Рис. 4.13. Схема расположения деталей
Налаживание. Настройку усилителя выполняют в точности так же, как это делалось в предыдущей схеме. Программу для микроконтроллера (включая исходные тексты) можно скачать с диска, прилагаемого к книге («Видеоурок 4», раздел «SOFT»).
Внешний вид устройства приведен на рис. 4.14.
Рис. 4.14. Внешний вид усилителя класса D на микроконтроллере
Смотрим ролик. Работу усилителя демонстрирует ролик: «Видеоурок 4» — > «Усилитель класса D на микроконтроллере» на прилагаемом диске.
Несмотря на весьма скромные возможности АЦП и ШИМ-генератора, звук, воспроизводимый этим «усилителем», сделает честь многим солидным аппаратам, продаваемым в магазинах.
Да-да, представьте себе, усилители класса D существовали и в ламповом варианте (причем аж с 1955 года): воистину все новое — это хорошо забытое старое! Причина их появления — все то же желание повысить экономичность усилителя и снизить его габариты.
Принципиальная схема. Схема усилителя приведена на рис. 4.15.
Рис. 4.15. Принципиальная схема усилителя на лампах
Генератор пилообразного напряжения собран на пентоде ЛЗ. Это т. н. фантастронный генератор, по поводу заковыристого названия которого время от времени народ «отрывается» в Инете. Разбирать его работу мы не будем, поскольку она достаточно сложна.
Пилообразный сигнал подается на триггер Шмитта, собранный на двух половинках лампы Л5, на этот же вход подается сигнал от предварительного усилителя НЧ, собранного на пеноде Л4. С выхода триггера Шмитта противофазные сигнал поступают на управляющие сетки двухтактного выходного каскада на лампе Л4. Нагрузкой лампы Л4 является импульсный трансформатор, за которым через высокочастотный фильтр включен обычный двухтактный выходной трансформатор.
Примечание.
Следует сразу сказать, что примененный в схеме выходной каскад не может реально обеспечить достаточную выходную мощность усилителя, и использован здесь исключительно с демонстрационной целью.
Внешний вид устройства приведен на рис. 4.16.
Рис. 4.16. Внешний вид лампового усилителя класса D
Смотрим ролик. Работу усилителя демонстрирует ролик «Видеоурок 4» — > «Усилитель класса D на лампах» на прилагаемом диске.
Шаг 5
СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПО ИК
Дистанционное управление с применением инфракрасного света давно и прочно вошло в наш быт. Телевизоры, кондиционеры, вентиляторы, освещение — практически для всех видов бытовой техники существуют соответствующие пульты. Достоинства систем ДУ на ИК — простота схемы и достаточно высокая надежность. Дополнительный плюс — системы на ИК-лучах не «засоряют» эфир (попросту нечем)!
В подавляющем большинстве случаев для передачи сигнала ИК используется импульсно-кодовая модуляция, т. е. управляющий сигнал передается набором кодовых импульсов. Каждый импульс, в свою очередь, передается в виде посылки амплитудно-модулированного излучения определенной длительности.
Частота модуляции чаще всего равна 36 кГц, что позволяет при приеме «отсечь» паразитную засветку датчика ИК излучения другими частотами (особенно этим «грешат» лампы дневного света с электронным балластом). В настоящее время существуют очень простые в применении приемники ИК-излучения, выполняющие всю необходимую обработку сигнала, и выдающие на выход готовые импульсы. Поэтому сейчас системы ДУ на ИК — наиболее простые в схемно-техническом плане устройства. Первый вариант такого устройства мы сделаем… на микросхемах.
Принципиальная схема. Традиционный вопрос — почему не на транзисторах, и традиционный ответ — цифровая обработка сигнала на транзисторах достаточно капризна. Схема передающей части системы ДУ приведена на рис. 5.1.
Рис. 5.1. Принципиальная схема системы дистанционного управления по ИК
На элементах DD1.1, DD1.2 собран тактовый генератор, вырабатывающий кодовые импульсы. Импульсы эти поступают на вход счетчика DD2 (знакомого нам по «бегущим огням»), при этом на его выходе появляется сигнал «бегущей единицы». Со счетчиком соединен RS-триггер, выполненный на элементах DD3.1, DD3.3, причем сброс триггера всегда выполняется сигналом с выхода Q5, а установка — сигналом с выходов Q1—Q4 при нажатии соответствующей кнопки. Таким образом, триггер оказывается во включенном состоянии в пределах от одного до четырех тактовых импульсов.
Сигнал с выхода триггера поступает на элемент DD3.2, туда же поступает сигнал с тактового генератора. В результате на выходе этого элемента образуются пачки из одного, двух, трех либо четырех импульсов (в зависимости от нажатой кнопки). Эти пачки импульсов управляют включением генератора, вырабатывающего частоту 36 кГц, собранного на элементах DD1.3, DD1.4, DD3.4. Выход генератора нагружен на транзистор VT1, в коллектор которого включен инфракрасный светодиод.
Схема приемной части системы ДУ приведена на рис. 5.2.
Рис. 5.2. Схема приемной части системы ДУ
С выхода приемника сигнала DD1 импульсы поступают на счетчик D3 и на два одновибратора, собранных на элементах DD1.1—DD1.4. После приема пачки импульсов счетчик останавливается с лог. 1 на одном из выходов Q1—Q4.
Через некоторое время после окончания приема срабатывает одновибратор на элементах DD2.2,DD2.4, и по его сигналу состояние счетчика запоминается в регистр D4. На одном из выходов регистра при этом появляется сигнал лог. О, сбрасывающий или устанавливающий один из RS-триггеров, собранных на элементах DD5.1—DD5.4.
В зависимости от состояния триггеров одна из оптопар HL1, HL2 оказывается включенной или выключенной, включая или выключая соответствующий симистор, управляющий нагрузкой. Одновибратор на элементах DD1.1—DD1.3 срабатывает позже, и сбрасывает счетчик DD3 в исходное состояние.
Печатная плата. Передающая часть собрана на плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм размерами 47x40 мм.
Разводку печатной платы (в зеркальном изображении) можно скачать с диска, прилагаемого к книге («Видеоурок 5», файл 1.DXF) и посмотреть на рис. 5.3.
Рис. 5.3. Разводка печатной платы передающей части (47x40 мм, в зеркальном изображении)
Схема расположения деталей приведена на рис. 5.4.
Рис. 5.4. Схема расположения деталей передающей части
Приемная часть собрана на плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм размерами 52x55 мм.
Разводку печатной платы (в зеркальном изображении) можно скачать с диска, прилагаемого к книге («Видеоурок 5», файл 2.DXF) и посмотреть на рис. 5.5.
Рис. 5.5. Разводка печатной платы (52x55 мм, в зеркальном изображении)