Æóðíàë äëÿ òåõ, êòî èíòåðåñóåòñÿ ýëåêòðîíèêîé

ÐÀÄÈÎËÎÖÌÀÍ
Èþëü 2013 (26)

Ìèêðîôîí,
êîòîðûé ñëóøàåò
ñ ïîìîùüþ ñâåòà

Àäàïòèâíûé
äàò÷èê óãëà ïîâîðîòà
îòëè÷àåò «ãðóáî» îò «òî÷íî»

Íåèçîëèðîâàííûå
äðàéâåðû
ñíèæàþò ñòîèìîñòü
ñâåòîäèîäíûõ
ëàìï

19

22

53

íàñòîÿùåå íåìåöêîå êà÷åñòâî

èíñòðóìåíò äëÿ
ðàçäåëêè êàáåëÿ
è ñíÿòèÿ èçîëÿöèè
êîíòðîëüíîèçìåðèòåëüíîå
îáîðóäîâàíèå

ïðîìûøëåííûå êîðïóñà
âûêëþ÷àòåëè
äàò÷èêè
êëåììû
íà DIN ðåéêó
è äëÿ ïå÷àòíûõ ïëàò

Íîâîñòè

ÐÀÄÈÎËÎÖÌÀÍ

4

STMicroelectronics âûïóñòèëà ñâåðõìèíèàòþðíóþ öèôðîâóþ àóäèî
ñèñòåìó-íà-êðèñòàëëå ìîùíîñòüþ 2õ20 Âò

4

Linear Technology àíîíñèðîâàëà âûïóñê 10-àìïåðíîãî
âûñîêîýôôåêòèâíîãî ïîíèæàþùåãî ìèêðîìîäóëüíîãî
ïðåîáðàçîâàòåëÿ íàïðÿæåíèÿ
TDK ñîçäàëà ñàìûå ìèíèàòþðíûå â ìèðå ìíîãîñëîéíûå ñèëîâûå
èíäóêòèâíîñòè

Èþëü 2013 (26)

Ãëàâíûé ðåäàêòîð:
À. Íèêîëàåâ

Íàä íîìåðîì
ðàáîòàëè:

5
6

TI ïðåäñòàâèëà ìíîãîðåæèìíîå óñòðîéñòâî óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì ñ
óëüòðàíèçêèì òîêîì ïîòðåáëåíèÿ

7

Panasonic ïîñòàâèëà 100 ìëí. ëèòèé-èîííûõ àêêóìóëÿòîðíûõ ýëåìåíòîâ
äëÿ ýëåêòðîìîáèëÿ Model S
IXYS âûïóñòèëà ñàìûå âûñîêîâîëüòíûå â îòðàñëè ñèëîâûå MOSFET

7
8
9

Ðàçðóøèò ëè Êèòàé ìèðîâóþ èíäóñòðèþ ñîëíå÷íîé ýíåðãåòèêè?

Â. Êîëåñíèê
Ñ. Ìóðàò÷àåâ
À. Íèêîëàåâ
Í. Ðàäóíöåâà
Ì. Ðóññêèõ

10

MEAS ãîòîâà ê ñåðèéíîìó ïðîèçâîäñòâó öèôðîâûõ ìîäóëåé äàò÷èêîâ
äàâëåíèÿ âûñîêîãî ðàçðåøåíèÿ

11

Maxim Integrated ñîçäàëà öèôðîâûå ïðåîáðàçîâàòåëè íàïðÿæåíèÿ
òåðìîïàðû ñ èíòåðôåéñîì 1-Wire

Îáëîæêà:

12
13

Alta Devices ïîçâîëèò ÁÏËÀ ëåòàòü, ïîêà ñâåòèò ñîëíöå

14
15

MagnaChip ïðåäñòàâèëà íîâûå ñåìåéñòâà ìàãíèòíûõ äàò÷èêîâ

16

Siemens ââåë â ñòðîé êðóïíåéøóþ â ìèðå âåòðÿíóþ ýëåêòðîñòàíöèþ

À. Êðàâ÷óê

Äèðåêòîð:
Ñ. Ìóðàò÷àåâ

International Rectifier âûïóñòèëà ñàìóþ ìèíèàòþðíóþ â îòðàñëè
ìèêðîñõåìó êîððåêòîðà êîýôôèöèåíòà ìîùíîñòè

Intersil ïðåäñòàâëÿåò íîâûé ïðåöèçèîííûé ðàäèàöèîííî-ñòîéêèé
ñ÷åòâåðåííûé Rail-to-Rail îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü
Adapteva âûïóñêàåò ñóïåðêîìïüþòåð Parallella ñòîèìîñòüþ $100

Ñòàòüè
19
22
24

rlocman@rlocman.ru

30

Äèíàìè÷åñêîå ðåêîíôèãóðèðîâàíèå ìèêðîêîíòðîëëåðà ïîçâîëÿåò
èñïîëüçîâàòü áîëåå 100% åãî àïïàðàòíûõ ðåñóðñîâ.
Èíòåãðàëüíîå çàðÿäíîå óñòðîéñòâî äëÿ Li-Ion àêêóìóëÿòîðîâ ñ
êîììóòàòîðîì, óïðàâëÿþùèì ðàñïðåäåëåíèåì ìîùíîñòè ìåæäó
ïàðàëëåëüíûìè ïîòîêàìè. ×àñòü 2

36

Highscreen Black Box Outdoor: íåïëîõàÿ ýêñòðèì-êàìåðà è
âèäåîðåãèñòðàòîð â îäíîì ôëàêîíå

38

Áåñïðîâîäíàÿ òåõíîëîãèÿ ïåðåäà÷è âûñîêîêà÷åñòâåííîãî çâóêà
PurePath Wireless Audio êîìïàíèè Texas Instruments
Ñâîáîäíî ðàñïðîñòðàíÿåìûå ñðåäñòâà ïðîåêòèðîâàíèÿ ýëåêòðîííûõ
ñõåì

Å

Ïî âîïðîñàì ðàçìåùåíèÿ
ðåêëàìû, ïóáëèêàöèè
àâòîðñêèõ ìàòåðèàëîâ, ñ
çàìå÷àíèÿìè è
ïîæåëàíèÿìè îáðàùàòüñÿ:

+7 (495) 721-72-14
www.rlocman.ru

45
Îôèöèàëüíûå âåðñèè
æóðíàëà
ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ
áåñïëàòíî è áåç
ðåãèñòðàöèè òîëüêî íà
ñàéòå ÐàäèîËîöìàí

Îôîðìëåíèå
áåñïëàòíîé ïîäïèñêè:

www.rlocman.ru/magazine

Íåèçîëèðîâàííûå äðàéâåðû ñíèæàþò ñòîèìîñòü ñâåòîäèîäíûõ ëàìï
Ìèêðîôîí, êîòîðûé ñëóøàåò ñ ïîìîùüþ ñâåòà

Ñõåìû
47

Ïðåîáðàçîâàòåëü ÷àñòîòà-íàïðÿæåíèå íà äâóõ ìèêðîñõåìàõ

49

Ïðåîáðàçîâàòåëü íàïðÿæåíèå-òîê ñ òî÷íî óñòàíàâëèâàåìîé çîíîé
íå÷óâñòâèòåëüíîñòè

51

Óâåëè÷åíèå ÷àñòîòû äèñêðåòèçàöèè ÖÀÏ íà îñíîâå ØÈÌ

53

Àäàïòèâíûé äàò÷èê óãëà ïîâîðîòà îòëè÷àåò «ãðóáî» îò «òî÷íî»

STMicroelectronics âûïóñòèëà ñâåðõìèíèàòþðíóþ öèôðîâóþ
àóäèî ñèñòåìó-íà-êðèñòàëëå ìîùíîñòüþ 2õ20 Âò
Ïðè ðàçìåðàõ âñåãî 2.57 ´ 3.24 ìì ñîçäàííàÿ STMicroelectronics (ST) ìèêðîñõåìà
STA333IS ñïîñîáíà îòäàâàòü âûõîäíóþ çâóêîâóþ ìîùíîñòü 2´20 Âò. Ðàñøèðèâøàÿ ñåìåéñòâî ïðèáîðîâ SoundTerminal ìèêðîñõåìà
ñòàëà öèôðîâîé àóäèî ñèñòåìîé ñ ñàìûì
âûñîêèì ïîêàçàòåëåì ïëîòíîñòè ìîùíîñòè â
îòðàñëè.

STA333IS çàíèìàåò îñîáîå ìåñòî íà
ñîâðåìåííîì ðûíêå àóäèî ïðèáîðîâ. Áëàãîäàðÿ íàêîïëåííîìó óíèêàëüíîìó îïûòó, ST
ïåðâîé ñìîãëà îáúåäèíèòü íà îäíîì êðèñòàëëå ñðåäñòâà öèôðîâîé îáðàáîòêè ñèãíàëîâ è
âñå ñèëîâûå ñõåìû. Øèðîêèé äèàïàçîí

íàïðÿæåíèé ïèòàíèÿ îò 4.5 äî 18 Â ïîçâîëÿåò
èñïîëüçîâàòü ìèêðîñõåìó êàê â îáîðóäîâàíèè ñ áàòàðåéíûì ïèòàíèåì, òàê è â îãðàíè÷åííîì ïðîñòðàíñòâå òàêèõ óñòðîéñòâ, êàê
LCD èëè LED òåëåâèçîðû, äîê-ñòàíöèè è öèôðîâûå áåñïðîâîäíûå àêóñòè÷åñêèå ñèñòåìû.
Ìèíèàòþðíàÿ ìèêðîñõåìà â êîðïóñå ïëîùàäüþ âñåãî 8.3 ìì2 îáåñïå÷èâàåò âåëèêîëåïíîå êà÷åñòâî çâó÷àíèÿ ïðè èñêëþ÷èòåëüíîì òåïëîâîì ÊÏÄ è î÷åíü íèçêîì óðîâíå
ýëåêòðîìàãíèòíûõ èçëó÷åíèé, ïðåäîñòàâëÿÿ
íîâûé óðîâåíü ñâîáîäû ðàçðàáîò÷èêàì
àóäèî ïðîäóêòîâ ñëåäóþùèõ ïîêîëåíèé.
Äëÿ ñîçäàíèÿ ñàìûõ äåøåâûõ öèôðîâûõ
óñèëèòåëåé âûïóñêàåòñÿ âàðèàíò ïðèáîðà
ïîä íàçâàíèåì STA333SML, äëÿ ðàáîòû êîòîðîãî íå òðåáóåòñÿ âíåøíèé ìèêðîêîíòðîëëåð.
Åäèíè÷íûå îáðàçöû è ïðîìûøëåííûå
ïàðòèè STA333IS è STA333SML ïðåäëàãàþòñÿ â êîðïóñå ðàçìåðà êðèñòàëëà (CSP) ñ ìàòðèöåé êîíòàêòîâ 5´6, ðàñïîëîæåííûõ ñ
øàãîì 0.5 ìì. Ïðè îáúåìå çàêàçà îò 1000
ïðèáîðîâ êàæäàÿ ìèêðîñõåìà ñòîèò $1.00.

Linear Technology àíîíñèðîâàëà âûïóñê 10-àìïåðíîãî
âûñîêîýôôåêòèâíîãî ïîíèæàþùåãî ìèêðîìîäóëüíîãî
ïðåîáðàçîâàòåëÿ íàïðÿæåíèÿ
Linear Technology àíîíñèðîâàëà âûïóñê
10-àìïåðíîãî âûñîêîýôôåêòèâíîãî ïîíèæàþùåãî ìèêðîìîäóëüíîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ
íàïðÿæåíèÿ LTM4649 â êîðïóñå BGA ðàçìåðîì 9 ´ 15 ´ 4.92 ìì. Ñîõðàíÿÿ âñå ðàáî÷èå
õàðàêòåðèñòèêè, LTM4649 ìîæåò ðàáîòàòü

4

ïðè òåìïåðàòóðå îêðóæàþùåé ñðåäû îò 0 °C
äî 83 °C áåç òåïëîîòâîäà èëè îáäóâà, îáåñïå÷èâàÿ ÊÏÄ äî 86% (ïðè âõîäíîì íàïðÿæåíèè
5 … 12 Â, âûõîäíîì íàïðÿæåíèè 1.5 Â, òîêå
10 À). Äîïóñòèìûé âûõîäíîé òîê ñíèæàåòñÿ
âñåãî íà 4 À ïðè òåìïåðàòóðå 100 °C è íà 2 À
ïðè îáäóâå âîçäóøíûì ïîòîêîì ñî ñêîðîñòüþ
120 ìåòðîâ â ìèíóòó. LTM4649 ïîíèæàåò âõîäíîå íàïðÿæåíèå îò 4.5 äî 16 Â â íàïðÿæåíèå
äèàïàçîíà 0.6 … 3.3 Â. Äëÿ êîìïåíñàöèè
ïàäåíèÿ íàïðÿæåíèÿ íà ñîïðîòèâëåíèè ïðîâîäíèêîâ â óñòðîéñòâå èìååòñÿ äèôôåðåíöèàëüíûé óñèëèòåëü âíåøíåãî äàò÷èêà òîêà.
LTM4649 ðåãóëèðóåò íàïðÿæåíèå íàãðóçêè ñ
òî÷íîñòüþ ±1.5% âî âñåì äèàïàçîíå äîïóñòèìûõ âõîäíûõ íàïðÿæåíèé, òîêîâ íàãðóçêè è
òåìïåðàòóð (–40 … 125 °C).

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

LTM4649 èìååò âõîäû è âûõîäû òàêòîâûõ
ñèãíàëîâ äëÿ ìíîãîôàçíîé ñèíõðîíèçàöèè,
ïîçâîëÿþùåé òî÷íî ðàçäåëèòü ìåæäó
íåñêîëüêèìè ìèêðîìîäóëÿìè òîê íàãðóçêè äî
40 À Ìíîãîôàçíûé ðåæèì ñíèæàåò âõîäíûå è
âûõîäíûå ïóëüñàöèè íàïðÿæåíèÿ è äàåò âîçìîæíîñòü ñîêðàòèòü êîëè÷åñòâî ôèëüòðóþùèõ êîíäåíñàòîðîâ. Ìèêðîñõåìà ïðåäíàçíà÷åíà, â ïåðâóþ î÷åðåäü, äëÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ
âõîäíûõ íàïðÿæåíèé 12 èëè 5 Â â òåëåêîììóíèêàöèîííîì, ïðîìûøëåííîì, àâèàöèîííîì
è èçìåðèòåëüíîì îáîðóäîâàíèè ñ ðàñïðåäåëåííûì ïèòàíèåì.
LTM4649 ìîæåò ñèíõðîíèçèðîâàòüñÿ îò
âíåøíåãî ãåíåðàòîðà ÷àñòîòîé îò 400 êÃö äî
750 êÃö. Ðåæèì ãåíåðàöèè ïà÷åê äëÿ ïîâûøåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè ïðåîáðàçîâàíèÿ ïðè
îáëåã÷åííîé íàãðóçêå è ðåæèì ïðîïóñêà
èìïóëüñîâ äëÿ ñíèæåíèÿ ïóëüñàöèé âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ äàþò ðàçðàáîò÷èêàì äîïîëíèòåëüíóþ ñâîáîäó âûáîðà ñðåäñòâ îïòèìèçàöèè ñâîèõ êîíñòðóêöèé. Äëÿ óïðàâëåíèÿ
ïîñëåäîâàòåëüíîñòüþ âêëþ÷åíèÿ â ìíîãîøèííûõ ñèñòåìàõ ïðåäóñìîòðåíà âîçìîæíîñòü ñëåæåíèÿ çà âûõîäíûì íàïðÿæåíèåì.
 LTM4649 âñòðîåíà çàùèòà îò ïåðåãðóçêè ïî
òîêó è íàïðÿæåíèþ.

Âñå ïàðàìåòðû LTM4649 ãðóïï E è I ãàðàíòèðóþòñÿ â äèàïàçîíå âíóòðåííèõ òåìïåðàòóð îò –40 °C äî 125 °C. Öåíû äëÿ ïàðòèé èç
1000 ïðèáîðîâ íà÷èíàþòñÿ îò $16.75 çà øòóêó.

Ñâîäêà îñíîâíûõ îñîáåííîñòåé LTM4649
! Âûõîäíîé òîê 10 À
! Âõîäíîå íàïðÿæåíèå 4.5 … 16 Â, âûõîäíîå
íàïðÿæåíèå 0.6 … 3.3. Â
! Íå òðåáóåò òåïëîîòâîäà èëè îáäóâà äî
òåìïåðàòóðû îêðóæàþùåé ñðåäû 83 °C
! Ñóììàðíàÿ îøèáêà óñòàíîâêè âûõîäíîãî
íàïðÿæåíèÿ íå ïðåâûøàåò ±1.5%
! Âîçìîæíîñòü ìíîãîôàçíîé è âíåøíåé
ñèíõðîíèçàöèè
! Êîðïóñ BGA ðàçìåðîì 9 ´ 15 ´ 4.92 ìì

TDK ñîçäàëà ñàìûå ìèíèàòþðíûå â ìèðå ìíîãîñëîéíûå
ñèëîâûå èíäóêòèâíîñòè
TDK Corporation ðàñøèðèëà ñåðèþ MLP
ìíîãîñëîéíûõ ñèëîâûõ èíäóêòèâíîñòåé ïðèáîðîì MLP1005M1R0D â êîðïóñå òèïîðàçìåðà 1005 (IEC). Íîâûå êîìïîíåíòû èìåþò ãàáàðèòû 1.0 ´ 0.5 ´ 0.7 ìì è, òàêèì îáðàçîì, ñòàíîâÿòñÿ ñàìûìè ìèíèàòþðíûìè â ìèðå ìíîãîñëîéíûìè ñèëîâûìè èíäóêòèâíîñòÿìè. Êàê
îáúåì, òàê è ðàçìåðû ðàçðàáîòàííûõ
óñòðîéñòâ óìåíüøèëèñü ïðèìåðíî íà 60% ïî
ñðàâíåíèþ ñ âûïóñêàâøèìèñÿ äî ñèõ ïîð
ïðèáîðàìè ãàáàðèòà 1.6 ´ 0.8 ´ 0.8 ìì. Ìèíèàòþðèçèðîâàííûå ýëåìåíòû, èìåþùèå íîìèíàëüíóþ èíäóêòèâíîñòü 1 ìêÃí ïðè òîêå 500

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

ìÀ, ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â
èñòî÷íèêàõ ïèòàíèÿ ñìàðòôîíîâ, ïëàíøåòíûõ êîìïüþòåðîâ, öèôðîâûõ êàìåð è äðóãèõ
ìîáèëüíûõ óñòðîéñòâ.
Íàêîïëåííûé îïûò â ñîçäàíèè ñòðóêòóðèðîâàííûõ êîíñòðóêöèé è ðàçðàáîòêå ìàòåðèàëîâ ïîçâîëèë TDK ñîçäàòü MLP1005M1R0D
íà îñíîâå ôåððèòîâ ñ îñîáî íèçêèìè ïîòåðÿìè.  ðåçóëüòàòå íîâàÿ ìíîãîñëîéíàÿ èíäóêòèâíîñòü ïðèîáðåëà õàðàêòåðèñòèêè, ïîçâîëÿþùèå èñïîëüçîâàòü åå èñòî÷íèêàõ ïèòàíèÿ
ñ âûõîäíûì òîêîì äî 0.5 À, ÷òî íåîáû÷íî
ìíîãî äëÿ ïðèáîðîâ òèïîðàçìåðà 1005.
Ñ äîáàâëåíèåì íîâûõ ïðèáîðîâ è áåç òîãî
øèðîêèé ðÿä âûñîêîêà÷åñòâåííûõ ìíîãîñëîéíûõ ñèëîâûõ èíäóêòèâíîñòåé TDK ñòàë
ïåðåêðûâàòü äèàïàçîí ðàçìåðîâ îò 2520 (2.5
´ 2.0 ìì) äî 1005, âêëþ÷àÿ êîðïóñà òèïîðàçìåðîâ 2016 (2.0 ´ 1.6 ìì), 2012 (2.0 ´ 1.2 ìì),
è 1608 (1.6 ´ 0.8 ìì) ñ äîïóñòèìûìè òîêàìè

ÍÎÂÎÑÒÈ

5

äî 2300 ìÀ è íîìèíàëüíûìè èíäóêòèâíîñòÿìè âïëîòü äî 10 ìêÃí.

Îñíîâíûå îáëàñòè ïðèìåíåíèÿ
! Ñìàðòôîíû, ïëàíøåòíûå ÏÊ, öèôðîâûå
êàìåðû è äðóãèå ìîáèëüíûå óñòðîéñòâà
! Ìîäóëè èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ

Îñíîâíûå îñîáåííîñòè è ïðåèìóùåñòâà
! Óìåíüøåííûå îáúåì è ïëîùàäü êîðïóñà
ïîçâîëÿò ñîêðàòèòü ðàçìåðû èñòî÷íèêîâ
ïèòàíèÿ
! Ïîâûøàåò ÊÏÄ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ
! Ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ åå èñòî÷íèêàõ
ïèòàíèÿ ñ âûõîäíûì òîêîì äî 0.5 À

TI ïðåäñòàâèëà ìíîãîðåæèìíîå óñòðîéñòâî óïðàâëåíèÿ
ïèòàíèåì ñ óëüòðàíèçêèì òîêîì ïîòðåáëåíèÿ
Ìíîãîðåæèìíîå óñòðîéñòâî óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì ñîäåðæèò òðè êîíôèãóðèðóåìûõ
ïîñòîÿííî âêëþ÷åííûõ èñòî÷íèêà
Texas Instruments (TI) ïðåäñòàâèëà ìíîãîðåæèìíîå óñòðîéñòâî óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì,
ïîçâîëÿþùåå ïîääåðæèâàòü îáùèé òîê ïîêîÿ
ñèñòåìû íà óëüòðàíèçêîì óðîâíå 100 íÀ.
Íîâàÿ ìèêðîñõåìà TPS65290 ðàññ÷èòàíà, â
ïåðâóþ î÷åðåäü, íà ìèêðîêîíòðîëëåðíûå
ñ÷åò÷èêè ðàñõîäà ãàçà è âîäû ñ áàòàðåéíûì
ïèòàíèåì, íî ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ è âî ìíîãèõ äðóãèõ ïðèëîæåíèÿõ. Óñòðîéñòâî ïîääåðæèâàåò âñå ðåæèìû íàãðóçêè ñ òîêàìè îò
100 íÀ äî 500 ìÀ.

TPS65290 ñîäåðæèò òðè êîíôèãóðèðóåìûõ â ïðîöåññå ïðîèçâîäñòâà èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ, íàõîäÿùèõñÿ â ðåæèìå «ïîñòîÿííî âêëþ÷åí», äëÿ îáñëóæèâàíèÿ ñïÿùåãî ðåæèìà
ìèêðîêîíòðîëëåðà è ïîääåðæêè ôóíêöèé
àâòîìàòè÷åñêîãî âûáîðà ìåæäó âõîäíûì
íàïðÿæåíèåì è âûõîäîì ïîâûøàþùåïîíèæàþùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ. Êðîìå òîãî,
ïðåäóñìîòðåíà âîçìîæíîñòü ñîâìåñòíîé
ðàáîòû TPS65290 ñî âñåìè ïðîöåññîðàìè
óëüòðàìàëîìîùíîãî ñåìåéñòâà MSP430,
òàêèìè, íàïðèìåð, êàê MSP430F5328.

ñîçäàâàòü ñèñòåìû, ðàáîòàþùèå îò îäíîé
áàòàðåè â òå÷åíèå 10 ëåò. Òðè êîíôèãóðèðóåìûõ íà ôàáðèêå èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ
ìîãóò èìåòü ñëåäóþùèå îïöèè:
# Ïðîãðàììèðóåìûé èñòî÷íèê ñìåùåíèÿ
äëÿ ïèòàíèÿ ìèêðîêîíòðîëëåðà â ðåæèìå ñíà: 10 ìÀ, ñîáñòâåííûé òîê ïîòðåáëåíèÿ 100 íÀ.
# LDO ñòàáèëèçàòîð: 10 ìÀ, ñîáñòâåííûé
òîê ïîòðåáëåíèÿ 400 íÀ.
# Ïîâûøàþùèé ïðåîáðàçîâàòåëü: 30 ìÀ,
ñîáñòâåííûé òîê ïîòðåáëåíèÿ 300 íÀ.
! Ñîêðàùåíèå íåîáõîäèìîé ïëîùàäè
ïå÷àòíîé ïëàòû, êîëè÷åñòâà êîìïîíåíòîâ
è èõ öåíû: èíòåãðèðîâàííûå ïîâûøàþùåå-ïîíèæàþùèé ïðåîáðàçîâàòåëü ñ
âûõîäíûì òîêîì 500 ìÀ, LDO ñòàáèëèçàòîð ñ òîêîì 150 ìÀ, âîñåìü êëþ÷åé äëÿ
ðàñïðåäåëåíèÿ ïèòàíèÿ, êîìïàðàòîð
âîññòàíîâëåíèÿ âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ,
êîíå÷íûé àâòîìàò è âûáèðàåìûé â ïðîöåññå ïðîèçâîäñòâà èíòåðôåéñ SPI/I2C íà
îäíîì êðèñòàëëå ïëîùàäüþ 20 ìì2.

Îñíîâíûå ïðåèìóùåñòâà è îñîáåííîñòè
TPS65290
! Óâåëè÷åíèå âðåìåíè ðàáîòû îò áàòàðåè. Ñ
íîâîé ìèêðîñõåìîé ðàçðàáîò÷èêè ìîãóò

6

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

! EEPROM äëÿ ïðîãðàììèðîâàíèÿ êîíôèãóðàöèé ïîä ðàçëè÷íûå ïðèëîæåíèÿ.

Äîñòóïíîñòü è öåíà
TPS65290 ïîñòàâëÿþòñÿ â 24-âûâîäíûõ
êîðïóñàõ VQFN ðàçìåðîì 4 ´ 5 ìì ïî ðåêî-

ìåíäîâàííîé ðîçíè÷íîé öåíå $1.75 çà øòóêó
ïðè îáúåìå ïàðòèè 1000 ïðèáîðîâ. Äëÿ
èçó÷åíèÿ îñîáåííîñòåé ìèêðîñõåì è ñîêðàùåíèÿ ñðîêîâ ðàçðàáîòêè êîíñòðóêòîðû
ì î ã ó ò ç à ê à ç àò ü î ö å í î÷ í û å ì îä óë è
TPS65290BMEVM è TPS65290LMEVM.

Panasonic ïîñòàâèëà 100 ìëí. ëèòèé-èîííûõ
àêêóìóëÿòîðíûõ ýëåìåíòîâ äëÿ ýëåêòðîìîáèëÿ Model S
Panasonic Corporation îáúÿâèëà, ÷òî êîëè÷åñòâî ëèòèé-èîííûõ àâòîìîáèëüíûõ àêêóìóëÿòîðíûõ ýëåìåíòîâ, ïîñòàâëåííûõ êîìïàíèè Tesla äëÿ åå ýëåêòðîìîáèëÿ ïðåìèóì
êëàññà Model S, ê êîíöó èþíÿ 2013 ãîäà ïðåâûñèëî 100 ìëí. Ïðîäàæè Model S íà÷àëèñü â
Ñîåäèíåííûõ Øòàòàõ â 2012 ãîäó. Ýëåêòðîìîáèëü áûë îòìå÷åí íàãðàäàìè çà èííîâàöèîííûé è ëþêñîâûé äèçàéí, çà âûäàþùèå
õàðàêòåðèñòèêè, âêëþ÷àÿ áîëüøîé ïðîáåã
áåç ïîäçàðÿäêè, à òàêæå çà ðåêîðäíûå îáúåìû ïðîäàæ, êîòîðûå â 2013 ãîäó äîëæíû
ñîñòàâèòü 20,000 åäèíèö.

Ïàðòíåðñêèå îòíîøåíèÿ ñ Tesla Panasonic
âûñòðàèâàëà íà ïðîòÿæåíèè íåñêîëüêèõ ëåò,
íà÷àâ ñ îáåñïå÷åíèÿ àêêóìóëÿòîðàìè ëþêñîâîãî ñïîðòêàðà Roadster. Ðàçâèòèåì ñâÿçåé
äâóõ êîìïàíèé ñòàëà ïîñòàâêà ýëåìåíòîâ äëÿ
Model S è ðàñøèðåíèå èññëåäîâàíèé â îáëàñ-

òè ðàçðàáîòêè ëèòèé-èîííûõ àêêóìóëÿòîðîâ
äëÿ ñëåäóþùèõ ïîêîëåíèé ýëåêòðîìîáèëåé.
Àêêóìóëÿòîðíûå ýëåìåíòû äëÿ Model S
Panasonic è Tesla ðàçðàáàòûâàëè ñîâìåñòíî,
ïîñòàâèâ ïåðåä ñîáîé çàäà÷ó ñîçäàíèÿ èçäåëèé, ëó÷øèõ â ñâîåì êëàññå ïî ïëîòíîñòè
ýíåðãèè è ýëåêòðè÷åñêèì õàðàêòåðèñòèêàì.
Ïàðàìåòðû è æèçíåííûé öèêë öèëèíäðè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, èçãîòàâëèâàåìûõ ïî óíèêàëüíîé òåõíîëîãèè Panasonic, áûëè ñïåöèàëüíî
îïòèìèçèðîâàíû äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â ýëåêòðè÷åñêèõ òðàíñïîðòíûõ ñðåäñòâàõ. Ýòè ýëåìåíòû Tesla îáúåäèíÿåò â ïèòàþùèå Model S
áàòàðåéíûå áëîêè, íà êîòîðûõ àâòîìîáèëü
áåç ïîäçàðÿäêè ìîæåò ïðîåõàòü 500 êì, ÷òî
âïîëíå ìîæíî íàçâàòü ðåâîëþöèîííûì äîñòèæåíèåì.
Panasonic ïëàíèðóåò ïðîäîëæàòü ðàçðàáîòêó è êîììåðöèàëèçàöèþ âûñîêîýôôåêòèâíûõ àêêóìóëÿòîðîâ äëÿ ýëåòðîìîáèëåé,
âûâîäÿ ýòîò áèçíåñ íà ãëîáàëüíûé óðîâåíü.

IXYS âûïóñòèëà ñàìûå âûñîêîâîëüòíûå â îòðàñëè ñèëîâûå
MOSFET
IXYS Corporation àíîíñèðîâàëà íà÷àëî
ïðîèçâîäñòâà ëèíåéêè ñàìûõ âûñîêîâîëüòíûõ â îòðàñëè ñèëîâûõ MOSFET. Nêàíàëüíûå ïðèáîðû ñ äîïóñòèìûì íàïðÿæåíèåì ñòîêà 4500 Â âûïóñêàþòñÿ â êîðïóñàõ,

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

ïîëíîñòüþ ñîîòâåòñòâóþùèõ ìåæäóíàðîäíûì ñòàíäàðòàì. Ñåìåéñòâî âêëþ÷àåò òðàíçèñòîðû ñ äîïóñòèìûì ðàáî÷èì òîêîì îò
200 ìÀ äî 2 À. Ïðèáîðû ðàçðàáàòûâàëèñü
ñïåöèàëüíî äëÿ âûñîêî÷àñòîòíûõ ïðåîáðà-

ÍÎÂÎÑÒÈ

7

çîâàòåëåé ýíåðãèè, òðåáóþùèõ î÷åíü âûñîêîãî çàïèðàþùåãî íàïðÿæåíèÿ.

Áëàãîäàðÿ ïîëîæèòåëüíîìó òåìïåðàòóðíîìó êîýôôèöèåíòó ñîïðîòèâëåíèÿ îòêðûòîãî êàíàëà, íîâûå âûñîêîâîëüòíûå MOSFET
î÷åíü óäîáíî èñïîëüçîâàòü â ïàðàëëåëüíîì
âêëþ÷åíèè, ÷òî, ê òîìó æå, íàìíîãî ïðîùå è
äåøåâëå, ÷åì ïîñëåäîâàòåëüíîå âêëþ÷åíèå
íèçêîâîëüòíûõ òðàíçèñòîðîâ. Ýòî òàêæå
ñîêðàùàåò êîëè÷åñòâî íåîáõîäèìûõ äðàéâåðîâ çàòâîðîâ, óïðîùàåò ñõåìó, óìåíüøàåò
òðåáóåìóþ ïëîùàäü ïå÷àòíîé ïëàòû è ïîâûøàåò îáùóþ íàäåæíîñòü ñèñòåìû. «Âñåì
íàì èçâåñòíî èç áàçîâîãî êóðñà ôèçèêè, ÷òî
ïåðåäà÷à ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè ïðîèñõîäèò
òåì ýôôåêòèâíåå, ÷åì âûøå íàïðÿæåíèå â
ëèíèè. Èìåííî ïîýòîìó ìû ðàçðàáîòàëè
íîâóþ òåõíîëîãèþ, ÷òîáû ìàêñèìàëüíî ïðèáëèçèòü ðàáî÷åå íàïðÿæåíèå ïðåîáðàçîâàòåëåé ýíåðãèè ê íàïðÿæåíèþ ñåòè», – êîììåíòèðóåò Íàòàí Çîììåð (Nathan Zommer), îñíîâàòåëü è ãåíåðàëüíûé äèðåêòîð IXYS

Corporation. – «Âî ìíîãèõ ïðîìûøëåííûõ,
òðàíñïîðòíûõ è ìåäèöèíñêèõ ïðèëîæåíèÿõ
èñïîëüçóþòñÿ âûñîêîâîëüòíûå ñõåìû óïðàâëåíèÿ, äëÿ êîòîðûõ è ñîçäàí íàø òðàíçèñòîð».
Áåñïðåöåäåíòíûé óðîâåíü èçîëÿöèè â
4500 Â äîñòèãíóò ñ ïîìîùüþ òåõíîëîãèè DCB
(Direct Copper Bond), ïðè êîòîðîé êðèñòàëë
òðàíçèñòîðà ìîíòèðóåòñÿ íà îòäåëåííîå
êåðàìè÷åñêîé ïëàñòèíîé ìåäíîå îñíîâàíèå,
îäíîâðåìåííî âûïîëíÿþùåå ôóíêöèè âûâîäà è òåïëîîòâîäà. DCB îáåñïå÷èâàåò íèçêîå
òåïëîâîå ñîïðîòèâëåíèå è ëó÷øèå â ñâîåì
êëàññå ìîùíîñòü è óñòîé÷èâîñòü ê òåðìîöèêëèðîâàíèþ. Ïî óðîâíþ ïîæàðíîé áåçîïàñíîñòè èñïîëüçóåìûé äëÿ îïðåññîâêè ýïîêñèäíûé êîìïàóíä ñîîòâåòñòâóåò òðåáîâàíèÿì ñòàíäàðòà UL 94 V-0 (ñàìîçàòóõàíèå â òå÷åíèå 10 ñ).
Íîâûå ñèëîâûå MOSFET ìîãóò ñòàòü îïòèìàëüíûì ðåøåíèåì äëÿ òàêèõ ïðèëîæåíèé,
êàê ñèñòåìû îòâîäà ýíåðãèè îò âûñîêîâîëüòíûõ ñåòåé, ðàçðÿäíûå öåïè êîíäåíñàòîðîâ, âûñîêîâîëüòíîå àâòîìàòèçèðîâàííîå
èçìåðèòåëüíîå îáîðóäîâàíèå, áëîêè íàêà÷êè
ëàçåðîâ è ïèòàíèÿ ðåíòãåíîâñêèõ òðóáîê,
âûñîêîâîëüòíûå èñòî÷íèêè ïèòàíèÿ è èìïóëüñíûå ñõåìû.
4500-âîëüòîâûå MOSFET âûïóñêàþòñÿ â
ðàçðàáîòàííûõ IXYS âûñîêîâîëüòíûõ âåðñèÿõ ñòàíäàðòíûõ êîðïóñîâ TO-263, TO-268,
ISOPLUS i4-Pak è ISOPLUS i5-Pak. Â íàñòîÿùåå âðåìÿ äîñòóïíû ïðèáîðû
IXTT02N450HV, IXTA02N450HV, IXTF02N450,
IXTF1N450, IXTT1N450HV è IXTL2N450 ñ
äîïóñòèìûì òîêîì ñòîêà 200 ìÀ, 200 ìÀ,
200 ìÀ, 900 ìÀ, 1 À è 2 À, ñîîòâåòñòâåííî.

Ðàçðóøèò ëè Êèòàé ìèðîâóþ èíäóñòðèþ ñîëíå÷íîé
ýíåðãåòèêè?
Steve Taranovich
EDN
28 ìàÿ 2013 ãîäà Íüþ-Éîðê Òàéìñ ñîîáùèëà, ÷òî ñîëíå÷íûå ïàíåëè, ïîêðûâàþùèå
êðûøó ãèãàíòñêîãî ñêëàäà â âîñòî÷íîé ÷àñòè
Ëîñ-Àíäæåëåñà, ñòàëè ðàçðóøàòüñÿ è âûõîäèòü èç ñòðîÿ ñïóñòÿ âñåãî äâà ãîäà ïîñëå
óñòàíîâêè, ïðè ðàñ÷åòíîì ñðîêå ñëóæáû 25
ëåò. Ó ñîëíå÷íûõ ýëåìåíòîâ íà÷àëè îòëàìû-

8

âàòüñÿ óãëû, è ïðîáëåìà èõ êà÷åñòâà íàïðÿìóþ ñâÿçàíà ñ Êèòàåì.
Ñðåäè óñòàíîâëåííûõ ïî âñåìó ìèðó
ñîëíå÷íûõ ïàíåëåé çíà÷èòåëüíàÿ äîëÿ èçãîòîâëåíà â Êèòàå, íî õëûíóâøèé íà ðûíîê
ïîòîê ïðîäóêöèè, ïðîäàâàåìîé â ïîñëåäíåå
âðåìÿ ïî öåíå íèæå ñåáåñòîèìîñòè, íàíîñèò

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

ñåðüåçíûé âðåä òàêèì êîìïàíèÿì, êàê,
íàïðèìåð, íåìåöêîé SMA, ÿâëÿþùåéñÿ
îäíèì èç êðóïíåéøèõ ðàçðàáîò÷èêîâ ñîëíå÷íûõ èíâåðòîðîâ. Êèòàéñêîå ïðàâèòåëüñòâî
ïîääåðæèâàåò ñâîþ ñîëíå÷íóþ èíäóñòðèþ
îãðîìíûìè ñóáñèäèÿìè, ñòðåìÿñü ëþáîé
öåíîé óâåëè÷èòü äîëþ ÊÍÐ íà ìèðîâîì ðûíêå, äàæå åñëè ýòîò áèçíåñ ïîêà ïðèíîñèò ÷èñòûé óáûòîê.  2012 ãîäó, ââåäÿ â ñòðîé
ñîëíå÷íûå óñòàíîâêè ñóììàðíîé ìîùíîñòüþ
7.6 ÃÂò, Ãåðìàíèÿ ñòàëà ìèðîâûì ëèäåðîì
ãåëèîýíåðãåòèêè, îäíàêî â 2013 ãîäó ýòîò ïîêàçàòåëü ñîêðàòèëñÿ âäâîå! Â ýòîé ñâÿçè íå òàê
äàâíî SMA áûëà âûíóæäåíà ïðèáåãíóòü ê
ìàñøòàáíûì ñîêðàùåíèÿì ñâîèõ ñîòðóäíèêîâ.

Äæåíüÿ Ìåèäáðåé (Jenya Meydbray), ðóêîâîäèòåëü PV Evolution Labs, Êàëèôîðíèÿ, òùàòåëüíî èññëåäóåò ñîëíå÷íûå áàòàðåè.
(Ôîòî New York Times).

Íî áåñïîêîÿò ìåíÿ íå ñòîëüêî íèçêèå
öåíû, ñêîëüêî òîò ôàêò, ÷òî Êèòàé, ðåçêî îãðàíè÷èâàÿ èííîâàöèîííûå âîçìîæíîñòè òàêèõ
êîìïàíèé, êàê SMA, ïðîâîöèðóåò â íèõ óâîëüíåíèÿ è ñîêðàùåíèÿ. Íà ìîé âçãëÿä, èç Êèòàÿ
èñõîäèò ñîâñåì íåìíîãî èííîâàöèé, íî, îñòàâàÿñü åäèíñòâåííîé ñòðàíîé, ïðàêòè÷åñêè íå
âêëàäûâàþùåé ñðåäñòâ â ñîçäàíèå íîâîé
ïðîäóêöèè, êèòàéñêèå ïðîèçâîäèòåëè çàìåäëÿþò ðàçâèòèå îòðàñëè è òîðìîçÿò âåñü
ðûíîê ñîëíå÷íîé ýíåðãåòèêè.
EU ProSun, îðãàíèçàöèÿ Åâðîïåéñêîãî
ñîþçà, ñîñòîÿùàÿ èç ïðîôåññèîíàëîâ â
îáëàñòè ñîëíå÷íîé ýíåðãåòèêè, ñ÷èòàåò äåìïèíãîâóþ ñòðàòåãèþ Êèòàÿ íåïîñðåäñòâåííîé
ïðè÷èíîé óâîëüíåíèé è çàêðûòèÿ ôàáðèê
áîëåå ÷åì 30 åâðîïåéñêèõ ñîëíå÷íûõ êîìïàíèé.
 Ñîåäèíåííûõ øòàòàõ æåðòâîé êèòàéñêîãî äåìïèíãà íåäàâíî ñòàëà êîìïàíèÿ Solar
World, 11 èþëÿ 2013 ãîäà ñîîáùèâøàÿ îá
óâîëüíåíèè 100 ñâîèõ ñîòðóäíèêîâ. Êîìïàíèÿ óòâåðæäàåò, ÷òî ýòî óêðåïèò åå ïîçèöèè,
îäíàêî ïðîõîäÿùàÿ ïî âñåìó ìèðó âîëíà
óâîëüíåíèé ëèøü ñòàíåò ïðè÷èíîé ñåðüåçíîãî ñïàäà èíòåíñèâíîñòè èññëåäîâàòåëüñêèõ è
êîíñòðóêòîðñêèõ ðàáîò âî ìíîãèõ êîìïàíèÿõ,
çàòðîíóòûõ ñîêðàùåíèÿìè.
ß íå óâåðåí, áóäåò ëè ïðàâèëüíûì îòâåòîì ââåäåíèå æåñòêèõ ïîøëèí íà êèòàéñêóþ
ïðîäóêöèþ ñîëíå÷íîé ýíåðãåòèêè, íî î÷åâèäíî, ÷òî âñå êëþ÷åâûå èãðîêè ìèðîâîãî ðûíêà,
âêëþ÷àÿ Êèòàé, äîëæíû ïðèäòè ê êàêîìó-òî
ñîãëàøåíèþ.  ïðîòèâíîì ñëó÷àå â ïðîèãðûøå áóäåò êàæäûé.

International Rectifier âûïóñòèëà ñàìóþ ìèíèàòþðíóþ â
îòðàñëè ìèêðîñõåìó êîððåêòîðà êîýôôèöèåíòà ìîùíîñòè
International Rectifier âûïóñòèëà ñàìûé
ìèíèàòþðíûé â îòðàñëè êîððåêòîð êîýôôèöèåíòà ìîùíîñòè (ÊÊÌ). Ìèêðîñõåìà
IRS2505LTRPBF â 5-âûâîäíîì êîðïóñå
SOT23 ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ èìïóëüñíûõ
èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ, äðàéâåðîâ ñâåòîäèîäîâ
è ýëåêòðîííûõ áàëëàñòîâ ôëóîðåñöåíòíûõ è
ãàëîãåííûõ ëàìï.
 íîâîé ìèêðîñõåìå, ðàñøèðèâøåé ñåìåéñòâî ÊÊÌ µPFCTM êîìïàíèè (IR), ðåàëèçîâàíà íîâåéøàÿ òåõíîëîãèÿ óïðàâëåíèÿ,
ïîçâîëèâøàÿ ñîçäàòü êîíòðîëëåð âñåãî ñ
ïÿòüþ âûâîäàìè, ÷òî çíà÷èòåëüíî ñîêðàòèò
ðàçìåðû êîíå÷íîé ñèñòåìû, à òàêæå êîëè÷åñòâî è ñòîèìîñòü êîìïîíåíòîâ. IRS2505L

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

ìîæåò áûòü ñêîíôèãóðèðîâàíà äëÿ ðàáîòû â
ðåæèìå êðèòè÷åñêîé ïðîâîäèìîñòè â ïîâûøàþùèõ, ïîíèæàþùèõ è îáðàòíîõîäîâûõ
ïðåîáðàçîâàòåëÿõ.

ÍÎÂÎÑÒÈ

9

Ìèêðîñõåìà ñîäåðæèò íåñèíõðîíèçèðóåìûé ãåíåðàòîð ñ óïðàâëÿåìûì âðåìåíåì
âêëþ÷åíèÿ è âûêëþ÷åíèÿ ìîùíîãî MOSFET
ïîâûøàþùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ. Âðåìÿ âêëþ÷åíèÿ èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ïîääåðæàíèÿ ñèíóñîèäàëüíîé ôîðìû âõîäíîãî ïåðåìåííîãî
íàïðÿæåíèÿ ïðè ñîõðàíåíèè òî÷íîãî è ïîñòîÿííîãî âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ, ÷åì îáåñïå÷èâàåòñÿ âûñîêèé êîýôôèöèåíò ìîùíîñòè è
ñâåðõíèçêèå îáùèå íåëèíåéíûå èñêàæåíèÿ.
Âðåìÿ âûêëþ÷åíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ ñõåìîé
îáíàðóæåíèÿ ïðîõîæäåíèÿ ÷åðåç íîëü òîêà
êàòóøêè èíäóêòèâíîñòè, ÷òî ïîçâîëÿåò ñîçäàâàòü ñõåìû áåç äîïîëíèòåëüíûõ âòîðè÷íûõ
îáìîòîê è ñîêðàùàòü êîëè÷åñòâî èñïîëüçóåìûõ êîìïîíåíòîâ.

Ìèêðîñõåìà IRS2505L õàðàêòåðèçóåòñÿ
øèðîêèì äèàïàçîíîì âõîäíûõ íàïðÿæåíèé è
íàãðóçîê è ñòàáèëèçèðîâàííîé âûõîäíîé
øèíîé ñ ïðîãðàììèðóåìûì óðîâíåì íàïðÿæåíèÿ. Ìèêðîñõåìà çàùèùåíà îò ïîâûøåííîãî íàïðÿæåíèÿ íà øèíå ïîñòîÿííîãî òîêà,
èìååò ïðîãðàììèðóåìûé îãðàíè÷èòåëü òîêà
ñèëîâîãî MOSFET è èíòåãðèðîâàííóþ çàùèòó îò ýëåêòðîñòàòè÷åñêèõ ðàçðÿäîâ íà âñåõ
âûâîäàõ. Òàêæå ñëåäóåò îòìåòèòü íàëè÷èå
ñõåìû óïðàâëåíèÿ ðåæèìîì ìèêðîìîùíîãî
ñòàðòà è âíóòðåííåãî ñòàáèëèòðîíà, îãðàíè÷èâàþùåãî íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ óðîâíåì
20.8 Â, à òàêæå óñòîé÷èâîñòü âñåõ âõîäîâ è
âûõîäîâ ê çàùåëêèâàíèþ.

Òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè
Ïðèáîð

Êîðïóñ

VCC

Òîê ïîêîÿ

VREF

IO+ / IO–

IRS44273L

SOT23-5L

7.9 … 20.8 Â

< 50 ìêÀ

4.1 Â ±1.9%

50/450 ìÀ

Äîñòóïíîñòü è öåíà
Öåíû IRS2505L íà÷èíàþòñÿ îò $0.25 çà
øòóêó ïðè çàêàçå ïàðòèÿìè 10,000 ìèêðîñ-

õåì. Ïðèáîðû îòãðóæàþòñÿ ñî ñêëàäà íåìåäëåííî ïî ïîñòóïëåíèè çàêàçà. Óñòðîéñòâà íå
ñîäåðæàò ñâèíöà è óäîâëåòâîðÿþò òðåáîâàíèÿì äèðåêòèâû RoHS.

MEAS ãîòîâà ê ñåðèéíîìó ïðîèçâîäñòâó öèôðîâûõ ìîäóëåé
äàò÷èêîâ äàâëåíèÿ âûñîêîãî ðàçðåøåíèÿ
Êîìïàíèÿ Measurement Specialties (MEAS)
íàìåðåíà ïðèñòóïèòü ê ñåðèéíîìó ïðîèçâîäñòâó öèôðîâûõ ìîäóëåé äàò÷èêîâ äàâëåíèÿ
âûñîêîãî ðàçðåøåíèÿ MS45x5HRD. Ïðèáîðû
íîâîãî ïîêîëåíèÿ èìåþò èíòåðôåéñû SPI
èëè I2C, ðàáîòàþùèå íà ÷àñòîòàõ äî 20 ÌÃö.
Ìîäóëè ñîäåðæàò âûñîêîëèíåéíûå äàò÷èêè
äàâëåíèÿ è ñâåðõýêîíîìè÷íûå 24-ðàçðÿäíûå
DS ÀÖÏ ñ çàïèñàííûìè â ïðîöåññå ïðîèçâîäñòâà êàëèáðîâî÷íûìè êîýôôèöèåíòàìè.

10

Óñòðîéñòâà, îáåñïå÷èâàþùèå 24-ðàçðÿäíóþ
òî÷íîñòü èçìåðåíèé äàâëåíèÿ è òåìïåðàòóðû, ìîãóò ðàáîòàòü â ðàçëè÷íûõ ðåæèìàõ,
ïîçâîëÿþùèõ ïîëüçîâàòåëþ îïòèìèçèðîâàòü
ñîîòíîøåíèå ìåæäó ñêîðîñòüþ ïðåîáðàçîâàíèÿ è òîêîì ïîòðåáëåíèÿ. Âûõîä äàò÷èêà òåìïåðàòóðû âûñîêîãî ðàçðåøåíèÿ ïîçâîëÿåò
ðåàëèçîâàòü ôóíêöèþ òåðìîìåòðà áåç
èñïîëüçîâàíèÿ äîïîëíèòåëüíûõ êîìïîíåíòîâ. MS45x5HRD ìîãóò ïîäêëþ÷àòüñÿ ïðàêòè÷åñêè ê ëþáîìó ìèêðîêîíòðîëëåðó. Êîììóíèêàöèîííûé ïðîòîêîë èñêëþ÷èòåëüíî ïðîñò è
íå òðåáóåò ïðîãðàììèðîâàíèÿ âíóòðåííèõ
ðåãèñòðîâ óñòðîéñòâà.
Íîâûå äàò÷èêè ðàáîòàþò â äâóõ äèàïàçîíàõ ïðè íàïðÿæåíèè ïèòàíèÿ îò 1.8 äî 3.6  è
òåìïåðàòóðå îêðóæàþùåé ñðåäû îò –10 äî
+85 °C. MS4515HRD ïðåäíàçíà÷åí äëÿ èçìåðåíèÿ äàâëåíèé îò 0 äî 30 äþéìîâ âîäÿíîãî
ñòîëáà (ïðèáëèçèòåëüíî 7.47 êÏà), à
MS4525HRD – äëÿ äèàïàçîíà îò 0 äî 150 ôóí-

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

òîâ íà êâàäðàòíûé äþéì (îêîëî 1.03 ÌÏà). Â
ðåæèìå ïîíèæåííîãî ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ
ðàñõîäóåìûé äàò÷èêîì òîê ïàäàåò äî 1 ìêÀ, à
â ðåæèìå îæèäàíèÿ íå ïðåâûøàåò 0.15 ìêÀ.
Èñïîëüçîâàíèåì îáùåïðèíÿòîé êîððåêöèè
íà îñíîâå ïîëèíîìà âòîðîãî ïîðÿäêà (êîýôôèöèåíòû TCG, TCO, PNL) äîñòèãàåòñÿ ñòàíäàðòíàÿ ñóììàðíàÿ ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèé,
íå ïðåâûøàþùàÿ ±1.0%. MS45x5 ìîãóò
ïîñòàâëÿòüñÿ â ìîäèôèêàöèÿõ, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ èçìåðåíèÿ èçáûòî÷íîãî, àáñîëþòíîãî èëè äèôôåðåíöèàëüíîãî äàâëåíèÿ,
ñ âåðõíèì, áîêîâûì èëè äâóõñòîðîííèì ðàñïîëîæåíèåì âõîäíûõ ïîðòîâ. Âûñîêîòî÷íûå

è ýêîíîìè÷íûå öèôðîâûå äàò÷èêè äàâëåíèÿ
MS45x5 íàéäóò ïðèìåíåíèå ïðè èçìåðåíèÿõ
âûñîòû è ñêîðîñòè ïîëåòà, â ìåäèöèíñêîì
îáîðóäîâàíèè è äåòåêòîðàõ óòå÷åê.

Maxim Integrated ñîçäàëà öèôðîâûå ïðåîáðàçîâàòåëè
íàïðÿæåíèÿ òåðìîïàðû ñ èíòåðôåéñîì 1-Wire
Ïðåîáðàçîâàòåëè êîìïàíèè Maxim ñîäåðæàò ïîëíûé íàáîð óçëîâ, íåîáõîäèìûõ äëÿ âûñîêîòî÷íîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ íàïðÿæåíèÿ òåðìîïàðû â öèôðîâóþ ôîðìó
Êîìïàíèÿ Maxim Integrated Products ñîîáùèëà, ÷òî ãîòîâà íà÷àòü ïîñòàâêè ïåðâûõ
îáðàçöîâ ìèêðîñõåì MAX31850/MAX31851.
Ïðèáîðû ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ èçìåðåíèÿ
íàïðÿæåíèÿ òåðìîïàðû, êîìïåíñàöèè õîëîäíîãî ñïàÿ è ïðåîáðàçîâàíèÿ îêîí÷àòåëüíîãî

ðåçóëüòàòà èçìåðåíèÿ â öèôðîâóþ ôîðìó ñ
ïåðåäà÷åé åãî ïî îäíîïðîâîäíîìó èíòåðôåéñó 1-Wire. Óñòðîéñòâî èíòåãðèðóåò âñå
ôóíêöèè, íåîáõîäèìûå äëÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ
íàïðÿæåíèÿ òåðìîïàðû â öèôðîâóþ ôîðìó è
îáåñïå÷èâàåò òî÷íîñòü èçìåðåíèÿ ±2.0 °C
(áåç ó÷åòà íåëèíåéíîñòè òåðìîïàðû). Èíòåðôåéñ 1-Wire ñóùåñòâåííî óïðîùàåò êàáåëüíóþ ðàçâîäêó, ïîçâîëÿÿ ìíîãî÷èñëåííûì
äàò÷èêàì ïî åäèíñòâåííîé ëèíèè ïîëó÷àòü

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

ïèòàíèå è îáìåíèâàòüñÿ èíôîðìàöèåé. Çàìåíèâ áîëüøîå êîëè÷åñòâî äèñêðåòíûõ êîìïîíåíòîâ ìèêðîñõåìàìè MAX31850 èëè
MAX31851, ðàçðàáîò÷èêè ñìîãóò ñîçäàâàòü
òî÷íûå ñðåäñòâà èçìåðåíèÿ òåìïåðàòóðû
äëÿ ìåäèöèíñêèõ è ïðîìûøëåííûõ ïðèëîæåíèé, à òàêæå äëÿ ñèñòåì ñîëíå÷íîé ýíåðãåòèêè.
Âñëåäñòâèå ìàëîé âåëè÷èíû âûõîäíûõ
íàïðÿæåíèé òåðìîïàð è íåîáõîäèìîñòè êîìïåíñàöèè õîëîäíîãî ñïàÿ äëÿ ïîëó÷åíèÿ äîñòîâåðíûõ ðåçóëüòàòîâ, äèñêðåòèçàöèÿ ñèãíàëîâ òåðìîïàðû ìîæåò áûòü íåïðîñòîé çàäà÷åé. MAX31850 è MAX31851 ñòàëè ïåðâûìè â
îòðàñëè ïðèáîðàìè, îáúåäèíèâøèìè íà
îäíîì êðèñòàëëå äèñêðåòíûé ÀÖÏ, âûñîêîòî÷íûé èñòî÷íèê îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ, äàò÷èê òåìïåðàòóðû äëÿ êîìïåíñàöèè õîëîäíîãî
ñïàÿ è èíòåðôåéñ 1-Wire. Óíèâåðñàëüíûå
ïðåîáðàçîâàòåëè ìîãóò ðàáîòàòü ñ ðàçíûìè
òèïàìè òåðìîïàð, óïðîùàÿ ðàçðàáîòêó ñèñòåìû è ñíèæàÿ åå ñòîèìîñòü è ñîêðàùàÿ
íîìåíêëàòóðó êîìïîíåíòîâ. MAX31850/
MAX31851 ñïîñîáíû îïðåäåëÿòü îáðûâ èëè
êîðîòêîå çàìûêàíèå òåðìîïàðû, èñêëþ÷àÿ
âîçìîæíîñòü ïîëó÷åíèÿ íåêîððåêòíûõ ïîêàçàíèé è ïðåäóïðåæäàÿ îòêàçû ñèñòåìû. Ñòàòóñ ñîñòîÿíèÿ òåðìîïàðû â ëþáîé ìîìåíò
ìîæåò áûòü ïðî÷èòàí ìèêðîêîíòðîëëåðîì.

ÍÎÂÎÑÒÈ

11

DQ

MAX31850
MAX31851

S5
ÊÎÌÏÅÍÑÀÖÈß
ÕÎËÎÄÍÎÃÎ ÑÏÀß

ÑÕÅÌÀ
ÏÀÐÀÇÈÒÍÎÃÎ
ÏÈÒÀÍÈß
64-ÁÈÒ ÏÇÓ
È
ÏÎÐÒ 1-Wire

T+

CPP

S4
ÀÖÏ

ÄÀÒ×ÈÊ
ÏÈÒÀÍÈß

T-

VDD

S1
S2

ÄÅÒÅÊÒÎÐ
ÍÅÈÑÏÐÀÂÍÎÑÒÅÉ

S3

ËÎÃÈÊÀ ÓÏÐÀÂËÅÍÈß
ÏÀÌßÒÜÞ

ÎÏÎÐÍÎÅ
ÍÀÏÐßÆÅÍÈÅ

ÂÐÅÌÅÍÍÀß ÏÀÌßÒÜ

GND

ÀÄÐÅÑÍÛÅ ÂÕÎÄÛ

AD0 AD1 AD2 AD3

Áëîê-ñõåìà MAX31850/MAX31851

Êëþ÷åâûå ïðåèìóùåñòâà
! Âûñîêàÿ ñòåïåíü èíòåãðàöèè è âûñîêàÿ
òî÷íîñòü: ïîãðåøíîñòü ïðåîáðàçîâàòåëåé,
íà îäíîì êðèñòàëëå êîòîðûõ îáúåäèíåíî
ìíîæåñòâî ôóíêöèé, äîñòèãàåò ±2.0 °C
! Ïðîñòîòà èñïîëüçîâàíèÿ: èíòåðôåéñ 1Wire ïîçâîëÿåò ïîäêëþ÷èòü áîëüøîå
êîëè÷åñòâî óñòðîéñòâ ê îäíîé êîììóíèêàöèîííîé øèíå. Ñ ïîìîùüþ ÷åòûðåõ
îòäåëüíûõ àäðåñíûõ âûâîäîâ ìîæíî
îäíîçíà÷íî èäåíòèôèöèðîâàòü 16 äàò÷èêîâ.

! Óíèâåðñàëüíîñòü: MAX31850 âûïóñêàþòñÿ â âåðñèÿõ äëÿ òåðìîïàð K, J, N, T èëè E
òèïîâ, à MAX31851 – äëÿ òåðìîïàð òèïîâ
R è S.

Äîñòóïíîñòü, öåíà, òåìïåðàòóðíûé äèàïàçîí
! Âûïóñêàþòñÿ â 10-âûâîäíûõ êîðïóñàõ
TDFN ñ âñêðûòûì òåïëîîòâîäÿùèì îñíîâàíèåì (3 ´ 4 ´ 0.75 ìì).
! Âñå ïàðàìåòðû ïðèâåäåíû äëÿ äèàïàçîíà
ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð –40 °C … +125 °C.
! Öåíû äëÿ ïàðòèé îò 1000 ïðèáîðîâ íà÷èíàþòñÿ ñ $3.10 çà îäíó ìèêðîñõåìó.

Alta Devices ïîçâîëèò ÁÏËÀ ëåòàòü, ïîêà ñâåòèò ñîëíöå
Âûñîêîýôôåêòèâíûé è ëåãêèé ìàòåðèàë äëÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ ñîëíå÷íîé ýíåðãèè îòëè÷àåòñÿ íåïðåâçîéäåííûì ñîîòíîøåíèåì ìîùíîñòè è âåñà
Êîìïàíèÿ Alta Devices çàÿâèëà, ÷òî îòíûíå ìàëûå áåñïèëîòíûå ëåòàòåëüíûå àïïàðàòû (ÁÏËÀ) áîëüøå íå îãðàíè÷åíû êîðîòêèì
ðàññòîÿíèåì èëè íåáîëüøèì âðåìåíåì ïîëåòà è ìîãóò ëåòàòü äî òåõ ïîð, ïîêà ñâåòèò
ñîëíöå. Êàê îæèäàåòñÿ, ýòî, áóäåò èìåòü
îãðîìíîå ýêîíîìè÷åñêîå çíà÷åíèå äëÿ
ñåëüñêîãî õîçÿéñòâà, îáùåñòâåííîé áåçîïàñíîñòè, ïîæàðíûõ ñëóæá, ñëóæá ñïàñåíèÿ,

12

ïðàâîîõðàíèòåëüíûõ îðãàíîâ, ïðîìûøëåííîñòè è äðóãèõ ñôåð.
 ïðîøëîì óñòðîéñòâà ïðåîáðàçîâàíèÿ
ñîëíå÷íîé ýíåðãèè äëÿ ïèòàíèÿ òàêèõ àïïàðàòîâ áûëè ëèáî ñëèøêîì òÿæåëûìè, ëèáî íå

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

ìîãëè âûðàáàòûâàòü äîñòàòî÷íî ýëåêòðè÷åñòâà äëÿ ïîëåòîâ íà áîëüøèå ðàññòîÿíèÿ,
ëèáî íå ïîäõîäèëè ïî îáåèì ïðè÷èíàì. Îäíàêî íåáîëüøîé ÁÏËÀ ñ ðàçðàáîòàííîé êîìïàíèåé Alta Devices òåõíîëîãèåé ïèòàíèÿ
ìîáèëüíûõ ñðåäñòâ, ïðàêòè÷åñêè íå óâåëè÷èâàþùåé âåñ àïïàðàòà, ìîæåò âûðàáàòûâàòü
äîñòàòî÷íî ýíåðãèè, ÷òîáû áåñïîñàäî÷íî
ëåòàòü ïîä ñîëíöåì.
Alta Devices ïðîèçâîäèò ñàìûé
òîíêèé, ãèáêèé è ýôôåêòèâíûé
ìàòåðèàë äëÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ ñîëíå÷íîé ýíåðãèè. Îí
ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ íà âñåì,
÷òî äâèæåòñÿ èëè ìîæåò ïåðåíîñèòüñÿ, äëÿ òîãî, ÷òîáû ïðåîáðàçîâûâàòü ñâåò â çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî
ýëåêòðè÷åñòâà.  ñëó÷àå ïðèìåíåíèÿ ÁÏËÀ ñ
ðàçìàõîì êðûëüåâ ïðèìåðíî 275 ñì íîâûé
ìàòåðèàë ìîæåò âûðàáàòûâàòü ìîùíîñòü
îêîëî 125 Âò è âåñèòü ïðèìåðíî 125 ã. Âî ìíîãèõ ñëó÷àÿõ ýòîé ìîùíîñòè äîñòàòî÷íî äëÿ

ïîääåðæàíèÿ ïîëåòà è äëÿ òîãî, ÷òîáû âñòðîåííûé èñòî÷íèê ïèòàíèÿ îñòàâàëñÿ ïîëíîñòüþ çàðÿæåííûì.
Êðèñ Íîððèñ (Chris Norris), ïðåçèäåíò è
ãåíåðàëüíûé äèðåêòîð Alta Devices, ïîÿñíèë:
«Ðàçëè÷íûå ãðàæäàíñêèå
áåñïèëîòíûå ñèñòåìû âûèãðàþò îò óâåëè÷åíèÿ äàëüíîñòè è ïðîäîëæèòåëüíîñòè ïîëåòà. Íàïðèìåð,
êîãäà ÁÏËÀ èñïîëüçóåòñÿ
äëÿ ñîñòàâëåíèÿ êàðòû
ó÷àñòêîâ, îõâà÷åííûõ îãíåì,
èëè äëÿ ïîèñêà è ñïàñåíèÿ ëþäåé,
î÷åíü âàæíî, ÷òîáû ïîëåò ìîã ïðîäîëæàòüñÿ êàê ìîæíî äîëüøå». À ôåðìåðñêîìó ñîîáùåñòâó çíà÷èòåëüíóþ ýêîíîìè÷åñêóþ âûãîäó
ïðèíåñåò âîçìîæíîñòü ðàñøèðèòü äèàïàçîí
îáëåòà ÁÏËÀ è ñîêðàòèòü âðåìÿ ìîíèòîðèíãà
áîëüøèõ òåððèòîðèé áëàãîäàðÿ èñêëþ÷åíèþ
îñòàíîâîê äëÿ çàðÿäêè.

Intersil ïðåäñòàâëÿåò íîâûé ïðåöèçèîííûé ðàäèàöèîííîñòîéêèé ñ÷åòâåðåííûé Rail-to-Rail îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü
ISL70444SEH ñîâìåñòèì ïî âûâîäàì ñ íàèáîëåå ïîïóëÿðíûìè â îòðàñëè îïåðàöèîííûìè óñèëèòåëÿìè, ÷òî ñîêðàùàåò äëèòåëüíîñòü ïðèåìî-ñäàòî÷íûõ èñïûòàíèé çàêàç÷èêà
Intersil Corporation ïðåäñòàâèëà ìèêðîñõåìó ISL70444SEH – îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü
ñ Rail-to-Rail âõîäàìè è âûõîäîì è ïîëîñîé
ïðîïóñêàíèÿ 19 ÌÃö, îòëè÷àþùèéñÿ ìàëûì
íàïðÿæåíèåì ñìåùåíèÿ íóëÿ è ëó÷øåé â
îòðàñëè êîìáèíàöèåé ðàäèàöèîííîé ñòîéêîñòè è ýëåêòðè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê.  óñèëèòåëå ñî÷åòàþòñÿ âûñîêàÿ òî÷íîñòü, ìàëîå
ýíåðãîïîòðåáëåíèå è ïîâûøåííàÿ ðàäèàöèîííàÿ ñòîéêîñòü, ÷òî îòêðûâàåò åìó äîðîãó íà
ðûíîê àýðîêîñìè÷åñêèõ è ñïóòíèêîâûõ ñèñòåì.
Ìàëûé òåìïåðàòóðíûé äðåéô ïàðàìåòðîâ ISL70444SEH è ïðåâîñõîäíûå âûõîäíûå
øóìîâûå õàðàêòåðèñòèêè îáåñïå÷èâàþò
ýôôåêòèâíóþ îáðàáîòêó âõîäÿùèõ ñèãíàëîâ.
Äèàïàçîí âõîäíûõ ñèíôàçíûõ íàïðÿæåíèé
óñòðîéñòâà äîñòèãàåò øèí ïèòàíèÿ, òàêîé æå
ðàçìàõ èìååò è âûõîäíîå íàïðÿæåíèå. Óñèëèòåëü ìîæåò ðàáîòàòü êàê îò îäíîïîëÿðíîãî
íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ 3 … 40 Â, òàê è îò äâóõïîëÿðíîãî ±1.5 Â … ±18 Â.

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

Ïðè ñîçäàíèè ISL70444SEH Intersil óñîâåðøåíñòâîâàëà òåõíîëîãè÷åñêèé ïðîöåññ
PR40, â êîòîðîì äëÿ îáåñïå÷åíèÿ çàùèòû îò
ýôôåêòà çàùåëêèâàíèÿ (SEL) èñïîëüçóþòñÿ
äèýëåêòðè÷åñêè èçîëèðîâàííûå ïîäëîæêè.
Óñèëèòåëü ðàññ÷èòàí íà îáùèé óðîâåíü äîçû

îáëó÷åíèÿ â 300 êÐàä (Si) ïðè âûñîêîé ìîùíîñòè äîçû è íà 50 êÐàä (Si) ïðè íèçêîé ìîùíîñòè äîçû â ñîîòâåòñòâèè ñî ñòàíäàðòîì
MIL-STD-883. Êîìïîíåíòû ïðîõîäÿò ñòîïðîöåíòíûé êîíòðîëü íà ïëàñòèíàõ ïðè âîçäåéñòâèè äîç êàê âûñîêîé ìîùíîñòè, òàê è íèçêîé. ISL70444SEH òàêæå îáëàäàåò âûäàþùåéñÿ óñòîé÷èâîñòüþ ê âîçäåéñòâèþ îäèíî÷íûõ çàðÿæåííûõ ÷àñòèö (SEE). Ïðè èñïûòà-

ÍÎÂÎÑÒÈ

13

íèÿõ íà îäíîêðàòíûå âîññòàíàâëèâàåìûå
îòêàçû (SET) äåìîíñòðèðóåò âûõîäíûå
èìïóëüñû äëèòåëüíîñòüþ ìåíåå 5 ìèêðîñåêóíä ïðè âîçäåéñòâèè òÿæåëûõ èîíîâ ñ
ëèíåéíîé ïåðåäà÷åé ýíåðãèè (LET) äî
2

86 Ìý·ñì /ìã. Ýòî ñâîäèò ê ìèíèìóìó
êîíñòðóêòîðñêèé àíàëèç ïðîåêòà è ïîòðåáíîñòü â SET-ôèëüòðàõ. Ïàðàìåòðû ïðîáîåâ,
âûçûâàåìûõ ÷àñòèöàìè ñ âûñîêîé ýíåðãèåé
(SEB), ñîîòâåòñòâóþò òåõïðîöåññó PR40
Intersil, èõ ìàêñèìàëüíûé äèàïàçîí ñîñòàâëÿ2

åò 42  ïðè 86 Ìý·ñì /ìã, ÷òî äàåò ðàçðàáîò÷èêàì âûñîêóþ ñòåïåíü óâåðåííîñòè â ïîâåäåíèè èõ ñèñòåì ïîä âëèÿíèÿì áîëüøèíñòâà
ôàêòîðîâ êîñìè÷åñêîãî ïðîñòðàíñòâà.
Óñèëèòåëè ISL70444SEH äîñòóïíû â ãåðìåòè÷íûõ ïëîñêèõ êîðïóñàõ ñ ïëàíàðíûìè
âûâîäàìè, ñîâìåñòèìûìè ïî âûâîäàì ñ íàèáîëåå ïîïóëÿðíûìè îïåðàöèîííûìè óñèëèòåëÿìè, èñïîëüçóåìûìè â êîñìè÷åñêîé
îòðàñëè, ÷òî ñîêðàùàåò âðåìÿ ïðèåìîñäàòî÷íûõ èñïûòàíèé çàêàç÷èêà.

Îñîáåííîñòè è õàðàêòåðèñòèêè
! ×åòûðå ìàëîïîòðåáëÿþùèõ îïåðàöèîííûõ óñèëèòåëÿ íà îäíîì êðèñòàëëå
! Ìàêñèìàëüíûé äèíàìè÷åñêèé äèàïàçîí
! Ðåæèì ïîâûøåííîé ñêîðîñòè íàðàñòàíèÿ
ñèãíàëà óâåëè÷èâàåò ñêîðîñòü äî
100 Â/ìêñ (ïðè 40  ìåæäó øèíàìè ïèòàíèÿ), áëàãîäàðÿ ÷åìó ìèêðîñõåìà áûñòðî
ðåàãèðóåò è îòñëåæèâàåò áîëüøèå ñèãíàëû
! Èñêëþ÷èòåëüíûå õàðàêòåðèñòèêè óñòîé÷èâîñòè ê SET ñâîäÿò ê ìèíèìóìó ïîòðåáíîñòü âî âõîäíûõ ôèëüòðàõ è àíàëèçå
ïðîåêòà.

Ñòîèìîñòü è äîñòóïíîñòü
ISL70444SEH âûïóñêàåòñÿ â 14-âûâîäíîì
ãåðìåòè÷íîì êåðàìè÷åñêîì ïëàíàðíîì êîðïóñå è ðàññ÷èòàíà íà äèàïàçîí ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð îò –55 °Ñ äî 125 °Ñ. Ñòîèìîñòü îïûòíîãî îáðàçöà îò $201.98 çà øòóêó ïðè îáúåìå
çàêàçà 1000 ïðèáîðîâ.

MagnaChip ïðåäñòàâèëà íîâûå ñåìåéñòâà ìàãíèòíûõ äàò÷èêîâ
Íîâûå èíòåëëåêòóàëüíûå äàò÷èêè ñäåëàþò ñìàðòôîíû, ïëàíøåòû, àâòîìîáèëüíûå
ïðèáîðíûå ïàíåëè, ìåäèöèíñêîå îáîðóäîâàíèå è äðóãèå ïðîäóêòû áîëåå óäîáíûìè äëÿ
ïîëüçîâàòåëåé
Êîðåéñêàÿ êîìïàíèÿ MagnaChip Semiconductor ïðåäñòàâèëà ìàëîïîòðåáëÿþùèå
èíòåëëåêòóàëüíûå äàò÷èêè MXsensor,
ñîçäàííûå ïî 0.18-ìèêðîííîé òåõíîëîãèè
àíàëîãîâûõ è ñìåøàííûõ ñèãíàëîâ. Ñåìåéñòâà MXsensor íàöåëåíû íà ðàñòóùèé
ðûíîê ñìàðòôîíîâ, ïëàíøåòîâ, íàâèãàöèîííûõ è ìåäèöèíñêèõ óñòðîéñòâ. Ýòèõ ñåìåéñòâà âêëþ÷àþò â ñåáÿ ýëåêòðîííûå êîìïàñû
è öèôðîâûå äàò÷èêè Õîëëà. Èíòåëëåêòóàëüíûå äàò÷èêè MagnaChip ïîçâîëÿò ñîçäàâàòü
áîëåå ðåíòàáåëüíûå èçäåëèÿ áëàãîäàðÿ
ìàëîìó ôîðì-ôàêòîð è ìíîãîôóíêöèîíàëüíîñòè, êîòîðûõ óäàëîñü äîáèòüñÿ èñïîëüçîâàíèåì 0.18-ìèêðîííîé òåõíîëîãèè è áîëåå
ñîâåðøåííûõ ïî ñðàâíåíèþ ñ àíàëîãàìè
êîíñòðóêòîðñêèõ ðåøåíèé.
Ñåãîäíÿ äàò÷èêè èñïîëüçóþòñÿ âî ìíîãèõ
ïðèëîæåíèÿõ, è îáëàñòü èõ ïðèìåíåíèÿ áûñòðî ðàñøèðÿåòñÿ. Êðîìå òîãî, íûíåøíèå
ñëîæíûå óñòðîéñòâà òðåáóþò íîâîãî êëàññà
èíòåëëåêòóàëüíûõ äàò÷èêîâ, êîòîðûå áóäóò

14

âûïóñêàòüñÿ ìàññîâî. Íàïðèìåð, â ïîðòàòèâíûõ óñòðîéñòâàõ äàò÷èêè ìàãíèòíîãî ïîëÿ
èìåþò áîëüøîå çíà÷åíèå äëÿ ðåàëèçàöèè
ôóíêöèé êîìïàñà è ðåãèñòðàöèè âðåìåíè
îòêðûâàíèÿ è çàêðûâàíèÿ îòêèäíîé êðûøêè.
Ñåìåéñòâà èíòåëëåêòóàëüíûõ äàò÷èêîâ êîìïàíèè MagnaChip óäîâëåòâîðÿþò ýòèì òðåáîâàíèÿì, ïðåäúÿâëÿåìûì ê ìàãíèòíûì ñåíñîðàì, áëàãîäàðÿ íîâîé êîíñòðóêöèè, îñíîâàííîé íà ñîáñòâåííîé 0.18-ìèêðîííîé òåõíîëîãèè ñìåøàííûõ ñèãíàëîâ, êîòîðàÿ ïîçâîëÿåò

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

â îäíîé ìèêðîñõåìå ðåàëèçîâàòü ìíîæåñòâî
ôóíêöèé è äîáèòüñÿ íèçêîãî ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ.

Ìàðêà MXsensor ïðåäñòàâëåíà ñëåäóþùèìè
ñåìåéñòâàìè:
! Ñåìåéñòâî öèôðîâûõ äàò÷èêîâ Õîëëà MXM11XX.
Ïîëíîñòüþ öèôðîâîé äàò÷èê Õîëëà
MXM1120 èìååò 10-ðàçðÿäíûé ÀÖÏ è óäîáåí ïðè ïðîãðàììèðîâàíèè.  íåì ïðåäñòàâëåí ðÿä íîâûõ ôóíêöèé, íå ïðèñóòñòâóþùèõ â îáû÷íûõ ïåðåêëþ÷àòåëÿõ íà
äàò÷èêå Õîëëà. Áëàãîäàðÿ ðåæèìó ñàìîíàñòðîéêè ñåíñîð ìîæíî ïðèìåíÿòü â
âûñîêîòî÷íûõ ïðèëîæåíèÿõ ñ íåäîðîãèìè
ìàãíèòàìè, ïðè ýòîì èíòåðôåéñ I2C ïîçâîëèò ïðîèçâîäèòåëÿì óñòðîéñòâ áûñòðî
äîáàâëÿòü äîïîëíèòåëüíûå ôóíêöèè.
! Ñåìåéñòâî ýëåêòðîííûõ êîìïàñîâ
MXG1300.
Íîâûé ýëåêòðîííûé êîìïàñ õàðàêòåðèçóåòñÿ òèïè÷íîé äëÿ îòðàñëè òî÷íîñòüþ è
íèçêèì ýíåðãîïîòðåáëåíèåì. Ýòîãî óäàëîñü äîáèòüñÿ áëàãîäàðÿ ðàçðàáîòàííîé

êîìïàíèåé MagnaChip òåõíîëîãèè ñîçäàíèÿ ìàãíèòíûõ äàò÷èêîâ Õîëëà. Òî÷íîñòü
ñåíñîðà ìîæåò ïîâûñèòü óäîáñòâî ïîëüçîâàíèÿ ïðèáîðîì äàæå â ñðåäå ñ ñèëüíûìè
ìàãíèòíûìè ïîëÿìè, ïðè ýòîì ëó÷øàÿ
ýíåðãîýôôåêòèâíîñòü ïðîäëåâàåò ñðîê
ýêñïëóàòàöèè àêêóìóëÿòîðà ýíåðãîåìêèõ
ìîáèëüíûõ óñòðîéñòâ.

Äîñòóïíîñòü
 íàñòîÿùåå âðåìÿ ìîæíî çàêàçàòü åäèíè÷íûå îáðàçöû äàò÷èêîâ ñåìåéñòâ
MXM11XX è MXG1300, èõ ìàññîâîå ïðîèçâîäñòâî íà÷íåòñÿ â òðåòüåì êâàðòàëå 2013 ãîäà.
Îöåíî÷íûå êîìïëåêòû ìîæíî ïðèîáðåñòè
÷åðåç êàíàëû ïðîäàæ êîìïàíèè MagnaChip.

Adapteva âûïóñêàåò ñóïåðêîìïüþòåð Parallella ñòîèìîñòüþ $100
Íîâûé ñóïåðêîìïüþòåð çà $100 áóäåò ñïîñîáñòâîâàòü ðàçâèòèþ ðåñóðñîåìêèõ ïðèëîæåíèé â ìåäèöèíå, àâòîìîáèëåñòðîåíèè,
ïðîìûøëåííûõ ñèñòåìàõ óïðàâëåíèÿ, ñðåäñòâàõ ìàøèííîãî çðåíèÿ è â äðóãèõ îáëàñòÿõ.
Ñîçäàòåëü ýòîãî êîìïüþòåðà Àíäðåàñ
Îëîôññîí (Andreas Olofsson) â 2010 ãîäó

Ñîçäàòåëü Parallella Àíäðåàñ Îëîôññîí.

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

Àíäðåàñ óâîëèëñÿ ñ ðàáîòû, îñíîâàë êîìïàíèþ Adapteva è, ðàáîòàÿ â ïîäâàëå è æèâÿ íà
ïîñîáèå, â îäèíî÷êó èçîáðåë íîâóþ êîìïüþ-

Èìåþùèé ðàçìåðû êðåäèòíîé êàðòî÷êè
ñóïåðêîìïüþòåð Parallella îñíîâàí íà ñî÷åòàíèè ïðîãðàììèðóåìûõ ñèñòåì-íàêðèñòàëëå Zynq êîìïàíèè Xilinx è ìíîãîÿäåðíûõ ïðîöåññîðîâ Epiphany, ðàçðàáîòàííûõ
Adapteva.

ÍÎÂÎÑÒÈ

15

Ñòåê èç ÷åòûðåõ ïëàò Parallella ñ Ethernet è
ðàçúåìàìè ïèòàíèÿ.

òåðíóþ àðõèòåêòóðó ñî ñâåðõíèçêèì ïîòðåáëåíèåì. Ïåðâàÿ âåðñèÿ åãî óñòðîéñòâà ïîëó÷èëà íàçâàíèå Epiphany.
Ñïóñòÿ ïðèìåðíî äâà ãîäà, â îêòÿáðå 2012,
Àíäðåàñ è åãî êîëëåãè äàëè ñòàðò êàìïàíèè
Kickstarter ñ öåëüþ ñîçäàòü ïåðñîíàëüíûé
ñóïåðêîìïüþòåð öåíîé $100. Ê ýòîìó âðåìåíè óæå ñóùåñòâîâàëè äâå âåðñèè Epiphany –
Epiphany-III è Epiphany-IV. Îáà óñòðîéñòâà
ñîäåðæàò ìàññèâ ïðîöåññîðíûõ ÿäåð, êàæäûé èç êîòîðûõ èìååò ñîáñòâåííóþ ëîêàëüíóþ îáëàñòü ïàìÿòè è äâèæîê äëÿ ðàáîòû ñ
÷èñëàìè ñ ïëàâàþùåé òî÷êîé îäèíàðíîé òî÷íîñòè.
Ðåàëèçîâàííûé íà îñíîâå òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà 65 íì, Epiphany-III îñíàùåí
ìàññèâîì èç 16 ïðîöåññîðîâ, à Epiphany-IV
(íà îñíîâå òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà 28 íì)
èìååò 64 ïðîöåññîðà.
 Epiphany âñå ðàçðàáîòàíî òàê, ÷òîáû
äîñòèãàëàñü îïòèìàëüíàÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòü, à ýíåðãîïîòðåáëåíèå ïðè ýòîì áûëî
íàñòîëüêî ìàëûì, íàñêîëüêî âîçìîæíî. Íàïðèìåð, ðàáîòàÿ ñ ïèêîâîé ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ, Epiphany-IV ìîæåò îáåñïå÷èòü 100
Gflops, ïîòðåáëÿÿ ïðè ýòîì âñåãî 2 Âò. Ýòî

îçíà÷àåò, ÷òî Epiphany-IV ñ ïîêàçàòåëåì 50
Gflops/Âò â 50-100 ðàç ýôôåêòèâíåå ëþáûõ
äðóãèõ âû÷èñëèòåëüíûõ óñòðîéñòâ.
Ñóïåðêîìïüþòåðíàÿ ïëàòôîðìà êîìïàíèè Adapteva, ïîëó÷èâøàÿ íàçâàíèå
Parallella, îñíîâàíà íà ñî÷åòàíèè ìíîãîÿäåðíûõ ïðîöåññîðîâ Epiphany è ïîëíîñòüþ ïðîãðàììèðóåìûõ ñèñòåì-íà-êðèñòàëëå Zynq
êîìïàíèè Xilinx. Áóäóò âûïóñêàòüñÿ äâå âåðñèè òàêîé ïëàòôîðìû: îäíà íà áàçå Epiphany
E16 (16 ÿäåð), äðóãàÿ – îñíàùåííàÿ Epiphany
E64 (64 ÿäåð). Parallella ñ Epiphany E64, äàæå
ðàáîòàÿ íà ìàêñèìàëüíîé ñêîðîñòè, áóäåò
ïîòðåáëÿòü âñåãî 5 Âò!

Õàðàêòåðèñòèêè ôèíàëüíîé âåðñèè Parallella:
! Zynq-7020 ñ äâóõúÿäåðíûì ïðîöåññîðîì
ARM A9
! Ìíîãîÿäåðíûé óñêîðèòåëü Epiphany (êîëè÷åñòâî ÿäåð 16 èëè 64)
! 1 ÃÁ SDRAM
! Ñëîò äëÿ êàðò MicroSD
! Äâà ïîðòà USB 2.0
! ×åòûðå ðàçúåìà ðàñøèðåíèÿ (îïöèîíàëüíî)
! Ethernet 10/100/1000
! Ðàçúåì HDMI
! Ïîñòàâëÿåòñÿ ñ áåñïëàòíûì èíñòðóìåíòàðèåì ðàçðàáîòêè Epiphany, ñîäåðæàùèì
êîìïèëÿòîð ÿçûêà C, îòëàä÷èê, ðàáîòàþùèé ñ ìíîãîÿäåðíûìè ñèñòåìàìè, ñðåäó
ðàçðàáîòêè Eclipse, êîìïëåêò ñðåäñòâ
ðàçðàáîòêè è êîìïèëÿòîð OpenCL, à òàêæå
áèáëèîòåêè ïðîãðàìì ýòàïà èñïîëíåíèÿ
! Ðàçìåð 8.6 ´ 5.3 ñì
Ïëàòû Parallella â ðàçëè÷íûõ êîíôèãóðàöèÿõ íà÷íóò ïðîäàâàòüñÿ â êîíöå îñåíè 2013
ãîäà ïî ñòàðòîâîé öåíå $99.

Siemens ââåë â ñòðîé êðóïíåéøóþ â ìèðå âåòðÿíóþ
ýëåêòðîñòàíöèþ
Electronic Specifier
Íåäàâíî â òîðæåñòâåííîé îáñòàíîâêå
áûëà ââåäåíà â ýêñïëóàòàöèþ êðóïíåéøàÿ â
ìèðå âåòðÿíàÿ ýëåêòðîñòàíöèÿ London Array,
175 òóðáèí è ñåòåâîå îáîðóäîâàíèå äëÿ êîòîðîé ïîñòàâèëà êîìïàíèÿ Siemens. Êðîìå
òîãî, Siemens ïîäïèñàëà äîëãîâðåìåííîå

16

ñîãëàøåíèå, ïðèíÿâ íà ñåáÿ ñîâìåñòíóþ ñ
Dong Energy îòâåòñòâåííîñòü çà îáñëóæèâàíèå òóðáèí. Âåòðÿíàÿ ôåðìà ïðèíàäëåæèò
ðàçðàáîòàâøåìó è ïîñòðîèâøåìó åå êîíñîðöèóìó, â êîòîðûé âõîäÿò Dong Energy, E.ON è
Masdar. Ãåíåðèðóåìîé âñåìè òóðáèíàìè ñòàí-

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

öèè ìîùíîñòè 630 ÌÂò äîñòàòî÷íî äëÿ òîãî,
÷òîáû îáåñïå÷èòü ÷èñòîé ýëåêòðîýíåðãèåé
500,000 áðèòàíñêèõ äîìîõîçÿéñòâ è ñîêðàòèòü ãîäîâîé âûáðîñ CO2 íà 900,000 òîíí, ÷òî
ýêâèâàëåíòíî ýìèññèè 300,000 ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé.
«Ñàìàÿ êðóïíàÿ â ìèðå âåòðÿíàÿ ôåðìà
London Array ñòàëà âàæíîé âåõîé íà ïóòè ðàçâèòèÿ îôôøîðíîé âåòðîýíåðãåòèêè. Ïðîåêò
ïîä÷åðêèâàåò ëèäèðóþùèå ïîçèöèè Siemens
íà ýòîì ïðèâëåêàòåëüíîì ðàñòóùåì ðûíêå»,
– ñêàçàë ïðåçèäåíò è èñïîëíèòåëüíûé äèðåêòîð Siemens AG Ïåòåð Ëåøåð (Peter Löscher)
ïî ñëó÷àþ ñîñòîÿâøåéñÿ â Ìàðãèòå öåðåìîíèè îòêðûòèÿ ñòàíöèè.

íàä ïðîåêòîì London Array Siemens ñìîãëà
óñîâåðøåíñòâîâàòü ñòàíäàðòèçàöèþ âñåõ
ïðîöåññîâ, âêëþ÷àÿ ïðîèçâîäñòâî, òðàíñïîðòèðîâêó è ëîãèñòèêó, à òàêæå óñòàíîâêó âåòðÿíûõ òóðáèí».

Êàðòà London Array.

Âåòðÿíàÿ òóðáèíà ãîòîâà
âûäàâàòü ýíåðãèþ.

Âåòðÿíàÿ ôåðìà London Array ðàñïîëîæåíà â óñòüå Òåìçû, ïðèáëèçèòåëüíî â 20 êì îò
ïîáåðåæüÿ ãðàôñòâ Êåíò è Ýññåêñ. Siemens
äîñòàâèëà è óñòàíîâèëà 175 òóðáèí, êàæäàÿ
èç êîòîðûõ èìååò äèàìåòð ðîòîðà 120 ì è
ìîùíîñòü ãåíåðàòîðà 3.6 ÌÂò. Êðîìå òîãî,
Siemens âçÿëà íà ñåáÿ ïîäêëþ÷åíèå ê ýëåêòðè÷åñêèì ñåòÿì, ñìîíòèðîâàâ äâå ïîäñòàíöèè â Ñåâåðíîì ìîðå è îäíó íà ïîáåðåæüå.
Ãåíåðèðóåìàÿ îòäåëüíûìè âåòðÿíûìè òóðáèíàìè ýëåêòðîýíåðãèÿ ñîáèðàåòñÿ â ìîðå è
ïåðåäàåòñÿ íà áåðåã ïî âûñîêîâîëüòíûì ïîäâîäíûì êàáåëÿì. Äëÿ ýêñïëóàòàöèè è òåõíè÷åñêîãî îáñëóæèâàíèÿ ñòàíöèè â Ramsgate
Port áûë ïîñòðîåí ïóíêò óïðàâëåíèÿ.
«Ïðîåêòû ïîäîáíîãî ìàñøòàáà ñïîñîáñòâóþò äàëüíåéøåìó ðàçâèòèþ êîìïëåêñà
ïðîèçâîäñòâåííûõ è ëîãèñòè÷åñêèõ ïðîöåññîâ äëÿ îôôøîðíûõ âåòðÿíûõ ýëåêòðîñòàíöèé», – ãîâîðèò Ëåøåð. – «Âî âðåìÿ ðàáîòû

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

 ýíåðãîñèñòåìàõ Ñåâåðíîé Åâðîïû
îôôøîðíàÿ âåòðîýíåðãåòèêà óæå èãðàåò âàæíóþ ðîëü. Êðóïíåéøèå èãðîêè ýòîãî ðûíêà,
Âåëèêîáðèòàíèÿ è Ãåðìàíèÿ, âûíàøèâàþò
àìáèöèîçíûå ïëàíû ðàçâèòèÿ. Îáå ñòðàíû
íàìåðåíû íàðàùèâàòü ãåíåðàöèþ îôôøîðíîé ýíåðãèè óñêîðåííûìè òåìïàìè. Äëÿ Ãåðìàíèè åäèíñòâåííîé âîçìîæíîñòüþ äëÿ óäîâëåòâîðåíèÿ áóäóùèõ ýíåðãåòè÷åñêèõ ïîòðåáíîñòåé ÿâëÿåòñÿ äàëüíåéøåå ðàñøèðåíèå
ñåòè îôôøîðíûõ ýëåêòðîñòàíöèé. Ïëàíàìè
ïðàâèòåëüñòâà Ãåðìàíèè ïðåäóñìàòðèâàåòñÿ
ê 2020 ã. äîâåñòè ìîùíîñòü ïðèáðåæíûõ óñòàíîâîê äî 10 ÃÂò. Âåëèêîáðèòàíèÿ ïîñòàâèëà
ïåðåä ñîáîé öåëü äîñòèãíóòü â 2020 ã. óðîâíÿ
18 ÃÂò, ÷òî óäîâëåòâîðèò ïîòðåáíîñòè â ýëåêòðîýíåðãèè ïðèìåðíî ïÿòîé ÷àñòè âñåé ñòðàíû.

Îôôøîðíàÿ ïîäñòàíöèÿ (ôîòî London Array
Ltd.).

ÍÎÂÎÑÒÈ

17

Ãîíäîëû äëÿ London Array.

Ñóäíî-óñòàíîâùèê çà ðàáîòîé.

Siemens íàõîäèòñÿ íà ïåðåäîâûõ ïîçèöèÿõ ðûíêà îôôøîðíûõ ñðåäñòâ ãåíåðàöèè
ýíåðãèè, ðàñïðåäåëèòåëüíîãî îáîðóäîâàíèÿ
è òåõíè÷åñêîãî îáñëóæèâàíèÿ. Êîìïàíèÿ óñòàíîâèëà â ìîðå ñâûøå 1100 âåòðÿíûõ òóðáèí

18

ñóììàðíîé ìîùíîñòüþ 3.4 ÃÂò, äâå òðåòüèõ èç
êîòîðûõ íàõîäÿòñÿ â Âåëèêîáðèòàíèè. Êðîìå
òîãî, êîìïàíèè èìååò ïîðòôåëü çàêàçîâ åùå
íà 4.6 ÃÂò. Ñòàíöèÿ London Array ñòàëà ïÿòûì
ïðîåêòîì Siemens â Âåëèêîáðèòàíèè.

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

Íåèçîëèðîâàííûå äðàéâåðû
ñíèæàþò ñòîèìîñòü
ñâåòîäèîäíûõ ëàìï
Margery Conner
EE Times

ÖÖåíû

íà ñâåòîäèîäíûå ëàìïû ïàäàþò.
Åùå ãîä íàçàä äèììèðóåìóþ ñâåòîäèîäíóþ
ëàìïó Philips, çàìåíÿþùóþ 60-âàòòíóþ
ëàìïó íàêàëèâàíèÿ, âû íå ðàññ÷èòûâàëè
êóïèòü äåøåâëå, ÷åì çà $50, à ñåãîäíÿ íà
ñàéòå Best Buy ïîäîáíóþ ëàìïó êîìïàíèè
Insignia ìîæíî ïðèîáðåñòè âñåãî çà $17.
Êàêèå æå èçìåíåíèÿ â êîíñòðóêöèè ñâåòîäèîäíûõ ëàìï ïîçâîëèëè ñòîëü çíà÷èòåëüíî
ñíèçèòü öåíû? Ðàçîáðàâ ëàìïó, ìû ñìîæåì
óâèäåòü è ïîíÿòü íåêîòîðûå òåíäåíöèè â ðàçðàáîòêå ñâåòîäèîäíûõ èñòî÷íèêîâ ñâåòà, è â
÷àñòíîñòè, êàê ðàñïîëàãàþòñÿ ñâåòîäèîäû
âíóòðè êîëáû è êàêèå äðàéâåðû èñïîëüçóþòñÿ äëÿ óïðàâëåíèÿ èìè.

Ðèñóíîê 2.

ñðàâíèâàëà Insignia ñ ëàìïîé íàêàëèâàíèÿ,
ðàñïîëîæèâ èñòî÷íèêè ñâåòà îäèí âîçëå äðóãîãî. ßðêîñòü ñâå÷åíèÿ Insignia ðåãóëèðîâàëîñü ïîñëåäîâàòåëüíî è ïëàâíî, ñ ïðîôèëåì
äèììèðîâàíèÿ î÷åíü ïîõîæèì íà ëàìïó íàêàëèâàíèÿ. Äàëåå ñëåäîâàëî çàãëÿíóòü âíóòðü
ëàìïû, ÷òîáû óçíàòü, êàê óñòàíîâëåíû ñâåòîäèîäû. Íà Ðèñóíêå 2 ïîêàçàíà êîëáà, ðàçðå-

Ðèñóíîê 1.

Ëàìïà Insignia ôîðìîé ïîõîæà íà òðàäèöèîííóþ ëàìïó íàêàëèâàíèÿ, îòëè÷àÿñü îò
íåå íàëè÷èåì òðåõ ìåòàëëè÷åñêèõ òåïëîîòâîäÿùèõ ðåáåð è ìàòåðèàëîì êîëáû, ñäåëàííîé èç ïëàñòìàññû, à íå èç ñòåêëà (Ðèñóíîê 1).
Äèììèðîâàíèå – âàæíàÿ õàðàêòåðèñòèêà
ëàìïû äëÿ ðûíêà ÑØÀ. Èñïîëüçóÿ ïðîãðàììèðóåìûé ñâåòîðåãóëÿòîð Lutron Maestro, ÿ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

Ðèñóíîê 3.

ÑÒÀÒÜÈ

19

çàííàÿ ñ ïîìîùüþ ìèíèàòþðíîé ôðåçû.
Îòêðûëèñü äåâÿòü áåëûõ ñâåòîäèîäîâ Cree,
îñâåùàþùèõ êàìåðó ñìåøèâàíèÿ, áëàãîäàðÿ
êîòîðîé ñâå÷åíèå ëàìïû ïîëó÷àåòñÿ ðàâíîìåðíûì, à ñàìè ñâåòîäèîäû îñòàþòñÿ íåâèäèìûìè. Ìåòàëëè÷åñêèå ðåáðà âûïîëíÿþò
äâîéíóþ ôóíêöèþ: óäåðæèâàþò ñâåòîäèîäû è
îòâîäÿò îò íèõ òåïëî.
Íà äíå ñìåøèâàþùåé êàìåðû çàêðåïëåí
àëþìèíèåâûé ðåôëåêòîð òîëùèíîé ñ ëèñò
áóìàãè, ïåðåîòðàæàþùèé ñâåò âíóòðè ëàìïû.

ìåðíî ãîä íàçàä. Íåòðóäíî çàìåòèòü, ÷òî ñòàðàÿ ëàìïà îòëè÷àåòñÿ íå òîëüêî êîíñòðóêöèåé, íî è áóëüøèì êîëè÷åñòâîì êîìïîíåíòîâ.
Íàïðèìåð, â ñòàðîé ñõåìå âû âèäèòå òðè ýëåêòðîëèòè÷åñêèõ êîíäåíñàòîðà è î÷åíü áîëüøîé òðàíñôîðìàòîð.
Ðèñóíîê 5 ïîçâîëÿåò âàì ñðàâíèòü äâà
äðàéâåðà ðàçíûõ ïîêîëåíèé. Â äðàéâåðå
Insignia âèäíû âñåãî äâà îòíîñèòåëüíî
íåáîëüøèõ ýëåêòðîëèòè÷åñêèõ êîíäåíñàòîðà.  ýòîé ñâÿçè âîçíèêàåò âîïðîñ: êàêàÿ ìèêðîñõåìà äðàéâåðà èñïîëüçîâàíà â ëàìïå, è
êàêèì îáðàçîì ýòà ìèêðîñõåìà ïîçâîëèëà
ñäåëàòü ñòîëü êîìïàêòíóþ ñõåìó?

Ðèñóíîê 4.

Âñå ýëåêòðîíèêà ýòîé ëàìïû ðàçìåùåíà
ïîä ðåôëåêòîðîì â îñíîâàíèè êîëáû, â
îòäåëüíîì èíêàïñóëèðîâàííîì îòñåêå.
Ïîñëå óäàëåíèÿ ýëàñòè÷íîãî êîìïàóíäà
âûÿñíÿåòñÿ, ÷òî ýëåêòðîíèêà ñìîíòèðîâàíà
íà äâóõ âëîæåííûõ äðóã â äðóãà ïå÷àòíûõ
ïëàòàõ. Ýòè ïëàòû ïîêàçàíû íà Ðèñóíêå 3
âìåñòå ñ ïîëîâèíîé öîêîëÿ ëàìïû.
Äëÿ ñðàâíåíèÿ íà Ðèñóíêå 4 ïîêàçàí äðàéâåð ñâåòîäèîäíîé ëàìïû, ðàçîáðàííîé ïðè-

Ðèñóíîê 5.

20

Ðèñóíîê 6.

Íà ýòîò âîïðîñ îòâå÷àåò Ðèñóíîê 6. Êðîøå÷íàÿ ìèêðîñõåìà, ìàðêèðîâàííàÿ êîäîì
«SUL B» – ýòî LM3445 êîìïàíèè Texas
Instruments. Â ñõåìå íåò òðàíñôîðìàòîðà,
÷òî îäíîçíà÷íî óêàçûâàåò íà íåèçîëèðîâàííóþ òîïîëîãèþ äðàéâåðà ñâåòîäèîäîâ.
Êîíå÷íî æå, ñêàçàòü, ÷òî ó òàêîãî ðåøåíèÿ
íåò ïðåöåäåíòîâ, íåëüçÿ. Âåäü ëàìïû íàêàëèâàíèÿ òîæå íå èìåþò èçîëÿöèè. Ðàçáåéñÿ
êîëáà, êîãäà ëàìïà âêëþ÷åíà, è ïåðåä âàìè
îêàæóòñÿ îãîëåííûå ïðîâîäíèêè ïîä íàïðÿæåíèåì ñåòè. Î÷åâèäíî, ÷òî íåèçîëèðîâàííóþ êîíñòðóêöèþ ìîæíî ñäåëàòü ïîëíîñòüþ
ñîîòâåòñòâóþùåé òðåáîâàíèÿì ñòàíäàðòîâ
UL.
Âçÿòûé èç îïèñàíèÿ îöåíî÷íîé ïëàòû
Edison Retrofit Evaluation Board êîìïàíèè TI
ïðèìåð ñõåìû ðåàëüíîãî äðàéâåðà ñâåòîäèîäà, â êîòîðîì èñïîëüçóåòñÿ LM3445, ïðèâåäåí íà Ðèñóíêå 7.
Äëÿ òîãî, ÷òîáû óìåñòèòü â öîêîëü ëàìïû
âñþ ýëåêòðîíèêó óïðàâëåíèÿ, ðàçðàáîò÷èêè
Insignia ðàçáèëè ïðÿìîóãîëüíóþ ïëàòó íà äâå

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

Ðèñóíîê 7.

êðóãëûõ ïëàòû (âåðíèòåñü ê Ðèñóíêó 3), ìåõàíè÷åñêè èçîëèðîâàííûõ îò ñâåòîäèîäîâ.
×åðåç ëàìïó ïðîõîäèò åäèíñòâåííûé ìàëîìîùíûé ïðîâîä, íàõîäÿùèéñÿ ïîä íàïðÿæåíèåì ïîñòîÿííîãî òîêà 8-9 Â.

Ðåçþìå
! Ñâåòîäèîäû Cree óñòàíîâëåíû íà òåïëîîòâîäàõ, êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ ÷àñòÿìè
ïîâåðõíîñòè êîëáû. Ýòî ïîçâîëÿåò áûñòðî
óâîäèòü èçáûòî÷íîå òåïëî è èçîëèðîâàòü
îò èñòî÷íèêîâ òåïëà ýëåêòðîíèêó.

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

! Ñòðåìÿñü ñäåëàòü ëàìïó ìàêñèìàëüíî
ïîõîæåé ïî ôîðìå íà ëàìïó íàêàëèâàíèÿ,
ðàçðàáîò÷èêè ðàçìåñòèëè âñå ýëåêòðîíèêó
â öîêîëå óñòðîéñòâà.
! Ïåðåõîä ê àðõèòåêòóðå íåèçîëèðîâàííîãî
ïîíèæàþùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ ïîçâîëèë
ñîêðàòèòü êîëè÷åñòâî êîìïîíåíòîâ. Ñîîòâåòñòâåííî, ñíèçèëàñü öåíà ëàìïû,
óìåíüøèëèñü ðàçìåðû, âûðîñëà íàäåæíîñòü.
Ëàìïà Insignia íà ñåãîäíÿøíåì ðûíêå ñâåòîäèîäíûõ èñòî÷íèêîâ ñâåòà ñ÷èòàåòñÿ îäíîé
èç ëó÷øèõ. ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

21

Ìèêðîôîí,
êîòîðûé ñëóøàåò ñ ïîìîùüþ ñâåòà
Christina Benjaminsen, SINTEF
Äàò÷èê, ðàçðàáîòàííûé â Íîðâåãèè, äàåò ìèêðîôîíàì î÷åíü îñòðûé «ñëóõ» è ñïîñîáíîñòü îïðåäåëÿòü íàïðàâëåíèå

Ä

Äàò÷èê, ðàçðàáîòàííûé ó÷åíûìè ëàáîðàòîðèè MiNaLab èç íîðâåæñêîé íàó÷íîé îðãàíèçàöèè SINTEF, ñìîæåò ñäåëàòü ìèêðîôîíû
ñâåðõ÷óâñòâèòåëüíûìè. «Ïðåäñòàâüòå îáû÷íîå îáîðóäîâàíèå äëÿ âèäåîêîíôåðåíöèé.
Çà ñòîëîì ñèäÿò íåñêîëüêî ÷åëîâåê, íî ìèêðîôîí óñòàíîâëåí â ìåñòå, ãäå âîçìîæíîñòè
âîñïðèÿòèÿ çâóêîâ äàëåêè îò îïòèìàëüíûõ. Ñ
ïîìîùüþ òåõíîëîãèè òàêîãî ðîäà ìèêðîôîíû ñìîãóò «âèäåòü», îòêóäà èäåò çâóê, íàñòðàèâàòüñÿ íà ãîëîñ ãîâîðÿùåãî è îòôèëüòðîâûâàòü äðóãèå èñòî÷íèêè øóìà â ïîìåùåíèè», –
îáúÿñíèë èññëåäîâàòåëü â îáëàñòè èíôîðìàöèîííûõ òåõíîëîãèé è êîììóíèêàöèé
Ìàòüå Ëàêîëü (Matthieu Lacolle), ïîä÷åðêíóâ,
÷òî ó÷åíûå èç îòäåëà àêóñòèêè SINTEF òàêæå
âíåñëè ñâîé âêëàä â ðàçðàáîòêó ýòîãî èííîâàöèîííîãî ðåøåíèÿ.

Íåáîëüøîé, íî ïëîòíî
óïàêîâàííûé
Ìèêðîôîí áóêâàëüíî íàáèò ìèêðîýëåêòðîíèêîé. Íî ÷òî äåëàåò åãî äåéñòâèòåëüíî
îñîáåííûì, òàê ýòî îïòè÷åñêèé äàò÷èê ïîëîæåíèÿ, äèàìåòðîì íå áîëåå ìèëëèìåòðà.
Ïðè÷èíà ïî êîòîðîé äàò÷èêó ïîëîæåíèÿ îòâåëè ñòîëü âàæíóþ ðîëü çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî
ôóíêöèîíèðîâàíèå ìèêðîôîíà ïîëíîñòüþ
çàâèñèò îò ìåìáðàíû, êîòîðàÿ âîñïðèíèìàåò
óïðóãèå âîëíû, ñîçäàâàåìûå èñòî÷íèêîì
çâóêà.
Ëàêîëü ïîÿñíèë: «Â ïðèíöèïå, ìèêðîôîí
ðàáîòàåò êàê áàðàáàí. Ó âàñ åñòü ìåìáðàíà,
êîòîðàÿ âèáðèðóåò, êîãäà ïîäâåðãàåòñÿ âîçäåéñòâèþ çâóêà, ïðåäñòàâëÿþùåãî ñîáîé
ïðîñòî ïîñëåäîâàòåëüíîñòü âîëí äàâëåíèÿ.
Çà ìåìáðàíîé ó âàñ èìååòñÿ îïîðíàÿ ïîâåðõíîñòü. Ðàññòîÿíèå ìåæäó äâóìÿ ïîâåðõíîñòÿìè ñîîòâåòñòâóåò èíòåíñèâíîñòè çâóêà. Ìû
ðåãèñòðèðóåì ýòî, èçìåðÿÿ ñâåòîâûå âîëíû

22

ìèêðîñêîïè÷åñêîãî ëàçåðà, ïîýòîìó ìû
ìîæåì óòâåðæäàòü, ÷òî äàò÷èê â ìèêðîôîíàõ
íà ñàìîì äåëå âèäèò ñâåò».
Äàò÷èê ìîæåò óëàâëèâàòü íåâåðîÿòíî
ìàëûå ïåðåìåùåíèÿ, è, ñëåäîâàòåëüíî,
î÷åíü òèõèå çâóêè. Åñëè ñäåëàòü ìåìáðàíó
äîñòàòî÷íî ëåãêîé è ïîçâîëèòü åé ñâîáîäíî
êîëåáàòüñÿ â âîçäóõå, òî ìèêðîôîí ñòàíåò
÷óâñòâèòåëüíûì ê íàïðàâëåíèþ. «Ýòî òàêæå
ïîçâîëÿåò íàì îïðåäåëÿòü, îòêóäà èñõîäèò
çâóê», – ãîâîðèò Ëàêîëü, óòî÷íÿÿ, ÷òî òîëùèíà ìåìáðàíû ñîñòàâëÿåò 100 íì – â 1000 ðàç
òîíüøå, ÷åëîâå÷åñêîãî âîëîñà.

Îêðàøåí ñâåòîì
Òåõíîëîãèÿ, äåëàþùàÿ ìèêðîôîí ñòîëü
÷óâñòâèòåëüíûì, îñíîâàíà íà ñî÷åòàíèè
äâóõ îáóñëîâëåííûõ âîëíîâûì õàðàêòåðîì
ñâåòà îïòè÷åñêèõ ÿâëåíèé: èíòåðôåðåíöèè è
äèôðàêöèè.
«Åñëè ìû áóäåì äåðæàòü êîìïàêò-äèñê íà
ñâåòó, òî óâèäèì èãðó öâåòîâ ïðè îòðàæåíèè
ñâåòà. Ýòî ïðîèñõîäèò ïîòîìó, ÷òî ñâåò ñîñòîèò èç ñïåêòðà âîëí ðàçëè÷íîé äëèíû, êîòîðûå
íåâîîðóæåííûì ãëàçîì âîñïðèíèìàþòñÿ êàê
öâåò, è ýòè âîëíû äèôðàãèðîâàíû â ðàçíûå
ñòîðîíû», – îáÿñíèë Ëàêîëü.
«Äðóãèì ÿâëåíèåì, êîòîðîå ìîæåò áûòü
èñïîëüçîâàíî äëÿ èçìåðåíèÿ çâóêà, ÿâëÿåòñÿ
èíòåðôåðåíöèÿ, êîòîðàÿ ïðîÿâëÿåòñÿ, êîãäà
íåñêîëüêî âîëí íàêëàäûâàþòñÿ äðóã íà äðóãà. Âû ìîæåòå íàáëþäàòü ýòî, ñòîÿ íà ïîáåðåæüå è ãëÿäÿ, êàê âîëíû îòòàëêèâàþòñÿ îò
áåðåãà è íàêëàäûâàþòñÿ íà ïèêè âîëí, èäóùèõ âñëåä çà íèìè ïî íàïðàâëåíèþ ê áåðåãó.
Ìîæåò îáðàçîâàòüñÿ ñëîæíàÿ è õàîòè÷íàÿ
êàðòèíà, íî ýòî ïðèâîäèò ê ïîÿâëåíèþ ñòîÿ÷èõ âîëí, êîòîðûå âîîáùå âûãëÿäÿò íåïîäâèæíûìè», – îáúÿñíÿþò èññëåäîâàòåëè
SINTEF.

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

Ñîçäàâ îïòèìàëüíûé äàò÷èê, ó÷åíûå
èñïîëüçîâàëè îïòè÷åñêóþ äèôðàêöèþ è
èíòåðôåðåíöèþ äëÿ èçìåðåíèÿ ñìåùåíèé
ìåìáðàíû ìåíüøèõ, ÷åì äèàìåòðà àòîìà.
«Ìû ñîçäàëè ñïåöèàëüíûå ðèôëåíûå
ìèêðîñòðóêòóðû íà îïîðíîé ïîâåðõíîñòè,
êîòîðàÿ íàõîäèòñÿ íåïîñðåäñòâåííî ïîä ìåìáðàíîé ìèêðîôîíà. Êîãäà ëàçåð îñâåùàåò
ýòè ìèêðîñòðóêòóðû, ìû ìîæåì ñ÷èòûâàòü
íàïðàâëåíèå, â êîòîðîì îòðàæàåòñÿ ñâåò, ñ
ïîìîùüþ ôîòîïðèåìíèêîâ, ïðåîáðàçóþùèõ
ñâåò â ýëåêòðè÷åñêèå ñèãíàëû».

Ìàññîâîå ïðîèçâîäñòâî â
ëàáîðàòîðíûõ óñëîâèÿõ
Òàêèì îáðàçîì, ìèêðîôîí ñîñòîèò èç
ñâåðõòîíêîé ìåìáðàíû, êðîøå÷íûõ ðèôëåíûõ ìèêðîñòðóêòóð, ìèíèàòþðíîãî ëàçåðà è
ðÿäà ôîòîäåòåêòîðîâ. Âñå ýòî èíòåãðèðîâàíî
â êîìïàêòíóþ ìèêðîñõåìó, ëþáîé ýëåìåíò
êîòîðîé ìîæíî ñåðèéíî èçãîòàâëèâàòü íà
êðåìíèåâîé ïîäëîæêå ïî ñòàíäàðòíîé òåõíîëîãèè òðàâëåíèÿ ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëüíîãî
îáîðóäîâàíèÿ, ðàçìåùàåìîãî â ÷èñòîé êîìíàòå.

Ïðîèçâîäñòâî áåç ïûëè
 ÷èñòîé êîìíàòå MiNaLab ïðîèçâîäñòâî
îñóùåñòâëÿåòñÿ â ñòðîãî êîíòðîëèðóåìûõ
óñëîâèÿõ. Ïðîèçâîäñòâåííûé ïðîöåññ ÷ðåçâû÷àéíî ÷óâñòâèòåëåí, è äàæå êðîøå÷íàÿ
ïûëèíêà ìîæåò ïðåâðàòèòü âñþ ïàðòèþ ïðîäóêöèè â áðàê, ïîñêîëüêó îíà ìîæåò ïîâëèÿòü
íà ìèêðîñòðóêòóðû.
«Èìåííî ïîýòîìó íàøà ëàáîðàòîðèÿ îñíàùåíà îáîðóäîâàíèåì äëÿ ãàøåíèÿ âèáðàöèé
è âîçäóøíûìè ôèëüòðàìè, êîòîðûå óäàëÿþò
÷àñòèöû ðàçìåðîì äî 100 íì», – ïîÿñíèë
Ëàêîëü.

Óñëîâèÿ ïðîèçâîäñòâà â ÷èñòîé êîìíàòå
MiNaLab ñòðîãî êîíòðîëèðóþòñÿ.

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

Ìîíèòîðèíã øóìà
Íîðâåæñêàÿ êîìïàíèÿ Norsonic, ïîñòàâëÿþùàÿ ðàçëè÷íîå øóìîèçìåðèòåëüíîå îáîðóäîâàíèå, íàìåðåíà èñïîëüçîâàòü íîâûé ìèêðîôîí äëÿ èçìåðåíèÿ çâóêîâîãî äàâëåíèÿ è
àêóñòè÷åñêîé ìîùíîñòè.
«Ìèêðîôîí – ñåðäöå îáîðóäîâàíèÿ, êîòîðîå ìû ïîñòàâëÿåì. Óíèêàëüíîñòü ýòîé òåõíîëîãèè â òîì, ÷òî îíà ìîæåò äàòü íàì î÷åíü
÷óâñòâèòåëüíûé ìèêðîôîí, ñïîñîáíûé
ðåãèñòðèðîâàòü çâóêîâûå âîëíû äàëåêî çà
ïðåäåëàìè äèàïàçîíà, â êîòîðîì ðàáîòàþò
íûíåøíèå ìèêðîôîíû òîé æå öåíîâîé êàòåãîðèè. Ýòî ïîçâîëÿåò íàì êîíêóðèðîâàòü íà
ðûíêå, çàíÿòîì â íàñòîÿùåå âðåìÿ î÷åíü
äîðîãîñòîÿùèì îáîðóäîâàíèåì. Íàøà âåðñèÿ òàêæå íàìíîãî êîìïàêòíåå, ÷òî ñàìî ïî
ñåáå ÿâëÿåòñÿ ïðåèìóùåñòâîì, ïîñêîëüêó
ôèçè÷åñêèå ðàçìåðû ìèêðîôîíà íà ñàìîì
äåëå âëèÿþò íà èçìåðÿåìîå èì çâóêîâîå
ïîëå», – ñêàçàë ñòàðøèé íàó÷íûé ñîòðóäíèê
êîìïàíèè Norsonic Îëå Ãåðìàí Áéîð (Ole
Herman Bjor).

Ôàêòû: êàê ðàáîòàåò ìèêðîôîí
Ïðîùå ãîâîðÿ, ìû ìîæåì ñêàçàòü, ÷òî
íîâûé ìèêðîôîí ðàáîòàåò ñëåäóþùèì îáðàçîì:
! Ïðåæäå âñåãî, çâóêîâîå äàâëåíèå ïðåîáðàçóåòñÿ â äâèæåíèå ìåìáðàíû.
! Ýòè äâèæåíèÿ îïòè÷åñêè ñ÷èòûâàþòñÿ ñ
ïîìîùüþ ñâåòî÷óâñòâèòåëüíûõ äàò÷èêîâ.
! Èíòåíñèâíîñòü ñâåòà èçìåðÿåòñÿ ñ
ïîìîùüþ äàò÷èêà, êîòîðûé â ñâîþ î÷åðåäü, ïðåîáðàçóåò åå â ýëåêòðè÷åñêèé
ñèãíàë, èñïîëüçóåìûé äëÿ âîñïðîèçâåäåíèÿ çâóêà.
Ïîòåíöèàëüíûìè îáëàñòÿìè ïðèìåíåíèÿ
òàêîãî äàò÷èêà ìîãóò áûòü:
! ãåîôîíû äëÿ ñåéñìîðàçâåäêè
! ôîòîàêóñòè÷åñêèå äàò÷èêè ãàçà
! àêñåëåðîìåòðû
! äàò÷èêè âèáðàöèé
! ãèðîñêîïû
! äàò÷èêè äàâëåíèÿ
! âûñîêîòåìïåðàòóðíûå âåðñèè âûøåïåðå÷èñëåííûõ äàò÷èêîâ
! äàò÷èêè, ïðèìåíÿåìûå â ñèëüíî îáëó÷àåìûõ ìåñòàõ (àòîìíûå ýëåêòðîñòàíöèè,
ðåíòãåíîâñêîå îáîðóäîâàíèå) èëè ìåñòàõ
ñ ïðèñóòñòâèåì ýëåêòðîìàãíèòíîãî èçëó÷åíèÿ (äàò÷èêè â äâèãàòåëÿõ èëè ìàãíèòíîðåçîíàíñíîå îáîðóäîâàíèå). ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

23

Äèíàìè÷åñêîå
ðåêîíôèãóðèðîâàíèå
ìèêðîêîíòðîëëåðà ïîçâîëÿåò
èñïîëüçîâàòü áîëåå 100%
åãî àïïàðàòíûõ ðåñóðñîâ.
Sachin Gupta, Cypress Semiconductor
Electronic Design
Ðåêîíôèãóðèðîâàíèå àíàëîãîâûõ áëîêîâ è öèôðîâîé ëîãèêè â ïðîöåññå ðàáîòû ìèêðîêîíòðîëëåðà ìîæåò ïîçâîëèòü èñïîëüçîâàòü áîëåå 100% äîñòóïíûõ àïïàðàòíûõ
ðåñóðñîâ, ñîêðàòèâ îáúåì è ñòîèìîñòü ñèñòåìû

ÊÊîãäà ñòàëêèâàþòñÿ ñ ïðîáëåìîé ðàçðàáîòêè ñèñòåìû, êîòîðàÿ äîëæíà âûïîëíÿòü
ìíîæåñòâî çàäà÷, áûòü êîìïàêòíîé è ìàêñèìàëüíî ýíåðãîýôôåêòèâíîé, âåñüìà èíòåðåñíóþ âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ àïïàðàòíûõ ðåñóðñîâ áîëåå ÷åì íà 100% ïðåäîñòàâëÿåò äèíàìè÷åñêîå ðåêîíôèãóðèðîâàíèå. Ïðåäñòàâèì òîðãîâûé àâòîìàò, êîòîðûé,
âûïîëíÿÿ îñíîâíóþ ôóíêöèþ ïðèíÿòèÿ äåíåã
è âûäà÷è òîâàðà, äîëæåí ïåðèîäè÷åñêè îáìåíèâàòüñÿ äàííûìè ñ öåíòðàëüíûì ïðîöåññîðîì. Ïðè èñïîëüçîâàíèè äèíàìè÷åñêîé
ðåêîíôèãóðàöèè òîò æå íàáîð öèôðîâûõ
ðåñóðñîâ, êîòîðûé â ìîìåíò òîðãîâëè íàñòðîåí íà âûïîëíåíèå ôóíêöèé òàéìåðîâ/ñ÷åò÷èêîâ, ìîæåò áûòü ñêîíôèãóðèðîâàí êàê áëîê
UART è ØÈÌ äëÿ çàäàíèÿ ñêîðîñòè ïåðåäà÷è
âî âðåìÿ îáìåíà ñ õîñò-ïðîöåññîðîì.
Äèíàìè÷åñêîå èçìåíåíèå êîíôèãóðàöèè
ìîæåò áûòü ðåàëèçîâàíî ïðàêòè÷åñêè â êàæäîì ïðèëîæåíèè, êîòîðîå â ðàçíîå âðåìÿ
âûïîëíÿåò ðàçëè÷íûå çàäà÷è. Ê ïðèìåðó,
åñëè ïîðòàòèâíàÿ ðàäèîñòàíöèÿ â êàæäûé
ìîìåíò âðåìåíè ïåðåäàåò äàííûå òîëüêî â
îäíîì íàïðàâëåíèè, äèíàìè÷åñêàÿ ðåêîíôèãóðàöèÿ óïðàâëÿþùåãî ìèêðîêîíòðîëëåðà
ïîçâîëèò ðåàëèçîâàòü áîëåå êîìïàêòíîå
óñòðîéñòâî. Ïîðòàòèâíûå àïïàðàòû äëÿ ïðîäàæè áèëåòîâ ìîãóò óïðàâëÿòü ñõåìîé çàðÿäà àêêóìóëÿòîðîâ, èñïîëüçóÿ òó æå ëîãèêó,

24

êîòîðàÿ óïðàâëÿåò òåðìîïðèíòåðîì. Àíàëîãè÷íûì îáðàçîì, ñõåìà, óïðàâëÿþùàÿ çàðÿäîì àêêóìóëÿòîðà ñâåòîäèîäíîãî ôîíàðÿ,
ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ â êà÷åñòâå äðàéâåðà
ñâåòîäèîäîâ, êîãäà ôîíàðü îòêëþ÷åí îò ñåòè.
Ôàêòè÷åñêè, ïðîöåññ çàðÿäêè àêêóìóëÿòîðà
çäåñü ìóëüòèïëåêñèðóåòñÿ ïî âðåìåíè ñ äðóãèìè ôóíêöèÿìè ñèñòåìû. Òàêàÿ ñõåìà çàíèìàåò ìåíüøóþ ïëîùàäü, ÷åì ñõåìà, â êîòîðîé êàæäàÿ ôóíêöèÿ âûïîëíÿåòñÿ ñâîèì ëîãè÷åñêèì áëîêîì.

Äèíàìè÷åñêîå èçìåíåíèå
êîíôèãóðàöèè
Õîðîøî èçâåñòíà âîçìîæíîñòü äèíàìè÷åñêîãî ðåêîíôèãóðèðîâàíèÿ òàêèõ öèôðîâûõ àðõèòåêòóð, êàê ÏËÈÑ (FPGA). Ýòî äîñòèãàåòñÿ èñïîëüçîâàíèåì äàííûõ íîâîé êîíôèãóðàöèè, õðàíÿùèõñÿ â ýíåðãîíåçàâèñèìîé
ïàìÿòè, ïîçäíåå çàïèñûâàåìûõ â ñîîòâåòñòâóþùèå óïðàâëÿþùèå ðåãèñòðû. Êàæäàÿ
èç âîçìîæíûõ êîíôèãóðàöèé çàïèñûâàåòñÿ â
ïîñòîÿííóþ èëè ôëåø-ïàìÿòü íà ýòàïå ïðîãðàììèðîâàíèÿ óñòðîéñòâà.
Âîçìîæíîñòè ïðîãðàììèðîâàíèÿ è
íàñòðîéêè òåïåðü íå îãðàíè÷èâàþòñÿ öèôðîâîé ÷àñòüþ. Ñåãîäíÿ â ïðîöåññå ðàáîòû
óñòðîéñòâà ìîãóò èçìåíÿòüñÿ íàñòðîéêè àíàëîãîâûõ ðåñóðñîâ, ïðè÷åì ðå÷ü èäåò íå ïðî-

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

TestMux

LPCMPEN

RefHi
RefLo
AGND
+

Gain

ABUS

–
PMuxOut

AnalogBus

CompCap

OUT

PWR
CBUS

Latch
Block inputs
Port Input
Transparent
PHI1 or PHI2

+

ABUS

CBUS
driver
GOUT

AGND
PMux

Vdd

–

NMux

RTopMux

Block inputs
AGND
RefHi,RefLo
FB

LOUT

Resistor
matrix

Gain

EXGAIN
RTapMux

GIN

RBotMux +
INSAMP

LIN

AGND

CMOUT
SCBLK
Vss
Adjacent column RBOTMUX

Ðèñóíîê 1. Àíàëîãîâûå ðåñóðñû ìîãóò áûòü äèíàìè÷åñêè ðåêîíôèãóðèðîâàíû â ïðîãðàììèðóåìîì
áëîêå.

ñòî îá èçìåíåíèè êîëè÷åñòâåííûõ õàðàêòåðèñòèê êîíêðåòíîãî ïåðèôåðèéíîãî óñòðîéñòâà. Ïðè äèíàìè÷åñêîé ðåêîíôèãóðàöèè
îäèí è òîò æå àíàëîãîâûé ðåñóðñ, â çàâèñèìîñòè îò òðåáîâàíèé êîíêðåòíîãî ïðèëîæåíèÿ, ìîæåò ðàáîòàòü êàê àíàëîãî-öèôðîâîé
ïðåîáðàçîâàòåëü, óñèëèòåëü èëè åìêîñòíîé
ñåíñîðíûé äàò÷èê.
×òî áû ïîíÿòü, êàêèì îáðàçîì ìîæíî äèíàìè÷åñêè èçìåíÿòü êîíôèãóðàöèþ àíàëîãîâîé
ïåðèôåðèè, ðàññìîòðèì ïðîãðàììèðóåìûé
àíàëîãîâûé áëîê, èçîáðàæåííûé íà Ðèñóíêå 1.
Íà ïåðâûé âçãëÿä ýòà ñõåìà êàæåòñÿ î÷åíü
ñëîæíîé. Íî íà ñàìîì äåëå îíà ñðàâíèòåëüíî
ïðîñòà, è îáåñïå÷èâàåò âîçìîæíîñòü ïîäêëþ÷åíèÿ ðàçëè÷íûõ ñèãíàëîâ íà ëþáîé âõîä èëè
âûõîä äëÿ ðåàëèçàöèè òðåáóåìûõ ôóíêöèé.

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

Ê ïðèìåðó, ýòîò æå áëîê, â çàâèñèìîñòè îò
âíóòðåííèõ ñîåäèíåíèé, ìîæåò ðàáîòàòü êàê
èíâåðòèðóþùèé èëè íåèíâåðòèðóþùèé óñèëèòåëü. Êîìïàðàòîð ñ çàäàííûìè óðîâíÿìè
óñèëåíèÿ è ãèñòåðåçèñà ìîæíî ïîëó÷èòü,
âûáðàâ ðåçèñòîð ñîîòâåòñòâóþùåãî íîìèíàëà èç ðåçèñòîðíîé ìàòðèöû. Äëÿ âûáîðà òðåáóåìîãî îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ èñïîëüçóåòñÿ
ìóëüòèïëåêñîð. Âûõîä ïðîãðàììèðóåìîãî
áëîêà ìîæíî íàïðàâèòü â äðóãèå áëîêè èëè íà
âûõîäíîé âûâîä.
Óñòàíîâêà óêàçàííûõ ñîåäèíåíèé è âûáîð
íîìèíàëîâ ðåçèñòîðîâ âûïîëíÿåòñÿ ñ
ïîìîùüþ êîíôèãóðàöèîííûõ ðåãèñòðîâ, äàííûå â êîòîðûå ìîæíî çàïèñàòü äàæå â ïðîöåññå ðàáîòû ìèêðîêîíòðîëëåðà èëè ñèñòåìû-íà-êðèñòàëëå. Òàêèì îáðàçîì îäèí ïðî-

ÑÒÀÒÜÈ

25

ãðàììèðóåìûé áëîê ìîæåò ðàáîòàòü êàê àòòåíþàòîð, áóôåð, èíâåðòèðóþùèé èëè íåèíâåðòèðóþùèé óñèëèòåëü, à â êîìáèíàöèè ñ
äîïîëíèòåëüíûìè áëîêàìè – äàæå êàê
èíñòðóìåíòàëüíûé óñèëèòåëü. Ðàçðàáîò÷èêè
ñèñòåì ìîãóò ïðîãðàììíî èçìåíÿòü ôóíêöèîíàë áëîêà, çàïèñàâ íîâûå äàííûå â êîíôèãóðàöèîííûå ðåãèñòðû.
 áëîêå ïåðåêëþ÷àåìûõ êîíäåíñàòîðîâ
êàæäûé êîíäåíñàòîð ìîæåò ýìóëèðîâàòü
ðåçèñòîð, ñîïðîòèâëåíèå R êîòîðîãî îïðåäåëÿåòñÿ ñëåäóþùèì ñîîòíîøåíèåì:

R=

1
fS

Óïðàâëÿÿ ÷àñòîòîé ïåðåêëþ÷åíèÿ (fS),
åìêîñòüþ êîíäåíñàòîðîâ (Ñ) è ñïîñîáîì ïîäêëþ÷åíèÿ ýòèõ êîíäåíñàòîðîâ ê îïåðàöèîííîìó óñèëèòåëþ, ìîæíî ïîëó÷èòü ìíîæåñòâî
ñõåì áåç èñïîëüçîâàíèÿ äîïîëíèòåëüíûõ
âíåøíèõ àïïàðàòíûõ ðåñóðñîâ (Ðèñóíîê 2).
Òîò æå ïåðåêëþ÷àåìûé êîíäåíñàòîð ìîæåò
èñïîëüçîâàòüñÿ äëÿ ðåàëèçàöèè äåëüòàñèãìà ìîäóëÿòîðà, èíòåãðàòîðà, ôèëüòðà èëè
åìêîñòíîãî ñåíñîðíîãî áëîêà.
Êàæäûé êîíäåíñàòîð èìååò ñâÿçàííûé ñ
íèì ðåãèñòð êîíôèãóðàöèè, êîòîðûé ìîæåò

èñïîëüçîâàòüñÿ äëÿ èçìåíåíèÿ çíà÷åíèÿ
åìêîñòè. Óïðàâëÿòü ÷àñòîòîé ïåðåêëþ÷åíèÿ
ìîæíî ñ ïîìîùüþ àïïàðàòíûõ äåëèòåëåé
èëè ØÈÌ â ïðîãðàììèðóåìîì öèôðîâîì
áëîêå. Äîñòóïíûå ïîëüçîâàòåëþ ïåðåêëþ÷àòåëè, ïðåäíàçíà÷åííûå äëÿ âêëþ÷åíèÿ èëè
èñêëþ÷åíèÿ èç ñõåìû íåêîòîðûõ êîíäåíñàòîðîâ, òàêæå óïðàâëÿþòñÿ ñ ïîìîùüþ ðåãèñòðîâ êîíôèãóðàöèè. Íàïðèìåð, èíòåãðàòîð
íóæäàåòñÿ â êîíäåíñàòîðå â öåïè îáðàòíîé
ñâÿçè è íå òðåáóåò íèêàêèõ ïåðåêëþ÷åíèé. Íà
òàêèõ àíàëîãîâûõ áëîêàõ ìîæíî ïîñòðîèòü
öåëûé ðÿä ñõåì, âêëþ÷àÿ èíâåðòèðóþùèé
óñèëèòåëü, èíòåãðàòîð èëè äèôôåðåíöèàòîð.
Êàê è ïðîãðàììèðóåìûå àíàëîãîâûå áëîêè, öèôðîâàÿ ïåðèôåðèÿ òàêæå ìîæåò âûïîëíÿòü ðàçëè÷íûå ôóíêöèè, îïðåäåëÿåìûå
çàïèñüþ òðåáóåìûõ çíà÷åíèé â êîíôèãóðàöèîííûå ðåãèñòðû äëÿ äàííîãî öèôðîâîãî áëîêà. Ïðîãðàììèðóåìûå âõîäíûå/âûõîäíûå
ñîåäèíåíèÿ ïîçâîëÿþò ïîäêëþ÷èòü ëþáîé
âûâîä ê ëþáîìó ïåðèôåðèéíîìó óñòðîéñòâó
ïðîöåññîðà. Òàêèì îáðàçîì, îäèí è òîò æå
àïïàðàòíûé áëîê ìîæåò ïîäêëþ÷àòüñÿ ê ðàçëè÷íûì âûâîäàì â ðàçëè÷íîå âðåìÿ. Íàïðèìåð, öèôðîâîé áëîê, ñêîíôèãóðèðîâàííûé
êàê ØÈÌ äëÿ óïðàâëåíèÿ ñâåòîäèîäàìè, â
äðóãîå âðåìÿ ìîæåò âûïîëíÿòü ôóíêöèè óíè*AutoZero
f1

BQTAP

(f2+!AutoZero)
*FSW1

C inputs
CCap
0, 1, …, 30, 31 C
ACMux
f1

A inputs
RefHi
RefLo
AGND

FCap
16, 32
C

ACap
0, 1, …, 30, 31 C
f2+AutoZero
f1*
!AutoZero

f2

ARefMux

f1*FSW0

OUT
AnalogBus *f2B

ASign
Modulation
inputs
Mod bit control

ABUS
Power

f2

(Comparator)

B inputs

CBUS

BCap
f1 0, 1, …, 30, 31 C
BMuxSC

f2

f1

CBUS
Driver

Ðèñóíîê 2. Àíàëîãîâûå áëîêè ïåðåêëþ÷àåìûõ êîíäåíñàòîðîâ ñîñòîÿò èç íàáîðà êîììóòèðóåìûõ
êîíäåíñàòîðîâ, îêðóæàþùèõ îïåðàöèîííûå óñèëèòåëè.

26

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

Ëèñòèíã 1. Èíòåãðèðîâàííàÿ ñðåäà ðàçðàáîòêè PSoC Designer ãåíåðèðóåò çíà÷åíèÿ êîíôèãóðàöèîííûõ ðåãèñòðîâ íà îñíîâå ïîëüçîâàòåëüñêîãî ïðîåêòà.
45|;
46|;
47|
48|
49|
50|
51|;
52|;
53|
54|
55|
56|;
57|;
58|
59|

Instance name PGA, User Module PGA
Instance name PGA, Block Name GAIN(ACB00)
mov
fdh
reg[71h],
;PGA_GAIN_CR0(ACB00CR0)
mov
21h
reg[72h],
;PGA_GAIN_CR1(ACB00CR1)
mov
20h
reg[73h],
;PGA_GAIN_CR2(ACB00CR2)
mov
00h
reg[70h],
;PGA_GAIN_CR3(ACB00CR3)
Instance name PRS8, User Hodule PRS8
Instance name PRS8, Block Name PRS8(DCB02)
mov
00h
reg[2bh],
;PRS8_CONTROL_REG (DCB02CR0)
mov
00h
reg[29h],
;PRS8_POLY_REG
(DCB02DR1)
mov
00h
reg[2ah],
;PRS8_SEED_REG
(DCB02DR2)
Instance name PUH, User Module PWM8
Instance name PUH, Block Name PWM8 (DBB01)
mov
00h
reg[27h],
;PWM_CONTROL_REG(DBB01CR0)
mov
19h
reg[25h],
;PWM_PERIOD_REG(DBB01DR1)

âåðñàëüíîãî àñèíõðîííîãî ïðèåìîïåðåäàò÷èêà (UART), èñïîëüçóÿ äðóãèå ëèíèè ââîäà/âûâîäà.

Öåëåñîîáðàçíîñòü äèíàìè÷åñêîãî
ðåêîíôèãóðèðîâàíèÿ
 çàâèñèìîñòè îò àðõèòåêòóðû ïðîãðàììèðóåìîãî óñòðîéñòâà, äèíàìè÷åñêîå èçìåíåíèå êîíôèãóðàöèè ìîæåò áûòü ðåàëèçîâàíî
âî ìíîãèõ ïðèëîæåíèÿõ. Îäíàêî ñëîæíîñòü
âûïîëíåíèÿ ýòîé ïðîöåäóðû ìîæåò îáîéòèñü
ðàçðàáîò÷èêàì î÷åíü äîðîãî, åñëè èì ïðèäåòñÿ âíèêàòü â íàçíà÷åíèå êàæäîãî ðåãèñòðà
è óñòàíàâëèâàòü èõ çíà÷åíèÿ âðó÷íóþ. ×òîáû
ñäåëàòü äèíàìè÷åñêîå ðåêîíôèãóðèðîâàíèå
ïðàêòè÷åñêè ðåàëèçóåìûì, ñðåäñòâà ðàçðàáîòêè äîëæíû îáåñïå÷èâàòü ýôôåêòèâíûé
ñïîñîá óñòàíîâêè çíà÷åíèé â ýòèõ ðåãèñòðàõ
ïðè ìèíèìàëüíûõ çàòðàòàõ óñèëèé, à òàêæå
ïîääåðæèâàòü áàçîâóþ èíôðàñòðóêòóðó äëÿ
âûïîëíåíèÿ ýòèõ äåéñòâèé â ðåàëüíîì âðåìåíè. Òàêèì îáðàçîì, ìîæíî âûäåëèòü äâå
îñîáåííîñòè, õàðàêòåðèçóþùèå ñðåäñòâà
ðàçðàáîòêè:
! Àâòîìàòè÷åñêàÿ ãåíåðàöèÿ çíà÷åíèé
äëÿ ðåãèñòðîâ êîíôèãóðàöèè
Èíñòðóìåíòû ðàçðàáîòêè äîëæíû îáåñïå÷èâàòü ïðîñòîé ñïîñîá îïðåäåëåíèÿ è
óïðàâëåíèÿ íåñêîëüêèìè êîíôèãóðàöèÿìè. Ïîä îïðåäåëåíèåì êîíôèãóðàöèè ñëåäóåò ïîíèìàòü âûáîð èñïîëüçóåìûõ ïåðèôåðèéíûõ óñòðîéñòâ è îïðåäåëåíèå èõ
âíóòðåííèõ ìåæñîåäèíåíèé. Íà îñíîâàíèè èñõîäíûõ äàííûõ â èíòåãðèðîâàííîé
ñðåäå ðàçðàáîòêè äîëæíû ãåíåðèðîâàòüñÿ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

òðåáóåìûå çíà÷åíèÿ êîíôèãóðàöèîííûõ
ðåãèñòðîâ äëÿ êàæäîãî áëîêà, èñïîëüçóåìîãî â ýòîé êîíôèãóðàöèè (Ëèñòèíã 1). Êàê
âèäíî ïî ýòîìó êîäó, ñðåäà ðàçðàáîòêè
ïîääåðæèâàåò ôóíêöèþ ãåíåðàöèè òðåáóåìûõ çíà÷åíèé êîíôèãóðàöèîííûõ ðåãèñòðîâ, ÷òî îñâîáîæäàåò ðàçðàáîò÷èêà îò
ðó÷íîãî îïðåäåëåíèÿ çíà÷åíèé è ïîçâîëÿåò áåçîøèáî÷íî âíîñèòü ÷àñòûå èçìåíåíèÿ â êîíôèãóðàöèþ.
! Ïðîñòîòà ïåðåêëþ÷åíèÿ ìåæäó êîíôèãóðàöèÿìè
Åñëè óïðàâëÿòü ïåðåêëþ÷åíèåì ìåæäó
êîíôèãóðàöèÿìè ïðèäåòñÿ ðàçðàáîò÷èêó,
ýòî ïðèâåäåò ê çíà÷èòåëüíîìó ðîñòó
èçäåðæåê âñëåäñòâèå íåîáõîäèìîñòè
ñîçäàíèÿ êîäà äëÿ ÷òåíèÿ äàííûõ èç Flashïàìÿòè è çàïèñè èõ â ðåãèñòðû êîíôèãóðàöèè, ÷òî áóäåò îñîáåííî îùóòèìî ïðè ÷àñòûõ èçìåíåíèÿõ êîíôèãóðàöèè â ïðîöåññå
ðàçðàáîòêè. Åäèíñòâåííàÿ îøèáêà ìîæåò
ïðèâåñòè ê ïîëíîé íåðàáîòîñïîñîáíîñòè
ñèñòåìû, à îáíàðóæèòü è ëîêàëèçîâàòü åå
áóäåò ñëîæíî. Òàêèì îáðàçîì, ñðåäñòâà
ðàçðàáîòêè äîëæíû àáñòðàãèðîâàòü äåòàëè çàïèñè â íèçêîóðîâíåâûå ðåãèñòðû è
îáåñïå÷èòü âûñîêîóðîâíåâûé èíòåðôåéñ
ïðîãðàììèðîâàíèÿ ïðèëîæåíèé (API).
Åùå áîëüøå óñëîæíÿåò çàäà÷ó ïåðåêëþ÷åíèÿ ìåæäó êîíôèãóðàöèÿìè íåîáõîäèìîñòü «âûãðóçèòü» çíà÷åíèÿ êîíôèãóðàöèîííûõ ðåãèñòðîâ, êîòîðûå áûëè çàïèñàíû âî
âðåìÿ çàãðóçêè ïðåäøåñòâóþùåé êîíôèãóðàöèè. Äàííàÿ îïåðàöèÿ òðåáóåòñÿ íå â êàæäîé
ñèòóàöèè, íî â áîëüøèíñòâå èç íèõ. Íàïðèìåð, ðàññìîòðèì ïðèëîæåíèå ñ áàçîâîé êîí-

ÑÒÀÒÜÈ

27

UART TX

UART RX

Ïðîãðàììèðóåìûé
öèôðîâîé áëîê

Ïðîãðàììèðóåìûé
öèôðîâîé áëîê

UART

Óñòðîéñòâî

Çàãðóçêà áàçîâîé êîíôèãóðàöèè
ïîñëå ñáðîñà

ÏðîãðàììèÏðîãðàììèðóåìûé
ðóåìûé
àíàëîãîâûé áëîê àíàëîãîâûé áëîê

UART TX

UART RX

Ïðîãðàììèðóåìûé
öèôðîâîé áëîê

Ïðîãðàììèðóåìûé
öèôðîâîé áëîê

UART
Çàãðóçêà êîíôèãóðàöèè 1
ÀÖÏ
Óñòðîéñòâî

ÀÖÏ
ÀÖÏ

UART TX

UART RX

Ïðîãðàììèðóåìûé
öèôðîâîé áëîê

Ïðîãðàììèðóåìûé
öèôðîâîé áëîê

UART

Óñòðîéñòâî

ÏðîãðàììèÏðîãðàììèðóåìûé
ðóåìûé
àíàëîãîâûé áëîê àíàëîãîâûé áëîê

UART TX

UART RX

Ïðîãðàììèðóåìûé
öèôðîâîé áëîê

ØÈÌ
ØÈÌ

UART

Óñòðîéñòâî

×òîáû çàñòðàõîâàòüñÿ îò âîçìîæíûõ
ïðîáëåì, ñâÿçàííûõ ñ êîíôëèêòàìè
çíà÷åíèé ðåçèñòîðîâ ïîñëå
çàãðóçêè ñëåäóþùåé êîíôèãóðàöèè,
ïðåäûäóùàÿ êîíôèãóðàöèÿ âûãðóæàåòñÿ

Çàãðóçêà êîíôèãóðàöèè 2

Åìêîñòíîé
Åìêîñòíîé
äàò÷èê
äàò÷èê
êàñàíèÿ
êàñàíèÿ
Åìêîñòíîé äàò÷èê êàñàíèÿ

Ðèñóíîê 3. Êîíôèãóðàöèþ ìîæíî äèíàìè÷åñêè ïåðåêëþ÷àòü â ïðîöåññå ðàáîòû ñèñòåìû.

ôèãóðàöèåé è äâóìÿ çàãðóæàåìûìè êîíôèãóðàöèÿìè.
Áàçîâàÿ êîíôèãóðàöèÿ âêëþ÷àåò â ñåáÿ
ðåñóðñû, êîòîðûå èñïîëüçóþòñÿ â ïðèëîæåíèè ïîñòîÿííî è íå òðåáóþò çàãðóçêè è
âûãðóçêè â ëþáîé ìîìåíò. Ýòà êîíôèãóðàöèÿ
çàãðóæàåòñÿ ïåðåä íà÷àëîì âûïîëíåíèÿ
êîäà îñíîâíîãî ïðèëîæåíèÿ. Â íàøåì ïðèìåðå ïðèëîæåíèÿ â áàçîâîé êîíôèãóðàöèè íåîáõîäèì ìîäóëü UART äëÿ îáìåíà äàííûìè ñ
Host ïðîöåññîðîì. Â ïåðâîé çàãðóæàåìîé
êîíôèãóðàöèè íóæåí îäèí ÀÖÏ, âî âòîðîé –
ØÈÌ è ïåðèôåðèÿ äëÿ ðàáîòû ñ åìêîñòíûì
äàò÷èêîì êàñàíèÿ (ñåíñîðíûé èíòåðôåéñ).
Ïðåäïîëîæèì, ÷òî äëÿ UART ïîòðåáóþòñÿ
äâà ïðîãðàììèðóåìûõ öèôðîâûõ áëîêà, äëÿ

28

ØÈÌ – îäèí, à ÀÖÏ è åìêîñòíîé ñåíñîðíûé
èíòåðôåéñ èñïîëüçóþò îäèíàêîâîå êîëè÷åñòâî ðåñóðñîâ. Çàäà÷à ïåðåêëþ÷åíèÿ ìåæäó
êîíôèãóðàöèÿìè âîçëîæåíà íà ïðîöåññîð
(Ðèñóíîê 3). Êîíå÷íî, â èíòåãðèðîâàííîé
ñðåäå äîëæåí áûòü ïðîñòîé ïóòü äëÿ çàãðóçêè
è âûãðóçêè êîíôèãóðàöèé, íå òðåáóþùåé çíàíèé î íèçêîóðîâíåâûõ ðåãèñòðàõ è ðàñïîëîæåíèè êîíôèãóðàöèîííûõ äàííûõ âî Flashïàìÿòè.

Ðåàëèçàöèÿ äèíàìè÷åñêîãî
ðåêîíôèãóðèðîâàíèÿ
Äëÿ ðåàëèçàöèè àëãîðèòìîâ äèíàìè÷åñêîãî ðåêîíôèãóðèðîâàíèÿ â ïðèëîæåíèè íåîáõîäèìî ïðåäîïðåäåëèòü ðàçëè÷íûå àïïàðàò-

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

íûå êîíôèãóðàöèè ðàñïðåäåëåíèÿ öèôðîâûõ è àíàëîãîâûõ ðåñóðñîâ. Äëÿ óïðîùåíèÿ
ýòîé çàäà÷è ìîæíî âîñïîëüçîâàòüñÿ èíòóèòèâíûì ãðàôè÷åñêèì ïîëüçîâàòåëüñêèì
èíòåðôåéñîì â èíòåãðèðîâàííîé ñðåäå ðàçðàáîòêè. Çàòåì ðàçðàáîò÷èêè ìîãóò äèíàìè÷åñêè ïåðåêëþ÷àòüñÿ ìåæäó êîíôèãóðàöèÿìè â ïðèëîæåíèè, èñïîëüçóÿ API ôóíêöèè. API
ôóíêöèè âûïîëíÿþò êîä, óñòàíàâëèâàþùèé
íåîáõîäèìûå çíà÷åíèÿ â ðåãèñòðàõ êîíôèãóðàöèè äëÿ ïåðèôåðèè, îïèðàÿñü íà íàñòðîéêè, êîòîðûå áûëè âûáðàíû äëÿ êîíêðåòíîé
êîíôèãóðàöèè.
×òîáû ïîêàçàòü, êàê äèíàìè÷åñêîå èçìåíåíèå êîíôèãóðàöèè ðåàëèçóåòñÿ â ïðèëîæåíèè, äàâàéòå ïîñìîòðèì íà ðåàëüíûå ñèñòåìû.  ïðîãðàììèðóåìûå ñèñòåìû-íà-êðèñòàëëå (PSoC) êîìïàíèè Cypress èíòåãðèðîâàíû ðàçëè÷íûå ñèñòåìíûå ðåñóðñû, ïðîöåññîðíîå ÿäðî, öèôðîâàÿ è àíàëîãîâàÿ ïîäñèñòåìû è ïðîãðàììèðóåìàÿ ñèñòåìà ìåæêîìïîíåíòíûõ ñîåäèíåíèé. Öèôðîâàÿ ïîäñèñòåìà ñîñòîèò èç ðàçëè÷íûõ ïðîãðàììèðóåìûõ öèôðîâûõ áëîêîâ, êàæäûé èç êîòîðûõ
ìîæåò áûòü íåçàâèñèìî íàñòðîåí íà âûïîëíåíèå ðàçëè÷íûõ ôóíêöèé. Ïîäîáíûì îáðàçîì óñòðîåíà è àíàëîãîâàÿ ïîäñèñòåìà.
Äëÿ íàñòðîéêè ïðîãðàììèðóåìûõ àïïàðàòíûõ áëîêîâ ðàçðàáîò÷èê ïåðåòàñêèâàåò
íóæíûé ïåðèôåðèéíûé áëîê è ïîìåùàåò åãî
â ïóñòîé áëîê. Çàòåì åãî ìîæíî ïîäêëþ÷èòü ê
äðóãîé ïåðèôåðèè èëè âûâîäó ñèñòåìû-íàêðèñòàëëå. Ñðåäà ðàçðàáîòêè ãåíåðèðóåò
òðåáóåìûå çíà÷åíèÿ äëÿ ðåãèñòðîâ êîíôèãóðàöèè, êîòîðûå çàïèñûâàþòñÿ âî Flashïàìÿòü ïðè ïðîãðàììèðîâàíèè. Ïðè ïîäà÷å
ïèòàíèÿ èëè ñáðîñå, ïðåæäå ÷åì óñòðîéñòâî
íà÷íåò âûïîëíÿòü îñíîâíîé êîä ïðèëîæåíèÿ,
èç Flash-ïàìÿòè â ðåãèñòðû çàãðóæàåòñÿ
íà÷àëüíàÿ êîíôèãóðàöèÿ.

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

Ðàçðàáîò÷èê ìîæåò îïðåäåëèòü íîâóþ
êîíôèãóðàöèþ, ùåëêíóâ â ðàáî÷åé îáëàñòè
ïðàâîé êíîïêè ìûøè è âûáðàâ â ìåíþ ïóíêò
ñîçäàíèÿ íîâîé çàãðóæàåìîé êîíôèãóðàöèè.
Äëÿ êàæäîé êîíôèãóðàöèè ìîæíî âûáðàòü
ðàçëè÷íûå ïåðèôåðèéíûå óñòðîéñòâà è ñîåäèíèòü èõ òðåáóåìûì îáðàçîì. Ïîñëå îïðåäåëåíèÿ âñåõ íåîáõîäèìûõ êîíôèãóðàöèé
ïðîãðàììà ãåíåðèðóåò çíà÷åíèÿ êîíôèãóðàöèîííûõ ðåãèñòðîâ, à òàêæå àññåìáëåðíûé
êîä, êîòîðûé áóäåò çàãðóæàòü ýòè çíà÷åíèÿ â
ñîîòâåòñòâóþùèå ðåãèñòðû, êàê ïîêàçàíî íà
Ðèñóíêå 3. Ðàçðàáîò÷èê òàêæå ìîæåò çàãðóæàòü êîíôèãóðàöèþ äèíàìè÷åñêè èç ïðèëîæåíèÿ, èñïîëüçóÿ ëèøü îäíó ñòðî÷êó êîäà
âèäà LoadConfig_[config_name].
Îäíèì èç ôàêòîðîâ, òðåáóþùèì âíèìàíèÿ
ñî ñòîðîíû ðàçðàáîò÷èêîâ, ìîæåò áûòü
âðåìÿ ïåðåêëþ÷åíèÿ ìåæäó êîíôèãóðàöèÿìè. Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî çàãðóçêà è âûãðóçêà
êîíôèãóðàöèè ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé, â ïåðâóþ
î÷åðåäü, ïðîöåññ çàïèñè äàííûõ â ðåãèñòðû,
ýòîò ïðîöåññ òðåáóåò âðåìåíè ïðÿìî ïðîïîðöèîíàëüíîãî êîëè÷åñòâó ðåãèñòðîâ, êîòîðûå
èñïîëüçóþòñÿ äëÿ êîíêðåòíîé êîíôèãóðàöèè.
Ïðèáëèçèòåëüíîå âðåìÿ ïåðåêëþ÷åíèÿ
ìîæåò áûòü ðàññ÷èòàíî íà îñíîâå èñïîëüçóåìûõ ðåñóðñîâ, è â ïðèëîæåíèè, ïðè íåîáõîäèìîñòè, ìîæíî ââåñòè âðåìåííóþ çàäåðæêó.
Äèíàìè÷åñêîå ðåêîíôèãóðèðîâàíèå ÿâëÿåòñÿ ìîùíûì ñðåäñòâîì, êîòîðîå ìîæåò áûòü
èñïîëüçîâàíî ïðàêòè÷åñêè â êàæäîì ïðèëîæåíèè, ãäå ðàçëè÷íûå ïåðèôåðèéíûå óñòðîéñòâà ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ ñ âðåìåííûì
ðàçäåëåíèåì, ÷òî ïîçâîëÿåò ñíèçèòü ñòîèìîñòü ñèñòåìû è çàíèìàåìóþ ïëîùàäü. Èçìåíÿÿ ôóíêöèîíàë ïðîãðàììèðóåìûõ àïïàðàòíûõ ðåñóðñîâ âî âðåìÿ èñïîëíåíèÿ ïðèëîæåíèÿ äëÿ âûïîëíåíèÿ ðàçëè÷íûõ çàäà÷, ðàçðàáîò÷èêè ìîãóò äîáèòüñÿ áîëüøå ÷åì 100%
èñïîëüçîâàíèÿ âñòðîåííûõ àïïàðàòíûõ
ðåñóðñîâ. ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

29

Èíòåãðàëüíîå çàðÿäíîå óñòðîéñòâî
äëÿ Li-Ion àêêóìóëÿòîðîâ
ñ êîììóòàòîðîì, óïðàâëÿþùèì
ðàñïðåäåëåíèåì ìîùíîñòè
ìåæäó ïàðàëëåëüíûìè ïîòîêàìè
×àñòü 2
Îêîí÷àíèå. Íà÷àëî â íîìåðå 06-2013
Sergei Strik, Viktor Strik, Texas Instruments

2.3. Ñõåìà ñèñòåìíîãî LDO
ñòàáèëèçàòîðà
Âòîðîé ïóòü ïåðåäà÷è ìîùíîñòè, ôàêòè÷åñêè, ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé LDO ñòàáèëèçàòîð

ñ òî÷íûì îãðàíè÷èòåëåì òîêà. Òðåáîâàíèÿ ê
òî÷íîñòè îãðàíè÷åíèÿ çäåñü áîëåå æåñòêèå,
÷åì â îáû÷íûõ LDO, ïîñêîëüêó ÷ðåçìåðíûé
òîê ìîæåò âûâåñòè èç ñòðîÿ íå òîëüêî óñòðîéñòâà íà âíåøíåé øèíå, íî è ñåòåâîé àäàïòåð.
VIN_CHG

Çàðÿäîâûé
íàñîñ
Ms

+

vref

–
Âûáîð
îãð. òîêà
LDO

Óñèëèòåëü
îøèáêè
LDO

+

vref

Mp

Óñèëèòåëü
îãðàíè÷èòåëÿ
òîêà LDO

–

–
Óñèëèòåëü
òîêà
+

Mtrim

M1

SYS

R1

Ðèñóíîê 4. Áëîê-ñõåìà ïðåäëîæåííîãî LDO.

30

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

Äëÿ ïîâûøåíèÿ òî÷íîñòè îãðàíè÷èòåëÿ
òîêà ìû äîáàâèëè óñèëèòåëü îøèáêè, óïðàâëÿþùèé ñèëîâûì ÌÎÏ òðàíçèñòîðîì ñèñòåìíîãî LDO ñòàáèëèçàòîðà âî âðåìÿ ïåðåãðóçêè (Ðèñóíîê 4). Çàìåòèì, ÷òî ïðèíöèï
ðàáîòû ñõåìû, îñíîâàííîé íà äâóõ óñèëèòåëÿõ îøèáêè è N-êàíàëüíîì ÌÎÏ òðàíçèñòîðå
â êà÷åñòâå ñèëîâîãî ýëåìåíòà LDO ñòàáèëèçàòîðà, àíàëîãè÷åí ïðåäëîæåííîìó â ðàññìàòðèâàåìîé ñõåìå.
Ïðîñòåéøàÿ ñõåìà îãðàíè÷åíèÿ òîêà â
LDO ìîæåò áûòü ñîçäàíà ïóòåì çåðêàëüíîãî
îòîáðàæåíèÿ òîêà ìîùíîãî ÌÎÏ òðàíçèñòîðà ñ ïîìîùüþ òîêîèçìåðèòåëüíîãî òðàíçèñòîðà. Äëÿ ïîääåðæàíèÿ òî÷íîãî ñîîòíîøåíèÿ
ìåæäó òîêàìè ìîùíûõ è èçìåðèòåëüíûõ
ÌÎÏ òðàíçèñòîðîâ èõ íàïðÿæåíèÿ íà ñòîêàõ
è èñòîêàõ äîëæíû áûòü îäèíàêîâûìè. Îäíàêî â ñëó÷àå èñïîëüçîâàíèÿ ìîùíîãî Nêàíàëüíîãî ÌÎÏ òðàíçèñòîðà îøèáêà â ñîîòíîøåíèè òîêîâ áóäåò áîëüøå, ÷åì ñ Pêàíàëüíûì ïðèáîðîì, ÷òî îáúÿñíÿåòñÿ êâàäðàòè÷íîé çàâèñèìîñòüþ òîêà ñòîêà îò íàïðÿæåíèÿ çàòâîð-èñòîê.
×òîáû ñâåñòè ê ìèíèìóìó ðàçáðîñ òîêîâ
ñòîê-èñòîê ìåæäó ìîùíûì ÌÎÏ òðàíçèñòîðîì MP è òîêîèçìåðèòåëüíûì ÌÎÏ òðàíçèñ-

Çàðÿäîâûé
íàñîñ

2.4. Ñõåìà àäàïòèâíîãî
ïåðåðàñïðåäåëåíèÿ òîêà
 çàðÿäíûõ óñòðîéñòâàõ íåîáõîäèìî çàùèùàòü íå òîëüêî àêêóìóëÿòîð, íî è ñåòåâîé
àäàïòåð, ïîñêîëüêó ñòðóêòóðà ñ ïàðàëëåëüíûìè ïîòîêàìè ìîùíîñòè ëåãêî ìîæåò ïåðåãðóçèòü àäàïòåð. Îáùèé òîê, çàáèðàåìûé èç
àäàïòåðà, ðàâåí ñóììå òîêà çàðÿäà áàòàðåè è
òîêà ñèñòåìíîé íàãðóçêè:
IIN = ISYS + ICHG.

CHGIN
curlim_vref

curlim_sel

òîðîì MS, ìû äîáàâèëè óñèëèòåëü òîêà äëÿ
âûðàâíèâàíèÿ íàïðÿæåíèé íà èñòîêàõ.
Îñíîâíîå âëèÿíèå íà òî÷íîñòü îãðàíè÷èòåëÿ
òîêà îêàçûâàåò ðàçáðîñ õàðàêòåðèñòèê MP è
MS. Îøèáêó ìîæíî óìåíüøèòü ïîäñòðîéêîé
òîêà äàò÷èêà. Òðàíçèñòîð Mtrim óïðàâëÿåò
òîêîì òðàíçèñòîðà M1. Ýòîò òîê íàïðàâëÿåòñÿ â ïîäêëþ÷åííûé ê çåìëå ðåçèñòîð R1.
Ïàäàþùåå íà íåì íàïðÿæåíèå ïðîïîðöèîíàëüíî òîêó, ïðîòåêàþùåìó ÷åðåç ñèñòåìíûé
LDO, è ÿâëÿåòñÿ ñèãíàëîì îáðàòíîé ñâÿçè
äëÿ óñèëèòåëÿ îãðàíè÷èòåëÿ òîêà. Ýòîò óñèëèòåëü óïðàâëÿåò ìîùíûì MOSFET êîãäà
ïîòðåáëÿåìûé ñèñòåìîé òîê ïðåâûøàåò óñòàíîâëåííûé óðîâåíü îãðàíè÷åíèÿ.

+
Óñèëèòåëü
îãðàí.
– òîêà

Ms_vdd Mp_vdd

Ibatt_vref

+
Óñèëèòåëü
îøèáêè
I
–

curlim_vref
VDD

Ibatt_sel

Ms_batt Mp_batt

VREF

BATT

Ibatt_vref

PWRP
share_sel
(curlim_sel-Ibatt_sel)

share_vref
–
Óñèëèòåëü
ñõåìû
ïåðåðàñïð.
+

share_vref

M1

M2

Áóôåð

Ðèñóíîê 5. Áëîê-ñõåìà óñòðîéñòâà àäàïòèâíîãî ïåðåðàñïðåäåëåíèÿ òîêà.

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

ÑÒÀÒÜÈ

31

ICHG îãðàíè÷èâàþò âûáîðîì ñîîòâåòñòâóþùåãî òîêà çàðÿäà. ISYS ìîæíî êîíòðîëèðîâàòü îãðàíè÷èòåëåì òîêà ñèñòåìíîãî LDO.
Ïîòðåáëåíèå òîêà âíåøíåé ñèñòåìîé èçìåíÿåòñÿ â îòíîñèòåëüíî øèðîêîì äèàïàçîíå è
äëÿ çàðÿäíîãî óñòðîéñòâà íåïðåäñêàçóåìî. Â
òàêîì ñëó÷àå åñòü âîçìîæíîñòü îãðàíè÷èòü
òîê çàðÿäà áàòàðåè íà ìàêñèìàëüíîì óðîâíå,
à ñèñòåìíûé òîê íà óðîâíå IIN – ICHG, íî ýòî
áóäåò ïðåïÿòñòâîâàòü íîðìàëüíîé ðàáîòå
âíåøíåé ñèñòåìû.
Äëÿ óâåëè÷åíèÿ ýôôåêòèâíîñòè çàðÿäà
àêêóìóëÿòîðà ìû ðåàëèçîâàëè ñõåìó àäàïòèâíîãî ïåðåðàñïðåäåëåíèÿ òîêà. Îíà ïîçâîëÿåò ïðè óâåëè÷åíèè íàãðóçêè ïëàâíî ñíèæàòü çàðÿæàþùèé áàòàðåþ òîê, çàùèùàÿ
ñåòåâîé àäàïòåð îò ïåðåãðóçêè. Ñõåìà íà
Ðèñóíêå 5 äåìîíñòðèðóåò äåëàëè ýòîãî ðåøåíèÿ.
Òîê, ïðîòåêàþùèé ÷åðåç ñõåìó çàðÿäà è
ìîùíûå MOSFET Mp_vdd è Mp_batt ñèñòåìíîãî LDO, çåðêàëüíî îòîáðàæàåòñÿ ïîñðåäñòâîì òîêîèçìåðèòåëüíûõ òðàíçèñòîðîâ
Ms_vdd è Ms_batt, ñîîòâåòñòâåííî. Ðåçèñòîðàìè R0 è R1 èçìåðèòåëüíûå òîêè òðàíñôîðìèðóþòñÿ â íàïðÿæåíèÿ îáðàòíîé ñâÿçè óñèëèòåëÿ îãðàíè÷èòåëÿ òîêà ñèñòåìíîãî LDO è
óñèëèòåëÿ îøèáêè ñòàáèëèçàòîðà òîêà ñõåìû
çàðÿäà. Ýòè äâà îïåðàöèîííûõ óñèëèòåëÿ
óïðàâëÿþò ìîùíûìè ÌÎÏ òðàíçèñòîðàìè â
ñîîòâåòñòâèè ñ ïîäàâàåìûì íà íèõ íàïðÿæåíèåì îáðàòíîé ñâÿçè. Îïîðíûå íàïðÿæåíèÿ

ôîðìèðóþòñÿ áëîêîì VREF è ìîãóò âûáèðàòüñÿ ïîëüçîâàòåëåì. Îïîðíîå íàïðÿæåíèå
äëÿ ñõåìû àäàïòèâíîãî ïåðåðàñïðåäåëåíèÿ
òîêà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ðàçíîñòü ìåæäó
îïîðíûì íàïðÿæåíèåì óñèëèòåëÿ îãðàíè÷èòåëÿ òîêà è îïîðíûì íàïðÿæåíèåì óñèëèòåëÿ
óïðàâëåíèÿ ðåæèìîì ïîñòîÿííîãî òîêà:
VREF_curlim – VREF_ibatt.
Âûõîäíîå íàïðÿæåíèå óñèëèòåëÿ ñõåìû
àäàïòèâíîãî ïåðåðàñïðåäåëåíèÿ òîêà îñòàåòñÿ âûñîêèì äî òåõ ïîð, ïîêà íàïðÿæåíèå
îáðàòíîé ñâÿçè óñèëèòåëÿ îãðàíè÷èòåëÿ
òîêà, ïðîïîðöèîíàëüíîå òîêó íàãðóçêè ñèñòåìû, ïðåâûøàåò îïîðíîå íàïðÿæåíèå óñèëèòåëÿ ñõåìû ïåðåðàñïðåäåëåíèÿ òîêà
VREF_share. Çàòåì óñèëèòåëü íà÷èíàåò ðåãóëèðîâàòü òîê òðàíçèñòîðîâ M1 è M2. Òîê òðàíçèñòîðà M2 ïðîòåêàåò ÷åðåç ðåçèñòîð R1,
óâåëè÷èâàÿ íàïðÿæåíèå îáðàòíîé ñâÿçè óñèëèòåëÿ óïðàâëåíèÿ ðåæèìîì ïîñòîÿííîãî
òîêà, êîòîðûé â ñâîþ î÷åðåäü, ïëàâíî ñíèæàåò òîê çàðÿäà áàòàðåè.

2.5. Ñõåìà èçìåðåíèÿ çàðÿäíîãî è
ðàçðÿäíîãî òîêà
 áîëüøèíñòâå ïðåäñòàâëåííûõ íà ðûíêå
ñìàðòôîíîâ äëÿ êîíòðîëÿ ñîñòîÿíèÿ áàòàðåè èñïîëüçóåòñÿ ñ÷åò÷èê çàðÿäà àêêóìóëÿòîðà. Ýòà ôóíêöèÿ òðåáóåò òî÷íîãî èçìåðåíèÿ
òîêîâ çàðÿäà è ðàçðÿäà. Ïðåäëîæåííàÿ àðõèòåêòóðà ïîçâîëÿåò âûïîëíÿòü òàêèå èçìåðå-

SYS

SYS

Êîìïåíñèðóþùèé
P-êàíàëüíûé
ÌÎÏ òðàíçèñòîð

Êîìïåíñèðóþùèé
ðåçèñòîð

R0

–
ÌÄÌ
BATT óñèëèòåëü
+

Âíåøíèé ðåçèñòîð
äàò÷èêà òîêà

BATT

Êîìïåíñèðóþùèé
ìåòàëëè÷åñêèé ðåçèñòîð

R0

–
ÌÄÌ
BATT óñèëèòåëü
+

Ïåðåêëþ÷àòåëü
ïîòîêîâ
ìîùíîñòè

BATT

Èçìåðåíèå òîêà
çàðÿäà/ðàçðÿäà

Èçìåðåíèå òîêà
ðàçðÿäà

R1

R1

(à)

(á)

Ðèñóíîê 6. Èçìåðåíèå òîêà çàðÿäà/ðàçðÿäà:
à) ñ èñïîëüçîâàíèåì âíåøíåãî ðåçèñòîðíîãî äàò÷èêà;
á) ñ èñïîëüçîâàíèåì êîììóòàòîðà ïîòîêîâ ìîùíîñòè.

32

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

íèÿ ñ äîñòàòî÷íîé òî÷íîñòüþ, ïðè÷åì äâóìÿ
ñïîñîáàìè. Äëÿ ïåðâîãî ñïîñîáà òðåáóåòñÿ
äàò÷èê òîêà, â êà÷åñòâå êîòîðîãî èñïîëüçóåòñÿ âíåøíèé ðåçèñòîð, à âòîðîé ñïîñîá îñíîâàí íà èñïîëüçîâàíèè ïåðåêëþ÷àòåëÿ ïîòîêîâ ìîùíîñòè.
Íà Ðèñóíêå 6à èçîáðàæåíà óïðîùåííàÿ
áëîê-ñõåìà öåïè èçìåðåíèÿ òîêà çàðÿäà/ðàçðÿäà, èñïîëüçóþùàÿ âíåøíèé ðåçèñòîð. Âíåøíèé ðåçèñòîð ïðåäïî÷òèòåëüíåå
âíóòðåííåãî èç-çà ëó÷øåé òåìïåðàòóðíîé
ñòàáèëüíîñòè. Îñíîâíàÿ èäåÿ ýòîãî ñïîñîáà
çàêëþ÷àåòñÿ â èçìåðåíèè íåáîëüøîé ÷àñòè
òîêà, îòâîäèìîé â ðåçèñòîð R0 îò òîêà, òåêóùåãî ÷åðåç âíåøíèé ðåçèñòîð. Äëÿ èçìåðåíèé èñïîëüçóåòñÿ ÌÄÌ óñèëèòåëü, ñìåùåíèå
êîòîðîãî î÷åíü íåçíà÷èòåëüíî, è âêëàä â ñóììàðíóþ ïîãðåøíîñòü ìèíèìàëåí. Íà ðåçèñòîðå R1 ïàäàåò íàïðÿæåíèå, ïðîïîðöèîíàëüíîå òîêó çàðÿäà/ðàçðÿäà. Íåäîñòàòêîì ýòîãî
ñïîñîáà ÿâëÿåòñÿ èñïîëüçîâàíèå äîïîëíèòåëüíîãî âíåøíåãî ýëåìåíòà, çàíèìàþùåãî
ïëîùàäü íà ïå÷àòíîé ïëàòå è óâåëè÷èâàþùåãî îáùóþ ñòîèìîñòü ñèñòåìû. Äëÿ ðàñøèðåíèÿ ôóíêöèîíàëüíûõ âîçìîæíîñòåé ñõåìû
ìû äîáàâèëè óçåë, èçìåðÿþùèé òîê, êîòîðûé
ïðîõîäèò ÷åðåç ïåðåêëþ÷àòåëü ïîòîêîâ ìîùíîñòè. Åãî óïðîùåííàÿ áëîê-ñõåìà èçîáðàæåíà íà Ðèñóíêå 6á. Ïðèíöèï ðàáîòû ýòîé
ñõåìû òàêîé æå, êàê è ñõåìû ñ âíåøíèì
ðåçèñòîðîì. Îòëè÷èå çàêëþ÷àåòñÿ â ýëåìåíòàõ êîìïåíñàöèè.  äàííîì ñëó÷àå íåáîëüøîé òîê îòáèðàåòñÿ P-êàíàëüíûì ÌÎÏ òðàíçèñòîðîì, âîëüòàìïåðíàÿ õàðàêòåðèñòèêà
êîòîðîãî ïîäîáíà õàðàêòåðèñòèêå ïåðåêëþ÷àòåëÿ ïîòîêîâ. Îäíàêî èç-çà ìàëîãî ñîïðî-

Ïåðåêëþ÷àòåëü
ïîòîêîâ ìîùíîñòè
Mpp1

Mpp2

Ðèñóíîê 7. Òîïîëîãèÿ ðåàëèçîâàííîé ñõåìû
çàðÿäíîãî óñòðîéñòâà.

òèâëåíèÿ êàíàëà ìîùíîãî òðàíçèñòîðà ïàðàçèòíîå ñîïðîòèâëåíèå, îáóñëîâëåííîå
ìåòàëëè÷åñêèìè êîíòàêòàìè, ñîåäèíÿþùèìè
ñòîê è èñòîê ñ âûâîäàìè êîðïóñà, óâåëè÷èâàåò ðåàëüíîå ñîïðîòèâëåíèå ïî ñðàâíåíèþ ñî
çíà÷åíèåì, èñïîëüçîâàííûì ïðè ìîäåëèðîâàíèè. Ýòà ïàðàçèòíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ îáùåãî ñîïðîòèâëåíèÿ êîìïåíñèðóåòñÿ ìåòàëëè÷åñêèì ðåçèñòîðîì R0, áåç êîòîðîãî îíà
çàìåòíî âëèÿëà áû íà òî÷íîñòü èçìåðåíèÿ
çàðÿäíîãî è ðàçðÿäíîãî òîêà.

3. Ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé
Íà îñíîâå 18-ìêì ÊÌÎÏ ïðîöåññà áûëî
èçãîòîâëåíî ëèíåéíîå çàðÿäíîå óñòðîéñòâî ñ
ïàðàëëåëüíûìè ïîòîêàìè ìîùíîñòè, ñîäåðæàùåå òðàíçèñòîðû ñ ðàáî÷èìè íàïðÿæåíèÿìè 5  è 28 Â. Àêòèâíàÿ ïëîùàäü êðèñòàëëà
ñîñòàâëÿåò 1.4 ìì2 (Ðèñóíîê 7). Èñïîëüçóåìûé â êà÷åñòâå Mpp1 28-âîëüòîâûé Nêàíàëüíûé ÌÎÏ òðàíçèñòîð çàíèìàåò ïëîùàäü 0.25 ìì2 è èìååò èçìåðåííîå ñîïðîòèâëåíèå îòêðûòîãî êàíàëà 360 ìÎì. Àíàëîãè÷íûé òðàíçèñòîð, âûïîëíÿþùèé ôóíêöèè
12

1200
10
8

800

IBATT
ÎÃÐÀÍÈ×ÈÒÅËÜ LDO

600

6
4

ÎØÈÁÊÀ IBATT
ÎØÈÁÊÀ
ÎÃÐÀÍÈ×ÈÒÅËß LDO

400

ÎØÈÁÊÀ (%)

Òîê (ìÀ)

1000

2
0

200

–2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Êîä ïîäñòðîéêè

Ðèñóíîê 8. Òî÷íîñòü ïîääåðæàíèÿ òîêà çàðÿäà áàòàðåè.

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

ÑÒÀÒÜÈ

33

1400
1200

Òîê (ìÀ)

1000
IVIN

800

IBATT

600
400

1…

90

1…

0
1…

0

0

80

70

0

0

60

0

0

50

40

30

0

0

20

50

10

40

30

20

1

10

200

Òîê íàãðóçêè (ìÀ)

Ðèñóíîê 9. Îïåðàöèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ òîêîâ.

IBATT ôàêò.
V/IBATT èçì.

1.60

V/IBATT èçì.
IBATT ôàêò.

1.60

1.20

1.20
( Â, À )

íèåì 61 ìÎì çàíèìàåò íà êðèñòàëëå 0.3 ìì2.
Íà Ðèñóíêå 8 ïðåäñòàâëåíû ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòàòû, èç êîòîðûõ âèäíî, ÷òî
ïîñëå ïîäñòðîéêè ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå â äèàïàçîíå òîêîâ îò 50 äî 1200 ìÀ òî÷íîñòü ïîääåðæàíèÿ òîêà çàðÿäà ñîñòàâëÿåò
±2%, à îãðàíè÷èòåëÿ òîêà LDO – +10%/–1%.
Îáðàçöû áûëè íàñòðîåíû ïðè òîêå 750 ìÀ.
Ïðè ýòîì òî÷íîñòü ñîñòàâèëà ±2% â äèàïàçîíå òåìïåðàòóð îò –40 °C äî 125 °C.
Ñõåìà àäàïòèâíîãî ïåðåðàñïðåäåëåíèÿ
ïðîâåðÿëàñü ïðè ðàçëè÷íûõ óðîâíÿõ îãðàíè÷åíèÿ òîêà ñèñòåìíîãî LDO è ðàçëè÷íûõ
òîêàõ çàðÿäà áàòàðåè. Íà Ðèñóíêå 9 ïîêàçàíû
çàâèñèìîñòè âõîäíûõ è çàðÿäíûõ òîêîâ îò
òîêà âíåøíåé íàãðóçêè ïðè óðîâíÿõ îãðàíè÷åíèÿ òîêîâ 1200 ìÀ äëÿ LDO è 1150 ìÀ äëÿ
ñõåìû çàðÿäà áàòàðåè. Êàê âèäíî èç ãðàôèêîâ, ñ óâåëè÷åíèåì òîêà íàãðóçêè òîê çàðÿäà
ïàäàåò òàêèì îáðàçîì, ÷òî âõîäíîé òîê íå

ïðåâûøàåò ðàçðåøåííîãî óðîâíÿ. Òî÷íîñòü
ïîääåðæàíèÿ âõîäíîãî òîêà âî âðåìÿ

( À, Â )

Mpp2, èìååò èçìåðåííîå ñîïðîòèâëåíèå
îòêðûòîãî êàíàëà 460 ìÎì. Ïåðåêëþ÷àþùèé
ïîòîêè ìîùíîñòè 5-âîëüòîâûé P-êàíàëüíûé
ÌÎÏ òðàíçèñòîð ñ èçìåðåííûì ñîïðîòèâëå-

800m
400m

800m
400m

0.00

0.00
0.0

1.2

0.0

1.2

Òîê íàãðóçêè

Òîê íàãðóçêè

(à)

(á)

Ðèñóíîê 10. Èçìåðåíèå òîêà ðàçðÿäà áàòàðåè ÷åðåç êîììóòàòîð ïîòîêîâ ìîùíîñòè:
à) áåç êîìïåíñèðóþùåãî ìåòàëëè÷åñêîãî ðåçèñòîðà;
á) ñ êîìïåíñèðóþùèì ìåòàëëè÷åñêèì
ðåçèñòîðîì.

ïåðåðàñïðåäåëåíèÿ ïîòîêîâ ìîùíîñòè
ñîñòàâëÿåò ±2.5% â òåìïåðàòóðíîì äèàïàçîíå îò –40 °C äî 125 °C.

Òàáëèöà 1. Ñâîäêà îñíîâíûõ ïàðàìåòðîâ ñõåìû ïðåäëîæåííîé àðõèòåêòóðû
Îáîçíà÷åíèå
VIN
VTERM
DVTERM
ICHG
DICHG
ISYS
DISYS
DISHARE
DIDISCHG
S

34

Ïàðàìåòð
Äèàïàçîí âõîäíûõ íàïðÿæåíèé
Íàïðÿæåíèå ïðåêðàùåíèÿ çàðÿäà
Òî÷íîñòü óñòàíîâêè íàïðÿæåíèÿ ïðåêðàùåíèÿ çàðÿäà
Òîê çàðÿäà áàòàðåè
Òî÷íîñòü óñòàíîâêè òîêà çàðÿäà áàòàðåè
Òîê ñèñòåìû
Òî÷íîñòü óñòàíîâêè òîêà ñèñòåìû
Òî÷íîñòü ñõåìû àäàïòèâíîãî ïåðåðàñïðåäåëåíèÿ òîêà
Òî÷íîñòü èçìåðåíèÿ òîêà ðàçðÿäà áàòàðåè
Ïëîùàäü

ÑÒÀÒÜÈ

Çíà÷åíèå
4.4 … 28 Â
4.1 … 4.0 Â
±0.35%
50 … 1200 ìÀ
±2%
50 … 1200 ìÀ
+10%/–1%
±2.5%
+6%/–3%
1.4 ìì2

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

7

1400

6
1200

4

Òîê (ìÀ)

1000
IBATT ôàêò.

800

IBATT èçì.

600

3
2
1
0

400

ÎØÈÁÊÀ (%)

5

–1
–2

200
10
50
102
152
202
252
302
352
402
452
502
552
602
652
702
752
802
852
902
952
1002
1052
1102
1152
1200

–3

Òîê íàãðóçêè (ìÀ)

Ðèñóíîê 11. Èçìåðåíèå òîêà ðàçðÿäà áàòàðåè ÷åðåç êîììóòàòîð ïîòîêîâ ìîùíîñòè.

 ñõåìå èçìåðåíèÿ òîêà èñïîëüçóåòñÿ êîìïåíñèðóþùèé ìåòàëëè÷åñêèé ðåçèñòîð, îáðàçîâàííûé ñîïðîòèâëåíèÿìè êîíòàêòîâ è
âíåøíèõ ñòîëáèêîâûõ âûâîäîâ. Ïðåäñòàâëåííûå íà Ðèñóíêå 10á ðåçóëüòàòû ìîäåëèðîâàíèÿ ïîêàçûâàþò, ÷òî êîìïåíñàöèÿ âíîñèò çíà÷èòåëüíóþ îøèáêó â èçìåðåíèÿ òîêà,
ïî ñðàâíåíèþ ñî ñõåìîé íà Ðèñóíêå 10à, ãäå
êîìïåíñèðóþùèé ðåçèñòîð îòñóòñòâóåò. Îäíàêî ðåàëüíûå èçìåðåíèÿ äåìîíñòðèðóþò âûñîêóþ òî÷íîñòü (Ðèñóíîê 11), è, òàêèì îáðàçîì,
ìîæíî çàêëþ÷èòü, ÷òî îöåíêà òðåáóåìîé âåëè÷èíû êîìïåíñèðóþùåãî ýëåìåíòà áûëà ñäåëàíà ïðàâèëüíî. Òî÷íîñòü èçìåðåíèÿ òîêà
ðàçðÿäà áàòàðåè ñîñòàâèëà +6/–3%. Ñâîäêà
îñíîâíûõ ïàðàìåòðîâ ñõåìû ïðåäëîæåííîé
àðõèòåêòóðû ïðåäñòàâëåíà â Òàáëèöå 1.

4. Çàêëþ÷åíèå
Öåëüþ ïðåäñòàâëåííîé ðàáîòû áûëî
ñîçäàíèå çàðÿäíîãî óñòðîéñòâà äëÿ Li-ion

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

àêêóìóëÿòîðîâ, çàíèìàþùåãî íà êðèñòàëëå
êðåìíèÿ ìåíüøóþ ïëîùàäü, ÷åì òðàäèöèîííûå ñõåìû ïðè òîé æå ðàññåèâàåìîé ìîùíîñòè. Ïîìèìî ýòîãî, ñòàâèëàñü çàäà÷à ïîâûøåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè çàðÿäà è ðàçðÿäà áàòàðåè. Äëÿ ðåàëèçàöèè ýòèõ öåëåé ìû èñïîëüçîâàëè ðàçëè÷íûå ïîäõîäû ê ïðîåêòèðîâàíèþ. Ñîêðàùåíèå ïëîùàäè êðèñòàëëà áûëî
äîñòèãíóòî ââåäåíèåì ñòðóêòóðû ñ ïàðàëëåëüíûìè ïîòîêàìè ìîùíîñòè, îñíîâàííîé
íà N-êàíàëüíûõ ÌÎÏ òðàíçèñòîðàõ. Êîììóòàòîð ïîòîêîâ ìîùíîñòè è ñõåìà àäàïòèâíîãî
ïåðåðàñïðåäåëåíèÿ òîêà ïîâûøàþò ýôôåêòèâíîñòü ïðîöåññîâ çàðÿäà è ðàçðÿäà áàòàðåè. Êðîìå òîãî, ïðåäëîæåííàÿ ñõåìà èçìåðåíèÿ òîêà çàðÿäà/ðàçðÿäà, õàðàêòåðèçóþùàÿñÿ îòíîñèòåëüíî âûñîêîé òî÷íîñòüþ,
ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü ýòó ñõåìó â êîìáèíàöèè ñ âíåøíèìè ñèñòåìàìè èçìåðåíèÿ óðîâíÿ çàðÿäà. Ïîäîáíàÿ êîìáèíàöèÿ ìîæåò óëó÷øèòü óïðàâëåíèå áàòàðååé ïîðòàòèâíîãî
óñòðîéñòâà. ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

35

Highscreen
Black Box Outdoor:
íåïëîõàÿ ýêñòðèì-êàìåðà è âèäåîðåãèñòðàòîð â îäíîì ôëàêîíå
ÑÑåãîäíÿ

íà ðîññèéñêîì ðûíêå àâòîìîáèëüíûõ âèäåîðåãèñòðàòîðîâ ïðåäñòàâëåíî
íåìàëî óñòðîéñòâ ðàçëè÷íûõ òèïîâ. Ýòî è
îáûêíîâåííûå àâòîðåãè, è êîìáèíèðîâàííûå
óñòðîéñòâà. Íàïðèìåð, ãèáðèä ðåãèñòðàòîðà
ñ ðàäàð-äåòåêòîðîì èëè ñ íàâèãàòîðîì, èëè
æå ñ ýêñòðèì-êàìåðîé. Êàê ðàç î ïðåäñòàâèòåëå ïîñëåäíåãî òèïà ñåãîäíÿ è ïîéäåò ðå÷ü,
çíàêîìüòåñü – Highscreen Black Box Outdoor.

Îòêðûâ êîðîáêó, ïîìèìî ñàìîãî ðåãèñòðàòîðà, ìû îáíàðóæèëè â íåé áîëüøîå êîëè÷åñòâî ðàçëè÷íûõ êðåïëåíèé (âñå-òàêè ýêñòðèìêàìåðà) è êàáåëåé. Íà÷íåì ïî ïîðÿäêó: *
ñúåìíûé ìîäóëü ÆÊ-äèñïëåÿ;
! îáîéìà äëÿ êðåïëåíèÿ;
! àâòîìîáèëüíûé äåðæàòåëü;
! äåðæàòåëü íà ðóëü âåëîñèïåäà èëè ìîòîöèêëà;
! äåðæàòåëü äëÿ ïëîñêîé ïîâåðõíîñòè íà
îñíîâå ñêîò÷à 3M (ïëþñ çàïàñíàÿ íàêëåéêà ñî ñêîò÷åì);
! äåðæàòåëü íà øëåì;
! ïóëüò äèñòàíöèîííîãî óïðàâëåíèÿ;
! àâòîìîáèëüíîå çàðÿäíîå óñòðîéñòâî;
! êàáåëü ïèòàíèÿ;
! êàáåëü USB;
! êàáåëü AV;
! ÷åõîë â âèäå ïðîðåçèíåííîãî ìåøî÷êà;

36

! íàøåéíûé øíóðîê;
! èíñòðóêöèÿ;
! ãàðàíòèéíûé òàëîí.

Ñêàæåì ÷åñòíî, íå÷àñòî âñòðå÷àåøü
íàñòîëüêî áîãàòóþ êîìïëåêòàöèþ. Êîðïóñ
Highscreen Black Box Outdoor ñäåëàí èç ÷åðíîãî ïëàñòèêà ðàçíûõ òèïîâ. Êà÷åñòâî ñáîðêè
âûñîêîå, íè çàçîðîâ ìåæäó ÷àñòÿìè êîðïóñà,
íè çàóñåíöåâ íà ïëàñòèêå ìû íå îáíàðóæèëè.
Ýòî íåìóäðåíî, ãàäæåò îòâå÷àåò ñòàíäàðòó
çàùèùåííîñòè IPX6. Ýòî ãîâîðèò î òîì, ÷òî
óñòðîéñòâî íå áîèòñÿ âëàãè – åãî ìîæíî
èñïîëüçîâàòü äàæå ïîä äîæäåì, ïðàâäà
ïîãðóæàòü àïïàðàò ïîä âîäó íå ñëåäóåò, ýòîãî
èñïûòàíèÿ îí ìîæåò íå âûäåðæàòü.

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

Êîíñòðóêöèÿ Highscreen Black Box Outdoor
õîðîøî ïðîäóìàíà. Óñòðîéñòâî ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íåáîëüøîå «áðåâíûøêî» äëèíîé â 8
ñì è 3 ñì â äèàìåòðå. Â ïðèíöèïå, ýòî è åñòü
ñàì ðåãèñòðàòîð, íî ê íåìó ìîæíî ïðèêðåïèòü
êîìïëåêòíûé ìîäóëü ñ 1.5-äþéìîâûì ýêðàíîì è êëàâèøàìè óïðàâëåíèÿ. Ïî çàäóìêå,
«ñîáðàííûé» àïïàðàò ñëåäóåò èñïîëüçîâàòü
â àâòîìîáèëå – íà ýêðàíå âû ñìîæåòå ïðîñìîòðåòü çàñíÿòîå âèäåî, «ïîáðîäèòü» ïî
ìåíþ è íàöåëèòü êàìåðó. À åñëè æå âû
èñïîëüçóåòå ðåãèñòðàòîð âíå àâòî, òî äèñïëåé ëó÷øå ñíÿòü, òàê è êîìïàêòíåå, äà è
ìåíüøå ðèñê ïîâðåäèòü ýêðàí âî âðåìÿ
àêòèâíîãî îòäûõà. Ãàäæåò íà ñàìîì äåëå
õîðîøî ïðîäóìàí, â íåì äàæå ïðåäóñìîòðåí
ëàçåðíûé óðîâåíü, êîòîðûé ïîìîæåò ïðàâèëüíî íàïðàâèòü êàìåðó, åñëè äèñïëåé ñíÿò.
Çäåñü æå ñêàæåì î âðåìåíè àâòîíîìíîé ðàáîòû, îíî ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 1.5 ÷àñà (åìêîñòü àêêóìóëÿòîðà – 550 ìÀ×÷).
Highscreen Black Box Outdoor ìîæåò çàïèñûâàòü âèäåî â äâóõ ôîðìàòàõ: HD 720p
(1280 ´ 720) è Full HD 1080p (1920 ´ 1080). Â

ïåðâîì ñëó÷àå óãîë îáçîðà êàìåðû áóäåò
ðàâåí 135 ãðàäóñàì, à âî âòîðîì 110 ãðàäóñîâ. Êñòàòè, î êàìåðå, îíà 5-ìåãàïèêñåëüíàÿ
è âûïîëíåíà íà áàçå CMOS-ìàòðèöû. Óêàçàííîå âûøå ðàçðåøåíèå ÿâëÿåòñÿ ðåàëüíûì, à íå ðàñòÿíóòûì çà ñ÷åò èíòåðïîëÿöèè.
Ýòîò ôàêò íå ìîæåò íå ðàäîâàòü. Ïðàâäà, â
ñëó÷àå ñ ôîòîãðàôèÿìè èíòåðïîëÿöèÿ âñå
æå áóäåò èñïîëüçîâàòüñÿ, åñëè âû âûáåðåòå â
íàñòðîéêàõ ðàçðåøåíèå ñíèìêîâ âûøå 5 Ìï
(ìàêñèìàëüíî 12 Ìï). Ïîëüçîâàòåëþ ïðåäîñòàâëÿåòñÿ âûáîð, êàê áóäåò âåñòèñü çàïèñü
– ôðàãìåíòàìè (ïî 2, 5, 10 èëè 15 ìèíóò) èëè
æå íåïðåðûâíî.
Highscreen Black Box Outdoor – õîðîøèé
ïðèìåð òîãî, ÷òî êîìáèíèðîâàííûå ãàäæåòû
ìîãóò õîðîøî âûïîëíÿòü âñå çàëîæåííûå â
íèõ ôóíêöèè. Äàííîå óñòðîéñòâî ïðåêðàñíî
ñïðàâëÿåòñÿ, êàê ñ çàïèñüþ âèäåî â àâòîìîáèëå, òàê è âî âðåìÿ àêòèâíîãî îòäûõà. Ïëþñ
êî âñåìó, êîðïóñ, ñîîòâåòñòâóþùèé ñòàíäàðòó çàùèùåííîñòè IPX6. Íàïîìíèì, ñòîèò
Highscreen Black Box Outdoor ïðèìåðíî 8000
ðóáëåé. ÐË

Çàãðóçêè
Âèäåî: http://www.youtube.com/watch?v=rIA0WuIn4XQ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

ÑÒÀÒÜÈ

37

Áåñïðîâîäíàÿ òåõíîëîãèÿ
ïåðåäà÷è
âûñîêîêà÷åñòâåííîãî çâóêà

PurePath Wireless Audio
êîìïàíèè Texas Instruments
Þðèé Ïåòðîïàâëîâñêèé

Ê

Êîìïàíèÿ Texas Instruments (TI) ðàçðàáàòûâàåò è ïðîèçâîäèò ýëåêòðîííûå êîìïîíåíòû è ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå äëÿ ðàçëè÷íûõ áåñïðîâîäíûõ ñèñòåì ïåðåäà÷è äàííûõ
â ñîîòâåòñòâèè ñ ïðîòîêîëàìè è ñòàíäàðòàìè
RFID, Bluetooth, RF4CE, 6LoWPAN, WI-FI,
ZigBee è äðóãèõ. Äëÿ áåñïðîâîäíîé ïåðåäà÷è
ïîòîêîâîãî öèôðîâîãî çâóêà êîìïàíèÿ ïðåäëàãàåò ðåøåíèÿ íà îñíîâå òåõíîëîãèè
PureParth Wireless Audio. Òåõíîëîãèÿ ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ ñîçäàíèÿ áåñïðîâîäíûõ ñåòåé
òèïà òî÷êà-òî÷êà è çâåçäà â äèàïàçîíå ÷àñòîò
2.4 ÃÃö. Â Ðîññèè ðàçâåðòûâàíèå áåñïðîâîäíûõ ñåòåé äàííîãî òèïà ðåãëàìåíòèðîâàíî íà
îñíîâàíèè Ðåøåíèÿ Ãîñóäàðñòâåííîé êîìèññèè ïî ðàäèî÷àñòîòàì (ÃÊÐ×) ¹ 08-24-01-001
îò 28.04.2008 è ¹07-20-03-001 îò 07.05 2007,
êîòîðûìè ðàçðåøàåòñÿ áåñïëàòíîå èñïîëüçîâàíèå ÷àñòîòû 2.45 ÃÃö áåç îôîðìëåíèÿ
ñïåöèàëüíîãî ðàçðåøåíèÿ, ïðè óñëîâèè
ñîáëþäåíèÿ òðåáîâàíèé ïî øèðèíå ïîëîñû
èçëó÷àåìûõ ÷àñòîò è ìîùíîñòè (äî 100 ìÂò).
Îñíîâíûå îñîáåííîñòè è ïðåèìóùåñòâà òåõíîëîãèè PurePath Wireless:
! îäíîêðèñòàëüíîå ðåøåíèå äëÿ âûñîêîêà÷åñòâåííîé áåñïðîâîäíîé ïåðåäà÷è öèôðîâîãî çâóêà;
! ýëåìåíòû òåõíîëîãèè: ÁÈÑ, Â×-ïðîòîêîë,
ñðåäñòâà ðàçðàáîòêè ïðèëîæåíèé, âñòðîåííûå çâóêîâûå, óïðàâëÿþùèå è ïîëüçîâàòåëüñêèå èíòåðôåéñû;
! 16-òè ðàçðÿäíûé êàíàë ïåðåäà÷è çâóêîâûõ
äàííûõ ñ ÷àñòîòàìè äèñêðåòèçàöèè
44.1/48 êÃö;
! âîçìîæíîñòü ìíîãîêàíàëüíîé ïåðåäà÷è
ïîòîêîâîãî àóäèî;

38

! ïîääåðæêà USB èíòåðôåéñà;
! áåñïëàòíîå ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå
PurePath Wireless Configurator;
! âñòðîåííûé èíòåëëåêòóàëüíûé çâóêîâîé
ïðîòîêîë;
! áåñïðîâîäíàÿ ïåðåäà÷à ñòåðåîçâóêà áåç
êîìïðåññèè è ïîòåðü;
! ïîëíàÿ ôóíêöèîíàëüíîñòü, íå òðåáóþùàÿ
äîïîëíèòåëüíîé ðàçðàáîòêè ÏÎ;
! çâóêîâûå ôîðìàòû I2S, DSP/TDM è äðóãèå,
ïîääåðæêà êîäåêîâ, ÀÖÏ/ÖÀÏ è óñèëèòåëåé êëàññà D;
! âîçìîæíîñòü ðàñøèðåíèÿ ôóíêöèîíàëüíîñòè çà ñ÷åò èñïîëüçîâàíèÿ âíåøíåãî
õîñò ðîöåññîðà;
! âîçìîæíîñòü ïðåîáðàçîâàíèÿ ôîðìàòà
äàííûõ;
! ñîâìåñòèìîñòü ñ äðóãèìè ñèñòåìàìè
áåñïðîâîäíîé ïåðåäà÷è äèàïàçîíà
2.4 ÃÃö.
Îñíîâíûå ïðèëîæåíèÿ òåõíîëîãèè: áåñïðîâîäíûå íàóøíèêè è ìèêðîôîíû, àêóñòè÷åñêèå ñèñòåìû, çàìåíà çâóêîâûõ êàáåëåé,
ñèñòåìû äîìàøíåãî êèíîòåàòðà è ò. ï. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ðåàëèçàöèÿ ñèñòåì áåñïðîâîäíîãî äîìàøíåãî êèíîòåàòðà (ÄÊ) òðåáóåò
ïðèìåíåíèÿ àêòèâíûõ àêóñòè÷åñêèõ ñèñòåì ñ
ïèòàíèåì îò ñåòè ïåðåìåííîãî òîêà, ÷òî
çàòðóäíÿåò èõ ïðàêòè÷åñêóþ ðåàëèçàöèþ.
Ñóùåñòâóþò áîëåå ïðîñòûå ñèñòåìû ÄÊ,
íàïðèìåð, ñ èñïîëüçîâàíèåì àêòèâíûõ ïàíåëåé îáúåìíîãî çâó÷àíèÿ – ñàóíäáàðîâ è áåñïðîâîäíîãî ñàáâóôåðà. Íåñêîëüêî òàêèõ
ðåøåíèé ïðåäëàãàåò èçâåñòíàÿ çâóêîòåõíè÷åñêàÿ êîìïàíèÿ Polk Audio, íà Ðèñóíêå 1

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

Ðèñóíîê 1. Áåñïðîâîäíàÿ ñèñòåìà ÄÊ êîìïàíèè Polk Audio.

ïîêàçàí ïðèìåð ðàçìåùåíèÿ ñèñòåìû ÄÊ
Polk Audio ñ ïàíåëüþ îáúåìíîãî çâó÷àíèÿ è
àêòèâíûì áåñïðîâîäíûì ñàáâóôåðîì. Ïàíåëè îáúåìíîãî çâóêà Polk Audio (Surroudbar),
êðîìå ïîâåðíóòûõ ïîä îïðåäåëåííûìè óãëàìè äèíàìè÷åñêèõ ãîëîâîê è ÓÌÇ× ñîäåðæàò è
ñïåöèàëüíûé ýëåêòðîííûé áëîê, îáåñïå÷èâàþùèé «îêðóæåíèå çâóêîì» çà ñ÷åò îòðàæåíèé
îò ñòåí è ñïåöèàëüíîãî àëãîðèòìà îáðàáîòêè
ñèãíàëîâ ôðîíòàëüíûõ è òûëîâûõ êàíàëîâ.
Îáúåìíàÿ çâóêîâàÿ êàðòèíà, ôîðìèðóåìàÿ ñ ïîìîùüþ ñàóíäáàðîâ áëèçêà ê çâóêîâîé
êàðòèíå, ñîçäàâàåìîé òðàäèöèîííûìè ñèñòåìàìè ïðè ïðîñëóøèâàíèè íà ðàññòîÿíèè íå
áîëåå 2-3 ìåòðîâ îò öåíòðà ïàíåëè, óñòàíîâëåííîé ïîä èëè íàä òåëåâèçîðîì. Ïðè ñàìîñòîÿòåëüíîé óñòàíîâêå ïðèåìíèêà áåñïðîâîäíîãî ñèãíàëà â ñàáâóôåð âïîëíå âîçìîæíî è
äîáàâëåíèå â íåãî äîïîëíèòåëüíûõ ÓÌÇ×
êëàññà  òûëîâûõ êàíàëîâ.  ýòîì ñëó÷àå â
ñèñòåìå ÄÊ ìîæíî îñòàâèòü ïðîâîäíîå ïîäêëþ÷åíèå ôðîíòàëüíûõ êîëîíîê ê óñèëèòåëþ
(ðåñèâåðó) è òûëîâûõ ê ñàáâóôåðó, à áåñïðîâîäíîé êàíàë ïðè ýòîì áóäåò ñîñòîÿòü èç
òûëîâûõ è íèçêî÷àñòîòíîãî êàíàëîâ. Ïðè
ðàçìåùåíèè ñàáâóôåðà çà ìåñòîì ïðîñëóøèâàíèÿ (êàê íà Ðèñóíêå 1) ïîòðåáóåòñÿ îäèí
ñåòåâîé ïðîâîä è ïðîâîäà òûëîâûõ êîëîíîê.
Òåõíîëîãèÿ PurePath Wireless Audio ðåàëèçóåòñÿ íà îñíîâå ÁÈÑ òèïà ñèñòåìà-íàêðèñòàëëå (ÑíÊ) ñåìåéñòâà ÑÑ85õõõ.  êàòàëîãå TI 2013 ãîäà ïðåäëàãàåòñÿ 4 òèïà ìèêðîñõåì ýòîãî ñåìåéñòâà – ÑÑ8520, ÑÑ8521,
ÑÑ8530, ÑÑ8531, îòëè÷àþùèõñÿ ÷èñëîì
êàíàëîâ (2 èëè 4) è íàëè÷èåì èíòåðôåéñà
USB (ÑÑ8521, ÑÑ8531).  ñîñòàâ áåñïðîâîäíîé ñåòè âõîäèò îäèí âåäóùèé áëîê, ïîäêëþ÷àåìûé ê ëþáîìó çâóêîâîìó ïðèáîðó, è äî
÷åòûðåõ âåäîìûõ óñòðîéñòâ, èíòåãðèðîâàííûõ â êîíå÷íûå çâóêîâûå ïðèáîðû. Áîëüøè-

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

íñòâî ïðèëîæåíèé PurePath wireless ìîãóò
áûòü ðåàëèçîâàíû áåç ðàçðàáîòêè ñïåöèàëüíîãî ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ, â òàêèõ ïðèëîæåíèÿõ ÑíÊ ïîäêëþ÷àþòñÿ ê èñòî÷íèêó
çâóêîâîãî ñèãíàëà – óñèëèòåëþ, ðåñèâåðó,
ïðîèãðûâàòåëþ äèñêîâ, ÏÊ è äðóãèì ïðèáîðàì, â òîì ÷èñëå ê àóäèî-êîäåêàì, âêëþ÷àÿ
ðåêîìåíäîâàííûå êîìïàíèåé ìèêðîñõåìû
ñåìåéñòâà TLV320AICõõõ. Äëÿ ðàñøèðåíèÿ
ôóíêöèîíàëüíûõ âîçìîæíîñòåé ñåòåâûõ ïðèáîðîâ âîçìîæíî èñïîëüçîâàíèå âíåøíåãî
ìèêðîïðîöåññîðà èëè öèôðîâîãî ñèãíàëüíîãî ïðîöåññîðà (DSP) äëÿ óïðàâëåíèÿ ïåðåäàâàåìûì öèôðîâûì ïîòîêîì è êîíòðîëÿ ñåòåâûõ îïåðàöèé.
Äëÿ ðàñøèðåíèÿ ðàäèóñà äåéñòâèÿ ïðèáîðîâ áåñïðîâîäíîé ñåòè êîìïàíèÿ âûïóñêàåò
ñïåöèàëèçèðîâàííóþ ìèêðîñõåìó CC2590 –
ðàñøèðèòåëü äèíàìè÷åñêîãî äèàïàçîíà, óâåëè÷èâàþùóþ ìîùíîñòü ïåðåäàò÷èêà è óëó÷øàþùóþ ÷óâñòâèòåëüíîñòü ïðèåìíèêà ÑíÊ
ñåìåéñòâà ÑÑ85õõõ.
ÑíÊ ñåìåéñòâà ÑÑ85õõõ ÿâëÿþòñÿ ïëàòôîðìîé äëÿ ðåàëèçàöèè áåñïðîâîäíûõ ñèñòåì ïåðåäà÷è çâóêà áþäæåòíîãî êëàññà è
îòëè÷àþòñÿ íèçêèì ýíåðãîïîòðåáëåíèåì.
Ìèêðîñõåìû âûïîëíåíû â êîðïóñàõ QFN-40
ðàçìåðàìè 6 ´ 6 ´ 1 ìì.
Îñíîâíûå îñîáåííîñòè ÑíÊ:
! Âñòðîåííûé ïðîòîêîë ïåðåäà÷è äàííûõ:
# ïåðåäà÷à öèôðîâûõ çâóêîâûõ ñèãíàëîâ
CD êà÷åñòâà áåç êîìïðåññèè;
# âûñîêàÿ íàäåæíîñòü ñâÿçè è ñîâìåñòèìîñòü ñ äðóãèìè òèïàìè ñèãíàëîâ,
èñïîëüçóåìûìè â äèàïàçîíå 2.4 ÃÃö;
# àäàïòèâíàÿ ïåðåñòðîéêà ÷àñòîòû;
# êîððåêöèÿ è ìàñêèðîâêà îøèáîê ïåðåäà÷è (5/6 FEC);
# áóôåðèçàöèÿ è ðåòðàíñëÿöèÿ äàííûõ;
# îïöèîííàÿ âûñîêîêà÷åñòâåííàÿ êîìïðåññèÿ äàííûõ;
# îòñóòñòâèå íåîáõîäèìîñòè ðàçðàáîòêè
ÏÎ ïðè èñïîëüçîâàíèè àâòîíîìíîãî
ðåæèìà.
! Âíåøíèå ñèñòåìû:
# âîçìîæíîñòü ðàáîòû ïîä óïðàâëåíèåì
âíåøíåãî õîñò ïðîöåññîðà èëè â àâòîíîìíîì ðåæèìå;
# óïðàâëåíèå êîäåêàìè, ÖÀÏ/ÀÖÏ è öèô-

ÑÒÀÒÜÈ

ðîâûìè ÓÇ× ïî èíòåðôåéñàì I2C, SPI;
# ðó÷íîå óïðàâëåíèÿ ôóíêöèÿìè, òàêèìè
êàê âêëþ÷åíèå ïèòàíèÿ, ðåãóëèðîâêà

39

ãðîìêîñòè, áàëàíñà, ïåðåêëþ÷åíèå
êàíàëîâ è äðóãèå ôóíêöèè ïîñðåäñòâîì
ïîäêëþ÷åíèÿ êíîïîê ê ïîðòàì âõîäîâ/âûõîäîâ.
! Â× ñåêöèÿ:
# ñêîðîñòü ïåðåäà÷è äàííûõ 5 Ìáèò/ñ èëè
2 Ìáèò/ñ;
# âûñîêîýôôåêòèâíûé òèï ìîäóëÿöèè (8FSK), ñèìâîëüíàÿ ñêîðîñòü ïåðåäà÷è
2 Ìñèìâîë/ñ;
# ïðîãðàììèðóåìàÿ âûõîäíàÿ ìîùíîñòü
äî +3.5 äÁì è ÷óâñòâèòåëüíîñòü äî
–90 äÁì;
# ïîëíàÿ ñîâìåñòèìîñòü ñ Â× ìèêðîñõåìîé ÑÑ2590 äëÿ óâåëè÷åíèÿ âûõîäíîé
ìîùíîñòè äî +11 äÁì è óëó÷øåíèÿ
÷óâñòâèòåëüíîñòè äî –87 äÁì;
# çàíèìàåìàÿ ïîëîñà ÷àñòîò 3.8 ÌÃö;
# ñîîòâåòñòâèå òðåáîâàíèÿ ìèðîâûõ ðåãóëÿòîðîâ: ñòàíäàðòû ETSI – EN 300 328,
EN 300 440 Class 2 (Åâðîïà), ÔÊÑ (FCC)
– CFR47 Part 15 (ÑØÀ), ARIB – STD-T66
(ßïîíèÿ).
! Ïîääåðæêà öèôðîâûõ çâóêîâûõ ôîðìàòîâ:
# èíòåðôåéñ I2S îäèí èëè äâà êàíàëà
(ÑÑ8520), äî ÷åòûðåõ êàíàëîâ (ÑÑ8530)
ñ ÷àñòîòàìè äèñêðåòèçàöèè 32/40.275/
44.1/48 êÃö è ðàçìåðàìè ñëîâ 16 è 24
ðàçðÿäà, à òàêæå ôîðìàòû ñ ëåâûì è
ïðàâûì âûðàâíèâàíèåì;
# USB èíòåðôåéñ ñ ÷àñòîòàìè äèñêðåòèçàöèè 32/44.1/48 êÃö (16/24 ðàçðÿäà);
# ñíèæåíèå âðåìåíè îæèäàíèÿ äî 10.7 ìñ.
! Èíñòðóìåíòû ïîääåðæêè:
# ÏÎ äëÿ ÏÊ PurePath Wireless Configurator;
# ðóêîâîäñòâî ïîëüçîâàòåëÿ äëÿ ÑíÊ
ÑÑ85õõõ;
# îòëàäî÷íûé íàáîð ðàçðàáîò÷èê à
CC85xxxDK;
# îòëàäî÷íûé íàáîð ðàçðàáîò÷èê à
CC85xxxDÊ-HEADSET.
Ìèêðîñõåìû ñåìåéñòâà ÑÑ85õõõ ìîãóò
ðàáîòàòü ïðè íèçêîì íàïðÿæåíèè ïèòàíèÿ –
2-3.6 Â (ÑÑ8520, ÑÑ8530), 3-3.6 Â (ÑÑ8521,
ÑÑ8531), ïðè ýòîì ïîòðåáëÿåìûé òîê íå ïðåâûøàåò 30 ìÀ â ðàáî÷åì ðåæèìå è 1 ìêÀ â
ðåæèìå ýêîíîìèè (âûêëþ÷åíû ñòàáèëèçàòîðû è êâàðöåâûé ãåíåðàòîð). Ïðèåìíèê ìèêðîñõåì õàðàêòåðèçóåòñÿ áîëüøèì äèíàìè÷åñêèì äèàïàçîíîì, óðîâåíü íàñûùåíèÿ

40

íàñòóïàåò ïðè âõîäíîì ñèãíàëå –2 äÁì (ïðè
ñêîðîñòè ïîòîêà 5 Ìáèò/ñ) è +6 äÁì (2
Ìáèò/ñ), à ïðè ñîâìåñòíîé ðàáîòå ñ ìèêðîñõåìîé ÑÑ2590 – ïðè +12 äÁÌ. Èçáèðàòåëüíîñòü ïî ñîñåäíåìó êàíàëó ïðè ðàññòðîéêå
±4 ÌÃö ñîñòàâëÿåò 8/20 äÁ (ïðè ñêîðîñòÿõ 5/2
Ìáèò/ñ). Ïîëîñà çàíèìàåìûõ êàíàëîì ñâÿçè
÷àñòîò ñîñòàâëÿåò 3.8/3.2 ÌÃö (ïðè ñêîðîñòÿõ
5/2 Ìáèò/ñ). Èìïåäàíñ âõîäà/âûõîäà Â×
÷àñòè ìèêðîñõåì 70 +j30 Îì.
Ñòðóêòóðà ÑíÊ ñåìåéñòâà ÑÑ85õõõ ïðèâåäåíà íà Ðèñóíêå 2, òèïîâàÿ ñõåìà âêëþ÷åíèÿ
ìèêðîñõåì ÑÑ8520, ÑÑ8530 – íà Ðèñóíêå 3,
ÑÑ8521, ÑÑ8531 – íà Ðèñóíêå 4. Ïðèâåäåì
íàçíà÷åíèÿ îñíîâíûõ ôóíêöèîíàëüíûõ âûâîäîâ ìèêðîñõåì.
1 (xANTN/USBN), 2 (xANTP/USBP) – ó ìèêðîñõåì CC8520, CC8530 âûâîäû ÿâëÿþòñÿ âõîäàìè óïðàâëåíèÿ ïåðåêëþ÷àòåëÿ
âíåøíèõ àíòåíí, ó ìèêðîñõåì ÑÑ8521,
ÑÑ8531 – âõîäàìè äàííûõ èíòåðôåéñà
USB.
3 (CSN), 4 (SCLK), 5 (MOSI), 6 (MISO) –
øèíû ïîñëåäîâàòåëüíîãî èíòåðôåéñà
SPI: âûáîð ÷èïà, òàêòîâûå èìïóëüñû
(ââîä/âûâîä), âûõîäíûå äàííûå (âåäóùèé
âûõîä, âåäîìûé âõîä), âõîäíûå äàííûå
(âåäóùèé âõîä, âåäîìûé âûõîä).
7 (GIO1), 8 (GIO2), 9 (GIO3) – âõîäû/âûõîäû îáùåãî íàçíà÷åíèÿ (GPIO) 1,
2, 3.
11 (RSTN) – âõîä ñáðîñà, àêòèâèðóåòñÿ
íèçêèì óðîâíåì (ñîåäèíåíèåì ñ êîðïóñîì).
13 (MCLK/GIO4) – âûõîä òàêòîâûõ èìïóëüñîâ (Master Clock) äëÿ âíåøíèõ çâóêîâûõ
ïðèáîðîâ èëè âõîä/âûõîä 4 îáùåãî íàçíà÷åíèÿ.
14 (BCLK GIO5), 15 (WCLK/GIO6),16
(AD0/GIO7), 17 (AD1/GIO8), 19 (AD2/GIO9)
– âûâîäû äâîéíîãî íàçíà÷åíèÿ – øèíû

ÑÒÀÒÜÈ

ïîñëåäîâàòåëüíîãî èíòåðôåéñà I2S èëè
âõîäû/âûõîäû îáùåãî íàçíà÷åíèÿ 4-9.
21 (Õ1), 22 (Õ2) – âûâîäû äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ
âíåøíåãî êâàðöåâîãî ðåçîíàòîðà íà ÷àñòîòó 48 ÌÃö.
24 (RFP), 25 (RFN) – ïîëîæèòåëüíûé è
îòðèöàòåëüíûé äèôôåðåíöèàëüíûå
âõîäû ìàëîøóìÿùåãî Â× óñèëèòåëÿ/âûõîäû óñèëèòåëÿ ìîùíîñòè ïåðåäàò÷èêà.
32 (SCL), 33 (SDA) – øèíû ïîñëåäîâàòåëüíîãî èíòåðôåéñà I2C.

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

34 (GIO12), 35 (GIO13) – âõîäû/âûõîäû
îáùåãî íàçíà÷åíèÿ 12, 13.
Ðàáîòà áåñïðîâîäíûõ ñåòåé íà îñíîâå
ÑíÊ ñåìåéñòâà ÑÑ85õõõ ìîæåò îñóùåñòâëÿòüñÿ â òðåõ ðåæèìàõ – â àâòîíîìíîì, ñ

óïðàâëåíèåì ÷åðåç èíòåðôåéñ USB è ïîä
óïðàâëåíèåì âíåøíåãî õîñò ïðîöåññîðà. Â
àâòîíîìíîì ðåæèìå ìàñòåð ïðîòîêîë óñòàíàâëèâàåòñÿ ñðàçó ïîñëå âêëþ÷åíèÿ ïèòàíèÿ,
âåäîìûå ïðîòîêîëû çàïóñêàþòñÿ ïîñëå óñòà-

CC85xx
GIO4_MCLK

Ãåíåðàòîð
òàêòîâûõ
ñèãíàëîâ

GIO5_BCLK
GIO6_WCLK

Àóäèî ÔÀÏ×

Çâóêîâîé ñîïðîöåññîð

GIO7_AD0

Ïîñëåäîâàòåëüíûé
çâóêîâîé èíòåðôåéñ

GIO9_AD2
USBP
USBM
CS_N
SCLK
MOSI
GIO0_MISO
GIO10_SCL
GIO11_SDA
GIO1
GIO2
GIO3

Öèôðîâîé ìóëüòèïëåêñîð âõîäîâ/âûõîäîâ

GIO8_AD1

Ïîëíîñêîðîñòíîé USB áëîê

Âåäîìûé SPI èíòåðôåéñ

GIO12

Ãëàâíûé ïðîöåññîð

I2C Ìàñòåð èíòåðôåéñ

Ôëåø ïàìÿòü (32 êÁ)

Çàãðóçî÷íîå ÏÇÓ (4 êÁ)

Â× ñîïðîöåññîð

GIO13
XLNAEN

ÎÇÓ (24 êÁ)

XPAEN

VBAT

DCPL
DVDD

Ñõåìà êîíòðîëÿ
íàïðÿæåíèÿ
àêêóìóëÿòîðà

Ñòàáèëèçàòîð
íàïðÿæåíèÿ

Êîíòðîëëåð
íàïðÿæåíèÿ

Â× òàéìåð

XO2

Êâàðöåâûé
ãåíåðàòîð

Ñèíòåçàòîð
÷àñòîòû

Àíàëîãîâûé Â×/öèôðîâîé èíòåðôåéñ
ÖÀÏ

ÔÍ×

ÖÀÏ

ÔÍ×

ÓÌ
RF_P

Ñõåìà
òàêòèðîâàíèÿ
è ñáðîñà
XO1

Ìîäåì

Ñèíòåçàòîð
÷àñòîòû
ÀÖÏ

ÀÀÔ

ÀÖÏ

ÀÀÔ

RF_N
ÌØÓ

Ðèñóíîê 2. Ñòðóêòóðà ÑíÊ ñåìåéñòâà ÑÑ85õõõ.

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

ÑÒÀÒÜÈ

41

2.0 Â - 3.6 Â
Èñòî÷íèê ïèòàíèÿ

R101

VBAT 29

3 CSN

AVDD 28

4 SCLK

AVDD 27

5 MOSI

AVDD 26

CC8520/30

Àíòåííà
(50 Îì)
C301
C306

L302

RF_N 25

7 GIO1

RF_P 24

8 GIO2

AVDD 23

L303
C305

C302
C303

L301

C401

XTAL

20 AVDD

AD2/
19 GIO9

18 IOVDD

AD1/
17 GIO8

AD0/
16 GIO7

15 WCLK/
GIO6

X1 21

BCLK/
14 GIO5

10 IOVDD

MCLK/
13 GIO4

X0 22

12 IOVDD

9 GIO3

L304

C402

6 MISO

11 RSTN

Àíòåííà
(50 Îì)

Îïöèîííî:
CC2590 Âíåøíèé ÓÌ/ÌØÓ

RBIAS 30

2 xANTP

Çâóêîâîé
ïðèáîð

CC2590 +
Ñîãëàñóþùåå
óñòðîéñòâî/
ôèëüòð

AVDD 31

GIOI2 34

SDA/ 33
GIO11
SCL/ 32
GIO10

GIOI3 35

IOVDD 37

1 xANTM

xPAEN/ 36
GIO14

DCPL 39

xLNAEN/ 38
GIO15

DVDD 40

C391

Ðèñóíîê 3. Òèïîâîå âêëþ÷åíèå ìèêðîñõåì ÑÑ8520/ÑÑ8530.

2.0 Â - 3.6 Â
Èñòî÷íèê ïèòàíèÿ

R101

AVDD 31

SDA/ 33
GIO11
SCL/ 32
GIO10

GIOI2 34

GIOI3 35

xPAEN/ 36
GIO14

Îïöèîííî:
CC2590 Âíåøíèé ÓÌ/ÌØÓ

VBAT 29

47 pF

3 CSN

AVDD 28

4 SCLK

AVDD 27
AVDD 26
C306

RF_N 25

L303
C305

L304

C302
C303

L301

C401

20 AVDD

X1 21
AD2/
19 GIO9

10 IOVDD

18 IOVDD

X0 22
AD0/
16 GIO7
AD1/
17 GIO8

AVDD 23

9 GIO3
15 WCLK/
GIO6

8 GIO2

12 IOVDD

RF_P 24

11 RSTN

7 GIO1

L302

C402

CC8520/30

6 MISO

Àíòåííà
(50 Îì)
C301

XTAL

5 MOSI

BCLK/
14 GIO5

1.5k ohm

Àíòåííà
(50 Îì)

CC2590 +
Ñîãëàñóþùåå
óñòðîéñòâî/
ôèëüòð

RBIAS 30

2 xANTP
33 ohm

MCLK/
13 GIO4

USB D+

1 xANTM

IOVDD 37

USB D-

DCPL 39

47 pF
33 ohm

xLNAEN/ 38
GIO15

DVDD 40

C391

Ðèñóíîê 4. Òèïîâîå âêëþ÷åíèå ìèêðîñõåì ÑÑ8521/ÑÑ8531.

íîâëåíèÿ ðàäèîñâÿçè ñâÿçè è ñèíõðîíèçàöèè
ñ ìàñòåð óñòðîéñòâîì àâòîìàòè÷åñêè èëè
ïîñëå íàæàòèÿ êíîïêè çàïóñêà.
Ïîëüçîâàòåëüñêèé èíòåðôåéñ â âèäå êíîïîê, ïåðåêëþ÷àòåëåé è èíäèêàòîðíûõ ñâåòîäèîäîâ ïîäêëþ÷àåòñÿ ê âûâîäàì âõîäîâ/âûõîäîâ îáùåãî íàçíà÷åíèÿ (GIO) ìèêðîñõåì. Êðîìå ïåðå÷èñëåííûõ âûøå ôóíê-

42

öèé ìîãóò áûòü ðåàëèçîâàíû è äðóãèå: ðó÷íîé
çàïóñê ñïàðåííîãî ðåæèìà âåäóùèé/âåäîìûé
(Pairing Operation), ðó÷íàÿ áëîêèðîâêà çâóêà
(Toggle Mute), óïðàâëåíèå ðåæèìàìè ïèòàíèÿ, âûáîð çâóêîâîãî êàíàëà, äèñòàíöèîííîå
óïðàâëåíèå, èíäèêàöèÿ ñòàòóñà ïî ìèãàíèþ
ñâåòîäèîäà. ×åðåç èíòåðôåéñû GIO èëè I2C
îáåñïå÷èâàåòñÿ óïðàâëåíèå âíåøíèìè ïðè-

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

áîðîâ (êîäåêè, ÀÖÏ/ÖÀÏ, ïðèåìíèêè/ïåðåäàò÷èêè SPDIF, öèôðîâûå óñèëèòåëè, ØÈÌ
ïðîöåññîðû è äðóãèå).
Âñòðîåííûå ñõåìû óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì
îáåñïå÷èâàþò ýíåðãîýôôåêòèâíûå àëãîðèòìû ôóíêöèîíèðîâàíèÿ âåäîìûõ óçëîâ ñåòè, â
òîì ÷èñëå îòêëþ÷åíèå ïèòàíèÿ ïðè îòñóòñòâèè çâóêîâûõ ñèãíàëîâ ñ âíåøíèõ èñòî÷íèêîâ, ÷òî ñïîñîáñòâóåò ïðîäëåíèþ âðåìåíè
ðàáîòû áàòàðåé.
Èñïîëüçîâàíèå èíòåðôåéñà USB ìèêðîñõåì ÑÑ8521, ÑÑ8531 ïîçâîëÿåò çíà÷èòåëüíî
ðàñøèðèòü ôóíêöèîíàëüíîñòü áåñïðîâîäíûõ
ïðèëîæåíèé. Åùå áîëüøàÿ ôóíêöèîíàëüíîñòü áåñïðîâîäíîé ñåòè îáåñïå÷èâàåòñÿ
ïðè èñïîëüçîâàíèè âíåøíåãî õîñò-ïðîöåññîðà (ìèêðîïðîöåññîðà èëè ñèãíàëüíîãî ïðîöåññîðà).
Óñòîé÷èâîñòü êàíàëîâ ñâÿçè ñåòè îáåñïå÷èâàþò ñëåäóþùèå ïðîöåäóðû.
! Âðåìåííîå ðàçäåëåíèå (Timeslotted) –
ìàñòåð ïðîòîêîë ðàçäåëåí íà ôèêñèðîâàííûå èíòåðâàëû âðåìåíè (íîìèíàëüíî
2.5 ìñ), â òå÷åíèå êîòîðûõ êàæäûé óçåë
ñåòè ñîåäèíÿåòñÿ ñ îïðåäåëåííûì Â×
êàíàëîì â èñïîëüçóåìîì äèàïàçîíå ÷àñòîò.
! Àäàïòèâíàÿ ñêà÷êîîáðàçíàÿ ïåðåñòðîéêà
÷àñòîòû (Adaptive Frequency-hopping) – â
ïðîòîêîëå ïðåäóñìîòðåíî 18 Â× êàíàëîâ
øèðèíîé 4 ÌÃö, èç êîòîðûõ âûáèðàåòñÿ
êàíàë ñ íàèëó÷øèìè óñëîâèÿìè ïåðåäà÷è
(îòñóòñòâèå ïîìåõ îò äðóãèõ áåñïðîâîäíûõ ñðåäñòâ, çàìèðàíèé èç-çà ìíîãîëó÷åâîãî ðàñïðîñòðàíåíèÿ è ò.ï.).
! Âûáîð íåñóùèõ ÷àñòîò äëÿ óëó÷øåíèÿ
ñîâìåñòèìîñòè – ìàñòåð ïðîòîêîë ïðåäóñìàòðèâàåò ïðåäâàðèòåëüíîå èçìåðåíèå
ýíåðãåòèêè âñåõ ÷àñòîòíûõ êàíàëîâ ñ
öåëüþ èñêëþ÷åíèÿ çàâåäîìî íåïðèãîäíûõ
äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ.
Äëÿ ïåðåäà÷è ïîòîêîâîãî àóäèî â ñåòè
ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû 4 òèïà ôîðìàòîâ:
ÐÑÌ16 – çâóêîâûå 16-òè ðàçðÿäíûå ÈÊÌ äàííûå áåç êîìïðåññèè CD êà÷åñòâà (706 êáèò/ñ
ïðè fs=44.1 êÃö); PCMLF – íèçêî÷àñòîòíûå
16-òè ðàçðÿäíûå ÈÊÌ äàííûå (176 êáèò/ñ,
44.1 êÃö); SLAC – äàííûå ñ íåáîëüøîé êîìïðåññèé è êà÷åñòâîì áëèçêèì ê CD (232
êáèò/ñ, 44.1 êÃö); PCME24 – êîìïàíäèðîâàíûå 24-õ ðàçðÿäíûå ÈÊÌ äàííûå (706 êáèò/ñ,
44.1 êÃö).
Îïðåäåëåíèå êîíêðåòíûõ óñòðîéñòâ â áåñïðîâîäíûõ ñåòÿõ îáåñïå÷èâàåòñÿ ñ ïîìîùüþ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

èäåíòèôèêàöèîííîãî êîäà (Network ID),
èíòåãðèðîâàííîãî â êàæäóþ ÑíÊ ñåìåéñòâà
ÑÑ85õõõ è îïðåäåëÿåìîãî ïðè óñòàíîâëåíèè
ñâÿçè ìàñòåð ïðèáîðà ñ óçëàìè ñåòè.
Ïîäà÷à öèôðîâûõ çâóêîâûõ äàííûõ íà
ìèêðîñõåìû ñåìåéñòâà ÑÑ85õõõ ìîæåò îñóùåñòâëÿòüñÿ ÷åðåç ïîñëåäîâàòåëüíûå
èíòåðôåéñû I2S, ñ ëåâûì (LJF) è ïðàâûì
(RJF) âûðàâíèâàíèåì. Â òàêèõ ôîðìàòàõ
ïðåäñòàâëÿþòñÿ äàííûå íà âûõîäàõ áîëüøèíñòâà çâóêîâûõ ÖÀÏ, à òàêæå â âèäå ïîòîêà
äàííûõ ñ DSP. Ìèêðîñõåìû ÑÑ8521, ÑÑ8531
ìîãóò ïðèíèìàòü öèôðîâûå çâóêîâûå äàííûå
÷åðåç USB èíòåðôåéñ (Fs=32/44.1/48 êÃö) â
ñîîòâåòñòâèè ñî ñòàíäàðòàìè ýòîãî èíòåðôåéñà äëÿ çâóêîâûõ ïðèáîðîâ âåðñèé 1.0.
 çàâèñèìîñòè îò òèïîâ áåñïðîâîäíûõ
ïðèëîæåíèé êîìïàíèÿ ïðåäëàãàåò ïÿòü âåðñèé ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ. Âåðñèÿ ÏÎ
FW 1.0 ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ ïðèìåíåíèÿ â
îäíî- èëè äâóõêàíàëüíûõ áåñïðîâîäíûõ
óäëèíèòåëÿõ êàáåëüíûõ ëèíèé, íàóøíèêàõ è
ñàáâóôåðàõ (êîìïëåêò ÑíÊ âåäóùèé/âåäîìûé ÑÑ8520/ÑÑ8520). Âåðñèÿ FW 1.1 ïîääåðæèâàåò áåñïðîâîäíûå ñåòè ñ íåñêîëüêèìè
âåäîìûìè óçëàìè è ìîæåò áûòü òàêæå
èñïîëüçîâàíà äëÿ áåñïðîâîäíûõ àêóñòè÷åñêèõ ñèñòåì (ÑÑ8520/ÑÑ8520), àêóñòè÷åñêèõ
ñèñòåì òèïà 2.1 (ñì. Ðèñóíîê 5, ÑÑ8530/8520)
è ÷åòûðåõêàíàëüíûõ àêóñòè÷åñêèõ ñèñòåì
(ÑÑ8530/ÑÑ8520). Âåðñèÿ FW 1.2 ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ áåñïðîâîäíûõ äâóíàïðàâëåííûõ
USB ïðèëîæåíèé, â òîì ÷èñëå íàóøíèêîâ
(ÑÑ8521/ÑÑ8520), ãàðíèòóð (íàóøíèêè ñ ìèêðîôîíàìè, ÑÑ8530/ÑÑ8531), ãðîìêîãîâîðèòåëåé (ÑÑ8531/ÑÑ8520). Âåðñèÿ FW 1.3 ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ ïîääåðæêè ïðîòîêîëîâ ïåðåäà÷è îò âåäîìûõ óçëîâ ñåòè ê âåäóùåìó, â òîì
÷èñëå îò USB ìèêðîôîíîâ (ÑÑ8520/ÑÑ8521).
 âåðñèè FW 1.4 äîáàâëåíû ðàçëè÷íûå
äîïîëíèòåëüíûå ôóíêöèè, òàêèå êàê ïîääåðæêà âðåìåííîé ñèíõðîíèçàöèè ìàñòåð ïðîòîêîëà, ÷àñòîòíîå ïëàíèðîâàíèå è ðÿä äðóãèõ.

Ëåâûé
êàíàë
Ëåâûé+ïðàâûé
êàíàëû

Ïðàâûé
êàíàë

Ðèñóíîê 5. Ñèñòåìà 2.1.

ÑÒÀÒÜÈ

43

CC85xxx+CC2590EM, äâå àíòåííû íà äèàïàçîí 2.4 ÃÃö, êàáåëè è äîêóìåíòàöèÿ. Â ñîñòàâ
ìàñòåð ïëàò âõîäÿò êîäåêè TLV320AIC3101,
ìèêðîñõåìû ïåðåäàò÷èêîâ è ïðèåìíèêîâ
SPDIF DIT4096, DIR9001 è ñòàáèëèçàòîðû ñ
ìàëûì ïàäåíèåì íàïðÿæåíèÿ.

Ðèñóíîê 6. Ñòðàíèöà ãðàôè÷åñêîãî èíòåðôåéñà.

Ïîëüçîâàòåëÿì ïðåäîñòàâëÿåòñÿ ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå äëÿ êîíôèãóðèðîâàíèÿ áåñïðîâîäíûõ ñåòåé ïîä íàçâàíèåì
PurePath Wireless Configurator, îäíà èç ñòðàíèö ãðàôè÷åñêîãî èíòåðôåéñà êîòîðîãî ïîêàçàíà íà Ðèñóíêå 6. Ïðîöåññ ïðîãðàììèðîâàíèÿ âíóòðåííåé ôëåø ïàìÿòè ÑíÊ ñåìåéñòâà
ÑÑ85õõõ áàçèðóåòñÿ ïîëíîñòüþ íà ïîëüçîâàòåëüñêèõ óñòàíîâêàõ áåç íåîáõîäèìîñòè
äîïîëíèòåëüíîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ èëè
èñïîëüçîâàíèÿ ñòîðîííåãî ÏÎ. Ôèçè÷åñêè
ïðîãðàììèðîâàíèå ìîæåò áûòü îñóùåñòâëåíî ñ ïîìîùüþ ïðîãðàììàòîðà êîìïàíèè CC
Debugger, âõîäÿùåãî â ñîñòàâ îòëàäî÷íûõ
êîìïëåêòîâ CC85xxxDK, CC85xxxDKHeadset, èëè ñ ïîìîùüþ êîìïèëÿòîðîâ íà
îñíîâå HEX-ôàéëîâ ôèðìû Intel.

Ðèñóíîê 7. Îòëàäî÷íûé íàáîð CC85xxxDK.

 ñ î ñ òà â îòë à ä î÷ í î ãî ê î ì ï ë å ê ò à
ÑÑ85õõõDK (Development Kit, âíåøíèé âèä
ïîêàçàí íà Ðèñóíêå 7) âõîäÿò äâå ìàñòåð ïëàòû, ïðîãðàììàòîð ÑÑ Debugger, äâå âåäîìûõ
ïëàòû CC85xxxEM, äâå âåäîìûõ ïëàòû ñ ðàñøèðèòåëåì äèíàìè÷åñêîãî äèàïàçîíà

44

Ðèñóíîê 8. Îòëàäî÷íûé íàáîð CC85xxxDK
Headset.

Îòëàäî÷íûé êîìïëåêò äëÿ ãàðíèòóð (íàóøíèêè ñ ìèêðîôîíàìè) ÑÑ85õõõDK-Headset
(Ðèñóíîê 8) áàçèðóåòñÿ íà ÑíÊ ÑÑ8530 (èëè
ÑÑ8520) è êîäåêå TLV320AIC3204. Íà ïëàòå
êîìïëåêòà óñòàíîâëåíû: ÑíÊ ÑÑ8520 (òîëüêî
íàóøíèêè) èëè ÑÑ8530 (íàóøíèêè ñ ìèêðîôîíàìè), ìèêðîñõåìà ðàñøèðèòåëÿ äèíàìè÷åñêîãî äèàïàçîíà ÑÑ2590, çâóêîâîé êîäåê
TLV320AIC3204, ìèêðîñõåìà çàðÿäíîãî
óñòðîéñòâà è ïîíèæàþùèé DC/DC ïðåîáðàçîâàòåëü íàïðÿæåíèÿ BQ25015, ïå÷àòíàÿ
àíòåííà, ïåðåêëþ÷àòåëü ðåæèìîâ ðàáîòû,
èíäèêàòîðíûå ñâåòîäèîäû è ðàçúåìû äëÿ
ïîäêëþ÷åíèÿ àêêóìóëÿòîðà, íàóøíèêîâ è
ìèêðîôîíîâ.
Ïîäðîáíî îïèñàíèå óñòðîéñòâà, ôóíêöèîíèðîâàíèÿ è ïðèìåíåíèÿ ìèêðîñõåì ñåìåéñòâà ÑÑ85õõõ äëÿ áåñïðîâîäíûõ ñåòåé
PurePath Wireless Audio ïðèâåäåíû â
èíôîðìàöèîííûõ ìàòåðèàëàõ íà ñàéòå êîìïàíèè [1-4]. ÐË

Ëèòåðàòóðà:

ÑÒÀÒÜÈ

1. http://www.ti.com/lit/ug/swru250l/swru250l.pdf
2. http://www.ti.com/lit/ml/swab002/swab002.pdf
3. http://www.ti.com/lit/sl/slyy013g/slyy013g.pdf
4. http://www.ti.com/lit/sg/slab056b/slab056b.pdf

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

Ñâîáîäíî ðàñïðîñòðàíÿåìûå
ñðåäñòâà ïðîåêòèðîâàíèÿ
ýëåêòðîííûõ ñõåì
Casey Hare
EDN

Í

Íàçâàòü ìîè ýëåêòðîííûå ïðîåêòû î÷åíü
ñëîæíûìè, êàê ïðàâèëî, íåëüçÿ. Îáû÷íî â
íèõ áûâàåò íåñêîëüêî óñèëèòåëåé èëè ïðîñòûõ ôèëüòðîâ äëÿ ïðåäâàðèòåëüíîãî ôîðìèðîâàíèÿ ñèãíàëîâ, à èçðåäêà è ìèêðîêîíòðîëëåð, åñëè âûÿñíÿåòñÿ, ÷òî êîìïüþòåð íå
ìîæåò ñäåëàòü ðàáîòó ñàìîñòîÿòåëüíî. ×àùå
âñåãî ýòè óñòðîéñòâà íàñòîëüêî ïðîñòû, ÷òî
ñõåìû îñòàþòñÿ íà ñòðàíèöàõ ìîåé çàïèñíîé
êíèæêè, à èõ èçãîòîâëåíèå ñâîäèòñÿ ê óñòàíîâêå ïåðåìû÷åê íà êîíòàêòíîé ìàêåòíîé
ïëàòå, íå òðåáóþùåé ïàéêè.
Îäíàêî èíîãäà ïðèõîäèòñÿ ñîçäàâàòü
áîëåå ïðîäâèíóòûå ýëåêòðè÷åñêèå êîíñòðóêöèè, è äëÿ ýòîãî ìíå òðåáóþòñÿ ñîîòâåòñòâóþùèå èíñòðóìåíòû. Ïîëíàÿ ïðèíöèïèàëüíàÿ
ñõåìà âñåãäà ïîëåçíà, ìîäåëèðîâàíèå ìîæåò
ìíîãîå ðàññêàçàòü î ðàáîòå ñîçäàâàåìîãî
óñòðîéñòâà, à ïå÷àòíàÿ ïëàòà äåëàåò
êîíñòðóêöèþ íàäåæíîé, è ïðè ýòîì îòíþäü íå
ïóãàåò ñâîåé öåíîé. Åñëè ìíå ïðåäñòîèò ñäåëàòü áîëåå îäíîãî-äâóõ ýêçåìïëÿðîâ îäíîé
ñõåìû, ÿ ñàæóñü çà òðàññèðîâêó è çàêàçûâàþ
ïå÷àòíûå ïëàòû, ýêîíîìÿ è âðåìÿ, è äåíüãè.
Èç-çà îòñóòñòâèÿ íåîáõîäèìîñòè ÷àñòîãî
èñïîëüçîâàíèÿ, îïðàâäàòü çàòðàòû íà ïîêóï-

êó íàâîðî÷åííûõ è äîðîãèõ ñðåäñòâ ïðîåêòèðîâàíèÿ, òàêèõ, êàê OrCAD èëè PADs, ÿ íå â
ñîñòîÿíèè. Íî, ê ñ÷àñòüþ, ìíå íà ïîìîùü ïðèõîäÿò ïðîãðàììû ñ îòêðûòûì êîäîì.
Ïåðâûì ýòàïîì ðàáîòû âñåãäà áûâàåò
ââîä ïðèíöèïèàëüíîé ñõåìû, è òóò åñòü
ìíîãî âàðèàíòîâ. ß ñëûøàë ìíîãî äîáðûõ
ñëîâ îá Eagle (íå áåñïëàòíàÿ âåðñèÿ) è
TinyCAD, íî âñåãäà îòäàâàë ïðåäïî÷òåíèå
KiCAD. Ýòî ïðîñòîé èíñòðóìåíò, íà ìîé
âçãëÿä, âî ìíîãèõ îòíîøåíèÿõ î÷åíü ïîõîæèé
íà ðåäàêòîð ïðèíöèïèàëüíûõ ñõåì OrCAD.
Âûáèðàÿ ïðîãðàììó äëÿ ìîäåëèðîâàíèÿ,
ÿ áîðîëñÿ ñ ìíîæåñòâîì ñàìûõ ðàçíûõ ñèìóëÿòîðîâ, íî îñòàíîâèëñÿ íà LTSpice, íàéäÿ
åå îòëè÷íûì èíñòðóìåíòîì. Ýòà ïðîãðàììà
íå ñ îòêðûòûì èñõîäíûì òåêñòîì, íî Linear
Technologies ïðåäëàãàåò åå áåñïëàòíî, è, ê
òîìó æå, êîìïëåêòóåò áîëüøèì êîëè÷åñòâîì
Spice-ìîäåëåé ñâîèõ êîìïîíåíòîâ. Ñóùåñòâóþò è äðóãèå îòêðûòûå ñèìóëÿòîðû, òàêèå,
êàê NGspice è EIspice, íî ïîïðîáîâàòü èõ ó
ìåíÿ ïîêà íå äîøëè ðóêè.

LTSpice
KiCAD

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

ÑÒÀÒÜÈ

45

íàÿ ïðîãðàììà äëÿ ðàçâîäêè ïå÷àòíûõ ïëàò ñ
ïîëíîñòüþ îòêðûòûì êîäîì. Íåñêîëüêî ëåò
íàçàä â FreePCB áûë äîáàâëåí àâòîòðàññèðîâùèê, êîòîðûì ÿ ëè÷íî ïîêà íå ïîëüçîâàëñÿ, íî, ïî ñëîâàì îäíîãî èç èíæåíåðîâ ìîåé
êîìàíäû, îí ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü î÷åíü õîðîøèå ðåçóëüòàòû.
Ïîñëåäíèì øàãîì ÿâëÿåòñÿ îòïðàâêà ãåðáåð-ôàéëîâ èçãîòîâèòåëþ ïå÷àòíûõ ïëàò.
Ïðîèçâîäñòâîì ïëàò çàíèìàåòñÿ íåñ÷åòíîå
êîëè÷åñòâî êîìïàíèé, ïîýòîìó ïîëüçóéòåñü
óñëóãàìè òîé, ñ êîòîðîé óæå çíàêîìû. Ëè÷íî ÿ
ìíîãèå ãîäû äåëàþ ïëàòû â êîìïàíèè
Advanced Circuits, è âñåãäà áûë äîâîëåí åå
ðàáîòîé. ÐË

FreePCB

Äàëåå äëÿ èìïîðòà ñïèñêà öåïåé è òðàññèðîâêè ïëàòû ÿ âûáðàë FreePCB [1], ïîñêîëüêó
äàâíî çíàêîì ñ ýòîé ïðîãðàììîé è ïðèîáðåë
õîðîøèé îïûò ðàáîòû ñ íåé. Ýòî ïîëíîöåí-

46

ÑÒÀÒÜÈ

Ññûëêè ïî òåìå
1. «FreePCB – áåñïëàòíàÿ ïðîãðàììà äëÿ ïðîôåññèîíàëüíîé ðàçðàáîòêè ïå÷àòíûõ ïëàò».
ÐàäèîËîöìàí, 2012, ìàé, ñòð. 19.

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

Ïðåîáðàçîâàòåëü
÷àñòîòà-íàïðÿæåíèå
íà äâóõ ìèêðîñõåìàõ
Peter Winship
EDN

ÂÂñåãî

èç øåñòè êîìïîíåíòîâ ìîæíî
ñîáðàòü ñõåìó (Ðèñóíîê 1), âûõîäíîå íàïðÿæåíèå êîòîðîé ïðîïîðöèîíàëüíî ÷àñòîòå
âõîäíîãî ñèãíàëà. Ïðè ýòîì òîëüêî òðè ýëåìåíòà – êîíäåíñàòîð CO, ðåçèñòîð R è îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü OP-07 äîëæíû èìåòü
õîðîøóþ òåìïåðàòóðíóþ ñòàáèëüíîñòü. Ïðåîáðàçîâàòåëü îáåñïå÷èâàåò õîðîøóþ ëèíåéíîñòü â äèàïàçîíå ÷àñòîò äî îäíîãî ìåãàãåðöà.
Ñðåäíèé òîê IAVG, âûòåêàþùèé èç çåìëÿíîãî âûâîäà (8) òðèããåðà Øìèòòà 40106,
ëèíåéíî çàâèñèò îò ÷àñòîòû, ñ êîòîðîé CO
ðàçðÿæàåòñÿ â ñóììèðóþùóþ òî÷êó îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ. Ïðîòåêàÿ ÷åðåç ñîïðîòèâëåíèå îáðàòíîé ñâÿçè 13.33 êÎì, ýòîò òîê
ñîçäàåò ïðîïîðöèîíàëüíîå ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ. Âûõîäíîå íàïðÿæåíèå ðàâíî

Ìîæíî âîñïîëüçîâàòüñÿ òåì ôàêòîì, ÷òî â
êîðïóñå ìèêðîñõåìû øåñòü òðèããåðîâ Øìèòòà, è ñäåëàòü ñóììàòîð ÷àñòîò. Ïîäêëþ÷èâ
åìêîñòü ê âûõîäó êàæäîãî èíâåðòîðà, è ïîäàâ
íà êàæäûé âõîä ñèãíàëû ðàçëè÷íîé ÷àñòîòû,

15 Â

14
ÂÕÎÄ
f

40106
2

1

CO
5 nF

8
IAVG

R
10k
3.3k

VO = - VCCRCO f ,
ãäå f – ÷àñòîòà âõîäíîãî ñèãíàëà. Ïðåîáðàçîâàòåëü íåîáõîäèìî îòêàëèáðîâàòü ñ
ïîìîùüþ ïîäñòðîå÷íîãî ðåçèñòîðà.
Êîíäåíñàòîðû åìêîñòüþ 1 ìêÔ è 0.1 ìêÔ
ñãëàæèâàþò âûáðîñû, ñîïóòñòâóþùèå áûñòðîìó ïåðåêëþ÷åíèþ ìèêðîñõåì. Ïðè
èñïîëüçîâàíèè êîìïîíåíòîâ ñ óêàçàííûìè íà
Ðèñóíêå 1 íîìèíàëàìè äèàïàçîí âûõîäíûõ
íàïðÿæåíèé ñîñòàâëÿåò 0 … 10  äëÿ âõîäíûõ ñèãíàëîâ ÷àñòîòîé 0 … 10 êÃö. Åñëè
ïîòðåáóåòñÿ ðàñøèðèòü ÷àñòîòíûé äèàïàçîí
ñõåìû, ïðèäåòñÿ ïðèíèìàòü âî âíèìàíèå
ñîáñòâåííûé òîê ïîòðåáëåíèÿ ÊÌÎÏ ìèêðîñõåìû, ïðåíåáðåãàòü êîòîðûì íà âûñîêèõ ÷àñòîòàõ áóäåò íåâîçìîæíî. Îäíàêî ó÷åñòü ýòîò
òîê ñîâñåì íåñëîæíî, ïîñêîëüêó îí ïðîïîðöèîíàëåí ÷àñòîòå. Äîñòàòî÷íî â ðàñ÷åòàõ
ïðèáàâèòü åãî ê òîêó ðàçðÿäà êîíäåíñàòîðà.

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

0.1 µF

1 µF
+
15 Â
7
2
3

–
OP-07
+

6

VO

4

–15 Â

Ðèñóíîê 1. ×àñòîòíàÿ çàâèñèìîñòü òîêà,
ïîòðåáëÿåìîãî íàãðóæåííîé åìêîñòüþ ìèêðîñõåìîé, ïîçâîëÿåò ñîáðàòü ïðîñòîé ïðåîáðàçîâàòåëü ÷àñòîòà-íàïðÿæåíèå. Îáúåäèíèâ ïàðàëëåëüíî íåñêîëüêî òðèããåðîâ
Øìèòòà, ìîæíî ñäåëàòü ñóììàòîð ÷àñòîò.

ÑÕÅÌÛ

47

âû ïîëó÷èòå âûõîäíîå íàïðÿæåíèå VO, ïðîïîðöèîíàëüíîå ñóììå ÷àñòîò:

VO = - VCCR(C1f1 + C2 f2 + ... + C6 f6 ).
Êðîìå òîãî, ìîæíî ðàñøèðèòü âîçìîæíîñ-

48

òè ñõåìû, ñîåäèíèâ ïàðàëëåëüíî íåñêîëüêî
èíâåðòîðîâ.
Ïðè óêàçàííûõ íà ñõåìå íîìèíàëàõ êîìïîíåíòîâ â äèàïàçîíå ÷àñòîò îò 0 äî 10 êÃö
íåëèíåéíîñòü ïðåîáðàçîâàòåëÿ íå ïðåâûøàåò 0.4%. ÐË

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

Ïðåîáðàçîâàòåëü
íàïðÿæåíèå-òîê
ñ òî÷íî óñòàíàâëèâàåìîé
çîíîé íå÷óâñòâèòåëüíîñòè
Marian Stofka
EDN

ÏÏðè

óïðàâëåíèè êàê ëèíåéíûìè, òàê è
íåëèíåéíûìè ñèñòåìàìè â öåïü îáðàòíîé
ñâÿçè èíîãäà íàìåðåííî âêëþ÷àåòñÿ íåáîëüøàÿ íåëèíåéíîñòü. «Íåáîëüøàÿ» çäåñü îçíà÷àåò, ÷òî âûõîäíîå íàïðÿæåíèå âêëþ÷åííîãî
ýëåìåíòà èçìåíÿåòñÿ ëèíåéíî, íî òîëüêî
ïîñëå òîãî, êàê âõîäíîå íàïðÿæåíèå ïðåâûñèò íåêîòîðûé ïîðîã. Â äèàïàçîíå âõîäíûõ
íàïðÿæåíèé îò íóëÿ äî ïîðîãà íàïðÿæåíèå íà
âûõîäå íåëèíåéíîãî ýëåìåíòà îòñóòñòâóåò.
Òàêèì îáðàçîì óäàåòñÿ ïîäàâëÿòü çàòóõàþùèå êîëåáàíèÿ, õàðàêòåðíûå äëÿ ñèñòåì ñ
îáðàòíîé ñâÿçüþ.

 îäíîïîëÿðíîì ïðåîáðàçîâàòåëå íàïðÿæåíèå-òîê, ñõåìà êîòîðîãî ïîêàçàíà íà
Ðèñóíêå 1, èñïîëüçîâàíî êëàññè÷åñêîå âêëþ÷åíèå îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ IC2a è NPN
òðàíçèñòîðà Q1. Ñòàáèëèçèðóåìûé òîê òå÷åò
÷åðåç ýìèòòåðíûé ðåçèñòîð RE, êîòîðûé
âûïîëíÿåò çäåñü ðîëü ïðîñòåéøåãî ïàññèâíîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ òîê-íàïðÿæåíèå. Ôàêòè÷åñêèì íàïðÿæåíèåì îòðèöàòåëüíîé
îáðàòíîé ñâÿçè â öåïè ðåãóëèðîâàíèÿ ÿâëÿåòñÿ íàïðÿæåíèå íà èíâåðòèðóþùåì âõîäå
IC2a. Çîíà íå÷óâñòâèòåëüíîñòè íà âîëüòàìVCC
+3 … +5 Â

ÍÀÃÐÓÇÊÀ
IC

2N3904
100 nF

Rc
10 k

3
+200 ìÂ

ADR1581

+

Ra
11.5 k

6 –
5

IC1
–

AD8692

Rb
2.26 k

+

8

2 –

4

Q1

1 VB

IE

IC2a
VREF

VED

7
RD 182

+
IC2b

P1

RE
20

1k

VIN

Ïðèìå÷àíèå:
Âñå ðåçèñòîðû, çà èñêëþ÷åíèåì Rc è P1, èìåþò äîïóñê 0.2%

Ðèñóíîê 1. Ïðè âõîäíîì íàïðÿæåíèè îò 20 ì äî 200 ì âûõîäíîé òîê ïðåîáðàçîâàòåëÿ ðàñòåò
ëèíåéíî, â òî âðåìÿ êàê ïðè íàïðÿæåíèè ìåíåå 20 ì òîê ðàâåí íóëþ.

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

ÑÕÅÌÛ

49

ïåðíîé õàðàêòåðèñòèêå ñîçäàåòñÿ òîêîì, òåêóùèì îò èñòî÷íèêà îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ VREF
÷åðåç ðåçèñòîðû RD è RE â çåìëþ. Èñòî÷íèêîì îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ VREF ñëóæàò äâóõâûâîäíàÿ ìèêðîñõåìà øóíòîâîãî ðåãóëÿòîðà
IC1, ðåçèñòèâíûé äåëèòåëü Ra, Rb è îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü IC2b.
Äëÿ îöåíêè øèðèíû çîíû íå÷óâñòâèòåëüíîñòè, ïðåæäå âñåãî, ïðåäñòàâèì, ÷òî VIN
ðàâíî íóëþ. Îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü ñòðåìèòñÿ ñìåùàòü ê íóëþ òàêæå è íàïðÿæåíèå
VED. Îäíàêî ñòàòü ðàâíûì íóëþ VED íå ìîæåò,
ïîñêîëüêó ïåðåõîä áàçà-ýìèòòåð òðàíçèñòîðà Q1 â ýòî âðåìÿ ðàáîòàåò, êàê äèîä, ñìåùåííûé â îáðàòíîì íàïðàâëåíèè. Â ðåçóëüòàòå ýìèòòåðíûé òîê Q1 ðàâåí íóëþ, îòêóäà
ñëåäóåò, ÷òî ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ íà ðåçèñòîðå RE ðàâíî:

VED = VREF ´

RE
RD + RE

(1)

Ïîñêîëüêó ýòî æå íàïðÿæåíèå ïðèëîæåíî ê
èíâåðòèðóþùåìó âõîäó îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ, åãî âûõîä íàõîäèòñÿ â îòðèöàòåëüíîì íàñûùåíèè.
Ïðè óâåëè÷åíèè VIN íèêàêèõ èçìåíåíèé íå
áóäåò ïðîèñõîäèòü äî òåõ ïîð, ïîêà âõîäíîå
íàïðÿæåíèå íå ïðåâûñèò íàïðÿæåíèå VED,
äàííîå Óðàâíåíèåì 1. Ñ ýòîãî ìîìåíòà
âûõîäíîå íàïðÿæåíèå îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ IC2a ñòàíåò ïîëîæèòåëüíûì, è ÷åðåç
ýìèòòåð Q1 ïîòå÷åò òîê. Ñ ðîñòîì VIN áóäåò
ðàñòè òîê ýìèòòåðà Q1. Èç-çà ñèëüíîé îòðèöàòåëüíîé îáðàòíîé ñâÿçè çàâèñèìîñòü òîêà
IC
VREF
b
´
RE b + 1

0
0

Ðèñóíîê 2.

50

VDB

VREF VIN

IC îò VIN îñòàåòñÿ ëèíåéíîé äî òåõ ïîð, ïîêà
âõîäíîå íàïðÿæåíèå íàõîäèòñÿ â äèàïàçîíå
îò VED äî VREF. Äëÿ îöåíêè âåëè÷èíû âûõîäíîãî òîêà íà ãðàíèöå ðàáî÷åãî äèàïàçîíà ïðè
VIN = VREF íóæíî ïðèíÿòü âî âíèìàíèå, ÷òî íà
îáîèõ âûâîäàõ ðåçèñòîðà íàïðÿæåíèå îäèíàêîâî è ðàâíî VREF, òàê ÷òî òîê ÷åðåç ðåçèñòîð
íå òå÷åò. Ïîýòîìó ýêâèâàëåíòíîå ñîïðîòèâëåíèå ýìèòòåðà ðàâíî ñàìîìó ýìèòòåðíîìó
ñîïðîòèâëåíèþ RE, à òîê ýìèòòåðà ðàâåí
VREF/RE.
Âûõîäíîé òîê, òåêóùèé ÷åðåç êîëëåêòîð
Q1 è ïîëîæèòåëüíûé âûâîä ïèòàíèÿ, î÷åíü
íåçíà÷èòåëüíî îòëè÷àåòñÿ îò òîêà ýìèòòåðà:

IC = IE ´

æ 1ö
b
@ IE ´ çç1 - ÷÷
b +1
è bø

ãäå b – êîýôôèöèåíò ïåðåäà÷è òîêà Q1. Íà
Ðèñóíêå 2 ïîêàçàíà âîëüòàìïåðíàÿ õàðàêòåðèñòèêà ïðåîáðàçîâàòåëÿ.
Ïðè êîýôôèöèåíòå ïåðåäà÷è òîêà òðàíçèñòîðà 2N3904 ïðèáëèçèòåëüíî ðàâíîì 230
êîëëåêòîðíûé òîê ìåíüøå ýìèòòåðíîãî íà
0.44%. ×òîáû ñíèçèòü ýòó îøèáêó ìîæíî çàìåíèòü Q1 ëèáî ñîñòàâíûì òðàíçèñòîðîì Äàðëèíãòîíà, ëèáî êàñêàäíûì ñîåäèíåíèåì äâóõ
áèïîëÿðíûõ òðàíçèñòîðîâ. Âõîäíîå íàïðÿæåíèå VIN ìîæíî ñíèìàòü íåïîñðåäñòâåííî ñ
äâèæêà ïîòåíöèîìåòðà P1, èëè æå áðàòü îò
âíåøíåãî èñòî÷íèêà.
Åñëè, ê ïðèìåðó, âû âûáðàëè VDB =
0.1´VREF, VDB = VED òî èç Óðàâíåíèÿ 1 áóäåò
ñëåäîâàòü RD = 9RE. Òåîðåòè÷åñêàÿ çàâèñèìîñòü âûõîäíîãî òîêà îò âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ïðåäñòàâëåíà ãðàôèêîì íà Ðèñóíêå 2.
Èçìåðåíèÿ, ïðîâåäåííûå íà ìàêåòå ñõåìû, ïîêàçàëè, ÷òî VREF = 0.19645 Â, à íàïðÿæåíèå VED íà ýìèòòåðå ïðè ìàêñèìàëüíîì
âõîäíîì íàïðÿæåíèè ðàâíî 0.19660 Â.
Íàïðÿæåíèå VDB îïðåäåëÿëîñü ïóòåì
èçìåðåíèÿ çíà÷åíèé VIN â ìîìåíòû ðåçêèõ
èçìåíåíèé âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ IC2a ñ
íóëåâîãî íà ïîëîæèòåëüíîå è íàîáîðîò. Áûëî
îïðåäåëåíî, ÷òî äëÿ ïîëîæèòåëüíûõ ïåðåõîäîâ VDB = 19.75 ìÂ, à äëÿ îòðèöàòåëüíûõ
VDB = 19.70 ìÂ. ÐË

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

Óâåëè÷åíèå
÷àñòîòû äèñêðåòèçàöèè
ÖÀÏ íà îñíîâå ØÈÌ
Ajoy Raman, Èíäèÿ
EDN

Å

Åñëè î÷èñòèòü íèçêî÷àñòîòíûì ôèëüòðîì
ãåíåðèðóåìûé ìèêðîêîíòðîëëåðîì ñèãíàë
ØÈÌ, ïîëó÷èòñÿ ïðîñòåéøèé ÖÀÏ. Ìàêñèìàëüíàÿ ÷àñòîòà äèñêðåòèçàöèè òàêîãî ÖÀÏ
ðàâíà, â òèïè÷íîì ñëó÷àå, îäíîé äåñÿòîé
÷àñòîòû ØÈÌ.  ñòàòüå ïðåäëàãàåìñÿ íîâûé
ïîäõîä ê îïèñàííîìó â [1] ìåòîäó, èñïîëüçóþùèé ãåíåðàòîð îïîðíîãî ïèëîîáðàçíîãî
íàïðÿæåíèÿ, îòñ÷åòû âûõîäíîãî ñèãíàëà êîòîðîãî âûáèðàþòñÿ è çàïîìèíàþòñÿ â ìîìåíòû
âðåìåíè, îïðåäåëÿåìûå ñèãíàëàìè ØÈÌ.
Òàêîé ïîäõîä ïîçâîëÿåò ïîâûñèòü ÷àñòîòó
äèñêðåòèçàöèè äî ÷àñòîòû ØÈÌ.
Ñ ïîìîùüþ ñõåìû, èçîáðàæåííîé íà
Ðèñóíêå 1, ìîæíî ñîçäàòü 10-ðàçðÿäíûé ÖÀÏ
ñ âûõîäíûì íàïðÿæåíèåì ±10  è ÷àñòîòîé

15 Â

15 Â

R1
2.7k

äèñêðåòèçàöèè 20 êÃö. Ìèêðîêîíòðîëëåð
dsPIC30F4011 (íà ñõåìå íå ïîêàçàí), ðàáîòàþùèé íà òàêòîâîé ÷àñòîòå 96 ÌÃö, ãåíåðèðóåò ñèãíàëû çàõâàòà OC1 è OC4. Ïîäåëåííàÿ
íà 4 òàêòîâàÿ ÷àñòîòà ïîñòóïàåò íà âõîä âíóòðåííåãî 16-ðàçðÿäíîãî òàéìåðà, ïåðèîä
ñ÷åòà êîòîðîãî óñòàíîâëåí ðàâíûì 1200, ÷òî
îïðåäåëÿåò ÷àñòîòó ØÈÌ 20 êÃö. Ñèãíàë OC4
ïî÷òè âñå âðåìÿ èìååò âûñîêèé óðîâåíü è
îïóñêàåòñÿ âíèç íà 1170 îòñ÷åòå ñ÷åò÷èêà,
èíèöèèðóÿ íà÷àëî ãåíåðàöèè ïèëû. Ìèêðîñõåìà IC1A ñ òðàíçèñòîðîì Q1 îáðàçóþò ïðåöèçèîííûé èñòî÷íèê òîêà, ëèíåéíî çàðÿæàþùåãî êîíäåíñàòîð C2 â òî âðåìÿ, êîãäà Q2
âûêëþ÷åí. Ýòîò ñèãíàë, èíâåðòèðîâàííûé

5Â
R3
18k

R2
1k

R4
56k

–15 Â
2

R5
10k

5Â
ÂÛÂÎÄ 19
OC4

3+

7

1

6

Q1

IC1B
LF353

7

15 Â
ÂÕÎÄ
ÀÍÀËÎÃÎÂÎÃÎ
ÑÈÃÍÀËÀ 3 1 2
IC2
LF398

5 +

15 Â

2

1

R6
1k

BC177

8

R7
18k

14

4
IC1A
LF353

R8
2.2k

IC3A
CD40106

Q2

C2
0.1 µF
ËÀÂÑÀÍÎÂÛÉ

BC107

8
ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅ
ÂÛÁÎÐÊÀ/
ÕÐÀÍÅÍÈÅ

4

7

6

ÂÛÕÎÄ
ÖÀÏ
5
C1
1800 pF

–15 Â

5Â
Ñ ÂÛÕÎÄÎÂ
dsPIC30F4011
C3
680 pF

R9
1.8k

IC3B
CD40106
3

4

ÂÛÂÎÄ 23
OC1

Ðèñóíîê 1. Íå ïîêàçàííûé íà ñõåìå ìèêðîêîíòðîëëåð ãåíåðèðóåò ñèãíàëû äëÿ óïðàâëåíèÿ ôîðìèðîâàíèåì ïèëîîáðàçíîãî íàïðÿæåíèÿ (OC4) è ìîìåíòàìè âûáîðêè (OC1).

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

ÑÕÅÌÛ

51

ÏÈËÀ ÍÀ ÂÛÂÎÄÅ 7 IC1B

10
ÀÍÀËÎÃÎÂÛÅ
ÑÈÃÍÀËÛ 0
(Â)
ÂÛÕÎÄ ÖÀÏ

–10
H

ÂÛÁÎÐÊÀ/ÕÐÀÍÅÍÈÅ
ÄËß 344 ÎÒÑ×ÅÒÎÂ

L
H
ÖÈÔÐÎÂÛÅ
ÑÈÃÍÀËÛ L
H

OC1 ØÈÌ ÑÈÃÍÀË
ÖÀÏ
OC4 ÈÍÈÖÈÀËÈÇÀÖÈß ÏÈËÛ

L
0

10

20

30

40
50
60
ÂÐÅÌß (ìêñ)

70

80

90

100

Ðèñóíîê 2. Ïðîäèôôåðåíöèðîâàííûé çàäíèé ôðîíò OC1 èíèöèèðóåò ôîðìèðîâàíèå èìïóëüñà
âûáîðêè â ìîìåíò âðåìåíè, ñîîòâåòñòâóþùèé íàïðÿæåíèþ –5 Â íà âûõîäå ÖÀÏ.

ìèêðîñõåìîé IC3A, âêëþ÷àåò Q2 è óäåðæèâàåò
åãî îòêðûòûì â òå÷åíèå 30 ïåðèîäîâ òàéìåðà, ÷òîáû ðàçðÿäèòü êîíäåíñàòîð C2 ïåðåä
íà÷àëîì î÷åðåäíîãî öèêëà ãåíåðàöèè ïèëîîáðàçíîãî íàïðÿæåíèÿ. IC1B áóôåðèçóåò ïèëîîáðàçíîå íàïðÿæåíèå, óñèëèâàåò åãî è ñäâèãàåò ïî óðîâíþ. Âåëè÷èíà ñäâèãà è óñèëåíèå
ïîäñòðàèâàþòñÿ ïîòåíöèîìåòðàìè R2 è R5.
Ñïàäàþùèé ôðîíò OC 1 îïðåäåëÿåò
ìîìåíò âûáîðêè óðîâíÿ ïèëîîáðàçíîãî
íàïðÿæåíèÿ. Íà îñíîâàíèè ñëîâà äàííûõ,
êîòîðîå äîëæíî áûòü ïðåîáðàçîâàíî â
âûõîäíîå íàïðÿæåíèå ÖÀÏ, ìèêðîêîíòðîëëåð îïðåäåëÿåò ñêâàæíîñòü èìïóëüñîâ OC1.
Öåïî÷êà C3, R9 äèôôåðåíöèðóåò ðåçóëüòèðóþùèé ñèãíàë ØÈÌ, â ðåçóëüòàòå ÷åãî íà âûõîäå IC3B îáðàçóþòñÿ èìïóëüñû äëèòåëüíîñòüþ
ïîðÿäêà 1 ìêñ, óïðàâëÿþùèå ìèêðîñõåìîé
âûáîðêè/õðàíåíèÿ (ÓÂÕ) IC2. Íà âûâîäå 5 IC2
ôîðìèðóåòñÿ âûõîäíîé ñèãíàë ÖÀÏ, ïîñëåäîâàòåëüíî ïðîõîäÿùèé ÷åðåç óðîâíè –10, 0
è +10 Â ïðè êîäàõ â ðåãèñòðå ØÈÌ 88, 600 è
1112, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò 1024 îòñ÷åòàì 10ðàçðÿäíîãî ÖÀÏ.

52

Ñìåùåíèå ñ÷åòà íà 88 ïåðèîäîâ äàåò âîçìîæíîñòü èñêëþ÷èòü íåëèíåéíîñòü íà÷àëüíîãî ó÷àñòêà ïèëû, â ðåçóëüòàòå ÷åãî ÖÀÏ
èìååò îøèáêó ëèíåéíîñòè âñåãî 20 ì è òî÷íîñòü ±40 ìÂ. Èñïîëüçóÿ ñèãíàëû çàõâàòà
OC2 è OC3, ìîæíî ðåàëèçîâàòü äîïîëíèòåëüíûé ÖÀÏ.
Íà Ðèñóíêå 2 ïîêàçàíû âðåìåííûå äèàãðàììû ñèãíàëîâ íà âûõîäå ÖÀÏ, ñîîòâåòñòâóþùèå âõîäíîìó êîäó 256, òî åñòü, îäíîé
÷åòâåðòîé ïîëíîé 10-áèòíîé øêàëû. OC4
îïðåäåëÿåò ìîìåíòû íà÷àëà ãåíåðàöèè î÷åðåäíîãî ïåðèîäà äâóõïîëÿðíîãî ïèëîîáðàçíîãî ñèãíàëà ñ ÷àñòîòîé 20 êÃö íà âûâîäå 7
ìèêðîñõåìû IC1B. Óðîâåíü ýòîãî ïèëîîáðàçíîãî íàïðÿæåíèÿ âûáèðàåòñÿ è çàïîìèíàåòñÿ
ïðè êîäå â ðåãèñòðå òàéìåðà 256 + 88 = 344,
÷òî ñîîòâåòñòâóåò íàïðÿæåíèþ –5 Â íà âûõîäå ÖÀÏ. ÐË

Ññûëêè

ÑÕÅÌÛ

1. Kester, Walt (editor), The DataConversion
Handbook, section 3-1, pg 3-28, Newnes, 2005.
2. Raman, Ajoy, «Universal Analog Hardware
Testbench».

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

Àäàïòèâíûé äàò÷èê
óãëà ïîâîðîòà
îòëè÷àåò «ãðóáî» îò «òî÷íî»
Anthony Smith
EDN
Çàìå÷àíèå ðåäàêòîðà EDN
Ïåðåä âàìè âåñüìà îðèãèíàëüíîå ðåøåíèå ïðîáëåìû ïåðåêëþ÷åíèÿ «ãðóáî/òî÷íî», âîçíèêàþùåé ïðè èñïîëüçîâàíèè äàò÷èêîâ óãëîâîãî ïîëîæåíèÿ â ñèñòåìàõ óïðàâëåíèÿ. Êòî
ñêàçàë, ÷òî áåç ìèêðîêîíòðîëëåðà ñäåëàòü ñõåìó èíòåëëåêòóàëüíîé íåâîçìîæíî?

È

Èíêðåìåíòíûå óãëîâûå ýíêîäåðû, î÷åíü
ïîõîæèå ïî ôîðìå è ðàçìåðàì íà îáùåèçâåñòíûå ìîíòèðóåìûå íà ïàíåëè ïîòåíöèîìåòðû, ñëóæàò íåäîðîãîé «öèôðîâîé» àëüòåðíàòèâîé àíàëîãîâûì ïîòåíöèîìåòðàì.
Îáû÷íî îíè èñïîëüçóþòñÿ äëÿ ðåãóëèðîâêè
óðîâíÿ, íàñòðîéêè èëè óñòàíîâêè òàéìåðîâ â
àóäèîâèçóàëüíîì îáîðóäîâàíèè, â ñèñòåìàõ
êîíäèöèîíèðîâàíèÿ è æèçíåîáåñïå÷åíèÿ, â
áûòîâûõ ïðèáîðàõ, ëàáîðàòîðíîì îáîðóäîâàíèè, íàó÷íûõ ïðèáîðàõ è ìíîãèõ äðóãèõ
óñòðîéñòâàõ.
Êàê ïðàâèëî, äàò÷èêè óãëîâîãî ïîëîæåíèÿ
èìåþò äâà âûõîäà, ôàçû ñèãíàëîâ íà êîòîðûõ íàõîäÿòñÿ â êâàäðàòóðå, òî åñòü, ñäâèíóòû íà ÷åòâåðòü ïåðèîäà. Íà êàæäîì âûõîäå
çà îäèí îáîðîò âàëà ôîðìèðóåòñÿ ôèêñèðîâàííîå êîëè÷åñòâî èìïóëüñîâ, ïî îäíîìó
èìïóëüñó íà îïðåäåëåííûé óãîë ïîâîðîòà.
Âíóòðè ýíêîäåðà íàõîäÿòñÿ äâà êîíòàêòà,
îáùèé âûâîä êîòîðûõ îáû÷íî ñîåäèíåí ñ
çåìëåé ñõåìû, êàê ýòî ïîêàçàíî íà Ðèñóíêå 1,
à äâà êâàäðàòóðíûõ âûõîäà ÷åðåç ïîäòÿãèâàþùèå ðåçèñòîðû (R1 è R2) ïîäêëþ÷åíû ê
øèíå ïèòàíèÿ.
Çàòåìíåííûé ó÷àñòîê ñõåìû íà Ðèñóíêå 1
ïðåäñòàâëÿåò òèïè÷íûé èíòåðôåéñ äàò÷èêà
óãëîâîãî ïîëîæåíèÿ, ðåàëèçóþùèé êâàäðàòóðíîå äåêîäèðîâàíèå. Îáåñïå÷èâàþùèå
ôèëüòðàöèþ øóìîâ è ïîäàâëåíèå äðåáåçãà
êîíòàêòîâ öåïî÷êè R3, C1 è R4, C2, ñîâìåñòíî
ñ òðèããåðàìè Øìèòòà ëîãè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ
«È-ÍÅ» IC1a è IC1b ôîðìèðóþò ïðÿìîóãîëüíûå öèôðîâûå ñèãíàëû â òî÷êàõ A è B. Òàê æå,

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

êàê è íà âûõîäå ýíêîäåðà, ýòè ñèãíàëû ñäâèíóòû ïî ôàçå íà 90 ãðàäóñîâ. Åñëè äàò÷èê
âðàùàåòñÿ ïî ÷àñîâîé ñòðåëêå, ïåðåäíèé
ôðîíò ñèãíàëà A îïåðåæàåò ïåðåäíèé ôðîíò
ñèãíàëà B; ïðè âðàùåíèè ïðîòèâ ÷àñîâîé
ñòðåëêè ñèãíàë B íà ÷åòâåðòü ïåðèîäà îïåðåæàåò ñèãíàë A.
Åñëè ïîäàòü ñèãíàë A íà D âõîä òðèããåðà
IC2a, à B – íà ñ÷åòíûé âõîä, ñèãíàë íà âûõîäå
Q áóäåò èíäèöèðîâàòü íàïðàâëåíèå âðàùåíèÿ ýíêîäåðà, îñòàâàÿñü â ñîñòîÿíèè «ëîã. 1»
ïðè âðàùåíèè ïî ÷àñîâîé ñòðåëêå, è ïåðåêëþ÷àÿñü â íèçêèé óðîâåíü ïðè âðàùåíèè
ïðîòèâ ÷àñîâîé ñòðåëêè.  êà÷åñòâå èíêðåìåíòíûõ èìïóëüñîâ ìîæíî èñïîëüçîâàòü
ëþáîé ñèãíàë, êàê A, òàê è B. Íàïðèìåð, åñëè
ýíêîäåð âûðàáàòûâàåò 20 èìïóëüñîâ íà îäèí
îáîðîò, â òî÷êàõ A è B áóäóò âîçíèêàòü ïî 20
èìïóëüñîâ ïðè ïîâîðîòå âàëà íà êàæäûå 360
ãðàäóñîâ.
Ýòà ïðîñòàÿ èíòåðôåéñíàÿ ñõåìà ïðåêðàñíî ðàáîòàåò â ïðèëîæåíèÿõ, ãäå åäèíîâðåìåííî òðåáóåòñÿ ïîâåðíóòü âàë ýíêîäåðà
íåáîëüøîå ÷èñëî ðàç. Íî äëÿ ñëó÷àåâ, êîãäà
íåîáõîäèìî ïîëó÷èòü ñîòíè, à òî è òûñÿ÷è
èíêðåìåíòíûõ èìïóëüñîâ, ïîäîáíàÿ ñõåìà
ñîâåðøåííî íå ïðèìåíèìà. Ê ïðèìåðó, ïðåäñòàâüòå ñåáå óñòðîéñòâî, â êîòîðîì íà ñ÷åò÷èê íàäî ïîäàòü òûñÿ÷ó èìïóëüñîâ. ×òîáû
ñôîðìèðîâàòü òàêîå áîëüøîå êîëè÷åñòâî
èìïóëüñîâ, âàë èíêðåìåíòíîãî ýíêîäåðà ñ 20
èìïóëüñàìè íà îáîðîò ïðèäåòñÿ ïîâåðíóòü
50 ðàç! Ýòî çàéìåò óéìó âðåìåíè, à íà âàøèõ
ïàëüöàõ, ñêîðåå âñåãî, ïîÿâÿòñÿ ìîçîëè.

ÑÕÅÌÛ

53

+5 Â
R1
10k

IC1a
R3
100k

A
2

C1
10n

R2
10k

+5 Â
Ñì.
òåêñò

4
SET
D
IC2a

3

IC1b
R4
100k

B

Q
Q

IC1c
Âûõîä

10
SET

«1» = Ïî ÷àñîâîé
12
9
ñòðåëêå
D
Q
«0» = Ïðîòèâ ÷àñîâîé
IC2b
ñòðåëêè
11
8
Q

5
6

RESET
1

RESET
13
+5 Â

Äàò÷èê
óãëîâîãî
ïîëîæåíèÿ

C2
10n

IC1d
0Â

+5 Â

ÏÎ ×ÀÑÎÂÎÉ ÑÒÐÅËÊÅ
A

R5
560k

R8
220k

B
ÏÐÎÒÈ ×ÀÑÎÂÎÉ ÑÒÐÅËÊÈ

1

A
B

+5 Â

+5 Â

2

15 14
RC C
A

Q

13

9

7
6
RC C
A

0Â

IC3a
B

R6
100k

C3
100n

Q

4

10

RESET
3

R7
1k

Q
IC3b

B

Q

C5
10n

5
12

RESET
11

C4
10n

ÇÀÌÅ×ÀÍÈß:

Q1
2N7000

IC1: 74HC132 (âûâîä 7 = 0 Â; âûâîä 14 = +5 Â)
IC2: 74HC74 (âûâîä 7 = 0 Â; âûâîä 14 = +5 Â)
IC3: 74HC123 (âûâîä 8 = 0 Â; âûâîä 16 = +5 Â)

R9
1k

0Â

Ðèñóíîê 1. Íà áûñòðîå âðàùåíèå âàëà äàò÷èêà óãëîâîãî ïîëîæåíèÿ àäàïòèâíûé èíòåðôåéñ ðåàãèðóåò ñîîòâåòñòâóþùèì óâåëè÷åíèåì ÷àñòîòû âûõîäíûõ èìïóëüñîâ.

Îäíàêî, äîáàâèâ âñåãî îäíó ìèêðîñõåìó
(IC3 – ñäâîåííûé æäóùèé ìóëüòèâèáðàòîð ñ
ïåðåçàïóñêîì) è ãîðñòü íåäîðîãèõ êîìïîíåíòîâ, ìîæíî íàó÷èòü ñõåìó ïîíèìàòü, êîãäà
ýíêîäåð âðàùàåòñÿ áûñòðî, ÷òîáû ãåíåðèðîâàòü ìíîæåñòâî âûõîäíûõ èìïóëüñîâ íà êàæäûé èíêðåìåíòíûé èìïóëüñ ñèãíàëà B.
Äîïîëíèòåëüíûå ýëåìåíòû ñõåìû, ðàñïîëîæåííûå íà ñõåìå âíå çàòåìíåííîé îáëàñòè,
ðàáîòàþò ñëåäóþùèì îáðàçîì.
Æäóùèé ìóëüòèâèáðàòîð IC3a è òðèããåð
IC2b îáðàçóþò ïðîñòîé äåòåêòîð ñêîðîñòè,
îòñëåæèâàþùèé ÷àñòîòó ñèãíàëà B. Ñ óâåëè÷åíèåì ñêîðîñòè âðàùåíèÿ äàò÷èêà óãëîâîãî
ïîëîæåíèÿ óâåëè÷èâàåòñÿ ÷àñòîòà ñèãíàëà, à
ïåðèîä, ñîîòâåòñòâåííî, óìåíüøàåòñÿ.
Äåòåêòîð ñêîðîñòè îïðåäåëÿåò, êîãäà ïåðèîä
ñèãíàëà ñòàíîâèòñÿ íèæå ïîðîãà, óñòàíîâëåííîãî âðåìÿçàäàþùèìè ýëåìåíòàìè R5 è
C3 ìóëüòèâèáðàòîðà.
Âòîðîé ìóëüòèâèáðàòîð IC3b çà ñ÷åò
äîáàâëåíèÿ ýëåìåíòîâ R6, C4 è Q1 ðàáîòàåò
â àâòîêîëåáàòåëüíîì ðåæèìå. Âðåìÿçàäàþ-

54

ùèå êîìïîíåíòû R6, C4 è R8, C5 îïðåäåëÿþò
÷àñòîòó è êîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ åãî
âûõîäíûõ èìïóëüñîâ, ôîðìèðóþùèõñÿ íà
âûâîäå 12.
Ïåðâûé ìóëüòèâèáðàòîð (IC3a) âêëþ÷åí
òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû çàïóñêàòüñÿ ïî ñïàäó
èìïóëüñà B, â òî âðåìÿ êàê òðèããåð IC2b ñèíõðîíèçèðóåòñÿ ïåðåäíèì ôðîíòîì B. Êîãäà
ýíêîäåð âðàùàåòñÿ îòíîñèòåëüíî ìåäëåííî,
ñèãíàë íà âûõîäå Q ìèêðîñõåìû IC3a (âûâîä
13) ñîñòîèò èç ïà÷åê ïîëîæèòåëüíûõ èìïóëüñîâ, øèðèíà êîòîðûõ ðàâíà
tW = 0.45 ´ R5 ´ C3 (ñåêóíä) (VÑÑ = 5 Â)
Ïðè R5 = 560 êÎì è C3 = 100 íÔ íîìèíàëüíàÿ äëèòåëüíîñòü tW ñîñòàâèò 25 ìñ. Ïðè ìåäëåííîì âðàùåíèè ýíêîäåðà ÷àñòîòà ñèãíàëà
B íèçêà, à ïåðèîä îòíîñèòåëüíî âåëèê, è ñèãíàë íà âûõîäå Q ìèêðîñõåìû IC3 âîçâðàùàåòñÿ â íèçêèé óðîâåíü ðàíüøå, ÷åì óðîâåíü
ñèãíàëà B îïÿòü ñòàíåò âûñîêèì. Ïîñêîëüêó
âûõîä Q ïîäêëþ÷åí ê âõîäó RESET ìèêðîñõåìû IC2b, ïîëîæèòåëüíûé ôðîíò ñèãíàëà B íà

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

Ðèñóíîê 2à. Ñõåìà äåëàåò ïîñòåïåííûé ïåðåõîä îò îäèíî÷íûõ èìïóëüñîâ
ê ôîðìèðîâàíèþ ïà÷åê.

Ðèñóíîê 2á. Êîãäà ýíêîäåð âðàùàþò
î÷åíü áûñòðî, íà âûõîäå ïîñòîÿííî
ïðèñóòñòâóþò èìïóëüñû àâòîêîëåáàòåëüíîãî ìóëüòèâèáðàòîðà.

Ïîÿñíåíèÿ ê Ðèñóíêó 2. Âåðõíèé êàíàë – ñèãíàë A; ñðåäíèé êàíàë – ñèãíàë B; íèæíèé êàíàë –
âûõîä ñõåìû (ìèêðîñõåìà IC1c).

âõîäå òðèããåðà (âûâîä 11) íå îêàçûâàåò âëèÿíèÿ íà åãî âûõîäû, ïîýòîìó Q (âûâîä 9) îñòàåòñÿ íà íèçêîì óðîâíå. Ýòî, â ñâîþ î÷åðåäü,
ïî âõîäó RESET (âûâîä 11) óäåðæèâàåò àâòîêîëåáàòåëüíûé ìóëüòèâèáðàòîð IC3b â ñîñòîÿíèè ñáðîñà, òàê ÷òî åãî âûõîä Q (âûâîä 12)
ïîñòîÿííî íàõîäèòñÿ â ñîñòîÿíèè «ëîã.1».
Òàêèì îáðàçîì, 25-ìèëëèñåêóíäíûå èìïóëüñû ñ âûõîäà Q ìóëüòèâèáðàòîðà IC3a ïðîõîäÿò ÷åðåç IC1d è èíâåðòèðóþòñÿ âåíòèëåì
IC1c. Â ðåçóëüòàòå âûõîäíîé ñèãíàë ñõåìû
ñîñòîèò èç ñåðèè ïîëîæèòåëüíûõ èìïóëüñîâ
ïîñòîÿííîé øèðèíû, êàæäûé èç êîòîðûõ ñîîòâåòñòâóåò îäíîìó øàãó èíêðåìåíòíîãî ýíêîäåðà. Ñëåäîâàòåëüíî, ïðè ìåäëåííîì âðàùåíèè âàëà ñõåìà íà îäèí èíêðåìåíò âûðàáàòûâàåò åäèíñòâåííûé èìïóëüñ äëèòåëüíîñòüþ 25 ìñ.
Ïðè R5 = 560 êÎì è C3 = 100 íÔ íîìèíàëüíàÿ äëèòåëüíîñòü tW ñîñòàâèò 25 ìñ. Ïðè ìåäëåííîì âðàùåíèè ýíêîäåðà ÷àñòîòà ñèãíàëà
B íèçêà, à ïåðèîä îòíîñèòåëüíî âåëèê, è ñèãíàë íà âûõîäå Q ìèêðîñõåìû IC3 âîçâðàùàåòñÿ â íèçêèé óðîâåíü ðàíüøå, ÷åì óðîâåíü
ñèãíàëà B îïÿòü ñòàíåò âûñîêèì. Ïîñêîëüêó
âûõîä Q ïîäêëþ÷åí ê âõîäó RESET ìèêðîñõåìû IC2b, ïîëîæèòåëüíûé ôðîíò ñèãíàëà B íà
âõîäå òðèããåðà (âûâîä 11) íå îêàçûâàåò âëèÿíèÿ íà åãî âûõîäû, ïîýòîìó Q (âûâîä 9) îñòàåòñÿ íà íèçêîì óðîâíå. Ýòî, â ñâîþ î÷åðåäü,
ïî âõîäó RESET (âûâîä 11) óäåðæèâàåò àâòîêîëåáàòåëüíûé ìóëüòèâèáðàòîð IC3b â ñîñòîÿíèè ñáðîñà, òàê ÷òî åãî âûõîä Q (âûâîä 12)
ïîñòîÿííî íàõîäèòñÿ â ñîñòîÿíèè «ëîã.1».
Òàêèì îáðàçîì, 25-ìèëëèñåêóíäíûå èìïóëü-

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

ñû ñ âûõîäà Q ìóëüòèâèáðàòîðà IC3a ïðîõîäÿò ÷åðåç IC1d è èíâåðòèðóþòñÿ âåíòèëåì
IC1c. Â ðåçóëüòàòå âûõîäíîé ñèãíàë ñõåìû
ñîñòîèò èç ñåðèè ïîëîæèòåëüíûõ èìïóëüñîâ
ïîñòîÿííîé øèðèíû, êàæäûé èç êîòîðûõ ñîîòâåòñòâóåò îäíîìó øàãó èíêðåìåíòíîãî ýíêîäåðà. Ñëåäîâàòåëüíî, ïðè ìåäëåííîì âðàùåíèè âàëà ñõåìà íà îäèí èíêðåìåíò âûðàáàòûâàåò åäèíñòâåííûé èìïóëüñ äëèòåëüíîñòüþ 25 ìñ.
Åñëè âðàùàòü ýíêîäåð äîñòàòî÷íî áûñòðî,
ïåðèîä ñèãíàëà B áóäåò ñîîòâåòñòâåííî
óìåíüøàòüñÿ äî òåõ ïîð, ïîêà øèðèíà ïðîìåæóòêà ìåæäó èìïóëüñàìè íå ñòàíåò ìåíüøå,
÷åì tW (äëèòåëüíîñòü âûõîäíîãî èìïóëüñà
IC3a). Ïîñêîëüêó ñèãíàë Q, èäóùèé íà âûâîä
13, òåïåðü èìååò âûñîêèé óðîâåíü âî âðåìÿ
ïîëîæèòåëüíîãî ôðîíòà B, òðèããåð IC2b ïåðåêëþ÷àåòñÿ ñïàäîì B, è íà åãî âûõîäå Q (âûâîä 9) óñòàíàâëèâàåòñÿ «ëîã. 1», ðàçðåøàþùàÿ ðàáîòó àâòîêîëåáàòåëüíîãî ìóëüòèâèáðàòîðà IC3b, íà÷èíàþùåãî ãåíåðèðîâàòü
èìïóëüñû, ÷àñòîòà êîòîðûõ îïðåäåëÿåòñÿ
ýëåìåíòàìè R6, C4 è R8, C5. Ñëåäîâàòåëüíî,
ê âûõîäíîìó ñèãíàëó, ïîìèìî èìïóëüñîâ ñ
âûõîäà Q ýëåìåíòà IC3a, ÷åðåç âåíòèëü IC1d
áóäóò äîáàâëÿòüñÿ îäèí èëè áîëåå èìïóëüñîâ, ïîÿâëÿþùèõñÿ íà âûõîäå Q ýëåìåíòà
IC3b. Ýòî ìîæíî óâèäåòü íà íèæíåé îñöèëëîãðàììå Ðèñóíêà 2à.
 êîíöå êîíöîâ, êîãäà äàò÷èê âðàùàåòñÿ
î÷åíü áûñòðî, îòðèöàòåëüíûé ïåðåïàä B
ïåðåçàïóñêàåò IC3a ðàíüøå, ÷åì ó åãî âûõîäà
Q ïîÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü îïóñòèòüñÿ â «ëîã.
0». Â ýòèõ óñëîâèÿõ íà âûõîäàõ Q ýëåìåíòîâ

ÑÕÅÌÛ

55

IC3a è IC2b ïîñòîÿííî ñîõðàíÿåòñÿ âûñîêèé
óðîâåíü, íå ïðåïÿòñòâóþùèé àâòîêîëåáàòåëüíîìó ðåæèìó ìóëüòèâèáðàòîðà. Ïîëó÷àþùèéñÿ ïðè ýòîì ñèãíàë íà âûõîäå IC1c ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íåïðåðûâíóþ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü èìïóëüñîâ, êîòîðóþ ìîæíî âèäåòü
íà íèæíåé îñöèëëîãðàììå Ðèñóíêà 2á.
Òî÷êà, íà÷èíàÿ ñ êîòîðîé ñõåìà ïåðåñòàåò
ãåíåðèðîâàòü îäèíî÷íûå èìïóëüñû è íà÷èíàåò ôîðìèðîâàòü ïà÷êè, îïðåäåëÿåòñÿ âðåìÿçàäàþùèìè ýëåìåíòàìè, îêðóæàþùèìè
IC3a. Ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ìàêñèìàëüíàÿ ñêîðîñòü, äîñòóïíàÿ ðåàëüíîìó ïîëüçîâàòåëþ, ñîñòàâëÿåò äâà îáîðîòà â ñåêóíäó.
Äëÿ ýíêîäåðà, âûðàáàòûâàþùåãî 20 èíêðåìåíòíûõ èìïóëüñîâ íà îáîðîò, ýòî ýêâèâàëåíòíî 40 èìïóëüñàì â ñåêóíäó, èëè ïåðèîäó
25 ìñ. Ïîýòîìó, êîãäà ýíêîäåð âðàùàåòñÿ ñî
ñêîðîñòüþ, ïðåâûøàþùåé äâà îáîðîòà â
ñåêóíäó, ñõåìà ïåðåõîäèò â ðåæèì ãåíåðàöèè
ìíîæåñòâà âûõîäíûõ èìïóëüñîâ.
×àñòîòà èìïóëüñîâ àâòîêîëåáàòåëüíîãî
ìóëüòèâèáðàòîðà âûáèðàåòñÿ èñõîäÿ èç

56

âàøèõ ïåðñîíàëüíûõ òðåáîâàíèé. Ïðè óêàçàííûõ íà Ðèñóíêå 1 íîìèíàëàõ ýëåìåíòîâ
R6, C4, R8 è C5 ÷àñòîòà ðàâíà ïðèìåðíî
600 Ãö ïðè íîìèíàëüíîé øèðèíå èìïóëüñà 1
ìñ. Çàìåòèì, ÷òî òðåáîâàíèå íàëè÷èÿ
ïåðåçàïóñêà ó ìóëüòèâèáðàòîðà IC3a ÿâëÿåòñÿ îáÿçàòåëüíûì äëÿ ïðàâèëüíîé ðàáîòû
ñõåìû. Îáû÷íî âåíòèëü IC1c âêëþ÷àþò
èíâåðòîðîì, ñîåäèíÿÿ íåèñïîëüçóåìûé âõîä
ñ øèíîé ïèòàíèÿ. Îäíàêî åñëè ñîåäèíèòü
ýòîò âõîä ñ âûõîäîì Q ìèêðîñõåìû IC2a,
âûõîäíûå èìïóëüñû áóäóò ôîðìèðîâàòüñÿ
òîëüêî ïðè âðàùåíèè ýíêîäåðà â íàïðàâëåíèè ÷àñîâîé ñòðåëêè. È íàîáîðîò, åñëè ïîäêëþ÷èòü âõîä ýëåìåíòà «È-ÍÅ» ê âûõîäó Q
òðèããåðà IC2a, ñõåìà áóäåò ãåíåðèðîâàòü
âûõîäíûå èìïóëüñû òîëüêî ïðè âðàùåíèè
ïðîòèâ ÷àñîâîé ñòðåëêè. Òàêîé õàðàêòåð ïîâåäåíèÿ èíòåðôåéñà ìîæåò îêàçàòüñÿ ïîëåçíûì, åñëè âàì íåîáõîäèìî, ÷òîáû ôîðìèðîâàíèå èìïóëüñîâ ïðîèñõîäèëî ëèøü ïðè âðàùåíèè âàëà ýíêîäåðà â êàêîì-òî îäíîì
íàïðàâëåíèè. ÐË

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – èþëü 2013

ÎÊÎ Àðõèâ ÀÂÒÎ GPS/GSM
ñïåöèàëèçèðîâàííûé âèäåîðåãèñòðàòîð äëÿ àâòîòðàíñïîðòà
íàäåæíî ñõîõðàíÿåò è âîñïðîèçâîäèò âèäåî- è àóäèîèíôîðìàöèþ,
ìàðøðóò äâèæåíÿ, âûïîëíÿåò îõðàííûå ôóíêöèè
âî âðåìÿ ñòîÿíêè è ïåðåäàåò èíôîðìàöèþ ïî GSM
òàêæå â ïðîäàæå ìîäåëè
ÎÊÎ Àðõèâ ÀÂÒÎ è ÎÊÎ Àðõèâ ÀÂÒÎ GPS

ÎÊÎ Ìîáàéë 3G
âèäåîðåãèñòðàòîð ñ âîçìîæíîñòüþ
ïåðåäà÷è âèäåî ïî áåñïðîâîäíûì ñåòÿì 3G
òàêæå â ïðîäàæå ìîäåëè
ÎÊÎ Ìîáàéë è ÎÊÎ Ìîáàéë II - ïåðåäà÷à âèäåî ïî GSM

ÂÈÄÅÎÐÅÃÈÑÒÐÀÒÎÐÛ ÑÅÐÈÈ “ÎÊÎ ÀÐÕÈ”
ïîñòðîåíèå ïðîñòîé, íàäåæíîé, àâòîíîìíîé ñèñòåìû âèäåîíàáëþäåíèÿ äëÿ ÷àñòíîãî è êîììåð÷åñêîãî ñåêòîðîâ

ÎÊÎ Àðõèâ 4NET

ÎÊÎ Àðõèâ 4NET LE

ÎÊÎ Àðõèâ LITE CF

ïîäêëþ÷åíèå ïî LAN/internet
ñìåííûé æåñòêèé äèñê

ïîäêëþ÷åíèå ïî LAN/internet
âñòðîåííûé æåñòêèé äèñê

çàïèñü íà êàðòó Compact Flash

ÏÐÎÔÅÑÑÈÎÍÀËÜÍÛÅ ÈÍÑÒÐÓÌÅÍÒÛ ÄËß ÂÈÄÅÎÍÀÁËÞÄÅÍÈß
“Äåöèìà”
Ìîñêâà, Çåëåíîãðàä, ïðîåçä 4922, äîì 4, ñòðîåíèå 1
òåë: +7 (495) 988 48 58
http://www.decima.ru

Æóðíàë äëÿ òåõ, êòî èíòåðåñóåòñÿ ýëåêòðîíèêîé

Ñêîðî íîâûå
òåìàòè÷åñêèå íîìåðà:
àâòîìàòèçàöèÿ
àâòîýëåêòðîíèêà
àêêóìóëÿòîðû è çàðÿäíûå
óñòðîéñòâà

Åñëè Âàì íåáåçðàçëè÷íû ýòè òåìû
èëè Âû ÿâëÿåòåñü íîñèòåëåì
ïåðåäîâûõ çíàíèé â äðóãèõ
îáëàñòÿõ ýëåêòðîíèêè è ãîòîâû èõ
ïîïóëÿðèçèðîâàòü ïðèãëàøàåì ê ñîòðóäíè÷åñòâó!