва практически към захранващото
напрежение и за нейната нормална работа е необходимо да бъде
спазено условието Е = U^. (Ако Е < <71Ъ лампичката също може да
свети, но по-слабо). В същото време максимално допустимият ток
през транзистора в наситено състояние (/стах) трябва да не е по-ма-
лък от номиналния ток на лампичката: Icrnw > /н- При това може
или да се изберат стойността на захранващото напрежение Е и ти-
път на транзистора в съответствие с параметрите на лампичката,
или да се подбере ламличка с номинални напрежение и ток, отгова-
рящи на схемата за управление. Въз всички случаи обаче, за да се
осигури насищане на транзистора, трябва да бъде спазено условието
О^упр — U BEs	El
Ев	р
където t/ynp е стойността на ВуцР, осигуряваща насищане на
транзистора;
U ВЕг ~ напрежението на прехода база-емитер на насите-
ния транзистор (за германиеви транзистори
UBEs ~ 0,3 V, за силициеви t/BEs= 0,7V);
Р - коефициентът на усилване по ток на използувания тран-
зистор.
Обикновено за сигурност се избира коефициент на насищане, ра-
вен на 2, т.е. базовият ток да бъде два пъти по-голям от граничната
стойност, при коего Rb се изчислява от израза
Р (1/унр ~ ЕBEs)
Rb - ----------------
2/„
12
Когато лампичката не трябва да свети, на входа на схемата се по-
дава Пупр = 0, при което транзисторът се запушва и токът през
лампичката се прекратява.
Вместо NPN транзистор (както е показано на фигурата) може да
бъде използуван-PNP транзистор, но при отрицателно захранващо
напрежение Е и при отрицателна полярност на входното управлява-
що напрежение цуПр.
Когато захранващото напрежение Е е по-високо от номиналното
захранващо напрежение на лампичката (Е > 0н), се използува схе-
мата, показана на фиг. 2.46. Тя се различава от тази та фиг. 2.4а са-
мо по допълнително включен резистор Rc- Предназначенного му е
да осигури протичането на номинален ток (/н) през лампичката, ко-
гато транзисторът е наситен, независимо от по-голямата стойност
на захранващото напрежение Е. За целта съпротивлението на този
резистор се определи от равенството
Е - UH - UCEs
Rc = -------------,
/ и
където UcEs е напрежението на наситения транзистор, което при
практически пресмятания може и да се пренебрегне.
Схемата от фиг. 2.46 предлага и едно допълнително удобство -
възможност за плавно регулиране на силата на светенето на индика-
тора. За целта последователно на Rс трябва да се включи промен-
ливо съпротивление R (фиг. 2.4в) (показано на фигурата с прекъсва-
на линия).
Лампичка с нажежаема жичка, включена като товар в колектор-
ната верига на транзистор, работещ в ключов режим, свети, кога-
то транзисторът е отпушен и наситен, и не свети, когато е запу-
шен. Състоянието на транзистора се управлява от сигнала иупр.
2.3.	ВКЛЮЧВАНЕ НА ЛАМПИЧКА С НАЖЕЖАЕМА ЖИЧКА ПАРАЛЕЛНО
НА ТРАНЗИСТОР
Схемата за включване на лампичка с нажежаема жичка паралелно
на транзистор, работещ в ключов режим, е показана на фиг. 2.5. Ко-
гато транзисторът е отпущен и наситен, потенциалът в колектора
му (т.Л) е близък до този на масата и лампичката не свети. Насища-
нето на транзистора се осигурява, като съпротивлението Rb се изби-
ра от условието за насищане на транзистора
б^упр ~ UBEs	Е
Rb	Р Rc
13
От друга страна, за да не се претовари транзисторът по ток, тряб-
ва да е спазено и условието
Е
Rc > -------
/ Стах
При Ыуцр — 0 транзисторът се запушва и токът от захранващия из-
точник Е прогича през резистора Rc и лампичката. Светенето й ще
бъде оптимално, ако се осигури
E-UH
Rc = -------
Zh
Ако се избере по-ниско Е или по-голямо Rc, лампичката ще свети
по-слабо.
Както се вижда, при тази схема (фиг. 2.5) лампичката се управля-
ва инверсно (в сравнение със схемите от фиг. 2.4) - тя свети при
иупр = 0 и е загасена при пУпР — Сунр- Недостатъците на тази схема
(в сравнение с фиг. 2.4а) са: необходимо е по-високо захранващо
напрежение (£>(7Н); схемата консумира ток от захранващия източ-
ник и при двете състояния на индикатора.
Лампичка с нажежаема жичка, включена паралелно на транзис-
тор, раб о тещ в ключов режим, свети, когато транзисторът е за-
пушен, и не свети, когато е отпущен и наситен. Състоянието на
транзистора се управлява от сигнала иуПр.
2.4.	ВКЛЮЧВАНЕ НА ЛАМПИЧКА С НАЖЕЖАЕМА ЖИЧКА В СХЕМА НА
СЪСТАВЕН ТРАНЗИСТОР
!чн 2 5 В ключ пане на лампичка с на-
мл жичка паралелно на гран-
В някои случаи (маломощен източник на управляващи сигнали
Иупр или необходимост от използуване на' по-мощна лампичка с на-
жежаема жичка) усилването по ток,
осигурявано от един транзистор,
свързан по една от схемите от фиг.
2.4 или 2.5, може да се окаже недос-
татъчно. Тогава вместо един тран-
зистор следва да се използува съста-
вен транзистор (схема Дарлингтон)
- фиг.2.6. Както е известно, при то-
ва свързване двата транзистора (Т\ и
Гг) работят като един, но с коефи-
циент на усилване по ток, равен на
произведението от техните коефици-
енти на усилване:
шсгор
Р -	Р2.
14
Фиг 2 6 Включване на лампичка с нажежаема жичка в схема
със съставен транзистор (схема Дарлингтон)
а - включване като товар на транзистора; б - включване
паралелно на транзистора
Лампичка с нажежаема жичка се включва в схема на съста-
вен транзистор (схема Дарлингтон) като товар или паралелно на
транзистора, когато е необходимо по-голямо усилване по ток
Р = р . Р2- Когато тя е включена като товар на транзистора,
свети при отпущен и не свети при запушен транзистор. Когато тя
е включена паралелно в транзистора - свети при запушен
транзистор и не свети — при отпушен. Управлението на
състоянието на съставния транзистор се осъществява от иуПр.
Забележка. За схемите от фиг. 2.4 до 2.6 са подходящи всички импулсни
маломощни или средномощни транзистори. От произвежданнте у нас това са
2Т3850, 2Т3531, 2Т3532 или подобии.
2.5.	ВКЛЮЧВАНЕ НА ЛАМПИЧКА С НАЖЕЖАЕМА ЖИЧКА КЪМ TTL
ИНВЕРТИРАЩ ИЛИ НЕИНВЕРТИРАЩ ЛОГИЧЕСКИ ЕЛЕМЕНТ
С ОТВОРЕН КОЛЕКТОР
Включването на лампичка с нажежаема жичка към TTL схема с
отворен колектор (инвертираща или неинвертираща) е показано на
фиг. 2.7а и б. Крайнего стъпало на такава биполярна схема е пока-
зано на фиг. 2.7в. Тя позволява включване на външен товар (в слу-
чая лампичката), а в някои случаи и свързване към захранващо нап-
режение, по-високо от номиналното за TTL интегралните схеми.
За стардартната серия TTL ИС то е + 5V ±5 % и + 5V ±10 % —
за сериите AS, ALS и F.
Включената в съответствие с фиг. 2.7а и б лампичка с нажежаема
жичка свети, когато изходът на интегралната схема е в състояние
15
Фиг.2.7. Включване на лампичка с нажежаема жичка към TTL
логически елемент с отворен колектор
а - ЛЕ инвертор; б - ЛЕ повторител; в - изход на ЛЕ с
отворен колектор
логически нули, и е загасена, когато е в състояние 1. Състоянието
на изхода на интегралната схема се управлява от пУпр, подавано на
входа. То трябва да бъде равно на логическо ниво 1 за схемата от
фиг. 2.7 а и на ниво логическа нула - за схемата от фиг. 2.76. Усло-
вията, при конто подобно включване е възуюжно, са
Е > UH и /и < /°изх max,
където /°изх max е максималната стойност на изходния 'гок за
логическия елемент при състояние иула в изхода му. Известно е,
че за стандартната серия TTL ИС гИзх max — 16 mA, за серия
LS - 8 mA и за сериите F, AS и ALS - 20 mA [4].
Повече данни за най-често прилаганите TTL ИС с отворен колек-
тор (инвертиращи и неинвертиращи), конто са подходящи за изпол-
зуване при осъществяване на индикация с лампички с нажежаема
жичка, са дадени в приложение.
Лампичка с нажежаема жичка се включва непосредствено между
изхода на биполярната схема с отворен колектор (инвертираща или
неинвертираща) и положителния полюс на захранващото напреже-
ние Е. Тя свети, когато изходното ниво на използуваната ИС е ло-
гическа нула. У правление то на интегралната схема се извършва от
Uynp.
16
2.6.	ВКЛЮЧВАНЕ НА ЛАМПИЧКА С
НАЖЕЖАЕМА ЖИЧКА
КЪМ МНОГОВХОДОВ TTL ЕЛЕМЕНТ С
ОТВОРЕН КОЛЕКТОР
Известно е [4,5], че многовходов
логически елемент И-НЕ или ИЛИ-
НЕ (фиг. 2.8а) със свързани накъсо
входове функционира като инвер-
тор. Многовходовите логически
елементи И или ИЛИ със свързани
накъсо входове (фиг.2.86) работят
като повторители. Следователно
включването на лампичка с наже-
жаема жичка към многовходови ЛЕ
(И-НЕ, ИЛИ-HE, И и ИЛИ) се из-
вършва в съответствие със схемите
от фиг. 2.7а и б, като всички входо-
ве на многовходовите ЛЕ се дават
накъсо и към тях се прилага управ-
ляващото напрежение иУнР.
Свързването на входовете на
многовходови ЛЕ накъсо ги превръ-
ща в инвертора (ЛЕ И-НЕ и ИЛИ-
НЕ ) или повторители (ЛЕ И и
ИЛИ). В тези случаи лампичката с
нажежаема жичка се включва как-
то ри схемата от фиг. 2.8а и б.
Фиг.2.8. Образуване на едновходов
логически елемент от многовходов
а - инвертор; б - повторится
2.7.	ВКЛЮЧВАНЕ НА ЛАМПИЧКА С НАЖЕЖАЕМА ЖИЧКА КЪМ TTL ЛЕ
(ИНВЕРТОР, ПОВТОРИТЕЛ, И, ИЛИ, И-НЕ ИЛИ ИЛИ-HE) С ИЗХОД СЪС
СЛОЖЕН ИНВЕРТОР
Изходното стъпало на ЛЕ (инвертор, повторител, И, ИЛИ, И-НЕ
или ИЛИ-HE) със сложен инвертор е показано на фиг. 2.9. То не
позволява включването на лампичката с нажежаема жичка като вън-
шен товар. При него е фиксирано захранващото напрежение (вж. т.
2.5) на стойност + 5V ± 5 % или + 5V ±10 %.
Включването на лампичка с нажежаема жичка към ЛЕ с изход
със сложен инвертор е възможно смо по схемата, показана на фиг.
2.10. На фиг. 2.10а е показано евързване на лампичката паралелно
на изхода на ЛЕ. Тя свети, когато изходът е в състояние логическа
1, и не свети, когато изходът е в състояние логическа нула. При то-
ва задължително е да бъдат спазени условията
t/H ~ U изх max И /ц = /^изх max-
1 33 схеми за включване на светлинни и звукови индикатори
17
Фиг. 2.10. Включване на лампичка с нажежаема жичка в
изхода на TFL ЛЕ с изход със сложен инвертор
а - нспосредствено; б - с прилагане на допълнителен
резистор
Фиг.2.9 Крайно
стъпало на логически
елемент със сложен
инвертор в изхода
Твърде малко (а и трудно могат да се доставят) са лампичките, за
конто могат да се изпълнят подобии условия: Un = 2,4 4-2,7 V и
/н = 0,2 4-0,8 mA. Именно по тези причини схемата от фиг. 2.10а се
използува изключително рядко. Вариантът й от фиг. 2.106 позволява
облекчено изпълнение на условието за /н чрез подаване на допълни-
телен ток от източника на захранващо напрежение Есс през резис-
тора R. Стойността му се избира в зависимост от /и, но не по-ниска
от 460 II от съображения предпазване на ЛЕ от повреда.
Едно по-универсално решение (фиг. 2 И) е включване на крайно
стъпало с транзистор, работещ в ключов режим (вж. фиг. 2.4, 2 5 и
2.6). Управлението на това стъпало се осъществява от изхода на ло-
гический елемент. Както беше вече отбелязано (вж. т. 2.2, 2.3 и 2.4),
за схемите със евързване на лампичката като товар на транзистора
тя свети - когато иэходът на ЛЕ е в състояние логическа 1, а за схе-
мите със евързване на лампичката паралелно на транзистора, когато
изходът на ЛЕ е в състояние логическа 0. И в двата случая стой-
ността на резистора Rb се изчислява от израза
U изх min ~ UBEs
Rb = -----------------•
21 Cs
където (У^зх min е минималната стойност на изходния сигнал на
ЛЕ при състояние логически 1 (взема се от справочните материа-
18
ли за конкретния тип ИС);
UBEs - напрежение
ето на наситения пре-
ход база-емитер на
транзистора;
/Сг - токът на насищане
на транзистора;
р - коефициентът на
усилване по ток на
транзистора.
Приема се, че коефициен-
тът на насищане на транзис-
тора е 2.
На фиг. 2.10 и 2.11 е пока-
зан ЛЕ инвертор, но беше
вече споменато, че това мо-
же да бъде и друг вид мно-
говходов ЛЕ (И, ИЛИ, И-НЕ
и ИЛИ-НЕ) с дадени накъсо
входове или повторител.
Включването на лампичка
с нажежаема жичка към би-
полярен ЛЕ с изход със сло-
жен инвертор е възможно:
- непосредствено (при ог-
раничен брой типове лампички)
Фиг.2.11 Включване на крайно стъпало с
транзистор, управляван от изхода на
TTL Лр
а - включване като товар на транзистора;
б - включване паралелно на транзистора
с ниско Un и малък fh; лампичката
свети, когато състоянието в изхода е логическа 1;
- посредством транзисторна Ълючова схема, управлявана от из-
ходния сигнал на ЛЕ (вж. т. 2.2, 2.3 и 2.4).
В приложение 1 са посочени никои от най-често използуваните за
индикация TTL ИС с техните означения.
2.8.	ВКЛЮЧВАНЕ НА ЛАМПИЧКА С НАЖЕЖАЕМА ЖИЧКА КЪМ CMOS
ИНТЕГРАЛНА СХЕМА
Особеностите на CMOS ИС [5], конто са от значение при използу-
ването им в схемите за индикация с лампичка с нажежаема жичка,
са:
- CMOS ИС могат да работят при по-големи стойкости на
захранващите напрежения (Edd и Еее*), допускат по-големи
толеранси в стойностите им и е възможна работа с двете
полярности (положително или отрицателно захранващо
напрежение). Захранващите напрежения за CMOS ИС са:
Изводът ЕЕЕ обикновсно се свьрзва към маса.
19
стандартны CMOS ИС, серия A Edd — 3 — 12 V;
серия UB Edd — 3 4- 15 V;
серия В Edd = 3 ? 15 V;
бързы CMOS ИС, серия НС Edd — 2 - 6 V,
серия НС Г Edd = 5 V ± 10 %.
- CMOS ИС допускат следната консумация от един изход:
стандартны CMOS ИС, серия А, В и UB - до 4 mA;
бързы CMOS ИС, серии НС и НСТ - до 4 mA,
мощны бързы CMOS ИС, серии НС и НСТ - до 6 mA.
Когато към ладен изход на CMOS ИС е свързаиа само индикатор
ната схема (т.е. не е от значение слазването на логическите нива за
1 и 0), е позволено тези стойкости да се увеличават:
стандартны CMOS ИС - до 10 mA;
бързы CMOS ИС - до 25 mA,
мощны бързы CMOS ИС - до 35 mA.
Като се имат предвид тези особеносги на CMOS ИС и в зависи
мост от конкретнага лампичка с нажежаема жичка, свързването на
последната става по едва от схемите, показани на фиг 2.12 (непос-
редствено включване) и фиг. 2.13 (включване в транзисторна схема,
управлявана от ИС). На тези схеми са показани инвертори, но ге
могат да бъдат и повторители, и многовходови ЛЕ (И, ИЛИ, И-НЕ
и ИЛИ-HE) със свързани накъсо входове
Условията за работа на лампичката при включване по една от
схемите от фиг. 2 12 и 2.13 са аналогични на тези, разгледани по-
напред (вж т 2 2, 2.3 и 2.4). Същото се отнася и до начина за избор
на резистора Оставяме читателя да си ги формулира сам. Един-
ствената особеност тук е, че управляващият сигнал Нунр се взема от
изхода на CMOS ИС.
При CMOS ИС, захранвана от Edd = 5 V, резисторът Rb може
да не се включва, тъй като токът на късо съединение на CMOS ЛЕ
е около 2 mA Обикновено при захранващо напрежение Edd = 10 V
се поставя Rb = 500 П , а при Edd =
Фиг.2.12. Включване на
лампичка с нажежаема
жичка към CMOS
логически елемснт
= 15 V - Rb = Ik n.
При създаването на индикаторни
схеми интересно приложение може да
има интегралната схема 4007,
съдържаща 2 двойки транзистори с Р и N
канал с изведени на корпуса изводи и
един инвертор. Цифрите, дадени в скоби
на фигурата (фиг. 2.14), са номерата на
изводите на корпуса на интегралната
схема. Всяка двойка транзистори от тази
ИС представлява CMOS инвертор, конто
може да се разглежда като такъв с
отворен дрейн или с отворен соре. Чрез
външно осъществявани евързвания
20
(показани на фигурата с
прекъсвана линия) всяка
такава двойка може да
се използува за
управление на индикатор
- лампичка с нажежаема
жичка, включвана като
товар на транзистора
(респ. Т\, Тз или Ts).
Лампичката свети,
когато изходът на ИС
има ниво логическа
нула. Управлението се
извършва чрез сигнала
Нунр, подавай на входа на
инверторите.
В приложение 2 са по-
сочени някои от най-чес-
ю използуваните при
индикация CMOS ИС с
техните означения.
Включването на лам-
пичка с нажежаема
жичка към CMOS ИС
(инвертор, повторител,
И-ИЕ, ИЛ И-НЕ, И или
ИЛИ) се извършва, като
се използуват същите
свързвания както при
TTL ИС, но с отчитано
на особеностите на
CMOS ИС
ма жичка към крайне стънало с транзистор,
унранляиан от и «хода на CMOS ЛЕ
а - кключканс като товар па транзистора;
б - включване паралелно на транзистора;
и - нключнанс към състанен транзистор
(схема Дарлингтон)
2.9.	ВКЛЮЧВАНЕ НА ЛАМПИЧКА С НАЖЕЖАЕМА ЖИЧКА КЪМ ИСХОДА
НА ОПЕРАЦИОНЕН УСИЛВАТЕЛ
Операционните усилватели в интегрално изпълнение все по-често
участвуват и в любителските конструкции- При устройство или
схемна постановка, използуваща като активни компоненти операци-
онни усилватели (ОУ), логично е и индикацията, ако е необходима
такава, да бъде изградена с тях.
21
Фиг. 2.14. Иэполлуванс на-CMOS ИС 4007
за управление на лампичка с нажежаема жнчка
Особеностите на операционните усилватели, който трябва да се
имат предвид при създаването на индикаторни схеми, са:
-	обикновено захранващите напрежения за ОУ са две - с положи-
телна и с отрицателна полярност (означавани с Есс - положително
захранващо напрежение, и - Еее - отрицателно захранващо напре-
жение). (Има и специални ОУ , захранвани само с положително
напрежение.) Стойностите им могат да се избират доста по-големи
от 5 V - в съответствие с каталожните данни на избрания ОУ. Ти-
пични стойкости в практиката са 10 V, 12 V и 15(18) V;
-	динамичното изходно съпротивление на ОУ обикновено е по-
ниско от 100 Q.
В индикаторни схеми операционните усилватели обикновено рабо-
тят в компараторен режим. На фиг. 2.15а е показана принципната
схема за включване на индикаторни лампички с нажежаема жичка в
изхода на ОУ. В зависимост от съотношението на напреженията, по-
22
дадени на двата входа (Вх1 и
Вх2) на ОУ, изходното напре-
жение (т.Л) е почти равно на
едно от двете захранващи
напрежения. Например при
«вх1 >	UА ~ ЁЕЕ и свети
лампичката J71, а лампичката
J12 е загасена. При uBxl < иВх2
Uа — Есс - свети J12 и е за-
гасена 771. Най-често едно
от двете входни напрежения
е постоянно (например
иВх2 — Еоп), а второто напре-
жение се променя в зависи-
мост от процеса (или схема-
га), чиито промени се индики-
рат. На практика при осъщест-
вянане на индикация с изпол-
зуване на ОУ винаги се рабо
ти не с Еоп, а с долей npai
на задействуване U\ = Еоп
AU и с горен праг на задейсг-
вуване U2 — Еоп	т.е.
съществува известен хистере-
зис {/х= 2&U. На фиг. 2.156 е
показана реална схема на ОУ
в компараторен режим с хис-
терезис, който е определен с
въвеждане и на резисторната
верига Ei" - Rz. Долният праг
на задействуване на тази схе-
ма е
Фиг.2.15. Включване на лампичка с наже
жаема жичка в изхода на опсрационсн
усилвател
а - принципна схема; б - реална схема
б1] ~ {Еее ~ Еоп) + Еоп,
Ei + R2
горният праг на задейсгвуване е
R1
t>2 ~ ---------(Есс - Еоп) + Еоп
El +&2
и широчината на хистерезисната облает е
23
Фиг.2.16. Предаватслиа характе-
ристика на операционсн
усилвател
н ~
Ri
(Есс - Еее)-
R1 + /?2
Смисълът на въвеждане на хисте-
резисна облает (фиг.2.16) е* да се
осигури стабилност на потенциала
на т.А при твърде близки по стой-
ност напрежения на двата входа на
ОУ.
Условията за избор на типа
на лампичката с нажежаема жич-
ка (при зададени Есс и Еее) са
Uн < Есс + Еее и /н /изх.тах»
където /изх.тах е максимално
допустимата стойност на изходния
ток на операционния усилвател
Стойността на /изх.тах обикновено се дава в каталозите за ОУ.
Например за българския операционен усилвател 1У 0709
/изх.тах ~ ±20 mA, а за ОУ 1У0741 /изх.тах ~ ±25 mA.
Резисторите R, показани на фиг. 2.15а и б с прекъевана линия,
служат за ограничаване на тока i (при необходимост) до допустима-
та стойност /н- Те подсказват и начин за регулиране на силата на
светене на лампичките.
Включването на лампичка с нажежаема жичка към ОУ, работещ
в компараторен режим, се извършва непосредствено в изхода към
захранващите напрежения + Есс или - Еее. При включване към
+ Есс лампичката свети, когато в изхода на ОУ има ниво - Еее, а
при включване към — Еее - когато нивото е + Есс- Управление то
на изходното състояние на ОУ се извършва от сигнала uyrv>.
2.10.	СВЕТОДИОДНИ ИНДИКАТОРИ
Светодиодите, наричани още LED диоди (от английското им наз-
вание Light emitted diodes), представляват полупроводникови еле-
менти с PN диоден преход, поставени в херметизиран корпус. За
разлика от обикновените диодни структури светодиодите използу-
ват като основа не силициева или германиева подложка, а различии
галиево-, фосфорно-арсениеви съединения. Протичането на ток в
права посока през прехода им е евързано с отделянето на светлинни
кванти, конто човешкото око възприема като видима светлина.
Дължините на вълните на светодиодите са в границите от 450 до
680 пт. Конкретният цвят на светене (червей, оранжев, жълт или
зелен) зависи предимно от материала, от който е създадена диодна-
та структура.
24
Фиг.2 17. Светодиоди
а - диаграма на насоченост на светодиод със
сферична челна леща, б - диаграма на насоченост на
светодиод с асферична челна леща, в - диаграма на
насоченост на светодиод с дифузен корпус;
г - означение на светодиод
Светодиодите се характеризират на първо място с диаграма на на-
соченост — пространствено разпределение на излъчваната светлина.
Тя зависи от редица фактори, по-важните от които са: механична
конструкция на корпуса на диода, наличие или отсъствие на опти-
ческа леща, оптични свойства на материала на корпуса на диода или
на лещата и др. На фиг.2.17 са показани различии диаграми на из-
лъчване на някои от по-разпространените светодиоди и приетото и
условното им означение.
Корпусите на най-достъпните за любителски цели светодиоди са
обикновено цилиндрични с диаметър 0,32 или 0,56 ст. (В някои ка
талози ги означават съответно с Т-1 и Т-1 3/4 в дюймове.) Съветс
ките светодиоди най-често са с цилиндричен корпус с диаметър 0,5
ст. Напоследък се произвеждат и светодиоди със свръхминиатюрни
размери в стъклен или метален корпус (с подходяще оформена чел-
на стъклена основа). Произвеждат се и индикаторни диоди в плоски
корпуси (паралелепипед) (фиг.2.18).
25
Фи1 2 lb Ю.рнуси на светодиоди
Особеностите на светодиоди ге, конто затвърдяват позиции те им
на най-удобни светоиндикатори, са:
-	работа при ниски напрежения и токове, съвместими с TTL и
CMOS интегрални схеми, което извънредно много улеснява управ
лението им;
-	конструктивно са пригодени за вграждане към печатни платки;
-	имат миниатюрна и лека конструкция;
-	притежават високо бързодействие - при единичен скок на унрав-
(свеI ват
ляващото ги напрежение излъчването им се промсня
загасват) за време, ио-кратко от 10"6 s;
или
-	имат извънредно дълъг живот (при правилно механично отнася-
не към тях и строго спазване на граничниге допустими стойности
по ток и напрежение) - гарангираният срок на безотказна работа е
повече от 100 000 часа;
- непрекъснато се развива производство™ им. Има постижения
по отношение намаляване на геометричните им размера, захранва
щите напрежения и консумиран ток. Създават се нови конструктив
ни решения, евързани с оформянето на корпуса и изводите им. Поя
виха се вече и светодиоди с променлив цвят на светене в зависи
мост от осигурявания от управляващата схема ток в права посока
на диода. (Такъв например е съветскияг светодиод AJ1C331A - све-
ти червено или зелено.)
Наред с несъмнено положи гелии ге качества светодиодите има! и
някои недостатъци:
-	твърде силно се влияят от гемнерагурата на околната среда.
При нарастването й чувствително (почти линейно) спада яркостта
на светенето;
26
- съществуват сравнително голе-
ми разлики в параметрите на раз-
личии екземпляри светодиоди с ед-
накво означение.
Светодиодите изискват много
внимателно отношение при запоява-
не или механични манипуляции с
тях. Те са с много малки геомет-
рични размери и това обяснява изк-
лючително малката им топлоем-
кост. Препоръчва се при запояване
(при температура, по-висока от
200 - 250°С) да се използува поял-
ник, не по-мощен от 20 W, и при то-
ва за кратко време. Последнего
предполага предварително добро за-
чистване на повърхността на изводите.
Фиг.2.19. Начин на огьванс на
краита га на светодиод
Добра мярка при запояване,
предпазваща диодите, е отвеждането на топлината с подходяще хва-
щане на светодиода с плоски клещи или пинсети. В противен случай
е възможно размекване на материала на корпуса, настъпване на де-
формации, лошо пасване към предвидените места в печатната плат-
ка, прекъеване на изводите и излизане на прибора от строя. Допуска
се отрязване на краищата на светодиода САМО СЛЕД като е напра-
вена спойката.
Фирмите производителки на светодиоди [6] обръщат специално
внимание и на начина на огъване на изводите на светодиодите -
фиг.2.19.
Данни за произвежданите български светодиодни индикатори са
дадени в приложение 3, а за съветските - в приложение 4.
2.11.	ВКЛЮЧВАНЕ НА СВЕТОДИОД
КАТО ТОВАР НА ТРАНЗИСТОР
Схемата, по която един светодиод
може да се включи като товар на
транзистор, работещ в ключов ре-
жим (фиг.2.20), напълно съвпада с
тази от фиг. 2 4 а с единствената
разлика, че вместо лампичка с наже-
жаема жичка е включен диодът Ко-
гато транзисторът (Т) е отпушен и
наситен, потенциалът на т.Д е приб-
лизително равен на този на емитера
т. е. почти равен на масата при доб-
рите ключови транзистори. Светоди-
одът, включен непосредствено в ко-
лекторната верига на транзистора Т,
свети. При напрежение на захранва-
Фиг.2.20. Включване на свето-
диод като товар на транзистор
27
щия източник Е = 3 V включването е непосредствено и няма нужда
от допълнителен резистор. Последният е нужен, когато Е > 3V
Стойността му се определи по познатия начин:
Е - U» - UcEs
R = --------------,
/и
където Un е номиналното напрежение на светодиода;
/и - номиналният ток насветодиода;
UcEs~ напрежението на наситения преход на
транзистора (0,1 - 0,2 V за германиеви и 0,6	0,7 V за
силициеви транзистори).
В някои източници вместо UH и ltl се излолзуват означенията Ua
и /д. При светодиодите напрежението на диода в права посока е
практически еднакво - обикновено в граничите на 1,5-2 V.
Когато транзисторът е запушен, потенциалът на т. А е приблизи-
телно равен на захранващото напрежение Е и светодиодът е загасен.
Светодиод, включен като товар на транзистор, работещ в клю-
чов режим, свети, когато транзисторът е отпущен и наситен, и не
свети, когато транзисторът е запушен. Състоянието на транзис-
тора се управлява от сигнала Пунр
2.12.	ВКЛЮЧВАНЕ НА СВЕТОДИОД ПАРАЛЕЛНО НА ТРАНЗИСТОР
Фиг. 2.21. Включване на
светодиод паралелно на
Схемата за включване на светодиод паралелно на транзистор, ра-
ботещ в ключов режим (фиг.2.21), е също аналогична на съответната
схема с индикаторна лампичка с нажежаема жичка (вж.фиг.2.5а).
Светодиодът излъчва, когато транзисторът Т е запушен, и не свети,
когато транзисторът Т е отпущен и наситен. Управлението на режи-
ма на работа на Т се извършва чрез сигнала ЫуПр- Стойността на ре-
зистора Rb се избира, както бе показано в т 2.2. Стойността на ко-
лекторното съпротивление Rc се избира с оглед осигуряване на не-
обходимия ток за светене на светодиода,
но винаги при спазване на условието
/и — /стах- Изменянето му в известии
граници предполага промяна в яркостта
на светене.
В сравнение със схемата от фиг. 2.20
управлението на схемата от фиг.2.21 е ин-
версно: светодиодът излъчва при запушен
транзистор и не свети при отпущен и на-
ситен транзистор.
Светодиод, включен паралелно на тран-
зистор, работещ в ключов режим, свети,
когато транзисторът е запушен. Режи-
мът на транзистора се управлява от сиг-
нала Uy цр.
28
2 13. ВКЛЮЧВАНЕ НА СВЕТОДИОД КЪМ TTL ИЛИ CMOS ИНТЕГРАЛ НА
СХЕМА С ОТВОРЕН КОЛЕКТОР ИЛИ С ОТВОРЕН ДРЕЙН
Схемата на включване на светодиод към интегрална схема с отво-
рен колектор (от TTL тип) или с отворен дрейн (от CMOS тип) е по-
казана на фиг. 2.22а и б. На фигурата интегралната схема е показана
като инвертор, но както беше вече отбелязано, това може да бъде и
повторител (или многовходова ЛЕ И-НЕ, ИЛИ-HE, И или ИЛИ със
свързани накъсо входове). Не съществува външна разлика във вида
на схемата в зависимост от това, дали интегралната схема е от тип
TTL или CMOS. Различията се състоят в особеностите на двата ти-
па схеми, конто бяха разгледани съответно в т.2.5 и т.2.8.
Според това, дали светодиодът е включен като товар или пара-
лелно на интегралната схема, той свети, когато изходът на ИС е съ-
ответно в състояние логическа 0 или логическа 1. Състоянието на
ИС се управлява от сигнала иу|1р. Резисторът R ограничава тока
през светодиода (когато това се налага) или позволява регулиране
на силата на светенето му
Като се има предвид, че Сц и на светодиодите са обикновено
съвместими с изходните параметри на TTL или CMOS ИС, това
свързване се използува место.
Светодиодът се включва непосредствено между изхода на ИС с
отворен колектор (от тип TTL) или с отворен дрейн (от тип
CMOS) и захранващия източник (Есс пли Еее) през ограничително
съпротивление. При включването му като товар на ИС той свети,
когато изходът на ИС е в състояние логическа О, и не свети, кога-
то е в състояние логическа /. Когато светодиодът е включен пара-
лелно на ИС, той свети, когато изходът на ИС е в състояние логи-
ческа 1, и не свети, когато е в състояние логически 0. Състоянието
на ИС се управлява от сигнала иупр.
Фиг.2.22. Включване на светодиод към TTL ЛЕ с
отворен колектор (CMOS ЛЕ с отворен дрейн)
а - включване като товар на ЛЕ; б - включване
паралелно на ЛЕ
29
Фиг. 2.24 Включване на свето-
диод към 1TL ЛЕ с изход със
сложен инвертор
Фиг.2.23 Включване на светодиод към TTL
или CMOS инвертор с използуване на изход-
но транзисторно стъпало
2.14.	ВКЛЮЧВАНЕ НА СВЕТОДИОД КЪМ TTL ИНТЕГРАЛНА СХЕМА
С ИЗХОД СЪС СЛОЖЕН ИНВЕРТОР
При TTL интегралните схеми с изход със сложен инвертор (ин-
вертор, повторител, многовходови ЛЕ И-НЕ, ИЛИ-HE, И или ИЛИ
с дадени накъсо входове) светодиодният индикатор се включва по
една от схемите, показами на фиг.2.23 и 2.24. Външно схемите на-
пълно приличат на тези от фиг.2.12 с единствената разлика, че вмес-
то лампички с нажежаема жичка в тях са свързани светодиоди.
Всичко споменато за схемата от фиг.2.13 остава в сила, като само
И /и тук са параметрите на светодиода.
Включването на светодиод към TTL интеграл на схема с изход със
сложен инвертор е възможно:
—непосредствено; светодиодът свети, когато изходът на ИС е в
състояние логическа 1;
- посредством транзисторна ключова схема, управлявана* от из-
ход ни я сигнал на ИС; самата ИС се управлява от сигнала иупр.
30
Фиг 2.25. Включьане на светодиод към CMOS
интеграл на схема
2.15.	ВКЛЮЧВАНЕ НА СВЕТОДИОД КЪМ CMOS ИНТЕГТАЛНА СХЕМА
CMOS интегралните схеми (стандартни или бързи) позволяват не-
посредствено включване на светодиодите в изхода им - фиг.2.25. На
фигурата е показан инвертор, но това може да бъде и повторител
или многовходов ЛЕ (И-НЕ, ИЛИ-HE, И или ИЛИ) със евързани
накъсо входове. Съпротивлението на резистора R се избира с оглед
стойността на захранващите напрежения Edu и Еее и в съответствие
с /н на светодиода (желаната яркост на светене). В зависимост от
логического ниво в изхода на CMOS ИС, при което трябва да свети
или да бъде загасен светодиодът, точка Л се евързва към източника
на напрежение^ Edd или Еее- Например при евързване на т.Л към
Edd светодиодът свети при изходно ниво на CMOS ИС логическа О,
а при евързване на т.Л към маса - при изходно ниво на CMOS ИС
логическа 1.
Особеностите на CMOS ИС, конто имат отношение към схемата
от фиг.2.25, са разгледани в т.2.8.
Светодиодите се включват непосредствено в изхода на CMOS ин-
тегралната схема (инвертор или повторител). CMOS ИС се у прав-
лява посредством сигнала иуир.
216.	ВКЛЮЧВАНЕ НА СВЕТОДИОДИ КЪМ ИСХОДА НА ОПЕРАЦИОНЕН
УСИЛВАТЕЛ
Схемата за включване на светодиод в изхода на операционен
усилвател е показана на фиг.2.26. Тя напълно съвпада с тази от
фиг.2.156 с единствената разлика, че лампичките с нажежаема жич-
ка са заменени със светодиоди (Д i и Дг)- Всичко отбелязано за
включването на схемата от фиг.2.15 б остава в сила (вж. т.2.9).
31
Светодиодите се включват към изхода на операционен усилвател
непосредствено. Управлението на операционен усилвател, работещ в
компараторен режим, се извършва от сигнала иупр.
2 17 СВЕТЛИННА ИНДИКАЦИЯ С ЦИФРОВИ ИНДИКАТОРИ
Частей случай на използуване на светодиодите като индикатори
са цифровите индикаторни интегрални елементи. Те представляват
прибор, в конто чрез подходяще вътрешно евързване на светодиодни
структура са образувани 7 сегмента - фиг.2.27. Обикновено тези
сегменти се означават с малките латински букви от а до g. С подхо-
дящ избор на някои от тези сегменти могат да се изписват цифрите
• т 0 до 9 - фиг.2.28 и .2.29. Необходимите за изобразяване на даде-
на цифра сегменти се избират със задаване на цифров код - съвкуп-
ност от 4 напрежителни нива или импулса. Най-често се прила-
га двоичНо-десетичният код, при които значението на всяка цифра
се предава като сума от числата I (2и), 2 (21), 4 (2) и 8 (2 Така
например числото 5 се записва като
5 = 0.8 + 1.4 + 0.2 + 1.1 = 4 + 1,
а представено в двоично-десетичен код - 0101.
При цифровите индикатори, за да се индикира например числото
5, трябва да светнат сегментите a, f, g, с и d. Това се извършва, като
се осъществяват следи и ге действия:
-	дешифрира се кодът на числото;
-	управяват се сегментите, които съгласно дешифрирания код
трябва да светнат.
схема
Фиг 2.26. Включване на светодиоди към из-
хода на операционен усилвател
Фиг. 2.27. Седемсегмен-
тсн светлннен индика-
тор
П I J J Ij L L l и и О L I I 1 ।
U II I I J U I U J I I U L О L I
Фиг.2.28. Изобрази ване на цифрите от О до 9 със ссдсмссгмсн ген
светлиисн индикатор
Фиг.2.29. Изобразяванс на цифрите от 0 до 9 и на никои букви
със седемссгмснтен светлиисн индикатор
VOB 71
10Т
страната
на изводите)
~]*5/ (поглед
р.д л п л, страна*
f g ob
7x682
16
5V
dL
С Dp
Входни
сигнали.
активен
фронт
спадащ
15 14 13 12 11 10 9
7447 A
2 3 4 5 6 7 8
21
5V
13 12 и ю 9 8
7490
2 3 4 5 6 7
Нул иране
активно ниео 0
Фиг.2.30. Схема на включване на цифров се-
демсегментен светлиисн индикатор VQB71
И тъй като кодът на инди-
кираното число обикновено
се получава чрез броене на
импулси, тук често се при-
бавя още едно действие -
броене на импулси.
На фиг.2.30 е показана
схемата на цифров индика-
тор (VQB71 - производство
на ГДР), управляван от де-
шифратор (7447 - 4 входа и
7 изхода) с входове, евърза-
ни към десетичен брояч
(7490).
За професионални цели
се предпочитат интегрални
схеми на цифрови индикато-
ри, включващи в един кор-
пус както самия светодио-
ден индикатор, така и схе-
мите за управление на него-
вите сегменти (евентуално и
на ляво и дясно разположен
светодиод - десетична точ-
ка) и дешифратор за декоди-
ране на входния цифров код.
Това са интегралните схеми
TIL 308 (TIL 309) и TIL 311.
Схемата TIL 306 (TIL 307)
освен изброените по-горе
3 33 схеми за включване на светлинни и звукови индикатори
блокове съдържа и десети-
чен брояч. Разликата между
TIL 308 (TIL 309) и TIL 311
Z* АЙЧВ* \
I	33
\	Meat‘
е, че последната интегрална сх^ма съдържа по-малко светодиоди
във всеки сегмент и поради това е с по-малка консумация от зах-
ранващия източник + Есс- Свързването на цифровите индикатори в
интегрално изпълнение от серията TIL ххх е показано на фиг.2.31а,б
и в. В литературата са дадени повече сведения за включването на
тези специализирани ИС [3, 4, 5].
Интегралните цифрови индикатори се управляват от цифров код,
подавая на в ходове те им. Цифрите им се изписват от комбинации
от възмомсни седем сегмента.
Нулиране
активно ниво 0 а
Фиг. 2.31. Схеми на включване на Цифровите седем-
сегмснтни индикатори от серията TIL ххх
а - схема с TIL 308
34
Нулиране
активно ниво 0
б - схема с TIL 311
схема
18
Входни TIL 306
сигнали 9
Разр.инд.
Активно
ниво 0
о----
о----
Нулиране
Активно
ниво 0
в
— 16
— 15
— 14
Н 13
— 12
11
Н 10
2
з
4
5
6
7
8
Qb
Qc
_Оц.
Qa
ti - схема с TIL 306
35
3.	ИНДИКАЦИЯ СЪС ЗВУКОВИ СИГНАЛИ
3.1.	ВИСОКОГОВОРИТЕЛИТЕ КАТО ЗВУКОВИ ИНДИКАТОРИ
Високоговорителите са най-разпространените електроакустични
преобразуватели. Чрез тях електрическите колебания се превръщат
в трептения на околната въздушна среда - в звукови вълни. Елект-
рическите сигнали се изработват от схемите за управление на висо-
коговорителите (ВГ) и отразяват явленията, конто подлежат на ин-
дикация. Звуковите вълни, създавани от високоговорителите, се въз-
приемат от човешкото ухо - индикация със звук.
Според принципа, на който се основана действието им, виёокого-
ворителите биват:
— Електромагнитни. В най-общи линии електромагнит-
ните ВГ представляват електромагнит, захранван със сигнали със
звукова честота. Към този електромагнит има котва от меко желя-
зо, към която е съединен дифузор, излъчващ трептенията в околната
въздушна среда. Този тип ВГ вече се изоставят като обемисти и
тежки.
-Пиезоелектрични. При пиезоелектричните ВГ за съз-
даване на движение на въздушните Пластове се използува обратният
пиезоефект - под въздействие на електрично поле върху пиезокрис-
тал (сегнетова сол, титаниев цирконат и др.) настъпват механични
деформации, конто създават въздушните трептения, възприемани
като звук. Засега пиезоелектрични ВГ се произвеждат предимно за
професионални цели.
-Електростатични (често наричани още кондензатор-
ни). Електростатичните ВГ по принцип представляват кондензатор с
големи размери. Едната от плочите му е тънък полимерен слой
(мембрана), чиито колебания създават звуковите вълни. Мембрана-
та трепти под въздействието на променливото напрежение със зву-
кова честота, прилагано към плочите на кондензатора. Такива ВГ се
прилагат предимно за средни и високи честоти и при това също
главно за професионални цели.
-Електродинамични. Този тип ВГ са най-достъпните
и най-разпространените. Работата им се основава на взаимодействи-
ето между полето на постоянен магнит (подходящо оформен) и това
на бобина, през намотките на която протича ток със звукова често-
та.
Според мощността на преобразуваната електрическа енергия ви-
сокоговорителите се делят на такива с голяма, средна и малка мощ-
ност. В любителските конструкции се използуват предимно мало-
мощни ВГ (до 2-?3 W ).
36
Според честотната лента, която
се възпроизвежда от В Г, те са висо-
кочестотни, средночестотни (уни-
версалии) и нискочестотни. Предпо-
читани за осъществяване на звукова
индикация са средночестотните ВГ.
Високочестотните и нискочестотни-
те намират приложение предимно
при уредби за висококачествено
възпроизвеждане на звук (тон-уред-
би).
Има голямо разнообразие в кон-
струкциите на електродинамичните
високоговорители (фиг. 3.1), но по
принцип задължително включват
постоянен магнит с въздушен про-
цеп, в конто се движи бобинка (на-
вивки върху лека макаричка). Към
бобинката твърдо е свързан дифузо-
рът — подвижната част на ВГ. С
промяна на честотата на прилагано-
то към бобинката напрежение въз-
никват механични сили, конто про-
менят положението на бобинката и
Фиг.3.1. Разрез на слектродинамичен
високого ворител
/ - постоянен магнит; 2 - основа
(долей фланец); 3 - канак (горец
фланец); 4 - сърцсвнна; 5 - бобина;
6 - дифузор; 7 - капаче; 8 - корпус;
9 - центрнраща шайба
на евързания с нея дифузор. Това
причинява акустични колебания, които чрез дифузора се предават на
околното въздушно пространство, разпространяват се в него и след
като достигнат до човешкото ухо, се възприемат като звук. Дифузо-
рите най-често се изработват от книжна маса чрез сложна обработка
(изливане на форма, лакиране, обрязване на краищата и т.н). За съз-
даване на необходимата гъвкавост на дифузора краят му откъм бо-
бинката е гофриран. Обикновено дифузорът има конусообразна фор-
ма с основа окръжност или елипса. Отворът на контура е в граници-
те от 100 до 130°. За постигане на механична устойчивост често ди-
фузорът има подходяще механично закрепване.
Параметрите на електродинамичните високоговорители, по които
се оценяват възможностите им за различии приложения, са следни-
те.
Съпротивление. Има се предвид комплексного съпротивление на
ВГ. То не е постоянно и силно зависи от честотата на работа на ви-
сокоговорителя (фиг. 3.2). Най-често в техническите дакни на даден
тип ВГ се дава съпротивлението, измерено при честота 1 kHz. Разп-
ространени са ВГ със съпротивление 2, 4, 8, 15, 25, 50, 100, 400 и
800 П. За любителски цели най-често се прилагат нискоомните ви-
сокоговорители.
37
20
10
Q
30
Ю0
1000
10000 Hz
Фиг 3.2. Зависимост на сьнротивлението на
високоговорителя от честотата на
възпроизвеждания звук
Честотни свойства. Чес-
тотните свойства на високо-
говорителите се оценяват с
лентата възпроизвеждани
честоти. За звукова инди-
кация обикновено се изби-
рат ВГ с честотни ленти от
200 4-300 до 3000 Hz. Често
високоговорителите имат
резонанс в посочената чес-
тотна лента. Например ви-
сокоговорителят 0,05ГД2
при честотна лента
700 т-2500 Hz има резонанс
при честота 600 ±100 Hz.
Диаграма на насоченост.
Прёдставлява разпределение на изльчваната в околното пространст-
во звукова енергия. Обикновено се измерва и дава в каталозите при
няколко от възпроизвежданите честоти (фиг.3.3).
В приложение към книгата са дадени някои от най-необходимите
данни
дящи
5 и 6).
за произвежданите у нас и в СССР високоговорители, подхо-
при осъществяване на звукова индикация (вж. приложения
0°
-30р
30°
-60°
-90°-
за f H2.5kHz
60°
за 1,6kHz
90°
за f =200 Hz
Фиг. 3.3. Диаграма на насоченост на виси koi оиорителя 35 ГД-3
38
о
Фиг.3.4. Диаграма на насоченост на микрофон тил
ДЭМШ
3.2.	11РЕОБРАЗУВАТЕЛИТЕ ДЭМШ КАТО ЗВУКОВИ ИНДИКАТОРИ
Това са един от най-разпространените съветски микрофона, пред-
назначени за възприемане на звукови сигнали в много зашумена
среда. Те се произвеждат и у нас.
Тези микрофони много често се използуват при любителски (а и
при професионални) конструкции за осъществяване и на звукова ин-
дикация. В този случай действието им е обратно: подава им се нап-
режение със звукова честота (300 э- 3000 Hz), а се получава меха-
нично вибриране на мембраната им — звук. Съпротивлението на
микрофоните от тип ДЭМШ при честота 1kHz е около 600 П
(400 4-1000 П ). Честотната им характеристика има резонанс около
2000 Hz честота. Диаграмата на насоченост на този звуков индика-
тор е доста остра - фиг. 3.4. Конструктивного оформяне на прибора
е много компактно (миниатюрно) — фиг. 3.5, а масата му е около 14
грама. Поради всички тези свои качества, както и поради ясния и
отчетлив звук микрофоните от тип ДЭМШ намират широко прило-
жение.
39
Фиг. 3.5. Разрез на микрофон тип ДЭ1МН1
/ - магнитопровод; 2 - постоянни магнитя,
3 - мембрана; 4 - намотки; 5 - и зводи
3.3.	ТЕЛЕФОННАТА СЛУШАЛКА КАТО ЗВУКОВ ИНДИКАТОР
Телефонните слушалки (наричани место и телефонии капсули) съ-
що се използват като звукови индикатори. Устройството на теле-
фонната слушалка е показано на фиг. 3.6. В метален корпус е по-
местен постоянен магнит, на чиито полюсни накрайници са надяна-
ти малки бобинки, състоящи се от много навивки от тънка жица.
Върху корпуса е поставена мембраната от меко желязо, притисната
към корпуса от завинтващия капак. Когато през проводника на бо-
бинките не протича ток, мембраната е привлечена към полюсите на
постоянния магнит. Само при подаване на ток със звукова честота
мембраната започва да се
привлича или отблъсква, т.е.
да трепти поради изменение
на силата на привличането й
към постоянния магнит. В
резултат от това се създават
акустични вълни в заобика-
лящата въздушна среда, кои-
то човешкото ухо възприема
като звук.
Електрическото съпротив-
ление на телефонните слу-
шалки е в границите от 50 до
2000 И. Възпроизвежданата
честотна лента е от 200-300
до 3000 Hz. Размерите на те-
лефонните слушалки, без да
бъдат миниатюрна, са при-
емливо малки за използува-
Фиг. 3.6. Разрез на телсфонна слушалка
I - корпус; 2 - постоянен магнит;
3 - бобинки; 4 - канак; 5 - мембрана,
40
не в любителски конструкции.
Полученият от телефонната слушалка звук е слаб, което е обяс-
нимо - размерите на трептящата мембрана са малки и при това тя
трепти с малка амплитуда. Това налага ограничения при използува-
нето на телефонната слушалка като звуков индикатор.
3.4.	ОСЫЦЕСТВЯВАНЕ НА ЗВУКОВА ИНДИКАЦИЯ
При осъществяването на звуковата индикация освен самия елек-
троакустичен преобразу вател (високоговорител, микрофон тип
ДЭМШ, телефонна слушалка) е необходима още и схема за управ-
ление. Тя включва генератор на звукова честота (в обхвата около
400 - 800 - 3000 Hz) със синусоидална или с правоъгълна форма, уп-
равляващ сигнал Ыупр, отразяващ промените на процеса, които ще се
индикира, и крайне стъпало за непосредствена връзка със звуковите
индикатори. При това са възможни три подхода - фиг.3.7:
-	въздействие на управляващото напрежение «уцр направо върху
генератора на сигнали със звукова честота (фиг. 3.7а), т.е. разреша-
ване или забрана на генерациите в съответствие с НуПр;
Фиг. 3.7. Блокова схема на включване на звуков индиказор
а - с управление на генерациите на звуковата честота;
б - с разрешение /забрана на предаването на сигналите
със звукова честота; в - с управление на крайното стъпало
41
—	използуване на управляващото напрежение «упр за разрешение
или забрана на преминаването на непрекъснато генерирани сигнали
със звукова честота (фиг. 3.76) - прилага се предимно при използу-
ване на сигнали с правоъгълна форма;
—	управление на режима на крайното стъпало непосредствено чрез
управляващия сигнал нУпр (фиг. 3.7в) също при непрекъснато генери-
ране на сигнали със звукова честота — прилага се по-често при сиг-
нали със синусоидална форма.
Изборът на един от трите начина зависи от конкретните условия.
3.5.	ГЕНЕРАТОРУ НА СИГНАЛИ СЬС ЗВУКОВА ЧЕСТОТА
На фиг. 3.7«, бив схемата на генератора на сигнали със звукова
честота е дадена в блоков вид. Като такъв може да се прилага гене-
ратор на синусоидални или правоъгълни сигнали, изпълнен с раз-
личии активни компоненти: транзистори, операционни усилватели,
интегрални TTL или CMOS схеми, специализирани осцилатори в
интегрално изпълнение. В специалната [4, 5, 7] и любителската ли-
тература [ 8 ] има достатъчно данни за принципите на действие и за
синтезирането на подобии схеми. Тук само като пример са дадени
няколко изпитани схеми с необходимите стойности на съставящите
ги компоненти.
На фиг. 3.8 е показана схемага на симетричен транзисторен мул-
тивибратор с колекторно-базови връзки. Използуван е съставен
транзистор (схема Дарлингтон), за да се осигури голям коефициент
на усилване на ток 0 = 01.02 (където 01 и 02 са съответно коефици-
ентите на усилване по ток на транзисторите 7"1 и Тг). Последното е
необходимо, за да се гарантира изпълнението на условието за нали-
—о+Е
Rb - ₽в1 = RB2 =
= 5 = 20 МО
q = C2 « 100 pF
RC=Rc1 = RC2=3-3k
f =700 Hz^3000Hz
f = 1.4 RBC
Фиг. 3.8. Симетричен iранзисторен мултивибратор
с колекторно-базови врьзки
42
на генерации Rb <	(3
Rc при включване на
резистори Rb с големи
стойкости, т.е. при ге-
нериране на сигнали
със сравнително ниски
(звукови) честоти. Като
Т\ и Т2 могат да се из-
ползуват каквито и да
са нискочестотни мало-
мощни транзистори.
На фиг. 3.9а е дадена
схемата на генератор на
синусоидални сигнали,
използуващ операцио-
нен усилвател (напри-
мер хх709 или хх741) с
мост на Робинзон-Вин
във веригата на поло-
жителната обратна
връзка. При условие, че
Rl < <R2 + R3 и при
приемането, че генери-
раните сигнали се отли-
чават от идеалната си-
нусоида (което е напъл-
но допустимо при осъ-
ществяване на звукова
индикация), е възможно
изборът на желаната
честота да се извършва
само с един променящ
се резистор (R3). Тер-
ми ст орът (Rr) се
включва, за да се стаби-
лизира амплитудата на
генерираните сигнали
при изменение на тем-
пературата на околната
среда. Схемата гаранти-
ра непретенциозна зву-
кова индикация при из-
ползуване на минима-
лен брой компоненти.
На фиг. 3.96 е показа-
на схема също на гене-
ратор на синусоидални
Фиг.3.9. Генератор на синусоидално
напрежение сьс звукова честота, изнълнен
с операционен усилвател
а - схема с мост на Робинзон-Вин
R, -R2= R +Е -Е
6
б - вариант на схема га от фиг. 3.9а сьс
стабилизация на амплитудата с диоди
43
сигнали с операционен усилвател и с мост на Робинзон-Вин във ве-
ригата на положителната обратна връзка. Стабилизацията на ампли-
тудата на изходните сигнали е постигната с два противопосочно
свързани германиеви диоди (Д\ и Дг). Щом изходното напрежение
нарасне дотолкова, че диодите да се отпушат, дълбочината на отри-
цателната обратна връзка става зависима от степента на отпушване-
то им, т.е. колкото изходното напрежение е по-голямо, толкова се
увеличава дълбочината на отрицателната обратна връзка и поради
това усилването намалява. Единственият регулируем елемент - по-
тенциометърът Р — позволява настройка на схемата, т.е. постигане
на необходимото съотношение между положителната и отрицател-
ната обратна връзка в схемата за постигане на стабилни генерации.
На фиг. 3.10а е дадена схемата на мултивибратор от асиметричен
тип, изпълнена със CMOS логически елементи И-НЕ. Промяната на
резистора R позволява избор на генерираната честота в малки гра-
ници. Няма ограничение в избора на стойността на R. Типичните
стойности за R са от 1 до 10 МП. На фиг. 3.106 и в са показани въз-
можните начини за управление на генерирането на сигнали с право-
ъгълна форма: чрез използуване на един от входовете на ЛЕ, съста-
вящи схемата (на фигурата това е ЛЕХ), за въвеждане на иуПр, или
чрез включване на допълнителен ЛЕ (на фигурата ЛЕЗ) с отделки
CMOS ЛЕ И-НЕ
Фиг. 3 10. Асиметричен мултивибратор с CMOS ЛЕ
а - прннципна схема; б - управление на генерациите;
в - управление чрез въвеждане на допълнителен ЛЕ
44
входове за иИзх и иуПр. И в двата случая uynp = 1 разрешава, а
«упр = 0 забранява подаването на сигнали със звукова честота към
крайното стъпало за звукова индикация.
На фиг. 3.11 е показана схемата на генератор на правоъгълни сиг-
нали, съставен чрез последователно евързване на два чакащи мулти-
вибратора в интегрално изпълнение. На фигурата схемата е изпъл-
нена с ИС хх121, но може да се използува и някои друг интегрален
чакащ мултивибратор (например ИС хх123 или хх221 от тип TTL
или 4528, 74С221 или др. от CMOS тип). При смяна на интегралната
схема естествено трябва да се преизчислят съответните времеопре-
делящи компоненти (/? и С) в съответствие със зависимостите за ге-
нерираната честота от конкретната ИС. Сведения за тези зависимос-
ти са дадени в приложение [4, 5].
Специализираната интегрална схема 555 (или 556, 558 от тип TTL
или 7555 от тип CMOS) предлага един много икономичен начин за
създаване на генератор на правоъгълни импулси с използуване само
на два допълнителни резистора и на два кондензатора (фиг. 3.12).
На фиг. 3.126 и в са показани възможностите за управление на ге-
нерирането на сигнали: непосредствено чрез въздействие върху вхо-
Фиг.3.11. Генератор на правоъгълни импулси със звукова
честота, изпълнен с TTL ИС ’121
45
Фиг 3.12. 1 оператор ни иравоы ьлни импулси сьс звукова
честота, изиьянен с таймера 555
а - иринципна схема; б - управление на таймера за
спиране /разрешение на генерациите; в — управление чрез
въвеждане на доп вини гелей ЛЕ
да за управление на схемата (извод 4 на корпуса) или с използува-
не на допълнителна схема И НЕ (ЛЕ), към втория вход на която се
подана управляващото напрежение izyIIp И в двата случая при
Wynp = 1 има разрешение за генериране? а при uyIIp — 0 - забрана.
Схемата от фиг. 3.12 е интересна и затона, защото параметрите на
изходното стъпало позволяват непосредствено включване на елетро-
акустичните преобразуватели към изхода (извод 3 на корпуса). До-
пустимо е евьрзване на товар, конто да предизвиква протичане на
ток до 200 гпА о г или към извод 3 [4, 5].
3.6	КРАЙНИ СТЫ1АЛА ЗА ЗАДЕЙСТВУВАНЕНА ЗВУКОВИ ИНДИКАТОРИ
(ОБЩИ СВЕДЕНИЯ)
В приложение 7 са дадени зависимостиге за определяне на про-
дължителността на генерирания импулс при чакащи мулти'вибра-
тори в интегрално изпълнение от тип TTL и CMOS (’121, ’122, ’123,
’221 и 4528, 4538 и 74С221).
46
Предназначението на крайното стъпало при осъгцествяването на
звукова индикация е да задействува непосредствен© конкретен зву-
ков индикатор.
Крайното стъпало може да бъде изпълнено също с различии ак-
гивни компоненти: транзистори, операционки усилватели или интег-
рални схеми от тип TTL или CMOS (според възможността на люби-
теля да си достави дадения вид компоненти). В известен смисъл то
се подчинява и на това, с какви компоненти е изпълнено устройст-
во™, чието състояние ще се индикира.
Независимо от особеностите, които се нал агат от конкретния ак-
тивен компонент, има едно общо нещо при реализирането на звуко-
вата индикация за любителски цели. Това е, че изискванията към
качеството на възпроизвеждания сигнал не се поставят на първо
място, т.е. не е наложително осигуряванею на минимален коефи-
циент на нелинейни изкривявания, както е при звуковъзпроизвежда-
щите устройства. Оказва се, а и практиката многократно го е дока-
зала, че изкривяванията, дори когато не са за пренебрегване, не про-
менят силно ефекта ог звуковата индикация, което значи, че те спо-
койно могат да се допускат. Това извънредно много опростява зада-
чата по конструирането на крайните стъпала. Като правило може да
се препоръчва работа на крайните стъпала в ключов режим. Усили-
ята на конструкториге са насочени предимно към намаляване на
консумираната мощносг (включигелно и пълното й отсъствие) при
липса на звукова индикация и осигуряване на режим, позволяващ
максимално звучене - при наличие на звукова индикация.
По-нататък са разгледани крайни стъпала с различии активни
компоненти, каквито могат да бъдат на разположение на любители-
те.
3.7.	ИЗПОЛЗУВАНЕ НА BNP ИЛИ NPN ТРАНЗИСТОР В КРАЙНО СТЪПАЛО
ЗА ЗВУКОВА ИНДИКАЦИЯ
На фиг. 3.13 е показано прилагането на PNP, а на фиг. 3.14 - на
NPN транзистор в крайното стъпало за управление на звуков инди-
катор - в случая високоговорител. И на двете схеми високоговори-
гелят (и по-точно бобинката му - вж. фиг. 3.3) се включва непосред-
ствен© в колекторната верига на транзистора. За използуваните за
любителски цели ВГ стойността на съпротивлението й (измерено
при честота 1000 Hz) е обикновено в граничите от 3 до 25 fl. Затова
се налага последователно да се включи допълнителен резистор (Rc)
със стойност, подбрана така, че общото колекторно съпротивление
да бъде от порядъка на 100 ft. Използуваните транзистори работят в
ключов режим. Подходящи за целта са средномощните бъгарски
транзистори 2Т6551 (тип NPN), 2Т6821 (тип PNP) или техни еквива-
ленти
47
Резисторы в б азо вата вери-
га Rb се определи с оглед оси-
гуряване на ключовия режим
на работа на транзистора. Нап-
ример за схемата от фиг. 3.13
той е
Фиг 3 13. Включване на високоговорител в
транзисторно крайно стъпало,
управлявано от CMOS или TTL ЛЕ
U изх — CfiEs
---------------------. В. 100,
2.Е
къдею р е коефициентът на
усилване по ток на
транзистора Т\
Ubes - напрежението на пре-
хода емитер — база
на наситения
транзистор;
U изх - напрежението, отго-
варящо на ниво
логическа 1 в из-
хода на ЛЕ.
Rb
тът на насищане е 2 и Rc + RBI —
(Приема се, че коефициен-
100 П.)
И за двете схеми е показано управление на транзисторите от из-
хода на логически елемент (ЛЕ). На едните входове на ЛЕ се пода-
ват (не е показано на фигурата) сигнали с правоъгълна или почти
правоъгълна форма и TTL или CMOS логически нива със звукова
честота на следване. Управлението се извършва с непосредствено
подаване на пуПр (също с TTL или CMOS логически нива) на други-
те входове на ЛЕ. За показания на схемите ЛЕ (И-НЕ) разрешение
за звукова индикация има при цуПр = 1, а забрана - при ыупр — 0.
Фиг. 3 14. Включване на високоговорител като товар
на транзистор, управляван от CMOS ЛЕ
( или TTL ЛЕ)
. 48
Включването на маломощен звуков индикатор в крайно стъпало,
изпълнено с PNP или NPN средномощен транзистор, работещ в
ключов режим, се извършва непосредствено. Допълнително се включ-
ва резистор (Rc), така че общото товарно съпротивление в колек-
торната верига да бъде около 100 П
3.8.	ИЗПОЛЗУВАНЕ НА КОМПЛЕМЕНТАРЕН СЪСТАВЕН ТРАНЗИСТОР В
КРАЙНО СТЪПАЛО ЗА ЗВУКОВА ИНДИКАЦИЯ
В схемата от фиг. 3.15 е включен комплементарен съставен тран-
зистор (7"1 и Т2 ) Подобно на схемата Дарлингтон такова евързване
на транзистори осигурява по-голям коефициент на усилване по
гок р. Такава схема позволява непосредствено включване на високо-
говорителя в колекторната верига на втория транзистор, без да е не-
обходимо допълнително съпротивление. На фигурата е показано уп-
равление на базовата верига на съставния транзистор от изхода на
логически елемент. Входовете на този ЛЕ са използувани по същия
начин както при схемите от фиг. 3.13 или 3.14 Транзисторът Ti е
средномощен (например българският PNP транзистор 2Т6821), а
транзисторът Тг - мощен (например съветският NPN транзистор
КТ805). Диодът Д (високоволтов) има защитна функция по отноше-
ние на транзистора Т?- (Високоговорителят ВГ представлява индук-
тивен товар и при евентуално разтрептяване на веригата транзисто-
рът може да се повреди.)
Фиг. 3.15. Включване на високоговорител като товар на
съставен транзистор, управляван от TTL или CMOS ЛЕ
4 33 схеми за включване на светлинни и звукови индикагори
49
Включването на мощен звуков индикатор в крайно стъпало става
посредством сьставен транзистор от средномощен и мощен тран-
зистор (комплементарен сьставен транзистор) и в колектор на та
му верига се добавя резистор, ако е необходимо.
3.9.	ИЗПОЛЗУВАНЕ НА ИЗХОДЕН ТРАНСФОРМАТОР, ВКЛЮЧЕН В
ТРАНЗИСТОРНО КРАЙНО СТЪПАЛО
Използуването на изходен трансформатор (например фабричен от
транзисторен радиоприемник) е много удобно решение на крайното
стъпало за звукова индикация.
На фиг. 3.16 е показано крайно стъпало, подходяще за звукова
индикация с маломощен високоговорител. Първичната намотка
(wi ) се евързва непосредствено в колекторната верига на транзисто-
ра Т. Към вторичната намотка (и>2 ) се включват бобинката на висо-
коговорителя (Rpr ) и допълнителен ограничителен резистор (А).
Общото съпротивление във вторичната намотка следователно е
Rt = Rjsr + R. Както е известно, то е еквивалентно на приведеното
в първичната намотка съпротивление
W1 ч2
W2
евързано между колектора на транзистора и захранващото напреже-
ние. Така стъпалото се превръща в една от разгледаните вече схеми
(вж. фиг. 3.13 или 3.14) - включване на звуковия индикатор в колек-
Фиг. 3.16. Използуване па изходен
трансформатор за включване на звуков
индикатор
торната верига на тран-
зистор, работещ в ключов
режим.
При използуване на из-
ходен трансформатор
(например от транзисто-
рен радиоприемник) висо-
коговорителят се включва
непосредствено във вто-
ричната намотка, после-
дователно с допълнителен
резистор.
50
3.10. ИЗПОЛЗУВАНЕ НА
ТРАНЗИСТОРНА СХЕМА С
КОЛЕКТОРЕН ТОВАР И
ВКЛЮЧВАНЕ НА
ВИСОКОГОВОРИТЕЛЯ ПРЕЗ
КОНДЕНЗАТОР
На схемата от фиг. 3.17 тран-
зисторът Т работи в ключов ре-
жим. Негов товар по постоянен
ток е резисторът Rc, а по про-
менлив - и високоговорителят
ВГ, включен паралелно през
кондензатора С към колектора.
Стойността на кондензатора С
се подбира така, че да пропуска
най-ниската възможна честота
на звуко-
вите сигнали. При управление
със сигнали с правоъгълна фор-
ма това е честотата на следването
малението на постояннотоковата
източника на захранващото напрез
схема
Фиг. 3.17. Включване на високого-
ворите.ч през разделят кондензатор
към крайно транзисторно стъпало
им. Предимство на схемата е на-
мощност, която се конс]^мира от
сение + Е, а недостатък - необхо-
димостта от още един компонент.
При използуване на разделителен кондензатор при включване на
високо говорите л към транзисторна схема, работеща в ключов ре-
жим, включването на В Г е непосредствено.
3.11.	ВКЛЮЧВАНЕ НА ВИСОКООМЕН ЗВУКОВ ИНДИКАТОР
КЪМ CMOS ЛЕ
Логическите елементи от тип CMOS допускат непосредствено
включване на високоомен звуков индикатор към изхода им —
фиг. 3.18. На фигурата е дадено свързването на високоомна теле-
фонна слушалка (със съпротивление, по-голямо от 800 П). Използу-
ването на потенциометъра Р предлага един съвършено прост начин
за регулиране силата на звука.
На двата входа на логическия елемент са подадени съответно сиг-
налите със звукова честота (с правоъгълна или с почти правоъгълна
форма) и Uynp, отразяващо явлението, което подлежи на индикация.
Нивата на сигналите със звукова честота и на иуПр отговарят на ло-
гическите нива на CMOS интегралните схеми.
Високоомен звуков индикатор (например телефонии слушалки) се
включва към изхода на CMOS логически елемент непосредствено.
51
Фиг. 3.18. Включване на високоомен
звуков индикатор кьм CMOS ЛЕ
3.12.	ИЗПОЛЗУВАНЕ НА ОПЕРАЦИОНЕН УСИЛВАТЕЛ В КРАЙНО
СТЪПАЛО ЗА ЗВУКОВА ИНДИКАЦИЯ
Допустимият изходен ток на един операционен усилвател с общо
приложение обикновено не превишава 20 mA. Това прави възможно
включването на маломощен звуков индикатор към изхода на ОУ
(фиг.3.19). На фигурата е показано свързването на високоговорител
със собствено съпротивление от порядъка на 3 - 8 П. Резисторът R е
защитен за операционния усилвател. Кондензаторът С осигурява
преминаването само на променливите съставки на сигнала. Стой-
ността му се избира с оглед на най-ниската възможна звукова чес-
тота, която ще се възпроизвежда. Схемата може да се управлява
както със синусоидални, така и със сигнали с правоъгълна форма.
Фиг 3.19. Включване на звуков
индикатор към изхода на
операционен усилвател
Фиг. 3.20. Включване на нискоомни
телефонии слушалки към изхода на
операционен усилвател
(над 200 R)
52
вг
5r25fi
Фиг 3.21. Включване на звуков индикатор с золима мощносг
към изхода на операционен усилвател
На фиг. 3.20 е показано използуването на операционен усилвател,
свързан като повторител при включване на звуков индикатор - теле-
фонии слушалки. Ограничението за стойността на съпротивлението
на телефонните слушалки (равно или по-голямо от 200 £2 ) се налага
от възможностите на ОУ. Диодът Д има изправително действие.
На фиг. 3.21 е дадено включването на комплементарии транзисто-
ри (7'1 и Т2) в изхода на операционния усилвател. Както е известно
[7, 8], това е един от начините за повишаване на изходната мощност
на обикновен операционен усилвател (създаване на мощен изход на
операционен усилвател). Кондензаторът С е разделителен и стой-
ността му се определя с оглед пропускането на най-ниската звукова
честота, която ще се възпроизвежда. Групата резистор -• конденза-
гор R1 - Ci представлява защита срещу евентуално разтрептяване
на изходната верига.
Включването на маломощни звукови индикатори към операционен
усилвател става непосредствено, като ОУ се постав я в режим на
усилвател или повторител. Включването на мощни звукови индика-
тори към операционен усилвател изисква създаване на мощно изход-
но стъпало с помощта на два комплементарии транзистора.
53
3.13.	ИЗПОЛЗУВАНЕ НА ТАЙМЕРА 555 ЗА УПРАВЛЕНИЕ НА ЗВУКОВ
ИНДИКАТОР
Известно е [4, 5], че специализираната интегрална схема таймер
555 (556, 558 или 7555) допуска захранване с напрежение в обхвата
от 4,5 до 18V и осигурява ток, изтичащ или втичащ към изходната
клема с големина до 200mA. Известно е също (вж. т.3.5), че тази
интегрална схема позволява твърде икономичен начин за управле-
ние на генерирането или спирането на генерациите чрез подаване на
сигнала иУцр (отразяващ състоянието на устройството, което ще се
индикира) на извод 4 на ИС 555. Накрая, чрез интегралната схема
555 се постига твърде просто генерирането на импулси с правоъгъл-
на форма и със звукова честота (вж. фиг. 3.12).
Всичко това позволява използуването на този таймер и като край-
но стъпало при осъществяване на звукова индикация. Това е показа-
но на фиг. 3.22 - непосредствено включване на звуковия индикатор
към изхода на ИС. В примера е посочен микрофон тип ДЭМШ.
Единственото условие, с което конструкторът трябва да се съоб-
разява, е, че общото товарно съпротивление Ят, включено в изход-
ната верига (сумарно съпротивление от това на звуковия индикатор
и на допълнителния резистор /?), трябва да съответствува на въз-
можностите на интегралната схема (изходен ток не по-голям от 200
mA).
Звуков индикатор (например микрофон тип ДЭМШ ) се включва в
изхода на таймера 555 непосредствено, последователно с допълните-
лен ограничаващ резистор.
Фи1. 3.22. Включване на
твуков индикатор непо-
средствено в изхода на
таймера 555
54
4.	ПРАКТИЧЕСКИ ПРИЛОЖЕНИЯ НА ИНДИКАТОРНИТЕ
СХЕМИ
4.1	СХЕМИ, ИЗПОЗВУВАЩИ СВЕТЛИННИ ИНДИКАТОРИ. ОБЩИ
СВЕДЕНИЯ
Всички схеми за управление на лампичка с нажежаема жичка или
на светодиоди могат да се прилагат непосредствено в редица слу-
чаи, когато еднозначно със светене (или несветене) на индикатора се
отбелязва настъпването или преустановяването на дадено явление.
Както беше вече споменато, това са случайте, когато е налице:
-	затваряне или отваряне на електрическа верига;
-	преминаване през предварително известно гранично (или често
наричано още прагово) ниво на някакъв електрически сигнал;
-	настъпване на определено състояние на дадена електрическа
схема или устройство (например генериране-спиране на генерации-
те, промяна на коефициента на запълване на импулсни поредици,
наличие или отсъствие на модулация на сигнали и Др.).
В подобии случаи настъпването на индикираното явление се отра-
зява чрез съответната стойност на сигнала нУцр. Това е именно уп-
равляващият сигнал, който контролира индикаторната схема. Об-
съждането на начините за получаване на uyiiP излиза от рамките на
тази книга, но читателят може да намери необходимите знания в
специалната и любителската литература по приложна електроника,
по преобразуване на сигнали и др.
Друга трупа схеми със светлинна индикация са тези за следене на
аналогови сигнали. Както е известно, аналоговият сигнал може да
приема всички възможни стойности в даден амплитуден обхват в
разглеждан интервал от време. Това е илюстрирано на фиг. 4.1. Ам-
ООО®
ООО®
ООО®
ООО®
о®®®
tj t2 t3t4
а
ООО®
ОООО
о®оо
ОООО
®ооо
t| к *3 4
)
в
Фиг 4.1 Анало! ов сигнал
и нредсзавянс на аналоговия сигнал във вид, удобен за индикация;
б - хистограмна индикация; в - нозиционна индикация
аичИа \ 55
БИЕ4ИОТЖКД)
плитудният обхват е or U\ до 6'5, а интервалът от време - от /j до
/4. Изменение™ на аналоговия сигнал може да бъде отразено с из-
ползване на повече на брой индикаторни елементи (лампички с на-
жежаема жичка или светодиоди). Естествено техният брой не може
да бъде безкрайно голям и в този смисъл при индикацията все пак
се въвежда известна дискретизация на сигнала. На фиг. 4.16 и в това
е отбелязано за моментите ti 4- /4, като светенето на индикаторите е
отбелязано със знака ® , а несветенето им — с О. За разглеждания
пример е прието, че са включсни пет индикаторни елемента. Вижда
се, че са възможни два случая на индикация:
-	свегват всички лампички или светодиоди, сьответсгвуващи на
всички достигнаги и надминати нива на аналоговая сигнал (в при-
мера от фиг. 4.16 за момента 12 това са индикаторите Д[, Д1 и Дз) -
такава индикация се нарича ХИСТОГРАМНА;
-	светва една-единствена лампичка или светодиод, съотвегству-
ващи на достигните и надминато в ладен момент ниво (в примера
от фиг. 4.1« за момента /2 това е индикаторът Дз) - такава индика-
ция се нарича ПОЗИЦИОННА.
Хисгограмна или позинионна индикация по принцип може да се
осъществи както с лампички с нажежаема жичка, така и със свето-
диоди. Поради съществениге предимства (вж. т.2.9), присъщи на
светодиодите, напоследък хисгограмните индикатори се правят изк-
лючително със светодиоди*. По отношение на въпросиге за включ-
ването на сьответните индикатори към управляващите ги схеми мо-
гат да се използуват сведенията, дадени при индикаторите със свет-
линни сигнали. Тук ще бъде отделено място главно на особености-
ге, евързани с управление™ на съответните схеми и по-точно с од-
новременного действие на повече от един управляващ сигнал иу11р.
4.2.	СХЕМА НА ХИСТОГРАМЕН ИНДИКАТОР С ОПЕРАЦИОННИ
УСИЛВАТЕЛИ
Показанага на фиг. 4.2а схема [6] използува четири операционни
усилвателя (ОУ i ч- ОУ4). Разбира се, техният брой може да бъде и
друг. Удобно е при подобии случаи да се прилагат операционни
усилватели по два или четири в един корпус, с общи захранващи из-
води за напреженията + Есс и -Еее и с индивидуални изводи на
входовете и изходите. Такива са например интегралните схеми
LM324 - четири ОУ в един корпус, р.А747, LM358, TL082 и др. - с
по два ОУ в един корпус. Всички операционни усилватели от по-
добии индикатори работят в компараторен режим.
* Гук не се спираме на снециализираните индикатори за подобна цел (bar
indicator), които снадат повече към професионалните електронни компонента
отколкото към любителските.
56
Праговите напрежения на компараторите от фиг. 4.2а за отделим-
те операционни усилватели се получават чрез резисторния делител <
R1 + R5, свързан между полюса на захранващото напрежение + Есс
и маса. Светодиодите, включени в изходите на операционните усил-
6
Фиг. 4.2. Хисгограмсн индикатор с операционсн
усилвател
а - схема; б - таблица за действието на
светлинните индикатори
57
ватели, светват, когато аналоговият сигнал, подаден одновременно
на инвертиращите входове на всички усилватели, достигне предва-
рително определената стойност (Ui +U5). Например, ако в даден
момент входният аналогов сигнал има стойност U3 < пвх < ще
светят едновременно индикаторите Д1, Д2 и Дз* В таблицата, пока-
зана на фиг. 4.26, е дадено при какви стойкости на нвх кои индикато-
ри (лампички или светодиоди) са включени.
4.3.	СХЕМА НА ПОЗИЦИОНЕН ИНДИКАТОР С ОПЕРАЦИОННИ
УСИЛВАТЕЛИ
Позиционният индикатор (фиг. 4.3я) отново използува операцио-
нен усилвател, работещ в компараторен режим. На схемата [6] са
показани четири ОУ (О У14- О Уд), но може да се използува жела-
ният от конструктора брой ОУ. Удобни за целта са тези типове ин-
тегрални схеми, които включват по четири или по два операци-
онки усилвателя с общи изводи за захранващите напрежения
+ £сси -Еее и с индивидуални изводи за входовете и изходите, по-
местени в един корпус. Такива например са интегралните схеми
LM324 - четири интегрални ОУ в един корпус, цА747, LM358,
TL082 и др. - по два ОУ в един корпус.
Входната верига на позиционния индикатор от фиг. 4.3# е съща-
та като тази на схемата от фиг. 4.2# - чрез резисторен делител
(7?1 4- Rs) се определят праговите напрежения (Z7i 4-^/5), подавани
на едните входове на операционните усилватели. На другите им
входове едновременно се включва аналоговият сигнал, чието ниво
ще се следи (ивх). Особеността на схемата се състои в начина на
свързване на светодиодите - те се управляват не само от изхода на
съответния ОЕ, но зависят и от състоянието на изхода на предшест-
вуващия ги ОУ. Така например, когато мвх < £71, ОУ1 4-ОУ4 имат в
изходите си напрежение, приблизително равно на + Есс- При това
свети само индикаторът Д1, който има на, изводите си напрежение,
равно на разликата между +Есс и маса. Останалите индикатори
(Д2 + Да) са загасени, тъй като и двата им извода са с потенциал,
приблизително равен на положителното захранващо напрежение
( + Есс). Ако входного аналогово напрежение се измени и добие
стойност Ui < ивх < £72, изходното напрежение на ОУ1 става приб-
лизително равно на нула (на маса), при положение че -Еее е свърза-
но също с масата. На изходите на останалите ОУ (ОУ2 4-О Уд) оста-
ва напрежението + Есе- Двата края на индикатора Д\ се оказват
свързани към потенциал, равен на маса, и индикаторът загасва. Ин-
дикаторът Д2, включен между изходите на ОУ1 и ОУ2, светва, а ин-
дикаторите Дз и Д4 с краища, свързани към + Есс, остават загасе-
ни. Повишението на стойността на wBX постепенно създава условия
за светене на Дз при загасени Д1, Д2 и Да и на Да - при загасени
Д\, Д1 и Дз. Това може много лесно да се проследи по фиг. 4.3# с
разсъждения, подобии на изложените по-горе.
58
Резисторите R са токоограничаващи. Чрез тях може да се подбира
яркостта на светене на индикаторите. Стойността им се избира в за-
висимост от конкретните параметри на индикаторите (/н) и от стой-
ността на положителното напрежение на захранващия източник
+ Есс-
В таблицата на фиг. 4.36 е показано при какви входни аналогови
б
Фиг. 4.3. Нозиционсн индикатор с операционен
усилвател
а - схема; б - таблица за действието на светлинните
индикатори
59
4.4.	СХЕМА НА ПОЗИЦИОНЕН ИНДИКАТОР С ИЗПОЛЗУВАНЕ НА
ДЕШИФРАТОРНА ИНТЕГРАЛНА СХЕМА
Интеграл ните схеми на дешифратори от тип TTL (с изход със
сложен инвертор или с отворен колектор) или от CMOS тип могат с
успех да бъдат използувани за управление на позиционни индикато-
ри.
Както е известно [4, 5], дешифраториге представляваг комбинаци-
онна логическа схема с п входа и 2й (пълен) или ио-малко от 2п (не-
пълен) на брой изхода. При това при дадена комбинация о г логичес-
ки нива, подадени на входовете им, в активно състояние се намира
само един от изходите, а останалите - не. Това определи непосредс-
твената употреба на дешифраторите за управление на позиционни
индикатори (фиг. 4.4). Използува се обстоятелството, че изходите на
дешифратора по същество представляват някакъв многовходов логи-
чески елеменг (най-често И-НЕ) от тип CMOS или от тип TTL (с
Фиг 4.4. Нозициинен индикатор с дешифра-
торна интегрална схема
а - с лампички с нажежаема жичка;
б - със светодиоди
изход със сложен инвер-
тор или с отворен колек-
тор). Следователно всич-
ки особености по включ-
ване на индикатор (лам-
пичка с нажежаема жич-
ка или светодиод) към
изходите, разгледани в
раздела за светлинна ин-
дикация, остават в сила.
Блоковите схеми от фиг.
4.4 предполагат, че ак-
тивното ниво на дешиф-
раторите е логическа ну-
ла. Като конкретен при-
мер на фиг. 4.5 е показан
позиционен индикатор с
16 индикатора, използу-
ващ интегралната схема
75159 - дешифратор с 4
входа и 16 изхода с отво-
рен колектор, за която
активно състояние на из-
хода е логическата нула.
При дадена комбинация
на нивата на входните
сигнали А, В, С и D и
при наличие на разре-
шение от управляващи-
те сигнали на ИС
Ci —G'2 — О свети този
светодиод, чийто катод
60
е свьрзан към активен извод на дешифратора. Например при
.4—0, 5=1, С — 1 и D— 1 това е диодът Дм. При управляващи сигна-
ли 61 = 62 =1 независимо от подадените на входовете А, В, С и D
нива светят всички диоди До -±~Д\5- Този режим обикновено се из-
ползува само за проверка на изправността на всички индикатори од-
новременно.
4.5.	СХЕМА НА ХИСТОГРАМЕН ИНДИКАТОР С И31 ЮЛ ЗУ ВАНЕ НА
ДЕШИФРАТОРНА ИНТЕГРАЛНА СХЕМА
Дешифрагорните схеми не мог ат да бъдат непосредствено изпол-
зувани за създаване на хистограмни индикатори по простата причи-
на, че съгласно принципа на действието им само един от изходите
им може да бъде в активно състояние при дадена комбинация на ни-
вата, подадени на входа му. Вълреки това не е изключено изгражда-
нето на хистограмен индикатор с прилагане на ИС дешифратори, но
само с използуване и на допълнителни логически схеми (инвертори
и ЛЕ И-НЕ). Подобно решение,
добило широко разпространение
[6], е показано на схемата от
фиг. 4.6<т. Използувана е схема
та ИС 74138 - дешифратор с 3
входа и 8 изхода със сложен ин-
вертор, чието активно ниво е
логическата нула. Допълнител-
ните ИС са инвертор (7404) и
двувходови ЛЕ И (7408) сьщо
със сложен инвертор на изхода
си. Едните входове на ЛЕ са
свързани към изходите на де-
шифратора, а вторите - към из-
ходите на всеки предшествуващ
ги изход на ЛЕ, с изключение
на първия ЛЕ {ЛЕ\). Вторият
вход на ЛEi е включен към уп-
равляващия сигнал / на дешиф-
ратора през инверторна схема
(ЛЕо). При I — 0 схемата може
да работи като хистограмен ин-
дикатор. При / = I независимо
от логические нива на входове-
ге А, В и С (респ. от състояние-
то на изходите на дешифратора}
всички индикатори са загасени.
При някаква определена комби-
нация от логически нива Л, В и
Фиг. 4.5. Практически схема на
иозиционен индикатор с ИС 74159
61
Управляващи сигнали		Код на входове	Състояние на светодиодите
I	Gl &2А ^2В	АВС	До Д, Дг Дз Да Дб Дб Д?
0 0 0	1	0	0 1	0	0 1	0	0	ООО 1 0 0 0 1 0	0 ------	- 00------
|0	1 0 0	1 1 0	0 0 0 -	I	zJ
0 0 0 0 1	1	0	0 1	0	0 1	0	0 1	0	0 XXX	0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 XXX	0	0	0	0	-	-	- 0	0	0	0	0 0	0	0	0	0	0	- 0	0	0	0	0	0	0
0 свети
- не свети
Фиг. 4.6. Хистограмен индикатор с дешифраторна
чнтегрална схема и допълнителни ЛЕ с изходи със
сложен инвертор
а - схема; б - таблица за действието на светлинните
индикатори
62
с, например при /1 — 1, В — 1 и С — О, светят индикаторът Д2 и
предшествуващите го До и Д\. На фиг. 4 66 това състояние е обгра-
дено с прекъсвана линия Светенето на светлинните индикатори се
управлява не само от състоянието на избрания изход на дешифрато-
ра, но и от това на предшествуващите го изходи посредством съот-
ветниге връзки между ЛЕ.
Стойностите на резисторите R се определят в зависимост от пара-
метрите на конкретните светом иди катори (/„) и желаната яркост на
светенето им. Обикновено те са 150 4- 220(1.
4.6.	СХЕМА НА ХИСТОГРАМЕН ИНДИКАТОР С ИЗПОЛЗУВАНЕ НА
ДЕШИФРАТОР И ДОПЪЛНИТЕЛНИ ЕЛЕМЕНТИ С ОТВОРЕН КОЛЕКТОР
Създаването на хистограмен индикатор с използуване на допълни-
гелни компоненти с отворен колектор е показано на фиг. 4.7 [6].
Прилага се отново интегралната схема 74138 — дешифратор с 3
входа и 8 изхода със сложен инвертор и активно ниво логическа ну-
ла. Допълнително са включени инверторът (7405) и ЛЕ И (7409) с
отворен колектор. В зависимост от подадения на входовете А, В и С
цифров код светят определеният от кода светодиод, а също и всички
предшествуващи го диоди На фигурата като пример е показано със-
тоянието на хистограмния индикатор при Я = 1,В = 0иС=1
(фиг. 4.76) - обградено на фигурага с прекъсвана линия. За този слу-
чай избранияг индикатор е Да, а предшествуващите го са До, Д\, Д2
и Дз. По външен вид схемите от фиг. 4.6а и 4.7а доста си приличат,
но както се вижда от принципа на действието им, механизмът на за-
действане на индикаторите е различен - различна полярност на
включване на диодите и на напрежението на общата точка на резис-
торите R.
Стойността на резисторите R се определя както при схемата от
фиг. 4.6а. И тук най-често прилаганата стойност е 1504- 220 fl.
При разглеждането на схемите от фиг. 4.4, 4.5, 4.6 и 4.7 като че
ли съществува противоречие: индикират се аналогови сигнали, а се
говори за цифров код, подавай на входовете на дешифраторите. В
действителност противоречие няма. Само негласно се приема, че
аналоговият сигнал е преобразуван от аналогово-цифров преобразу-
вател и в моментите на дискретизацията му се представя от няка-
къв цифров код, пропорционален на моментната стойност на анало-
говата величина.
4.7.	СХЕМА НА ИНДИКАТОР С ИЗПОЛЗУВАНЕ НА X - ¥ МАТРИЦИ
Когато броят на индивидуалните светлинни индиатори (лампички
с нажежаема жичка, а по-често светодиоди) е много голям, се заим-
сгва от класическата цифрова техника едно много по-икономично
решение - използуват се X -Y матрици, т е. управлявана по шини X
63
Управляващи		Код на входове	Сьстояние	
	сигнали		на	светодиодите
I	6] t?2A G2B	АВС	До ^1	Ез ^Е) Ез Е <л Ез СП
0	1 0 0	ООО	— -	— — — — — —
0	1 0 0	1 0 0	® -	- - - _ _ -
0	1 0 0	0 1 0	0 0	- - - - - -
0	1 0 0	1 1 0	0 0	0 - - - - -
0	1 0 0	0 0 1	0 ®	0 0	- -	-
0	1 0 0	□ПГГ	0 0	0 0 ®	;
0	1 0 0	0 1 1	0 0	0 0 0 о -
0	1 0 0	1 1 1	0 0	00000
1	XXX	XXX		
0 свети
б	- не свети
Фиг. 4.7. Хистограмен индикатор с дешифраторна
интегрална схема и допълнителни ЛЕ с отворен колектор
а - схема; б - таблица за действието на светлинните
индикатори
64
и по шини У матрица, в пресечните точки на редовите и колонните
проводници на конто са включени индикаторите (фиг.4.8а). В такъв
случай, например за индикатор с 16 точки, вместо 16 управляващи
схеми се използуват само 8 В общия случай при матричното управ-
ление с 2я шини X и 2т шини Y са необходими общо п + т управ-
ляващи схеми. В примера от фиг. 4.8а шестнадесетте индикатора се
управляват през 4 колонии (У) и 4 редови (X) проводника от схеми-
те за управление А и К. Означенията А и К произлизат от това, към
кой край на диода - анод или катод, са включени. Входовете на бло-
ковете А и К се управляват от дешифраторите Д\ и На фигурата
са показани дешифратора с по 2 входа и 4 изхода. На входовете е
подаден цифровият код А, В С и D. Ако е необходимо например да
бъде избран (задействуван) светодиодът ,7п, подаваният цифров код
трябва да бъде А = 1,5 = 1 и С = О, D - 1 При това ще бъдат в
активно състояние третият ред и третата колона. На фиг. 4.86 е
илюстрирано условно действието на анодните и катодните управля-
ващи схеми посредством ключовете "схеми А" и "схеми X", които
Фиг. 4.8. Индикатор с използуване на X-Y матрица
а - схема; б — заместителна схема за принципа на управление на X-Y
матрнцата
5 33 схеми за включване на светлинни и звукови индикатори
65
Фиг 4.9 Схеми м управление на аноднага
верига на X-Y матрица
а - с активно ниво 0 на управляващня
сигнал; о - с активно ниво 1 на
управляващия сигнал
нормално са отворени и се
затварят при активиране на
съответните изходи на де-
шифраторите Д\ и Дъ
Анодните и катодните уп-
равляващи схеми за индика-
торна матрица имат пред-
назначението да осигурят
протичането на необходи-
мая ток към (схеми /1) и от
(схеми К) светодиодите.
Обикновено тези схеми се
изграждат от маломощни
PNP или NPN транзистори,
работещи в ключов режим
(отпушсн-наситен/запушен).
На фиг. 4.9 са показани раз-
личии схеми за управление
на матрици по анодна верига
(схеми А). 3 а схемата от
фиг. 4.9а транзисторът Т е
запушен при ъвх = 1. Пода-
ването на ниско входно
ниво (логическа 0, ивх - 0)
например от активен изход
на дешифратор отпушва и
насища Т. При това през
прехода колектор—емитер и
резистора R захранващото
напрежение постъпва на ано-
лите на диодите от една (из-
брана по този начин) колона
на матрицата. За схемата от
фиг. 4.96 транзисторът Т е
запушен при ивх = 0- Когато
постъпи високо входно ниво
(логическа 1, ивх=1), транзисторът Т се отпушва и насища и на
анодите на светодиодите се подава положително напрежение. На
фиг. 4.10а и о са показани катодните управляващи схеми, съответно
задействувани от положителен сигнал (активно ниво логическа 1)
или с отрицателен сигнал (активно ниво логическа 0). И двете схе-
ми осигуряват евързването на катодите на светодиодите към маса
през наситения преход колектор-емитер и резистора /?.
Резисторите в анодните и в катодните управляващи схеми имат
предназначението да определят яркостта на светене на светодиоди-
66
тс. Те могат да бъцат обеди-
нсни и да се поставя само по
един резистор.
Прилагането на X-Y матри-
ци е толкова по-ефективно,
кол кото по-голям е броят на
използуваните индикатори. В
някои случаи това е единстве-
ният разумен начин за създа-
ванс на икономично и компак-
тно решение на индикация с
голям брой светодиоди.
4 X. ИНДИКАТОР НА НУЛЕВО
НИВО С ОГ1ЕРАЦИОНЕН
УСИЛВАТЕЛ
На фиг. 4.2« и 4.36 са пока-
зани операционни усилватели,
захранвани с еднополярно
напрежение -• Есс (изводът
- Еее^ евързан към маса). То-
ва налага ограниченисто ана-
логовите сигнали да се изме-
нят само от пула до някак-
ва положителна стойност
(ивх < Есс)- Ако се използуват
две захранващи напрежения с
ралична полярност ( + Есс и -
Еее), входыите аналогови сиг-
нали могат също да бъдат
както положителни, така и от-
рицателни. В частей случай
може да се индикират както
двете полярности, така и прс-
минаването проз нулевото ни-
во. Това е показано на фиг.
Фиг. 4.10. Схеми >а управление ча
катодпата верига на X-Y матрица
а - с активно ниво 1 на управляващня
сигнал; б - с активно ниво 0 на
управляващня сигнал
4.11. Схемата с изпълнена с два операционни усилвателя, работещи
в компараторен режим (ОУ1 и ОУ2 ) Опорните напрежения на тези
компаратори са Ui ~ + АС и 62 = - АС, където АС е някаква пред-
варително избрана много малка величина, отговаряща на жслана-
та точност за следсне на нулевого ниво. Действието на схемата е
същото както на позиционния индикатор от фиг. 4.3а. Когато
Ывх < Ci, свети Д\. Когато ивх > U2 - свети Дз, а когато
Cl < ивх < С?, т.е. при със стойност между + АС и - AU све-
ти Д2 като индикатор на преминаването прел нулевото ниво.
67
Фиг. 4.11 Индикатор на нулево ниво с
операционки усилватели
Резисторният делител Ri, R2
и /?з се изчислява с оглед по-
лучаването на Ui и U2 . Резис-
торите R се определят в зави-
симост от параметрите на све-
тодиодите (7Н) и желаната яр-
кост на светене.
4.9.	ИНДИКАТОР ЗА НАСИЩАНЕ
НА ОПЕРАЦИОНЕН УСИЛВАТЕЛ
Едно твърде интересно при-
ложение на светлинната инди-
кация е индикирането на състо-
янието на насищане на опера-
ционен усилвател - фиг. 4.12.
Операционният усилвател е
свързан като инвертиращ усил-
вател с коефициент на усил-
ване, определен от R\ и R2
Rz	Rz
(К = --) . При това, както е известно иизх =-----ивк. В зави-
Ri	Rz
симост от амплитудата и полярността на ыВх> «изх може да приема
всички стойкости от -+- Есс до ЕеЕ- Обикновено обаче ОУ в усилва-
телен режим не трябва да се насища |иИзх| <+Fee или |иизх| =
— \~Eee |- С подходящ избор на ценеровите диоди Дг\ и Дг2 може
да се постигне светене на светодиодите (Д1 и Д2 ) съответно при
стойкости на Пизх, близки или почти равни на + Есс или -Еее- Така
се изработва светлинна индикация за насищане (или близостта до
насищане) на операционен усилвател.
4.10.	СХЕМА ЗА СЛЕДЕНЕ СТОЙНОСТТА НА ЗАХРАНВАЩОТО
НАПРЕЖЕНИЕ
Известно е, че стандартните TTL интегрални схеми допускат
захранващо напрежение + 5V ±5% (4,75 V - 5,25 V), TTL ИС от
сериите ALS, AS и F - захранващо напрежение +5V ±10 %
(4,5 V - 5,5 V). При захранващи напрежения, излизащи от посочени-
те граници, не се запазват нивата на логическите сигнали (1 и 0) в
изходите на схемите, а при още по-големи разлики има опасност от
повреда на самата интегрална схема. Ето защо в някои случаи е
68
Фиг. 4.12. Индикатор за насищане на операционен
усилвател
Регулира се така, че при Е «=4,757 да свети Д3
Д,
E<+4,75V
(Е< 4,5V)
E= + 5V
(E=5V)
Е> +5,25V
(E25.5V)
ЛЕ * 7400. 4П11
Фиг. 4.13. Схема за контрол на нивото на захранващото напрежение за TTL
интегрални схеми и устройства
ЛЕ^-ЛЕд 7400
.лемм за включване на светлинни и звукови индикатори
69
Фиг. 4.14. Пробник м логически TTL ника
особено важно да се следи нивото на захранващото напрежение и да
се индикира по подходящ начин излизането му от номиналните гра-
ницы.
На фиг. 4.13 е показана схема за следене нивото на захранващото
напрежение със светлинна индикация, когато то излезе от предвари-
телно определените граници. Схемата е изпълнена с една интеграл-
на схема - четири ЛЕ И-НЕ в един корпус. Предвидени са две от-
делим регулировки (чрез Р\ и Pz) при настройката. При напрежение
4-5 V - 5 % (съответно + 5V - 10 %) с потенциометъра Pz се подби-
ра стойнгЗСтта на Uz така, че да свети само светодиодът Д\. При
напрежение 5V + 5 % (5V + 10 %) с потенциометъра Р\ се подби-
ра напрежението U\ така, че да свети само Дз. При номиналната
стойност + 5V при това трябва да свети само Дz (Предполага се, че
70
и четирите логически елемента имат еднакви прагови напрежения).
Добре е светодиодите Д\, Д2 и Дз да бъдат с различии Цветове.
4.11.	СХЕМА НА ЛОГИЧЕСКИ ПРОБНИК ЗА TTL НИВА
Схемите на логическите пробници за TTL нива се използуват чес-
то в любителската практика и дори при професионални бързи наст-
ройки [1]. Удобството при прилагането им се състои предимно в
простата конструкция, която осигурява достатъчно сигурна инфор-
мация за наблюдаваните логически нива. Това важи дори в случай-
те, когато тези нива съществуват извънредно кратко време (така на-
речените "игли" - импулси с продължителност около 50 ns).
Схемата на подобен пробник е показана на фиг. 4.14*. Тя съдържа
две входни стъпала с транзистори, работещи в ключов режим (T’i и
7'2), и два чакащи мултивибратора - ЧМ\, изпълнен от ЛЕ\ и ЛЕг, и
ЧМ1, изпълнен от ЛЕз и ЛЕд. Схемата се захранва от напрежението
на самого изследвано устройство и не е необходим допълнителен
захранващ източник. Входът й е подходяще оформен (обикновено
като острие) за допир в контролната точка, но без опасност от до-
косване и на съседните крачета на ИС или други компоненти
Възможни са следните стойности на подаденото входно напреже-
ние на пробника:
—	Входно напрежение, по-голямо от 2,4V, т.е. логическа единица.
При това Т2 се насища, в изхода на Л Ед има ниво логическа 1, све-
тодиодът Дз свети, а светодиодът Дд остава тьмен (загасен), защото
7’1 е запушен и в изхода на ЛЕ\ има ниво логическа 0.
—	Входно напрежение, по-малко от 0,4V, т.е. логическа нула При
това транзисторът Т\ се насища, в изхода на ЛЕ\ има ниво логичес-
ка 1 и светодиодът Дд свети. Светодиодът Дз е загасен, защото 7*2 е
запушен и в изхода на ЛЕд нивото е логическа нула.
-	Входно напрежение със стойност, по-голяма от 0,4V, но по-
мадка от 2,4V. Тогава транзисторите Т\ и 7г са запушени и двата
светодиода (Дз и Дд) - загасени.
При наличие на кратък отрицателен импулс (преминаване от със-
тояние логическа 1 към състояние логическа 0) ЧМ\ изработва им-
пулс с продължителност от около 100 ms, при което светва краткот-
райно светодиодът Дд. При това Дз свети непрекъснато. При нали-
чие на кратък положителен импулс (преминаване от състояние ло-
гическа 0 към състояние логическа 1) се задействува чакащият муль-
тивибратор ЧМ2 . Светодиодът Дз светва за около 100 ms, а Дд
свети непрекъснато. Ако входного напрежение представлява импул-
сна поредица с честота, по-висока от 10 Hz, светодиодите Дд и Дз
Схемата е разработена от инж Е.Новаков и се дава с него во съгласие.
71
светят непрекъснато, а ако честотата е по-ниска от 10 Hz, Да и Д$
светват и загасват последователи©, синхронно с честотата на след-
ване на импулсите.
Праговете на задействуване на логическия пробник се подбират
чрез избор на резисторите в колекторните вериги на транзисторите.
Предназначение™ на диодите Д\ и Д2 е да се осигури отместване
на праговете на задействуване на Т\ и 72, а диодът Дз се поставя да
предпази Т2 от много дълбоко насищане (в противен случай пробни-
кът би станал прекалено инертен).
4.12.	СХЕМА ЗА ИНДИКАЦИЯ НА ИЗПРАВНОСТТА НА ОПЕРАЦИОНЕН
УСИЛВАТЕЛ
Твърде често любителите работят с демонтирани от други схеми
или устройства компоненти. В такъв случай особено актуален е
въпросът за проверката на изправността им.
На фиг. 4.15 е показана схема за индикация на изправността на
операционен усилвател и по-точно на наличието на прекъсване във
входа или изхода му или на късо съединение между входа и него-
вия изход. Впрочем това са най-често срещаните възможни повреди
180k	10 k
EoC.EE^C+S 4 +15V)
Фиг. 4.15. Схема за контрол на изправността иа операционен усилвател
Д. свети - индикация за неизправен ОУ
(прекъснат вход или изход )
Д2 свети - индикация за изправен ОУ
72
в един ОУ. Схемата съдържа генератор на правоъгълни импулси,
изпълнен с тригер на Шмит (У7Е1), и времезадаващите компоненти
R и С. Предвидено е специално място за поставяне на проверявания
операционен усилвател (Ki, Ki и К$ - за входовете и изхода, и Кз и
Кл - за захранващите напрежения +Еи-Е). Проверката се състои
в сравняване на нивата на входа и на изхода на ОУ, включен като
инвертиращ усилвател с коефициент на усилване -1. 7’о в а се пости-
га със схемата ИЗКЛЮЧВАЩО ИЛИ (ЛЕз). Свойство на тази схе-
ма е да изработва в изхода си ниво логическа 1 при съвпадане на
нивата на двата й входа и ниво логическа 0 — при различии нива на
двата входа (0 и 1 или 1 и 0). При изправен ОУ следва, че нивата на
входовете А и В на ЛЕз ще бъдат винаги различии. Не е трудно да
се види, че този случай отговаря на светенето на светодиода fti (Д|
остава тъмен). Това е индикация за изправен операционен усилва-
тел.
Когато има прекъсване във входа или изхода на ОУ, входът А по-
лучава сигнал непосредствено от генератора, а входът В - през ре-
зисторите /?1 и /?2- Затова двата входа винаги имат еднакви нива (1,1
или 0,0). При това в изхода на ЛЕз винаги ще има ниво логическа 0
и в резултат ще бъде задействуван само Д1, а Д1 - загасен. Това е
индикация за неизправен операционен усилвател (с прекъсване във
входа или изхода).
Схемата е изпълнена със CMOS интегрални схеми. Захранващото
напрежение + Edd на ИС е свързано към положителното захранва-
що напрежение на ОУ, а Еее~ към маса.
Фиг. 4.16. Схема за звукова сигнализация с различии честоти
73
4.13.	ОЙЕМА ЗА ЗВУКОВА ИНДИКАЦИЯ С РАЗЛИЧИИ ЧЕСТОТИ
Схемата представлява генератор на правоъгълни импулси, изпъл-
нен с логичсските елементи ЛЕ\ и ЛЕъ времезадаващия конденза-
тор С и времсзадаващите резистори R\, R2 или R3, включвани съот-
ветно през бутоните Б\, Б2 или Бз~ В зависимост от това, кой бутон
е задсйствуван, генерираната честота се определя съответно от R\,
R2 или /?з и С, т.е. тя може да бъде различна. Според честотата на
звука е възможно да се направи заключение, кой именно от бутони-
те е задействуван.
Схемата (фиг. 4.16) е показана в изпълнение с CMOS интегрални
схеми (логическите елементи 4011 например). ЛЕ\ и ЛЕ2 могат да
сс захранват от същия захранващ източник както крайното стъпало
( + £). За целта + Edd се евързва към + Е, а Еее - към маса.
Генераторът може да бъде изпълнен и с други елементи (транзис-
тори, интегрални схеми или специализирани генераторни схеми), ка-
то се запази същият принцип: един времезадаващ кондензатор и
включвани през различии бутони, различии по стойност врсмезада-
ващи резистори.
4.14.	СХЕМА ЗА ЗВУКОВА ИНДИКАЦИЯ НА
ОТВОРЕН/ЗАТВОРЕН КОНТАКТ
Схемата е показана в два варианта: използуване на CMOS интег-
рални логически елементи (фиг.4.17cz) и на специализирана ИС 555
(фиг.4.176). И за двете схеми при отворен контакт (показан като бу-
тон на фигурата), потенциалът на т.Д е висок и равен на + Е. С този
потенциал се управлява действието на първия генератор ( Г1), чиято
честота е многократно по-ниска от тази на втория генератор ( Г2).
Изходът на първия генератор (т.В е евързан към втория генератор
по начин, осигуряващ периодичното действие и спиране на действи-
ето му. Така при отворен бутон ( Б ) генераторът Гi включва и изк-
лючва с ниска честота генератора Г2 на звуковата честота. В резул-
тат се изработват "пачки” от звукови сигнали. Когато контактът се
затвори, генерациите на Гi спират и поради това се забраняват и ге-
нерациите на Г2 - прекъева се звуковата индикация.
Инвертирането на нивото в г.А може да промени крайния резул-
тат - да има звукова индикация при задействуван бутон и да няма
при незадействуван.
Данните за електронните компоненти на схемата от фиг.4.176 съз-
нателно нс са посочсни. Би трябвало съобразителният читател, про-
чел вече книгата, да си ги подбере сам.
74
Фиг. 4.17. Схема за звукови он k.i ih >аци« при отворен/затворен контакт
4.1S.	CXEMA ЗА ЗВУКОВА ИНДИКАЦИЯ ПРИ РАБОТА С МОРЗОВ КЛЮЧ
Схемата е предназначена да дава звуков сигнал, синхронен със за-
действуването на морзовия ключ. Тя може да бъде използувана при
самостоятелни тренировки с морзовия ключ. Схемата е иэградена с
операционен усилвател и предоставя йъзможност за регулиране на
честотата на генерациите от 400 до 4000 Hz (посредством потенцно-
метъра Р) според желанието на оператора (фиг.4.18). Генераторът
работи само при задействуване на морзовия ключ. Така операторът
може да следи на слух продължителността на точките и тиретата от
морзовата азбука.
На схемата е показано батерийно захранване, но напълно е въз-
можно използуването на две стабилизирани захранващи напрежения
от токоизправител.
75
Фиг 4.18. Схема за звукова индикация при работа
с морзов ключ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
TTL ЛОГИЧЕСКИ ЕЛЕМЕНТИ, НАЙ-ЧЕСТО ИЗПОЛЗУВАНИ ПРИ
ОСЪЩЕСТВЯВАНЕ НА СВЕТЛИННА ИЛИ ЗВУКОВА ИНДИКАЦИЯ
Логическа функция на ЛЕ
Означение на логичсския слсмснт
с изход със сложен
инвертор
с изход с отворен
колектор
Интегрални схеми със стандартна товароспособност
6 инвертора	04	05
4 двувходови ЛЕ И-НЕ	00	01, 03
3 тривходови ЛЕ И-НЕ	10.	12
2 четиривходови ЛЕ И-НЕ	20	22
4 двувходови ЛЕ И	08	09
3 тривходови ЛЕ И	И	15
Интегрални схеми с повишена товароспособност
6 инвертора	1004	10^, 07 ,	06* 16*
4 двувходови ЛЕ И-НЕ	37	38	
4 двувходови ЛЕ И-НЕ	1000	1003,	26* ♦
6 двувходови ЛЕ И-НЕ	804	801	
4 двувходови ЛЕ ИЛИ-НЕ	28	33	
6 повторителя	1034	1035,	17*
С повишсно захранващо напрежение ЕСС~ 15V
С повишено захранващо напрежение ЕСС~ 30V
76
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
CMOS ЛОГИЧЕСКИ ЕЛЕМЕНТИ, НАЙ-ЧЕСТО ИЗПОЛЗУВАНИ ПРИ
ОСЪЩЕСТВЯВАНЕ НА СВЕТЛИННА ИЛИ ЗВУКОВА ИНДИКАЦИЯ
Логическа функция на ЛЕ	Означение на логический слсмснт със стандартен изход	с отворен дрейн
6 инвертора 6 инвертиращи буфера 6 неинвертиращи буфера 4 двувходови ЛЕ И-НЕ 3 тривходови ЛЕ И-НЕ 2 четиривходови ЛЕ И-НЕ 4 двувходови ЛЕ ИЛИ-НЕ 3 тривходови ЛЕ ИЛИ-НЕ 4 двувходови ЛЕ ИЛИ 2 четиривходови ЛЕ ИЛИ 4 двувходови ЛЕ И 3 тривходови ЛЕ И 2 четиривходови ЛЕ И	4069,С04, НС04	НС05 4009,4049	5065 4010, 4050	5064 4011,000, нсоо	НСОЗ 4023,С 10, НС10 С20, НС20 4001, С02, НС02 НС27 4071, С32, НС32 4072 4081.С08, НС08	IIC09 4073, ПСП 4082, С21, НС21
	ПРИЛОЖЕНИЕ 3
БЪЛГАРСКИ СВЕТОДИОДИ*
Означение	Цвят на систснс	/птах,	(Уц, mA	V
3E2013 3E2030	червей	50	3 червеп	100	5
3E5023 3E5037	зелен	50	5 зелен	60	5
По даннн от каталога "Технически информация", BUCK по полунроводникова
техника, Ботевград, 1985.
(	* УГГьА ’ 77
|Г	'
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
СЪВЕТСКИ СВЕТОДИОДИ
Означение	Цвят на светене	/нтах, mA	С/н. V
АЛ 102 /А,Б,Г/	червен	10	2,8
АЛ 102 /В,Г/	зелен	22	2,8
АЛ301А	чернен	11	3
А.Ч301Б	червен	И	3,8
АЛ307 /А,Б/	червен	20	2
АЛ307 /В.Г/	зелен	22	2,5
АЛ307 /Д,Е/	жълт	22	2,5
ЗЛ341 /А,Б/	червен	20	2,8
ЗЛ341 /В,Г/	зелен	22	2,8
ЗЛ341 /Д,Е/	жълт	22	2,8
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
ДАННИ ЗА ПРОИЗВЕЖ ДАНИТЕ У НАС ВИСОКОГОВОРИТЕЛИ,
ПОДХОДЯЩИ ЗА ЗВУКОВА ИНДИКАЦИЯ
Ошачение	Мощност, W	Съпротивление, О	Честотеи обхват, Hz	Размери , mm	Маса, 8
ВМ57А	0,25	8,5	500-3150	51x21	35
ВМ67А	0,15	4,8	315-5000	65x29	80
ВК08	1	4,8	250-5000	80x80x35	90
ВКС0724	3	4,8	315-4000	100x38	78
ВВ104	2	4,8	2000-15000	100x100x51	230
ВКН0822	4	4,8	100-10000	125x60	650
ВЕ812А	1	4,8	315-10000	80x120x52	220
В008	2-5	4,8	125-12000	100x160x73	400
В означенията с две цифри първата цифра показва диаметъра, а втората -
височината на високоговорителя. При означенията с три цифри първата цифра
означава едната ос, втората - другата ос на елипса, а третата - височината на
високоговорителя
78
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
ДАННИ ЗА ПРОИЗВЕЖДАНИТЕ В СССР ВИСОКОГОВОРИТЕЛИ,
ПОДХОДЯЩИ ЗА ЗВУКОВА ИНДИКАЦИЯ
Означение	Мощност,	Съпротивление,	Честотен обхват,	Размери ,	Маса,
	W	О	Hz	mm	8
0.05ГД1	0,05	60	700-2500	40x17	12
0.05ГД2	0,05	6,3	700-2500	40x8,5	18
ОДГДВЭФ	0,1	3,5	450-3000	50x24	35
0.1ГДЗ	0,1	6,5	400-3000	60x24	60
0.1ГД6	0,1	10	450-3000	60x21	40
0,1ГД12	0,1	10	450-3000	60x26	45
0,1ГД13	0,1	60	450-3000	50x18	28
0Д5ГДЗ	0,15	6	ЗОО-ЗООО	60x28	50
0.25ГД1	0,25	8	300-3000	70x36	115
0.25ГД2	0,25	6,5	ЗОО-ЗООО	70x36	120
0.25ГД9	0,25	10	300-3500	70x36	92
0.5ГД12	0,5	4,5	150-6000	105x38	190
0.5ГД14	0,5	28	200-3500	102x50	130
1ГДВЭФ	1	6,5	200-4000	90x54	200
Първото число означава диаметъра, а второго - височината на
високоговорителя.
ПРИЛОЖЕНИЕ 7
ЗАВИСИМОСТИ ЗА ОПРЕДЕЛЯНЕ ПРОДЪЛЖИТЕЛНОСТТА
НА ГЕНЕРИРАНИЯ ИМПУЛС ГЦ ПРИ ЧАКАЩИ МУЛТИВИБРАТОРИ
(В ИНТЕГРАЛНО ИЗПЪЛНЕНИЕ)
Чакащ мултивибратор	/и	Гранични условия	Брой ЧМ	Брой из- води на корпуса
Тип	Означение		R	'	С	корпус	
TTL 421
0.7А С
24- 40КП
1,4 4-40КП*
10 4-4М(1**
10pF 4- lOpJF
10pF 4- lOOOpJF*
10pF 4- 1000p,F**
14
79
Приложение 7 (продължснис)
1	2	3	4	5	6	7
TTL	’122	0,7 kRC i —	) R к-0,32*** стандартна серия Л = 0,37*** серия L *=0,28**** стандартна серия к = 0,33 серия L * = 0,45***’* серия LS				
			5 4-50K.fl 5 4-ЗОКП 5 4-260К11	няма и яма	1	14
'1TL	423	0,7 к RC(\ ।	) R *	= 0,28 стандартна серия *	= 0,33*** серия L к 0,25 стандартна серия *	= 0,29**** серия L *	0,45***** серия LS				
			5 4-50КП 5 4-ЗОКП 5 4-260К. $1	няма	2	16
TIL	’221	0,7 R С стандартна серия серия LS	24-40КГ1 24-100КП (1.4КП)*	10pF 4-10p,F 10pF4~1000F*	2	16
CMOS	’4528	kRC за El)D~ 5V к = 0,32 за EDD = 10 V к = 0,46 за EDD ~~ 15V к-0,54 ЕЕЕ - К1.М маса	1К4- десетки Mil	10 pF 4- lp_F	2	16
80
Приложение 7 (продължснис)						
1	2	3	4	5	6		7
CMOS ’5438	RC	IK 4-10 pF десеткн MO	WpF 4-	IjxF	2	16
CMOS 74С221	RC	1К4-100КП	lOpF 4-	IjxF	2	16
(IMfi )*
*	При понижени изисквания за стабилност на tM.
♦	♦ При понижени изисквания за стабилносгта на 1ц и използуванс на схема та от
фиг. П-1« за евързване на времезадаващите компоненти.
При използуване на схемата от фиг П-76 за свз>рзване на времезадаващите
компоненти.
При използуване на схемата от фиг П-7в за евързване на времезадаващите
компоненти.
♦	♦♦♦♦ При използуванс на схемата от фиг. 11—7г за включване към масата.
|+5V	l+5V	। +5V
[	R 1	hR (7ALS123)
C<1000 pF	C>1000 pF	C
HI—	HIHi	
s	7	I H—I
R/C C	R/	C C	R/	c c
6	8	г
фиг. П.7 (а, б, в, г)
81
ЛИТЕРАТУРА
1	Димитрова, М И., В. Пуна.мсев. 33 схеми с логическим елсмснч И-НЕ. С.,
Техника, 1982.
2.	Димитрова, МИ., В Пунджев. 33 схеми на и с тригери. С., Техника, 1987.
3.	Димитрова, М.И. Първи стьпки в приложната електроника. С., Техника, 1987.
4.	Димитрова, М.И., И. Ванков. Имнулсни схеми и устройства С., Техника,
част 1-1988, част 11-1989.
5.	Димитрова, М.И., И. Ванков CMOS интегрални схеми С., Техника,
част 1-1987, част П-1988
6.	Hewlett-Packard. Optoelectronic Manual. 1981 Catalogue.
7.	Титце, У, К.Шенк. Полунроводникова схемотехника. С , Техника, 1986
(прев, от нсмски).
8.	Шишков, А. Полунроводникова техника. С., Техника, част 1-1979, част 11-1981
9	Конов, К. Елсктронна индикация. С., Техника, 1977.
82
СЪДЪРЖАНИЕ
Прсдговор..............................................................3
1,	Общи сведения за светлинната и звуковата индикация..................6
1.1.	Индикация със светлинни сигнали.................................7
1.2.	Индикация със звукови сигнали................................... 8
2.	Индикация със светлинни сигнали....................................10
2.1.	Лампички с нажежаема жичка като светлинни индикатори...........10
2.2.	Включване на лампичка с нажежаема жичка като товар на транзистор 12
2.3.	Включване на лампичка с нажежаема жичка паралелно на транзистор . .13
2.4.	Включване на лампичка с нажежаема жичка в схема на съставен
транзистор......................................................    14
2.5.	Включване на лампичка с нажежаема жичка към TTL инвертиращ или
неинвертиращ логически елемент с отворен колектор ................. 15
2.6.	Включване на лампичка с нажежаема жичка към миоговходов TTL
логически елемент с отворен колектор................................17
2.7.	Включване на лампичка с нажежаема жичка към TTL логически елемент
(инвертор, повторител, И, ИЛИ, И-НЕ или ИЛИ-НЕ) с изход със
сложен инвертор ................................................17
2.8.	Включване на лампичка с нажежаема жичка към CMOS интегрална
схема...............................................................19
2.9.	Включване на лампичка с нажежаема жичка към изхода на операционен
усилвател.......................................................    21
210 Светодиодни индикатори....,.....................................24
2.11	Включване на светодиод като товар на транзистор ................27
2.12.	Включване на светодиод паралелно на транзистор.................28
2.13	Включване на светодиод към TTL или CMOS интегрална схема
с отворен колектор или с отворен дрейн .	........29
2.14.	Включване на светодиод към TTL интегрална схема с изход
със сложен инвертор.................................................30
2.15.	Включване на светодиод към CMOS интегрална схема..............31
2	16 Включване на светодиоди към изхода на операционен усилвател...32
2.17.	Светлинна индикация с цифрови индикатори......................32
3.	Индикация със звукови сигнали......................................36
3.1.	Високоговорителите каго звукови индикатори.....................36
3.2.	Преобразувателите ДЭМШ като звукови индикатори ................39
3.3	Телефонната слушалка като звуков индикатор......................39
3.4	Осъществяване на звукова индикация..............................41
3.5.	Генератори на сигнали със звукова честота......................42
3.6.	Крайни стъпала за задействане на звукови индикатори (общи сведения). 46
3.7.	Използуване на PNP и NPN транзистор в крайно стъпало
за Звукова индикация...........................    ,................47
3.8	Използуване на комплементарен съставен транзистор в крайно стъпало
83
за звукова индикация	..................................... 49
3.9.	Използуване на изходен трансформатор, включен в транзисторно
крайно стъпало.................................................... 50
3.10.	Използуване на транзисторна схема с колекторен товар и включване
на високоговорителя през кондензатор ............................. 50
3.11.	Включване на високоомен звуков индикатор към CMOS ЛЕ........ 51
3.12.	Използуване на операционен усилвател в крайно стъпало за звукова
индикация..........................................................51
3.13	Използуване на таймера 555 за управление на звуков индикатор .53
4.	Практически приложении на индикаторните схеми.....................55
4.1.	Схеми, използуващи светлинни индикатори. Общи сведения........55
4.2	Схема на хистограмен интегратор с операционни усилватели ..... 56
4.3.	Схема на позиционсн индикатор с операционни усилватели....... 58
4.4	Схема на позиционен индикатор с използуване на дешифраторна
интегрална схема.................................................. 60
4.5.	Схема на хистограмен индикатор с използуване на дешифратор
на интегрална схема ...............................................61
4.6.	Схема на хистограмен индикатор с използуване на дешифратор
и допълнителни елементи с отворей колектор.........................63
4.7.	Схема на индикатор с използуване на X-Y матрици.............. 65
4.8	Индикатор на нулево ниво с операционен усилвател.............. 67
4.9.	Индикатор за насищане на операционен усилвател................68
4.10.	Схема за следене стойността на захранващото напрежение.......69
4.11.	Схема на логически пробник за TTL нива.......................70
4.12.	Схема за	индикация на изправността на операционен усилвател.. 72
4.13.	Схема за	звукова	индикация	с различии честоти................73
4.14.	Схема за	звукова	индикация	на отворен /затворен контакт..... 74
4.15.	Схема за	звукова	индикация	при работа с морзов ключ..........75
Приложение 1. TTL логически елементи, най-често използувани нри
осъществяване на светлинна или звукова индикация ................... 76
Приложение 2. CMOS логически елементи, най-често използувани при
осъществяване на светлинна или звукова индикация ................... 77
Приложение 3. Български светодиоди...................................77
Приложение 4. Съветски светодиоди	 78
Приложение 5. Данни за произвел даните у нас високоговорители,
подходящи за звукова индикация.......................................78
Приложение 6. Данни за произвсжданитс в СССР високоговорители,
подходящи за звукова индикация.....	.............................79
Приложение 7. Зависимости за определяло продължитслността на генери*
рання импулс tn при чакащи мултивибратори (в интегрално изпълнение)..79
Литература .	...................................................... 82
84