Kомпоненты, приборы, оборудование      
 |  Главная |  Каталог предприятий Украины |  Схемотехника |
 

Раздел на реконструкции, некоторые ссылки могут не работать!
  • Аудио
  • Безопасность
  • Бытовая электроника
  • Видео
  • Видеокамеры
  • Высоковольтные
  • Генераторы
  • Измерения
  • Интерфейсы
  • Коммутация
  • Компьютер
  • Медицина
  • Моделирование
  • Передатчики
  • Питание
  • Обработка данных
  • Предусилители
  • Радио

  • Веб-мастерам
    и писателям:
    Биржа статей. Продать - купить статью. Уникальные статьи: готовые и на заказ.


    Назад
       Краткая характеристика логических и цифровых микросхем, наиболее часто применяемых радиолюбителями
    А.Н. Маньковский
    В настоящее время "сердцем" многих сложных электронных устройств является микропроцессор. Теперь я уже никак не могу что-то улучшить, усовершенствовать в моем “буржуйском” телевизоре или компьютере. Слава Богу, применение микропроцессора во многих бытовых и промышленных электронных приборах совершенно не обязательно. Существует большое множество сравнительно простых житейских задач, а зачем простые задачи решать с помощью интегралов? Микропроцессор довольно часто является дорогим и дефицитным удовольствием, да и частенько электронная схема, скажем, на логических или цифровых элементах оказывается намного проще схемы, построенной на базе микропроцессора, выполняющей ту же задачу. Самое приятное в этом факте то, что современный радиолюбитель-конструктор способен что-то изобрести свое, способствуя дальнейшему развитию науки Электроника. Рассмотрим характеристики и другие "мелочи" наиболее часто применяемых радиолюбителями логических и цифровых микросхем ТТЛ (серии К155, К555, KP531, KP1531, KP1533) и микросхем КМОП технологии (серии К176, K651, KP1561). Микросхемы ТТЛ Напряжение питания, В +4,75…5,25 Выходной уровень лог. “0” микросхем, В, не более: К155, К555 0,4 КР531 (при втекающем токе 20 мА) 0,5 КР1531 0,8 КР1533 (при втекающем токе 8 мА) 0,5 Выходной уровень лог. “1” микросхем, В, не менее: К155 2,4 К555 2,6 КР531 (при вытекающем токе 1 мА) 12,7 КР1531 2,0 КР1533 (при вытекающем токе 0,4 мА) 2,5 Входной ток при уровне лог.”0” на входе микросхем, мА, не более: К155 1,6 КР531 50 КР1531, КР1533 20 Средняя потребляемая мощность одним логическим элементом микросхем, мВт: К155 10 К555 2 КР531 19 КР1531 4 КР1533 1,2 Средняя задержка распространения сигнала микросхем, нс: К155 20 К555 18 КР531 5 Типовая нагрузочная способность микросхем, шт.: К155, KP531 10 K555 20 KP1531 30 KP1533 40 Диапазон рабочих температур, °С: К155, KP531, K555, KP1531, KP1533 -10…+70 KM155, KM555 -45…+85 Серия К155, КМ155 Неиспользуемые входы микросхем можно никуда не подключать, т.е. подпаивать к контактной площадке минимальных размеров, к которой (это важно) не подключены проводники. При этом несколько уменьшается быстродействие микросхем. Можно подключать неиспользуемые входы к используемым входам того же элемента, но это увеличивает нагрузку на микросхему, которая является источником сигнала, что также ведет к снижению быстродействия. Неиспользуемые входы микросхем можно объединять и подключать их к источнику питания +5 В через резистор 1 кОм (до 20 входов к одному резистору). При этом быстродействие микросхем не снижается. На печатных платах с использованием микросхем серии К155 необходимо устанавливать блокировочные конденсаторы (керамические) между цепью +5 В и общим проводом. Один-два конденсатора емкостью 0,02…0,15 мкФ устанавливаются на каждые пять микросхем. Конденсаторы следует располагать на плате равномерно. Их необходимо также установить рядом со всеми микросхемами с мощным выходом (К155ЛА6, К155ЛА7 и др.) или с потребляемой мощностью более 500 мВт. Серия К555, КМ555 Основные правила использования микросхем серии К555 такие же, как и для серии К155. Следует, однако, иметь в виду, что микросхемы этой серии менее помехоустойчивы, а поэтому критичны к взаимному расположению сигнальных цепей. Более существенно влияет на их работу и индуктивность цепей питания, поэтому последние обязательно должны быть зашунтированы керамическими конденсаторами емкостью 0,02…0,15 мкФ на каждые 3…5 микросхем и расположены на плате равномерно. Входы микросхем нельзя оставлять свободными. Их следует соединить с используемыми входами того же элемента или подать на них уровень логической 1, подключив через резистор 1 кОм к источнику напряжения +5 В. Неиспользуемые входы элементов ИЛИ и ИЛИ-НЕ также соединяют с общим проводом. При соблюдении указанных правил микросхемы К155 и К555 взаимозаменяемые. Однако при их совместном применении следует помнить, что нагрузочная способность микросхемы серии К555 на входы элементов серии К155 равна 5. Серия КР531 Микросхемы этой серии требуют особого внимания к разводке цепей питания и общего провода. При изготовлении промышленных устройств на микросхемах этой серии обычно используют многослойные печатные платы. Один из слоев такой платы служит общим проводом, другой - проводом питания. Если же применяют двусторонние печатные платы, то проводник питания и общий провод выполняют навесным в виде латунных полос шириной около 5 мм. Керамические блокировочные конденсаторы емкостью 0,047…0,15 мкФ подпаивают непосредственно к этим полосам (один конденсатор на одну-две микросхемы). В радиолюбительских конструкциях одну сторону двусторонней печатной платы можно использовать для общего провода, а другую - для сигнальных цепей и провода питания. Основные правила использования микросхем те же, что и для серии К155. Входы микросхем серии КР531 нельзя оставлять свободными - их нужно подключать к проводнику напряжения питания через резистор сопротивлением 1 кОм (до 20 входов к одному резистору) или непосредственно к общему проводу, в зависимости от логики работы микросхемы. Серия КР1531 На печатных платах с использованием микросхем серии КР1531 необходимо устанавливать блокировочные конденсаторы между цепью +5 В и общим проводом. Их количество определяется одним конденсатором емкостью 0,047…0,15 мкФ на каждые три-пять микросхем, конденсаторы следует располагать на плате равномерно. Основные правила использования микросхем серии КР1531 те же, что и микросхем серии КР531. Входы микросхем этой серии нельзя оставлять свободными, их нужно подключать к проводнику напряжения питания через резистор сопротивлением 1кОм (до 20 входов к одному резистору) или непосредственно к общему проводу, в зависимости от логики работы микросхемы. Серия КР1533 Основные правила использования микросхем данной серии в основном такие же, что и для серии К555. Неиспользуемые входы микросхем этой серии нельзя оставлять свободными - их нужно подключить к общему проводу или к источнику питания без резисторов. Цепи питания должны быть зашунтированы керамическими конденсаторами емкостью 0,02…0,15 мкФ на каждые 5…10 микросхем, расположенными на плате равномерно. Микросхемы КМОП технологии Напряжение питания микросхем, В: К176 +8,55…9,45 К561 +3…15 КР1561 +3…+18 Выходной уровень лог.”0” микросхем, В: К176, К561, В около 0 КР1561 при Uпит = 5 В 0,4 Uпит = 10 В 0,5 Uпит = 15 В 1,5 Выходной уровень лог.”1” микросхем, В: К176, K561 около +Uпит КР1561 при Uпит = 5 В 4,6 Uпит = 10 В 9,5 Uпит = 15 В 13,5 Потребляемый ток в статическом режиме микросхем, мкА: К176, не более 0,1 К561, KP1561 доли Среднее время задержки распространения сигнала, нс 300 Типовая нагрузочная способность, шт. 100 Диапазон рабочих температур микросхем, °С: К176 -10…+70 К561, КР1561 -45…85 Серия К176 Основной особенностью микросхем данной серии является ничтожное потребление тока в статическом режиме - 0,1…100 мкА. При работе на максимальной рабочей частоте 1…5 МГц потребляемая мощность увеличивается и доходит до значения потребляемой мощности наименее мощных ТТЛ микросхем. Номинальное напряжение питания микросхем серии К176 - +8,55…9,45 B, однако они сохраняют работоспособность в диапазоне питающих напряжений 5…12 В. При монтажных работах для исключения случайного пробоя за счет статического электричества потенциалы монтируемой платы, паяльника и тела монтажника должны быть уравнены. Для этого на ручку паяльника можно намотать несколько витков неизолированного провода или укрепить жестяную пластинку и соединить через резистор 100…200 кОм с металлическими частями паяльника. Конечно, обмотка паяльника не должна иметь контакта с его корпусом. При монтаже свободной рукой следует касаться шин питания монтируемой платы. Если микросхема лежит в металлической коробке или ее выводы упакованы в фольгу, прежде, чем взять микросхему, следует дотронуться до коробки или фольги. Применение микросхем серии К176 имеет свои особенности. Ни один из входов микросхемы не может оставаться неподключенным, даже если логический элемент в микросхеме не использован. Свободные входы элементов должны быть или соединены с используемыми входами того же элемента, или подключены к шине питания или общему проводу в соответствии с логикой работы микросхемы. Напряжение источника питания должно подаваться ранее или одновременно с подачей входных сигналов. Серия К561 Микросхемы серии К561 во многом аналогичны микросхемам серии К176, потребляют ничтожно малую мощность в статическом режиме, имеют очень небольшой (определяемый лишь токами утечки) входной ток. Напряжение источника питания может находиться в пределах от 3 до 15 В. Меры предосторожности, которые необходимо соблюдать при монтаже и налаживании устройств на микросхемах серии К561, такие же, как и для микросхем серии К176. Ни один из входов микросхемы не может оставаться неподключенным, даже если логический элемент в микросхеме не использован. Свободные входы элементов должны быть или соединены с используемыми входами того же элемента, или подключены к шине питания или общему проводу в соответствии с логикой работы микросхемы. Напряжение питания должно подаваться ранее или одновременно с подачей входных сигналов. При конструировании аппаратуры на микросхемах серии К561 необходимо учитывать, что емкость связи между проводниками, соединяющими передатчики с приемниками информации, является емкостью нагрузки для микросхем, передающих информацию. Увеличение емкости приводит к возрастанию динамического тока потребления. Для исключения влияния перекрестных помех между одиночными проводниками в асинхронных устройствах емкость связи не должна превышать 100 пФ. При конструировании аппаратуры на микросхемах серии К561 необходимо предусматривать защиту от попадания импульсных помех на шины "питания" и "общая", для чего в цепях питания рекомендуется устанавливать низкочастотные и высокочастотные конденсаторы. Ориентировочно емкость конденсаторов можно выбрать из расчета: низкочастотный электролитический - не менее 0,03 мкФ на одну микросхему (на практике проверено, что гораздо эффективнее установить на плате с микросхемами электролитический конденсатор 100 мкФ/16 В), высокочастотный керамический - 0,068 мкФ на каждые 50 микросхем. Серия КР1561 Микросхемы серии КР1561 во многом преемственны микросхемам К176 и К561. Они также потребляют чрезвычайно малый ток в статическом режиме (доли микроампера), их входные токи определяются только токами утечки, а выходные напряжения практически равны нулю или напряжению питания при работе на другие микросхемы структуры КМОП. Отличительная особенность микросхем серии КР1561 - наличие буферных элементов на входах и выходах всех микросхем независимо от их сложности, а не только на выходах сложных, как в сериях К176 и К651. В результате большинство микросхем этой серии имеют примерно одинаковые выходные характеристики и одну и ту же входную емкость. Кроме того, микросхемы серии КР1561 защищены от перегрузок как по входу, так и по выходу (в выходные цепи добавлены токоограничивающие резисторы). Напряжение питания микросхем может находиться в пределах от 3 до 18 В. Однако при изготовлении микросхемы контролируют только при напряжениях 5, 10 и 15 В, для которых и гарантированы их параметры. Микросхемы серии КР1561 имеют следующие статические нагрузочные характеристики. При уровне логического нуля на выходе микросхемы и контрольных напряжениях питания 5, 10 и 15 В выходной втекающий ток равен не менее 0,44; 1,1 и 3 мА при выходных напряжениях 0,4; 0,5 и 1,5 В соответственно. Те же нормы существуют и для вытекающих токов при входных напряжениях 4,6; 9,5 и 13,5 B уровня логической единицы на выходе. Кроме того, гарантируется, что при напряжении питания 5 В и Uвых. 2,5 В уровня логической единицы выходной вытекающий ток равен не менее 1,36 мА. Реальные выходные токи микросхем серии КР1561 значительно больше. Ток короткого замыкания при напряжении питания 5 В равен 10 мА при уровне логического нуля и около 6 мА при уровне логической единицы, что позволяет подключать практически любые светодиоды к выходам микросхем этой серии без ограничительных резисторов. При напряжении питания 10 или 15 В ток короткого замыкания может достигать 20…60 мА, поэтому включение ограничительных резисторов необходимо. Выходной ток 0,44 мА при напряжении питания 5 В и выходное напряжение 0,5 B уровня логического нуля гарантирует нормальную работу микросхем серии КР1561 на один вход микросхем серии К555. Однако, так как реальный выходной ток больше, их можно нагружать и на несколько входов микросхем серии К555 или даже на один вход микросхемы серии К155. Литература 1. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. Москва, "Радио и связь", -1989. 2. Б. Ф. Бессарабов, В. Д. Федюк, Д. В. Федюк. Диоды, тиристоры, транзисторы и микросхемы широкого применения. Справочник. Воронеж: МПФ "Воронеж", -1994. 3. Алексеев С. Применение микросхем серии КР1533//Радио. -1991. -№1. 4. Алексеев С. Применение микросхем серии КР531//Радио. -1991. -№9. 5. Алексеев С. Применение микросхем серии КР1561//Радио. -1991. -№6.


     SVITEL © 2014  Мир электроники.  Admin  При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна. Rambler's Top100