|
Х — состояние безразлично | |||
www.microshemca.ru
АНАЛОГОВЫЕ КОММУТАТОРЫ И МУЛЬТИПЛЕКСОРЫ В УСТРОЙСТВАХ НА МИКРОСХЕМАХ
Коммутатором называют устройство, позволяющее коммутировать (включать или переключать) электрические сигналы. Аналоговый коммутатор предназначен для коммутации аналоговых, т. е. изменяющихся по амплитуде во времени сигналов.
Отмечу; что аналоговые коммутаторы с успехом можно применять и для коммутации цифровых сигналов.
Обычно состоянием «включено/выключено» аналогового коммутатора управляют подачей управляющего сигнала на управляющий вход. Для упрощения процесса коммутации для этих целей используют цифровые сигналы:
♦ логическая единица — ключ включен;
♦ логический ноль — выключен.
Чаще всего уровню логической единицы отвечает диапазон управляющих напряжений, лежащих в пределах от 2/3 до 1 от напряжения питания микросхемы коммутатора, уровню логического нуля — зона управляющих напряжений в пределах от 0 до 1/3 от напряжения питания. Вся промежуточная область диапазона управляющих напряжений (от 1/3 до 2/3 от величины напряжения питания) соответствует зоне неопределенности. Поскольку процесс переключения носит, хотя и неявно выраженный, пороговый характер, аналоговый коммутатор можно рассматривать по отношению к входу управления как простейший компаратор.
Основными характеристиками аналоговых коммутаторов являются:
♦ электрическое сопротивление и емкость замкнутого и разомкнутого ключа;
♦ сопротивление и емкость на шину (шины) питания;
♦ линейность ВАХ замкнутого ключа;
♦ быстродействие;
♦ максимальное и минимальное коммутируемое напряжение;
♦ максимальный коммутируемый ток;
♦ предельная частота и амплитуда коммутируемых сигналов;
♦ предельное (максимальное и минимальное) напряжение питания коммутатора;
♦ входное сопротивление и емкость по цепи управления.
Примечание.
Идеальным коммутатором следует считать безынерционное электронное переключающее устройство, имеющее нулевое сопротивление и емкость замкнутого ключа, бесконечно большое сопротивление и нулевую емкость разомкнутого ключа, нулевые токи утечки.
Рис. 23.2. Схема прецизионного усилителя с электронным управлением
Рис. 23.7. Схема усилителя с электронным декадным переключением коэффициента передачи
Усилитель на ОУ с электронным ступенчатым управлением позволяет получить сетку коэффициентов передачи 1, 10, 100, 1000 (рис. 23.1). Коэффициент передачи при условии близости нулю сопротивления замкнутого электронного ключа можно определить из соотношения (Rl+R2)/R2; (R3+R4)/R4; (R5+R6)/R6.
Совет.
Управляющие входы каждого из электронных ключей для снижения вероятности переключения под воздействием наводок здесь и в последующих схемах рекомендуется соединить с общей шиной через резистор сопротивлением 1 МОм.
Другой вариант усилителя на ОУ с электронным управлением показан на рис. 23.2. Его коэффициент передачи определяется из выражения R3/R1; R4/R1; R5/R1; R6/R1; R7/R1 при замыкании соответствующего ключа коммутатора DA2.1—DA2.5. 
Рис. 23.3. АЧХ прецизионного усилителя с электронным управлением по схеме рис. 23.2 при включении соответствующего ключа 1—5. DA 7 UA709C
Рис. 23.4. Схема прецизионного усилителя с электронным управлением
АЧХ усилителя приведена на рис. 23.3. Прецизионный усилитель с емкостной обратной связью и электронным управлением показан на рис. 23.4. Его предельный коэффициент передачи в области нижних частот определяется из соотношения R2/R1. Частотную границу снижения коэффициента передачи на уровне —3 дБ, Гц, можно оценить
из выражениягде R2=106 Ом; С — емкость подключенного конденсатора, пФ. Частота нулевого усиления, Гц, определяется
как
АЧХ усилителя (схема на рис. 23.4) при переключении ключей коммутатора DA2.1—DA2.4 представлена на рис. 23.5. Сопротивление замкнутого ключа DA2.1 — DA2.4 при построении АЧХ принято за 100 Ом. Предельный коэффициент ослабле- 
Рис. 23.5. АЧХ прецизионного усилителя с электронным управлением по схеме рис. 23.4 при включении соответствующего ключа 1—4. DA 7 UA709C
ния (область высоких частот) определяется как или —40 дБ.
Ранее в технике усиления низких частот широко применяли многопозиционные механические переключатели, коммутирующие цепочки резисторов. Очевидно, что такое схемное решение имело преимущество в минимальных потерях на контактах в первые месяцы эксплуатации аппаратуры, позволяло коммутировать большие токи. Недостатки также были очевидны:
♦ неудовлетворительные массогабаритные показатели;
♦ необходимость прикладывания значительных усилий для переключения;
♦ шумы и трески при переключении или работе;
♦ непостоянство электрического сопротивления контактной группы;
♦ склонность контактов к коррозии и механическому износу;
♦ низкая надежность и долговечность;
♦ сложность разводки электрических проводников, особенно, при необходимости одновременного управления совокупностью одинаковых каналов аппаратуры.
Замена механических коммутаторов электронными ключами резко повысила надежность работы аппаратуры, снизила ее габариты и вес, позволила управлять устройством дистанционно при помощи электрических сигналов.
На рис. 23.6 приведены электрические схемы аттенюаторов с электронным управлением, позволяющих дискретно изменять коэффициент передачи с шагом 10 или J. дБ [23.1].
Фильтр низких частот со ступенчатым переключением частоты среза, рис. 23.7, для идеальных ключей DA2.1—DA2.5 имеет АЧХ, приведенную на рис. 23.8.
Фильтр на микросхеме DA1 (рис. 23.9) при переключении ключа SA1 способен менять свою АЧХ: в положении (А) ключа SA1 и подаче управляющего сигнала на один из входов управления электронного коммутатора DA2.1—DA2.4 он представляет собой фильтр низких частот. При переключении ключа SA1 в положение (В) устройство преобразуется в управляемый полосовой фильтр. АЧХ того и другого фильтров приведены на рис. 23.10 и рис. 23.11.
Примечание.
Отмечу, что если но управляющие входы микросхемы коммутатора не подавать управляющий сигнал, устройство будет выполнять функцию повторителя напряжения.
Микросхема ΒΑ7604Ν содержит два переключателя на два положения и может применяться при переключении входов радиоэлектронной аппаратуры, работая с сигналами амплитудой до 2 В в частотной области 50 Гц—в МГц [23.2].
Микросхема питается от однополярного источника напряжением 5 В и способна работать на низкоомную нагрузку. При подаче на управляющий вход микросхемы (выводы 4 и 7) напряжения с логическим уровнем «1» ( г. е. +5 В) будут замкнуты верхние по схеме ключи коммутатора, если на этих выводах присутствует уровень логического нуля, то нижние.
Примечание.
Особенностью коммутатора ΒΑ7604Ν является то, что сигналы могут передаваться только с входа на выход, а не в ту и другую сторону, как это принято для большинства других аналоговых коммутаторов.
Типовая схема включения — коммутация двух двухсигнальных входов на два выхода, например, двух источников аудио- и видеосигналов или двух источников стереосигнала на два выхода позволяет ограничиться использованием лишь одной микросхемы DA1, рис. 23.12. Если источников сигнала больше, например, четыре, потребуется наращивание числа коммутаторов, так, как это показано на рис. 23.12 [23.2].
Аналоговые коммутаторы можно использовать не только для переключения источников аудиосигналов. Так, например, при помощи электронного переключателя, рис. 23.13, можно дискретно переключать каналы
Рис. 23.6. Электронные аттенюаторы с шагом ЮдБ (слева) и 7 дБ (справа)
(рабочие поддиапазоны, частоты приема или передачи) приемной или передающей аппаратуры.
На основе КМОП-коммутатора может быть собран элемент коммутации, обладающий эффектом памяти, рис. 23.14 [23.3]. В исходном состоянии ключ разомкнут, напряжение на его нагрузке — резисторе R1 — равно нулю. Если нажать кнопку SB1, то на управляющий вход
Рис. 23.9. Схема переключаемого фильтра низких частот (А) — полосового фильтра (В) с электронной коммутацией видаАЧХ
Рис. 23.8. Амплитудно-частотная характеристика фильтра с электронным управлением, рис. 23.7, при включении соответствующего ключа DA2.7—DA2.5
ключа поступит напряжение высокого уровня, ключ замкнется и само- заблокируется, оставаясь во включенном состоянии неопределенно продолжительное время.
Вернуть устройство в исходное состояние можно кратковременным отключением питающего напряжения или нажатием на кнопку SB2. В этом отношении рассматриваемый элемент коммутации напоминает тиристорный ключ.
К числу недостатков переключателя можно отнести то, что предель-
Рис. 23.10. Амплитудно-частотная характеристика фильтра низких частот (А) с электронным управлением, рис. 23.9, при включении соответствующего ключа DA2.1—DA2.4
Рис. 23.11. Амплитудно-частотная характеристика полосового фильтра (В) с электронным управлением, рис. 23.9, при включении соответствующего ключа DA2.1—DA2.4
ный ток нагрузки не может превышать 10 мА, а при коротком замыкании нагрузки КМОП-коммутатор может выйти из строя.
Совет.
Кратно повысить предельный ток нагрузки можно при параллельном включении нескольких коммутаторов.
Электронные коммутаторы на основе распространенных микросхем серии К176КТ1, К561КТЗ, К564КТЗ и т. п.
имеют заметный недостаток: они имитируют нормально разомкнутые контакты, замыкаемые лишь при подаче напряжения высокого уровня на управляющий электрод коммутирующего элемента.
Рис. 23.16. Схема коммутатора аналоговых сигналов
Рис. 23.15. Схема электронного аналога двухпозиционного переключателя со светодиодной индикацией положения
На рис. 23.15 показана схема электронного аналога двухпозиционного переключателя на основе микросхемы типа Κ564ΚΫ3 со светодиодной индикацией положения.
Для коммутации аналоговых низкочастотных сигналов (до 1 МГц) можно использовать широко распространенные КМОП- коммутаторы, например, К564КТЗ, рис. 23.16 [23.4]. При изменении уровня одного из управляющих сигналов ключи DA1.1 и
DA1.2 переключаются, соответственно, переключается вывод резистора R1. В одном случае он напрямую соединен с сопротивлением нагрузки, во втором — заземлен, а резистор нагрузки отключен. Величину сопротивления нагрузки обычно выбирают равной или большей R1.
Совет.
При изготовлении коммутатора следует учесть, что сопротивление закрытого ключа микросхемы К564КТЗ приближается к сопротивлению изоляции, открытого— составляет 50—150 Ом, что может вносить определенные искажения в транслируемый сигнал. Кратно понизить сопротивление открытого ключа можно за счет параллельного соединения нескольких таких ключей. Другой выход — выбирать в качестве КМОП-коммутатора современные микросхемы с малым сопротивлением открытого ключа.
На базе KMOI 1-коммутаторов может быть собран генератор прямоугольных импульсов. Пример такого генератора приведен на рис. 23.17 [23.5].
Генератор импульсов (рис. 23.18) выполнен на КМОП-коммутаторе — элементах DA1.1, DA1.2 микросхемы К561КТЗ [23.6].
При включении генератора оба ключевых элемента микросхемы разомкнуты. Конденсатор С2 через резистор R5 заряжается до напряжения, при котором ключ DA1.1 включается. На резистивный делитель R1—R3 подается напряжение питания; конденсатор С1 заряжается через резистор R4, резистор R3 и часть потенциометра R2. Когда напряжение на его положительной обкладке достигнет напряжения включения ключа DA1.2, произойдет разряд обоих конденсаторов, и процесс их заряда- разряда будет периодически повторяться.
Потенциометр R2 позволяет изменять величину «стартового» напряжения для заряда конденсатора С1 и, следовательно, частоту генерируемых импульсов в пределах от единиц до десятков герц.
Параллельно цепочке резисторов R1—R3 может быть включено сопротивление нагрузки или индикатор работы генератора, например, светодиод с токоограничивающим резистором 680 Ом.
Устройство можно использовать в качестве генератора, управляемого напряжением. Для этого управляющее напряжение от 4—5 В до 15 В необходимо подключить вместо напряжения питания. С понижением питающего напряжения частота генерируемых импульсов растет.
На неиспользуемых элементах микросхемы — DA1.3 и DA1.4 может быть собран второй генератор импульсов. Напряжение для питания микросхемы подают на выводы 14 (плюс) и 7 (минус, общий провод).
Рис. 23.7 7. Схема генератора импульсов на микросхеме К561КТ1
Рис. 23.18. Схема генератора импульсов на КМОП-коммутаторе
Примечание.
Известно, что такой распространенный элемент коммутации, как электромагнитное реле, обладает гистерезисным свойством: ток его включения намного превосходит ток отпускания.
Для включения реле на пониженном напряжении обычно используют схемы кратковременного (пускового) удвоения напряжения и, соответственно, удвоения тока через обмотку.
Одна из таких схем приведена на рис. 23.19 [23.7]. Для управления работой реле использована микросхема аналогового ключа фирмы Maxim — МАХ4624/4625 [23.8]. При входном сигнале по уровню, достигающему значения логической единицы, ключ микросхемы переключается.
При замыкании ключа S1 на обмотку реле через диод VD1 подается напряжение питания 2,5 В, не достаточное для срабатывания реле. Одновременно конденсатор С2 заряжается через замкнутый ключ микросхемы DA1, токоограничительный резистор R2 и диод VD1 до напряжения, близкого напряжению питания.
Конденсатор С1, подключенный к управляющему входу микросхемы DA1, заряжается через резистор R1. Как только напряжение на его обкладках превысит порог срабатывания ключевого элемента микросхемы, ее «контакты» переключат конденсатор С2 таким образом, что напряжение на нем суммируется с питающим напряжением, и это напряжение оказывается приложенным к обмотке реле. Реле сработает, включив своими контактами К 1.1 нагрузку.
Поскольку конденсатор С2 разрядится, ток в реле будет поддерживать основной источник питания через диод VD1. Такое схемное решение позволяет использовать в низковольтной схеме (2,5 В) относительно высоковольтное (рассчитанное на 5 В) реле, одновременно снизив мощность, потребляемую реле, вчетверо.
Рис. 23.7 9. Схема питания реле пониженным напряжением
Микросхемы серии К1109КТ2, выполненные на биполярных транзисторах (рис. 23.20), предназначены для семиканальной коммутации нагрузок с повышенным током потребления. В основе каждого ключа микросхемы использован простейший усилитель на составном транзисторе, включенном по схеме Дарлингтона. Максимальный коммутируемый ток — 0,35 А на частоте до 50 кГц при предельной мощности, рассеиваемой на ключе в импульсе, не свыше 1 Вт (или 2 Вт на всю микросхему). При повышении частоты коммутируемого сигнала до 10 МГц предельный выходной ток на канал снижается до 12—25 мА.
Максимальное напряжение источника питания — 50 В. Следует учитывать, что на открытом выходном
Рис. 23.20. Схемы внутреннего строения и типового включения микросхем ΚΙ 109КТ2
транзисторе ключа при максимальном токе нагрузки падает не менее 1,6—2,0 В. Кнопка SB1 (рис. 23.20) предназначена для одновременной проверки исправности элементов индикации.
Микросхемы К1109КТ2ху где х=1, 2, 3, 4, отличаются от К1109КТ2 наличием дополнительных гасящих напряжение элементов во входных цепях ключей, рис. 23.20.
Учитывая особенности внутреннего строения микросхем-ключей К1109КТ2, допускается их использование и в нештатном включении. На рис. 23.21 показана возможность использования микросхемы- коммутатора К1109КТ2 в качестве семиканального усилителя. На рис. 23.22 приведена схема применения этой микросхемы .для коммутации цепей с индуктивной нагрузкой (реле). Внутренние диоды ключей микросхемы при подключении вывода 9 к шине питания защищают выходные транзисторы от повреждения.
Микросхемы К1109КТ6х, где х-2, 3, 4, 5, предназначены для восьмиканального управления нагрузками, рис. 23.23. Их внутреннее строение и основные характеристики соответствуют таковым для микросхем К1109КТ2ху где х=1,2у 3, 4.
Рис. 23.23: Использование микросхемы К1 Ю9КТ6х для восьмиканального управления светодиодными индикаторами
Рис. 23.22. Использование микросхемы ΚΙ 109КТ2 с релейными нагрузками
Рис. 23.27. Использование микросхемы ΚΙ 109КТ2 в качестве многоканального усилителя
Микросхема ULN2003Ayпроизводимая фирмой STM (отечественный аналог ILN2003A), состоит из ключей йа составных биполярных транзисторах с диодной защитой по входу и выходу (рис. 23.24). Микросхема предназначена для управления работой активной (предельный ток до 0,5 А) или индуктивной нагрузкой при напряжении питания до 50 В. Ключи микросхемы управляются от входных сигналов ТТЛ– уровней.
Пример использования микросхемы ULN2003A для управления работой ламп накаливания показан на рис. 23.25.
Примечание.
Если в качестве нагрузки использованы светодиоды, последовательно каждому из них следует установить токоограничивающий резистор.
Для проверки исправности элементов световой индикации необходимо кратковременно нажать кнопку SA1 «Тест».
При работе на индуктивную нагрузку (электромагниты, обмотки реле и т. п.) для защиты выходных транзисторов микросхемы вывод 9 микросхемы следует подключить к шине питания, как показано на рис. 23.26.
Рис. 23.24. Структурная схема Рис. 23.26. Схема включения микросхемы
микросхемы ULN2003A (ILN2003A) (JLN2003A при работе на индуктивную нагрузку
Микросхема UDN2580A содержит 8 ключей (рис. 23.27). Она способна работать на активную и индуктивную нагрузку при напряжении питания 50 В и максимальном токе нагрузки до 500 мА.
Рис. 23.27. Цоколевка и эквивалентная схема микросхемы UDN2580A
Микросхема UDN6118A (рис. 23.28) предназначена для 8-и канального ключевого управления активной нагрузкой при максимальном напряжении до 70(85) В при токе до 25(40) мА. Одна из областей применения этой микросхемы — согласование низковольтных логических уровней с высоковольтной нагрузкой, в частности, вакуумными флуоресцентными дисплеями. Входное напряжение, достаточное для включения нагрузки — от 2,4 до 15 В.
Совпадают с микросхемами UDN2580A по цоколевке, а по внутреннему строению с микросхемами UDN6118A другие микросхемы этой серии — UDN2981 — UDN2984.
Рис. 23.29. Строение и цоколевка микросхемы аналогового мультиплексора ADG408
Рис. 23.28. Цоколевка и эквивалентная схема микросхемы UDN6118А
Аналоговые мультиплексоры ADG408!ADG409 фирмы Analog Device можно отнести к управляемым цифровым кодом многоканальным электронным переключателям. Первый из мультиплексоров (ADG408) способен переключать единственный вход (выход) на 8 выходов (входов), рис. 23.29. Второй (ADG409) — переключает 2 входа (выхода) на 4 выхода (входа), рис. 23.30.
Максимальное сопротивление замкнутого ключа не превышает 100 Ом и зависит от напряжения питания микросхемы.
Микросхемы могут питаться от двух- или однополярного источника питания напряжением до ±25 В, соответственно, коммутируемые сигналы по знаку и амплитуде должны укладываться в эти диапазоны. Мультиплексоры отличаются малым потреблением тока — до 75 мкА. Предельная частота коммутируемых сигналов — 1 МГц.
Рис. 23.30. Строение и цоколевка микросхемы аналогового мультиплексора ADG409
Микросхема К174КП1
(зарубежный прототип — TDA1029, фирма Philips) представляет собой аналоговый двухканальный переключатель — два канала на четыре положения, рис. 23.31.
Рис. 23.31. Схемы внутреннего строения и типового включения микросхемы К174КП1
Этот электронный переключатель предназначен для коммутации низкочастотных (обычно до 20 кГц) сигналов. Номинальное напряжение питания микросхемы — 15 В (пределы — 6—23 Г), потребляемый ток до 5 мА. Входное сопротивление — 350—450 Ом. Сопротивление нагрузки — не менее 4,7 кОм при ее емкости до 100 ηФ.
Шустов М. А., Схемотехника. 500 устройств на аналоговых микросхемах. — СПб.: Наука и Техника, 2013. —352 с.
nauchebe.net
Некоторые решения коммутации простых схем. CAVR.ru
Рассказать в:Вопрос как показывает практика постоянно актуален. Коммутация нескольких сигналов на один приемник или наоборот. Вопрос обычно не в том, как это сделать, а вопрос из чего это сделать. Всевозможные специализированные микросхемы для этого есть, и их применение в вашей схеме будет верным и обоснованным, но что делать, когда в торговых точках, где мы покупаем радиодетали не оказывается этих «вкусненьких» микросхем-коммутаторов, а также еще, может оказаться дело и в цене, которую для себя мы можем определить как высокую. В данной статье примеры схем на распространенных недорогих деталях. С помощью диодов: практические схемы применения находятся на этом сайте. Вывод информации с нескольких схем на один индикатор. Здесь главный принцип такого подключения, это поочередное подача напряжения питания на нужную схему . Этот способ хорош тогда, когда мы используем для своего прибора автономное питание и нам не требуется держать схему в дежурном режиме в запитанном состоянии ( например когда при обесточке теряются какие либо данные) Принципиальная схема такого подключения.
— — — — — — — — — Если нам нужно, чтобы схема постоянно находилась под напряжением, но при этом есть задача выводить всю информацию на один ЖКИ по очереди Используем для этой цели такую схему (но не факт, что схема должна быть постоянно запитана, для этой схемы, можно также делать отключение питания устройств вместе с коммутацией) 
с применением мультиплексоров распространенной серии 74НС257 (похожие варианты коммутаций можно реализовать и на других сериях микросхем, которые такого же принципа действия 4051, 4052, 4053, К561КП2 , 74НС153, 74НС157, 74НС298 ………) Теперь пример, как можно делать простую схему на цифровых микросхемах для коммутации видео сигнала. Таким же способом применить, например мультиплексор серии 74НС257 , здесь не получится , так как НЧ видео сигнал имеет на выходе вид не 0 и 1 , а в основном это аналоговая составляющая. Но схемное решение с применением оптронов для поочерёдного подключения видеосигнала на один монитор, делает эту схему довольно несложной. на счетчике делителе 4022.Микросхема 74НС4022 (полные аналоги K561ИЕ9 и CD4022 datasheet 4022 ) счетчик делитель на 8 он имеет в основе четырех разрядный счетчик Джонсона. Особенность счетчика Джонсона—в выходном сигнале отсутствуют «клыки» помех. Выходных состояний у данного счетчика—восемь, соответствующих счету от 0 до 7. Поочерёдное подключение видеосигнала происходит с помощью оптронов, (испытано на РС817 , однако здесь работать будут любые аналоги). В данной схеме работает круговой цикл на 4-ре видеокамеры, (установлен сброс после Q3 с помощью Q4 опять на Q0 1 видеокамеру.
Подключение сброса можно делать по разному, по этому схемному решению поочерёдно одной кнопкой управлять любым количеством камер от 2х до 8 ……
Раздел: [Схемы]
Сохрани статью в:
Оставь свой комментарий или вопрос:
www.cavr.ru
|
Х — состояние безразлично | |||
www.microshemca.ru
|
| ||
www.microshemca.ru
Корпус: SO-16
Входные уровни сигналов управления зависят от напряжения питания и, в общем случае, соответствуют таковым у других микросхем серий КМОП-логики.
| Микросхема HCF4051M представляет собой мультиплексор/демультимплексор — коммутатор цифровых и аналоговых сигналов. Основные параметры 4051:
* Напряжение питания Vdd-GND или Vdd-Vee.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Микросхема 4051 имеет 8 каналов коммутации (аналоговых ключей), которые управляются четырьмя сигналами: A,B,C и D. При этом сигналы A,B и C задают двоичный номер включенного канала, а D дает общее разрешение работы (активный уровень — низкий). Микросхема 4051 может коммутировать как цифровые так и аналоговые сигналы (например в аудио-аппаратуре). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Расположение выводов 4051: 
|
Назначение выводов 4051:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Условное обозначение 4051: | Таблица функционирования 4051
L — низкий уровень, H- высокий уровень.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Структурная схема микросхемы 4051:  (нажмите для увеличения)
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Схема одного вентиля микросхемы 4051:  (нажмите для увеличения)
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Микросхема 4051 может использоваться с однополярным и двуполярным напряжением питания. При этом коммутируемые (аналоговые) сигналы должны находится в диапазоне напряжений между Vee и Vdd, а цифровые сигналы управления в диапазоне от GND до Vdd. При коммутации цифровых сигналов вывод Vee объединяют с общей шиной GND. Варианты однополярного и двуполярного питания микросхемы 4051: 
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Пример схемы включения микросхемы 4051: (коммутация двуполярного аналогового сигнала)(нажмите для увеличения) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
tec.org.ru
3.Описание схемы электрической принципиально й
В структурную схему модуля «картинка в картинки» далее PIP входят:
1.) коммутатор сигналов HEF4053B (D2): 2.) амплитудный детектор, задающий генератор строк синхропроцессор TDA2579B (D4) с формирователем строчного импульса обратного хода К561ЛА7 (D6): 3.) декодер сигналов цветности TDA4555 (D3): 4.) тракт яркостного сигнала: 5.) трехканальный аналогово-цифровой преобразователь SDA9087 (D5): 6.) процессор обработки сигнала врезки SDA9088 — 2 (D7) с внешней ФАПЧ SDA9386 — 3 (D9): 7.) процессор командо-управления КР1816ВЕ35 (D11): 8.) внешняя память процессора командо-управления КР573РФ5 (D10): 9.) процессор управления К1533ИР22 (D8): 10.) стабилизатор напряжения (D1).
Обработанный радиоканалом сигнал вещательного телевидения проходит резистивный делитель R4, R7 с коэффициентом равным 2 и поступает на вывод 1 HEF4053 (D2) коммутатора сигналов. Конденсатор С3 предназначен для поднятия амплитудно-частотной характеристики в области высоких частот. Сигнал с видеовхода телевизора подается на вывод 2 HEF4053 (D2) через делитель напряжения R5, R10 и конденсатор С4. Делитель напряжения R11, R10 определяет постоянную составляющую видеосигнала. Управление коммутатора осуществляется процессором управления КР16816ВЕ35 (D11) путем коммутации логических уровней «0» и «1» на вывод 10 HEF4053B (D2) Напряжение для коммутации осуществляется через транзисторный ключ VT1 КТ315Ж управляемый микросхемой КР16816ВЕ35 (D11) с ножки 32. Питание микросхемы осуществляется от источника 12 вольт через RC фильтр на элементах R16, C7, C20 с контакта 5 соединителя Х9. С вывода 15 D2 видеосигнал проходит через эмиттерный повторитель на транзисторе VT2 и далее поступает на: синхропроцессор, входные цепи двустандартного декодера сигналов цветности, схему режекции.
Синхропроцессор
предназначен для управления работой
декодера сигналов цветности и процессора
обработки сигнала врезки. Он построен
на двух микросхемах TDA2579B (D4) и формирователем
строчного импульса обратного хода
К561ЛА7 (D6). Видеосигнал с выхода эмиттерного
повторителя VT2 в положительной полярности
через конденсатор С21 а далее фильтр
высоких частот С35, R28 поступает на вывод
5 TDA2579B (D4). Транзисторный каскад на
транзисторе VT4 предназначен для привязки
постоянной составляющей видеосигнала
к уровню заданному резистивным делителем
R21, R22. В основу работы TDA2579B (D4) заложена
система фазового регулирования, которая
поддерживает постоянной разность фаз
между строчным синхроимпульсом подаваемым
на нее с селектора, и импульсом обратного
хода, подаваемым с каскада формирователя
импульса обратного хода собранного на
микросхеме К561ЛА7 (D6). Строчный синхроимпульс
с вывода 11 D4 используется для запуска
схемы формирования строчного импульса.
Преобразователь импульсов собран на
микросхеме К561ЛА7 которая состоит из
трех элементов 2И-НЕ. 
Микросхема
формирует положительные импульсы
длительностью 12 мкс. Входным сигналом
для синхропроцессора является видеосигнал,
а на выходе образуются сигналы:
трехуровневый импульс, кадровый
синхроимпульс.
Двустандартный декодер цветности собранный на микросхеме TDA4555 (D3) предназначен для декодирования сигналов СЕКАМ и ПАЛ. Принцип работы данной микросхеме заключается в том, что в зависимости от стандарта принимаемого сигнала TDA4555 обеспечивает опознавание и переключение на соответствующий стандарт. Для этого внутри микросхемы имеется специальная схема управления и переключения стандартов. Назначение элементов обвязки микросхемы декодера: С22 — служит для предотвращения отрицательной обратной связи по переменному току. L6, R30, L7 — служат для согласования линии задержки. L5, C29, R32 — фазосдвигающая цепочка канала красного. С11, L1, R13 — фазоздвигающая цепочка канала синего. R39, R51, R38, R43 — делители напряжения. С49, С41, С14, С23 — разделительные конденсаторы. Входной сигнал для декодера является СЕКАМ или ПАЛ сигнал, а выходными являются цветоразностные B-Y, R-Y.
Тракт яркостного сигнала предназначен для детектирования остатков поднесущих из яркостного сигнала. Содержит в себе схему режекции построенную на основе режекторного фильтра и состоящую из дросселя L3 и конденсатора С30. Фильтр настроен на частоту 4,43 Мгц. Делитель R23, R24 предназначен для уменьшения размаха яркостного сигнала до величины, необходимой для нормальной работы аналого-цифрового преобразователя.
Трехканальный аналогово-цифровой преобразователь предназначен для преобразования сигналов Y, B-Y, R-Y в цифровые для обработки процессором сигнала врезки. Он выполнен на микросхеме SDA9087 (D5). Данная микросхема также осуществляет задержку яркостного сигнала и мультиплексирование цветоразностных сигналов UV.
Выходными сигналами с микросхемы SDA9087 (D5) являются:
яркостной сигнал.
цветоразностные сигналы R-Y и B-Y
выходные сигналы Y (цифровой), UV (цифровой)
Принцип работы процессора состоит в приеме сигналов Y и UV в цифровом виде, запоминание их и считывание с большой тактовой частотой по команде процессора управления. Внешняя ФАПЧ на микросхеме SDA9386 — 3 (D9) служит для стабилизации размеров и положения на экране изображения PIP.
Основу структуры микроконтроллера образует внутренняя двунаправленная 8-битовая шина, которая связывает все устройства микроконтроллера КР1816ВЕ35 (D11): арифметико-логическое устройство (АЛУ), устройство синхронизации и управления, оперативно запоминающее устройство (ОЗУ) объемом 128 байт и порты ввода вывода информации Р1, Р2, BUS.
В связи с тем что микроконтроллер КР1816ВЕ35 (D11) не имеет внутренней памяти программ, используется внешнее постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) типа КР573РФ5 (D10) объемом 2048 байт. В ПЗУ находится программа управления модулем «Кадр в кадре» выполняющая следующие функции:
прием и декодирование команд фотоприемника ДУ телевизором в коде RC5.
обработка пяти команд ДУ, управляющих модулем «кадр в кадре». 1) «PIP ON» — «кадр в кадре» вкл выкл. 2) «SIZE» — управление разменом дополнительного изображения 1/9 и 1/16 от основного формата изображения. 3) «STILL» — пауза изображения, режим заморозки. 4) «POSITION» — выбор одного из четырех углов на экране «PIP» 5) «SELECT» — выбор источника дополнительного изображения.
формирование команд по шине I2C.
управление коммутатором сигналов HEF4053B (D2)
Опорную частоту микропроцессора осуществляет кварц ZQ2 с частотой 6 МГц.
studfiles.net
