Искусство схемотехники. Том 1 [Изд.4-е] - Пауль Хоровиц

Схемы, не требующие пояснений

На рис. 6.65 приведено несколько удачных схем, взятых главным образом из каталогов фирм-изготовителей.

Рис. 6.65. а — зарядное устройство для аккумуляторной батареи 12 В;

Рис. 6.65. б — регулируемый стабилизированный биполярный источник опорного напряжения;

Рис. 6.65.  в — схема со следящим предварительным стабилизатором;

Рис. 6.65.  г — автоматический регулятор света для лампы накаливания;

Рис. 6.65. д — прецизионный мощный источник напряжения;

Рис. 6.65. е — импульсная лампа (из технических данных NSC 317);

Рис. 6.65. ж — источник опорного напряжения +5 В на основе одного источника опорного напряжения на 2 выхода;

Рис. 6.65.  з — трехвыводные стабилизаторы с повышенным подавлением пульсаций (диоды защищают от коротких замыканий входа и выхода);

Рис. 6.65. и — мощный источник тока;

Рис. 6.65. к — дифференциальный повторитель с диапазоном синфазного сигнала +100 В;

Рис. 6.65. л — источник постоянного напряжения/постоянного тока;

Рис. 6.65. м — «самый простой в мире» преобразователь постоянного тока;

Рис. 6.65. н — портативный источник опорного напряжения;

Рис. 6.65. о — усилитель токового шунта: ОУ типа модулятор-демодулятор использует в качестве резистора съема тока возвратный провод питания калибра 20 длиной 1,2 дюйма; напряжение питания ОУ — от +5 до +15 В;

Рис. 6.65. п — схема контроля тока;

Рис. 6.65. р — сильноточный биполярный источник тока.

На рис. 6.66 показано несколько схем, которые, наверняка, не будут работать. Проанализируйте их и вы сможете в дальнейшем избежать подобных ловушек.

Рис. 6.66. а — простой источник стабилизированного напряжения;

Рис. 6.66. б — источник +5 В;

Рис. 6.66. в — источник +5 В;

Рис. 6.66.  г — расщепленный источник ±15 В;

Рис. 6.66. д — источник +5 В;

Рис. 6.66. е - стабилизатор на +15 В;

Рис. 6.66.  ж — стабилизатор с ограничением тока;

Рис. 6.66  з — схема автоматического шунтирования источника питания с тиристорной защитой.

Дополнительные упражнения

1. Спроектируйте стабилизированный источник с  напряжением точно +10,0 В и током до 10 мА,  используя ИС723. В вашем распоряжении имеется  трансформатор на 15 В (эфф.), 100 мА; диоды в любом количестве, различные конденсаторы, схема 723,  резисторы и подстроечный потенциометр на 1 кОм. Выберите резисторы так, чтобы при их стандартных значениях (5%) диапазона подстройки потенциометра хватило бы для компенсации производственного  разброса источника опорного напряжения (от 6,80 до 7,50 В).

2. Спроектируйте стабилизатор напряжения на +5 В, 50 мА для нестабилизированного входа +10 В, используя следующие компоненты: а) стабилитрон и эмиттерный повторитель, б) трехвыводной  стабилизатор 7805, в) стабилизатор 723, г) стабилизатор 723 и внешний проходной и npn-транзистор; используйте схему ограничения тока с обратным наклоном  характеристики, настроенную на 100 мА (граничное значение тока при полном выходном напряжении) и ток короткого замыкания 25 мА, д) трехвыводной регулируемый стабилизатор положительного  напряжения 317, е) дискретные компоненты, источник  опорного напряжения на стабилитроне и обратную связь. Докажите, что величины компонентов выбраны  правильно; для а), в) и е) обеспечьте ограничение тока на уровне 100 мА.

3. Спроектируйте полный источник питания на +5 В, 500 мА для цифровой логической схемы.  Начните с начала (от настенной розетки 115 В  переменного напряжения), определяя такие вещи, как  напряжение и номинальный ток трансформатора,  величины конденсаторов и т. п. Для того чтобы облегчить себе работу, используйте трехвыводной стабилизатор 7805. Не расточайте сверх меры емкости, но сделайте так, чтобы ваша схема выдерживала 10%-й разброс всех параметров (сетевого напряжения, допуски  параметров трансформатора и конденсаторов и т.п.). Когда закончите, рассчитайте потери в стабилизаторе в худшем случае. Затем, применив внешний проходной транзистор, модифицируйте схему для обеспечения нагрузочной способности 2 А. Встройте токоограничивающую  схему на 3 А.

Таблицы

1

2

3

4

(б) «*» указывает на количество ОУ в одном корпусе; значок «V» — означает, что эта же фирма выпускает схему с другим количеством ОУ в одном корпусе; с увеличением плотности упаковки возможно некоторое ухудшение электрических характеристик (в особенности напряжения сдвига).

(в) Предусмотрены контакты для внешней коррекции.

(г) Величина, соответствующая минимальному значению коэффициента усиления, которое еще не приводит к потере устойчивости в схеме. Операционные усилители, в которых предусмотрены контакты для внешней коррекции, могут работать при меньшем значении коэффициента усиления при условии, что используется соответствующая схема внешней коррекции. НК означает, что операционный усилитель нескорректирован для любого значения коэффициента усиления ОУ с замкнутой обратной связью необходимо использовать внешний конденсатор.

(д) При минимальном стабильном значении коэффициента усиления при замкнутой петле ОС (обычно это - единичное усиление), если не оговорено иначе.

(е) Максимальное значение, при котором еще не повреждается микросхема; не должно превышать предельного напряжения питания.

(ж) «+» в колонке ВХ означает, что диапазон входного синфазного сигнала включает это значение питающего напряжения; «+» в колонке ВЫХ означает, что размах выходного напряжения ограничен напряжениями питания. (з) Резистивно-диодная схема обеспечивает на дифференциальном входе ток больший, чем дает источник +1 В.

(к) мкВ от пика до пика, 0,1-10 Гц.

(л) Токочувствительный инвертирующий вход (схема обратной связи по току); токи смещения на входах могут существенно отличаться друг от друга. Указанное значение тока смещения соответствует неинвертирующему входу.