15 | 08 | 2018
Главное меню
Смотри
Статистика
Пользователи : 1
Статьи : 3765
Просмотры материалов : 8796079

Коллеги
Посетители
Рейтинг@Mail.ru
Советую
Online
  • [Bot]
  • [Google]
Сейчас на сайте:
  • 92 гостей
  • 2 роботов
Новые пользователи:
  • Administrator
Всего пользователей: 1
RSS
Подписка на новости
Регистратор разницы температур PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
08.11.2011 07:04

Регистратор разницы температур

Регистратор разницы температур

Представленная простая схема (рис. 1.10) регистрирует разницу температур двух объектов, нуждающихся в использовании регулятора. Например, для включения вентиляторов, вы­ключения нагревателя или для управления клапанами смесителей воды. Два недорогих кремниевых диода 1Ж001, установленные в мост сопротивлений, используются как датчи­ки. Температура пропорциональна напряжению между измерительным и опорным диодом, которое подается на выводы 2 и 3 операционного усилителя МС1791. Так как при разнице температур с выхода моста поступает только примерно 2 мВ/°С, то необходим операцион­ный усилитель с высоким усилением. Если для нагрузки требуется более 10 мА, то необхо­дим буферный транзистор.

 

АЛЬТЕРНАТИВНІ ЗАСОБИ ЗВ'ЯЗКУ Rambler's Top100

Представлені пристрої зв'язку, створені на основі біполярних і МОП-транзисторів. Проте дані елементи є не єдиними активними компонентами, за допомогою яких можна створювати засоби зв'язку.

На рис.7.1 представлені приклади схем ЧС-передавачів, створених на основі тунельних діодів.

Тунельні діоди, як відомо, при деяких режимах володіють негативним динамічним (!) Опором. Завдяки цій властивості дані елементи можуть виконувати функції генераторів коливань і підсилювачів радіосигналів.

Поміщений в ланцюг коливального контуру тунельний діод компенсує втрати і забезпечує генерацію незатухаючих коливань. Найпростіші ланцюга частотної модуляції, декілька додаткових елементів - і ЧС-радіопередавач готовий. Саме так побудовані представлені пристрою.

Дані малопотужні УКХ ЧМ-пристрої забезпечують передачу інформації на відстані декількох десятків метрів при чутливості УКХ-приймача 5-10 мкВ і довжині передавальної антени 1 м - 0.5 м для частот 70-144 МГц (оптимальна довжина антени -1 / 4 довжини радіохвилі). Збільшення частоти дозволяє зменшити довжину антени. Це разом з простотою конструкції дозволяє створювати сверхминиатюрную апаратуру. Незважаючи на відносно скромні відстані роботи, дані пристрої можуть представляти певний інтерес.

Елементи для схеми УКХ ЧМ-передавача (ріс.7.1.а) на тунельному діоді:

R1 = 33.R2 = 100, R3 = 510;

З 1 = 20-40, С2 = 10н-68н, СЗ = 4.7мкФ-20мкФ;

D1 - тунельний діод, наприклад, АІ201А або аналогічні;

LI - безкаркасні, 5 +2 (2вітка від "землі") витків ПЕВ-2 0.8, діаметр котушки 8 мм. Настройка.

Змінним резистором R3 встановлюється робоча точка, при якій виникає стійка генерація. Частота встановлюється зміною довжини котушки і величини ємності С1. Монтаж.

Монтаж здійснюється відповідно до звичайних вимог по конструюванню ВЧ-пристроїв: мінімальна довжина провідників, екранування і т.д.

Елементи для схеми УКХ ЧМ-передавача (ріс.7.1.6) на тунельному діоді:

R1 = 100, R2 = 300;

З 1 = 20-40, С2 = 10н-68н, СЗ = 4.7мкФ-20мкФ, С4 = 0.1мкФ;

D1 - тунельний діод, наприклад, АІ201А або аналогічні;

L1 - безкаркасні, 7 витків ПЕВ-2 0.8, внутрішній діаметр котушки 8 мм, L2 - безкаркасні, 3 витка ПЕВ-2 0.6, довжина котушки 4 мм, внутрішній діаметр котушки 2.5-3 мм. Настройка.

Змінним резистором R1 встановлюється робоча точка, при якій виникає стійка генерація. Частота встановлюється зміною довжини котушки і величини ємності С1. Монтаж.

Монтаж здійснюється відповідно до звичайних вимог по конструюванню ВЧ-пристроїв: мінімальна довжина провідників, екранування і т. д.

Наведені схеми ЧС-радіопередавачів мають цікавою особливістю: радіопередавачі досить просто перетворюються на радіоприймачі. Для цього замість мікрофона, звичайно, слід використовувати УНЧ з гучномовцем або телефони (навушники), крім того. можливо буде потрібно змінити режим тунельного діода. Звичайно. чутливість такого радіо буде невелика.

Радіопередавальні пристрої, що використовують радіохвилі для передачі інформації, і традиційний телефон є, звичайно, не єдиними засобами зв'язку. Існують і інші методи передачі і прийому інформації. При цьому альтернативні методи можуть забезпечувати зв'язок на значних відстанях. У деяких випадках функ-

71.jpg

Рис.7.1. Схеми ЧС-передавачів на тунельних діодах.

72.jpg

Ріс.7.2. Схема АМ-передавача на 27 МГц через мережу 220 В.

Чи (УНЧ) можна ці поля вловлювати і посилювати. На цьому простому принципі можна побудувати систему передачі інформації, звичайно, на незначні відстані. Ці відстані, звичайно, залежать від величини струму, що протікає по передавальному інформацію провіднику, від розташування цього провідника, від чутливості підсилювача приймача, від рівня навколишніх перешкод і т.д. У звичайних умовах-дальність до 5-10 м. При використанні спеціальних селективних фільтрів, що дозволяють придушити перешкоди, ця відстань може бути істотно більше.

На рис. 7.3 - ріс.7.7 наведені приклади схем передавачів і приймачів, що використовують індукційний метод передачі інформації.

Для підвищення напруженості електромагнітного поля і, як наслідок, рівня переданого й прийнятого сигналу передавальний провід передавача інформації виконаний вигляді контуру. Даний контур складається з декількох витків товстого (струм - кілька ампер!) Мідного дроту і утворює своєрідний електромагніт (рекомендується згадати шкільний курс фізики). Приймач повинен знаходитися усередині контуру (в полі даного контуру) або близько від нього. Звичайно, ясно, що чим вище величина протікаючого струму і більше витків в контурі, тим більше переданий, а, отже, і приймається (індукований в приймальному контурі), сигнал.

До речі, на цьому ж принципі заснований метод пошуку прихованої електропроводки (220 В). Подібні прилади надзвичайно корисні для електромонтерів.

Подібним чином влаштований що випускається серійно прилад, що забезпечує можливість гучномовного прослуховування користувачем свого (!) Телефону. Звичайно, хороший, потрібний і корисний прилад.

Але на цьому ж індукційному принципі заснований один (!) З методів підслуховування телефонних розмов. Це дуже корисні і дуже прості прилади для дуже вузького кола, але дуже шкідливі для всіх інших, особливо тих, хто в цей момент говорить за такою телефонної лінії (телефону).

І на цьому принципі можна побудувати прості засоби зв'язку і передачі інформації. Контур передавача можна розташувати, наприклад, по периметру території, на якій необхідно організувати односторонню передачу інформації. Однак можна його виконати і в вигляді елемента портативного пристрою. Правда, в цьому випадку дальність зв'язку обмежиться кількома метрами, але можна забезпечити стійкий зв'язок через стінки.

Фактично, схема передавача на ріс.7.3 являє собою потужний УНЧ, навантажений на контур, виконаний товстим мідним дротом. Активний опір контуру має бути кілька Ом.

Елементи для схеми на ріс.7.3:

Р1 = 50К-1м (визначає вхідний опір), К2 = 5к-10к, К3 = 500К-1м (посилення каскаду -1 + R3/R2), К4 = 5к-100к (регулятор гучності), Р5 = 5к-10к, К6 = 50К-100к (посилення каскаду - 1 + R6/R5), К7 = 5к-10K.R8 = lK, R9 = 5K-10K (R9 = R7), R10 = 200-500, Rll = 200-500 (Rll = R10), R12 = 0.2-1. R13 = 0.2-1 (R13 = R12), R14 = 10 (ланцюжок R14C8 забезпечує стійкість УНЧ), R 15 = 2-4 (обмежує струм через навантаження, який не повинен перевищувати 2А-ЗА при синусоїдальній сигналі);

С1 = 0.1-1мкФ, С2 = 0.5-1мкФ, СЗ = 0.5-1мкФ, С4 = 0.1-0.5, С5 = 0.1-0.5, С6 = 0.1-0.5. С7 = 0.1-0.5, С8 = 0.1, С9 = 1000мкФ-4000мкФ, С10 = 1000мкФ-4000мкФ;

01.02-КД523 та ін:

Т1.Т2 - КТЗ 102. КТЗ 107 або КТЗ 15, КТ361, або інші аналогічні парні транзистори,

ТЗ.Т4 - КТ815. КТ814 або інші аналогічні парні транзистори:

А1.А2 - ОУ К140УД8 або аналогічні ОУ. Монтаж та налаштування.

За допомогою резистора R8 встановлюється початковий струм через транзистори ТЗ і Т4 - 5мА-20мА. С4, С5, С6, С7 підключаються максимально близько до ОУ. Для D 1. D2 необхідно забезпечити тепловий контакт з ТЗ. Т4. R2C2 і R5C3 визначають нижню частоту діапазону роботи УНЧ: ЮмкФі і 1к - 16Гц. 1мкф і 10к - 16Гц. 0.5мкФ і Юк-32Гц, і т.д.

Вихідну потужність підсилювача на ріс.7.3 можна підвищити, якщо використовувати в складі даного пристрою більш потужні транзистори. При цьому можна використовувати такі елементи:

R 15 = 1-2 (обмежує струм через навантаження, який не повинен перевищувати 5А-6А при синусоїдальній сигналі):

Т1.Т2 - КТ503, КТ502 або інші аналогічні парні транзистори;

ТЗ.Т4 - КТ817, КТ816 або інші аналогічні парні транзистори.

На рис. 7.4 представлена ​​схема аналогічного пристрою, але доповненого регуляторами тембру по НЧ і ВЧ. Для даної схеми регулятор гучності встановлено на вході.

73.jpg

74.jpg

Елементи для схеми на рис. 7.4:

Р2 = 5к-10к, R3 = 500K-lM (посилення каскаду -1 + R3/R2), К4 = 50К-1м (регулятор гучності), Р7 = 5к-10к, Р8 = 1к, К9 = 5к-10к (R9 = R7), R10 = 200-500, R11 = 200-500 (R11 = R10), R12 = 0.2-1, R13 = 0.2-1 (R13 = R12), R14 = 10 (ланцюжок R14C8 забезпечує стійкість УНЧ), R 15 = 2-4 (обмежує струм через навантаження, який не повинен перевищувати 2А-ЗА при синусоїдальній сигналі), R 16 = 11 к, Р17 = 100к (лін., регулятор НЧ), R 18 = 11 к. R 19 = 11 до , Р20 = 3.бк, Р21 = 500К (лін., регулятор ВЧ), К22 = 3.6к. R23 = 100K;

С1 = 0.1-1мкФ, С2 = 0.5-1мкф, С4 = 0.1-0.5, С5 = 0.1-0.5, С6 = 0.1-0.5, С7 = 0.1-0.5. С8 = 0.1, С9 = 1000мкФ-4000мкФ, С10 = 1000мкФ-4000мкФ, С11 = 0.05мкФ. С12 = 0.05мкФ. С13 = 0.005мкФ;

01Т »2-КД523 та ін,

Т1.Т2 - КТЗ 102. КТЗ 107 або КТЗ 15, КТ361, або інші аналогічні парні транзистори;

ТЗ.Т4 - КТ815. КТ814 або інші аналогічні парні транзистори;

А1.А2 - ОУ К140УД8 або аналогічні ОУ Монтаж і настроювання.

За допомогою резистора R8 встановлюється початковий струм через транзистори ТЗ і Т4 - 5мА-20мА. С4. С5, С6, С7 підключаються максимально близько до ОУ. Для Dl, D2 необхідно забезпечити тепловий контакт з ТЗ. Т4. R2C2 визначають нижню частоту діапазону роботи УНЧ: ЮмкФі 1к-16Гц, 1мкФі10к-16Гц, 0.5мкФі10к-32Гц, ит.д.

Вихідну потужність підсилювача на ріс.7.4 можна підвищити, якщо використовувати в складі даного пристрою більш потужні транзистори. При цьому можна використовувати такі елементи:

R 15 = 1-2 (обмежує струм через навантаження, який не повинен перевищувати 5А-6А при синусоїдальній сигналі);

Т1, Т2 - КТ503. КТ502 або інші аналогічні парні транзистори;

ТЗ.Т4 - КТ817. КТ816 або інші аналогічні парні транзистори.

На ріс.7.5 представлена ​​схема спрощеного варіанту індукційного УНЧ-передавача, побудованого на основі схем попередніх пристроїв. Схема містить всього один ОУ. Регулятор гучності встановлено на вході.

Елементи для схеми на ріс.7.5:

Р4 = 5к-100к (регулятор гучності, визначає вхідний опір УНЧ). К5 = 5к-10к. К6 = 100к-500К (посилення каскаду - 1 + R6 / R5), К7 = 5к-10к. R8 = lK, К9 = 5к-10к (К9 = К7). R10 = 200-500, R11 = 200-500 (R11 = R10). R12 = 0.2-1.R13 = 0.2-1 (R13 = R12), R 14 = 10 (ланцюжок

75.jpg

Ріс.7.5. Схема потужного УНЧ на 1 ОУ, що використовується як індукційного передавача.

R14C забезпечує стійкість УНЧ), R15 = 2-4 (обмежує струм через навантаження, який не повинен перевищувати 2А-ЗА при синусоїдальній сигналі);

С1 = 0.1-1мкф, СЗ = 0.5-1мкФ. С4 = 0.1-0.5, С5 = 0.1-0.5, С6 = 0.1-0.5, С7 = 0.1-0.5, С8 = 0.1, С9 = 1000мкФ-4000мкФ, С10 = 1000мкФ-4000мкФ;

Ш.02-КД523 та ін;

Т1.Т2 - КТЗ 102, КТЗ 107 або КТЗ 15, КТ361, або інші аналогічні парні транзистори;

ТЗ.Т4 - КТ815, КТ814 або інші аналогічні парні транзистори;

А1 - ОУ К140УД8 або аналогічні ОУ. Монтаж та налаштування.

За допомогою резистора R8 встановлюється початковий струм через транзистори ТЗ і Т4 - 5мА-20мА. С4, С5, С6, С7 підключаються максимально близько до ОУ. Для Dl, D2 необхідно забезпечити тепловий контакт з ТЗ, Т4. R5C3 визначають нижню частоту діапазону роботи УНЧ: ЮмкФі 1к-16Гц. 1мкФі10к-16Гц, 0.5мкФі10к-32Гц, ит.д.

На ріс.7.6 і ріс.7.7 представлені схеми приймачів для індукційного способу передачі інформації.

На ріс.7.6.а наведена схема на одному ОУ.

Елементи для схеми на ріс.7.6.а:

Rl = R2 = 10 () K-lM (визначу вхідний опір УНЧ), R3 = lK-5к (регулювання посилення), Р4 = 500К-1м (посилення каскаду -1 + R4/R3), R5 = 10;

С1 = 0.1-5мкФ. С2 = 5мкФ-10мкФ С3 = 0.1-0.5, С4 = 100мкФ-500мкФ, С5 = () .1;

Т1.Т2 - КТЗ 102. КТЗ 107 або КТЗ 15, КТ361, або інші аналогічні парні транзистори;

А1 - ОУ К140УД8 або аналогічні ОУ, напруга живлення може бути зменшена до рівня, яке допускають технічні умови. Монтаж та налаштування.

За допомогою резистора R8 встановлюється необхідний коефіцієнт підсилення. СЗ підключаються максимально близько до ОУ. Доцільно до L1 підключити конденсатор СО. Даний контур необхідно налаштувати на середину діапазону - 1кГц. L1 виконується на ферито-вом сердечнику довжиною 5-10 см і проникністю 2000-4000. L1 містить 1000-2000 витків дроту ПЕВ 0.05-0.07мм.

На ріс.7.6.б наведена схема на двох ОУ. Схема багато в чому аналогічна схемі на ріс.7.6.а, але в схему введений багатосмуговий регулятор тембру. Це дозволяє підібрати оптимальну якість звуку навіть у

76.jpg

Ріс.7.6. Схеми приймачів на ОУ для індукційного способу передачі інформації:

а - на 1 ОУ, б - на 2 ОУ з НЧ-, СЧ-, ВЧ-регулятором.

77.jpg

Ріс.7.7. Схеми приймачів для індукційного способу передачі інформації на ІС серії 548:

а - на ІС 548УН1А, б - на ІС 548УНЗА.

умовах підвищеного рівня перешкод. Пристрій містить НЧ-, СЧ, ВЧ-регулятори тембру.

Елементи для схеми на ріс.7.6.6:

Rl = R2 = 100K-lM (визначу вхідний опір УНЧ), Р3 = 1к-5к (регулювання посилення), К4 = 500К-1м (посилення каскаду -1 + R4/R3), К5 = 120К, Кб = 43К, R7 = 12K, Р8 = 10к, R9 = 36ic, R10 = 13K, РП = 22К (НЧ), К12 = 22К (СЧ), Р13 = 22К (ВЧ), Р14 = 20к, Р15 = 20к, Р16 = 20к, R17 = R18 = 50K-100ic, R19 = 150ic, R20 = 10;

С1 = 0.1-5мкФ, С2 = 5мкФ-10мкФ, С3 = 0.1-0.5, С4 = 0.25, С5 = 2200, С6 = 6800, С7 = 4700, С8 = 0.25, С9 = 0.015, С10 = 300, С11 = 5мкФ- 10мкФ, С12 = 1мкФ-10мкФ, С13 = 1мкФ-10мкФ, С14 = 0.1, С15 = 100мкФ-500мкФ, С 16 = 0.1;

Т1.Т2 - КТЗ 102, КТЗ 107 або КТЗ 15, КТ361, або інші аналогічні парні транзистори;

А1.А2 - ОУ К140УД8 або аналогічні ОУ, напруга живлення може бути зменшена до рівня, яке допускають технічні умови.

Монтаж та налаштування.

За допомогою резистора R8 встановлюється необхідний коефіцієнт підсилення. СЗ, З 14 підключається максимально близько до ОУ. Доцільно до L1 підключити конденсатор СО. Даний контур необхідно налаштувати на середину діапазону - 1кГц. L1 виконується на феррі-товом сердечнику довжиною 5-10 см і проникністю 2000-4000, L1 містить 1000-2000 витків дроту ПЕВ 0.05-0.07мм.

На ріс.7.7 наведено схеми приймачів на ІС серії 548.

Елементи для схеми на ріс.7.7.а:

Rl = 500-lK (регулювання посилення УНЧ), К2 = 2.4к, К3 = 24к-51 до (підстроювання посилення), К4 = 3к-10к, К5 = 1к-3к, К6 = 240К. К7 = 20к-100к (підстроювання посилення), R8 = 10;

С1 = 0.2-0.47, С2 = 10мкФ-50мкФ, С3 = 0.1, С4 = 4.7мкФ-50мкФ, С5 = 4.7мкФ-50мкФ. С6 = 10мкФ-50мкФ, С7 = 10мкФ-50мкФ, С8 = 0.1-0.47. С9 = 100мкФ-500мкФ;

ОУ 1 і 2 - ІС К548УН1А (Б): два малошумящих ОУ в одному корпусі, що вимагають однополярної харчування напругою 9В-ЗОВ;

Т1. Т2 - КТ315, КТ361 або КТ3102, КТ3107 або аналогічні;

Т - ТМ-2А.

Монтаж та налаштування.

За допомогою резистора R1 встановлюється необхідний коефіцієнт підсилення. СЗ підключається максимально близько до ОУ. Доцільно до L1 підключити конденсатор СО. Даний контур необхідно налаштувати на середину діапазону - 1кГц. L1 виконується на ферито-вом сердечнику довжиною 5-10 см і проникністю 2000-4000, L1 містить 1000-2000 витків дроту ПЕВ 0,05-0.07 мм.

Елементи для схеми на ріс.7.7.6:

R 1 = 300-1 до (підстроювання чутливості УНЧ, змінний резистор 1к-2к), К3 = 24-33К (K = 1 + R3/R1), R4 = 47K (регулювання гучності);

С1 = 0.1-0.3, С2 = 10мкФ-20мкФ, С3 = 0.1, С4 = 4.7мкФ-10мкФ, С5 = 1мкФ-10мкФ, С7 = 10мкФ-20мкФ, С11 = 10мкФ, С12 = 10мкФ, С13 = 0.1;

ОУ 1 и 2 - ИС К548УНЗ, ОУ1 - предварительный усилитель, ОУ2 -усилитель мощности, ИС рассчитана на работу с однополярным питанием напряжением 1.1 В-1.5В ;

Т - телефон сопротивлением не менее 600 ом - 300+300, возможно применение обычного (двухпроводного), но с использованием выходного трансформатора.

Монтаж и настройка.

С помощью резистора R1 устанавливается необходимый коэффициент усиления. СЗ подключается максимально близко к ОУ. Целесообразно к L1 подключить конденсатор СО. Данный контур необходимо настроить на середину диапазона - 1кГц. L1 выполняется на феррито-вом сердечнике длиной 5-10 см и проницаемостью 2000-4000, L1 содержит 1000-2000 витков провода ПЭВ 0.05-0.07мм.

Выходной каскад индукционного передатчика (УНЧ) может быть выполнен на основе схемы генератора тока. Это позволяет исключить ограничивающий резистор и несколько повысить коэффициент полезного действия (КПД).

Представленные примеры устройств индукционной связи рассчитаны на одностороннюю связь. Однако на этом принципе могут быть созданы варианты и дуплексной связи. Для этого, конечно, должно быть минимум две пары устройств - передатчик и приемник.

В качестве среды передачи информации может использоваться свет. Это может быть обычный (видимый) свет или инфракрасное излучение (инфракрасные лучи).

На рис. 7.8 представлены схемы простых оптических передатчиков для светотелсфонов (фототелефонов).

На рис.7.8 - оптические передатчики с модуляцией луча света: а, б -примеры схем передатчиков, использующих видимый (а) и инфракрасный (б) свет.

Устройство на рис.7.8.а обеспечивает передачу информации АМ-мо-дуляцией (изменением интенсивности) светового луча (электромагнитное излучение видимой части спектра). При использовании простейшей оптической системы дальность связи может составить в дневное время несколько сотен метров, а в ночное - более 1 км, В качестве простейшей оптической системы можно использовать следующие средства: у источника излучения (электрическая лампочка) - рефлектор, например. электрический фонарик, у приемника (фотодиод) - фокусирующая линза или рефлектор.

Элементы для схемы передатчика светотелефона с модуляцией луча видимого света, рис.7.8.а :

Р.1=50к-100к (определяет входное сопротивление устройства), Р2=300к, Р3=300к (регулировка начального тока через излучающий элемент - лампочку накаливания), Р4=300к, К5=1к-5к, К6=100к-300к (коэффициент усиления каскада на ОУ - 1+R5/R5), R7=5-10 (уменьшает влияние разброса параметров лампочки и изменение ее сопротивления от протекающего тока, повышает температурную стабильность);

С1=0.1-0.3, С2=0.1мкФ-5мкФ, СЗ=5мкФ-50мкФ, С4=0.1, С5=100мкФ-1000мкФ:

А 1 - ОУ К 140УД8 или аналогичные ОУ, напряжение питания может быть увеличено или уменьшено до уровня, которое допускают технические условия на ОУ.

Tl -KT3102 или другие аналогичные транзисторы,

Т2 - КТ815 или другие аналогичные транзисторы, возможно использование вместо Tl и Т2 одного транзистора КТ827,

L1 - лампочка накаливания на 6.3В, возможно использование лампочек на другие напряжения, например, 3.6В, 12В и т.д., Настройка.

Переменным резистором R3 устанавливается рабочая точка выходного транзистора (ОУ, Т 1, Т2). Ток покоя, протекающий через этот транзистор, задает начальную интенсивность свечения лампы. Значительный начальный ток необходим для компенсации инерционных свойств лампы накаливания. Именно из-за инерционных свойств лампы, вызывающих искажения сигнала, глубина модуляции не может быть значительной: ток покоя не достигает нуля. Глубина модуляции (громкость) устанавливается с помощью резистора R1 (громкость). С целью ограничения искажений сигнала этот уровень обычно составляет всего несколько процентов. Величина начального тока и величина R7 зависят от типа используемой лампочки. Величина начального тока выбирает-

78.jpg

Рис.7.8. Схемы передатчиков с модуляцией (AM) луча света:

а - видимого (лампа накаливания), б - инфракрасного (ИФ-светодиод).

ся с учетом изменения тока модуляции. Для нормальной эксплуатации и достижения максимальной дальности связи необходимо выполнить взаимную ориентацию излучающего элемента передатчика и датчика приемника. Это означает, что линия, вдоль которой осуществляется излучение, должна быть направлена на датчик приемника. Датчик же должен быть направлен на источник и ориентирован так, чтобы сигнал был максимален.

В данном устройстве возможно использование современных свето-излучающих диодов, обеспечивающих сравнительно высокую яркость излучения. Частотные свойства, надежность и экономичность у элементов этого класса значительно лучше, чем у ламп накаливания. Для достижения большей мощности излучения и дальности передачи возможно одновременное использование нескольких светодиодов.

Для повышения мощности излучения (и дальности), достижения экономичности (КПД) данных устройств связи целесообразно вместо чисто аналогового модулирующего сигнала использовать импульсную модуляцию, например, широтно-импульсную. Одним из вариантов такого решения может быть, например, использование усилителей класса D, к выходу которых можно подсоединить светодиоды. Учитывая повышенный коэффициент искажений, что характерно для усилителей класса D. в приемниках необходимо предусмотреть соответствующее фильтрование сигналов.

К сожалению, электромагнитное излучение видимой части спектра обладает рядом свойств, снижающих привлекательность его использования в подобных устройствах. Это и низкая прозрачность многих передающих сред. иногда недостаточная скрытность луча. слабая способность к отражению от препятствий и т.д.

Во многих случаях хорошей альтернативой может служить инфракрасное излучение.

Используя светоизлучающие диоды инфракрасной части диапазона, удается создать значительное число устройств, облегчающих и украшающих жизнь. Достаточно вспомнить хотя бы пульты дистанционного управления бытовыми устройствами, например, телевизорами, видеомагнитофонами и т.д. На основе аналогичных свето- и фотодиодов можно сконструировать устройства оптической связи.

Один из вариантов схемы передатчика светотелефона (фототелефона) с модуляцией инфракрасного излучения приведен на рис.7.8.6. Схема и ее настройка во многом аналогичны предыдущей схеме оптического передатчика (рис.7.8.а) с модуляцией луча видимого света.

Необходимо отметить, что при относительно близких расстояниях (10 м - 20 м), обычно в пределах помещений, нет необходимости устанавливать источник излучения и его приемник на одной линии, т.к. инфракрасные лучи отражаются от препятствий, например, от стен.

Пример схемы такого устройства представлен на рис 7.8.6 :

Элементы для схемы передатчика для светотелефона (фототелефона) с модуляцией инфракрасного излучения (рис.7.8.б) :

К1=50к-100к (определяет входное сопротивление устройства), Р2=300к, К3=300к (регулировка начального тока через излучающий элемент - светодиод) , К4=300к, Р5=1к-5к, К6=100к-300к (коэффициент усиления каскада на ОУ - 1+R5/R5), R8=8-10 (ограничивает ток через ИФ-светодиод, уменьшает влияние разброса параметров светодиода и повышает температурную стабильность, средний ток через излучающий диод - 250мА-ЗООмА);

С1=0.1-0.3, С2=0.1мкФ-5мкФ, СЗ=5мкФ-50мкФ, С4=0.1, С5=100мкФ-1000мкФ:

А1 - ОУ К140УД8 или аналогичные ОУ, напряжение питания может быть уменьшено до уровня, которое допускают технические условия.

Т1 - КТЗ 102 или другие аналогичные транзисторы;

Т2 - КТ815 или другие аналогичные транзисторы, возможно использование вместо Т1 и Т2 одного транзистора КТ827;

D1 -АЛ119А. Настройка.

Переменным резистором R3 устанавливается рабочая точка выходного транзистора. Ток покоя транзистора задает начальный ток и интенсивность потока (свечения) излучающего диода в отсутствии сигнала. Величина начального тока выбирается с учетом изменения тока модуляции. Глубина модуляции (громкость) устанавливается с помощью резистора R1 (громкость) и значительно выше, чем в предыдущем случае: ток через диод от максимального уровня уменьшается практически до нуля. Для нормальной эксплуатации и достижения максимальной дальности связи, как и в предьщущем случае, необходимо выполнить взаимную ориентацию излучающего элемента передатчика и датчика приемника.

На рис. 7.9 приведены примеры схем оптических приемников (приемников светотелефонов - фотоприемников фототелефонов), которые могут быть использованы совместно с описанными оптическими передатчиками - устройствами, обеспечивающими модуляцию световых лучей видимого и инфракрасного диапазонов.

79.jpg

Рис.7.9. Схемы оптических приемников:

а - приемник на ИС К548УН1А, б - приемник с полевым транзистором и ОУ.

На рис.7.9.а представлен вариант схемы оптического приемника на ИС 548УН1А. Эта интегральная схема содержит в своем составе два малошумящих ОУ, требующих для своей работы однополярное питание напряжением 9В-ЗОВ. Приведенный оптический приемник может быть использован в составе фотоприемопередатчика как для света видимого диапазона, так и для инфракрасного излучения.

На рис.7.9.б представлен вариант схемы оптического приемника на ОУ широкого применения. Особенностью данной схемы является использование в первом каскаде полевого транзистора. Это позволило достичь высокого уровня соотношения сигнал/шум и необходимого высокого входного сопротивления усилителя даже при использовании ОУ невысокого качества, обладающих низким входным сопротивлением. Приведенное устройство также может быть использовано в составе фотоприемопередатчика как для света видимого диапазона, так и для инфракрасного излучения.

Элементы для схемы приемника на рис.7.9.а:

К1=1к-5к (регулировка чувствительности ОУ1: K=1+R3/R1), К2=200к-300к, К3=100к-500к, К4=30к-100к (регулировка громкости), К5=1к-5к (регулировка чувствительности ОУ2: K=1+R7/R5), К6=200к-ЗООк, R7=10K-50K, R8=10, К9=300к-500к, К10=300к-500м ;

С1=0.1-0.2. С2=5мкф-20мкф, С3=0.1-0.3, С4=0.3-5мкФ, С5=1мкф-ЮмкФ, С6=5мкф-20мкф. С7=50мкФ-500мкФ, С8=0.1, С9=100мкФ-500мкФ,С10=0.1-0.3;

D 1 - тип светодиода зависит от параметров излучающего элемента, например, для инфракрасного диапазона ФДК261, ФД-25к, ФД-8к или аналогичный ИФ-фотодиод;

А1, А2 - ОУ ИС КР548УН1;

Tl, T2 - КТЗ 102, КТЗ 107 или КТЗ 15, КТ361, или аналогичные комплементарные (парные) транзисторы;

Т - ТМ-2А или аналогичные.

Элементы для схемы приемника на рис. 7.9. б:

R1 = 1 к-5к (регулировка чувствительности ОУ 1: К= 1+R3/R1), R3= 100к-500к, К4=10к-50к (регулировка громкости), К5=1к-5к (регулировка чувствительности ОУ2: K=1+R7/R5), К7=10к-50к, R8=10, К9=1м-2м, R10=820-1.2K, КИ=2к-Зк, К12=К13=50к-200к, К14=К15=200к-ЗООк;

С1=0.1-0.2. С2=5мкФ-20мкФ, С3=0.1-0.3, С4=1мкФ-5мкФ, С5=1мкф-10мкФ, С6=5мкФ-20мкФ, С7=50мкФ-500мкФ, С8=0.1, С9=100мкФ-500мкФ;

D 1 - тип светодиода зависит от параметров излучающего элемента,

например, для инфракрасного диапазона ФДК261, ФД-25к, ФД-8к или аналогичный ИФ-фотодиод;

D2 - стабилитрон КС168А , КС162А, КС156А , при напряжении питания 9В - КС156А, КС147А, КС139А ;

А1.А2 - ОУ К140УД8, К140УД6 идр.ОУ;

Tl, T2 - КТЗ 102, КТЗ 107 или КТЗ 15, КТ361, или аналогичные комплементарные (парные) транзисторы;

Т - ТМ-2А или аналогичные.

Как уже отмечалось, использованием широтно-импульсной модуляции можно повысить среднюю мощность излучения, КПД и, как следствие. дальность связи.

На рис.7.10 приведена схема передатчика, использующего широт-но-импульсную модуляцию излучения инфракрасного светодиода.

Элементы для схемы передатчика на рис.7.10 :

К1=4.7к, К2=4.7к, Р3=1к (задает начальное смещение на Tl, настраивают по минимуму искажений), Р.4=1к, R5=560, R6=lK, R7=20 (ограничивает ток через ИФ-светодиод, уменьшает влияние разброса параметров светодиода и повышает температурную стабильность, средний ток через излучающий диод - 250мА-ЗООмА):

С 1=2200, С2=2200, С3=0.01, С4=10мкФ;

DD1 -К153ЛАЗ;

Tl - КТЗ 102 или другие аналогичные транзисторы;

T2 - КТ815 или другие аналогичные транзисторы, возможно использование вместо Tl и T2 одного транзистора КТ827;

D1 -АЛ119А.

В оптичному приймачі, розрахованим на роботу з передавачем, що використовують широтно-імпульсну модуляцію, для підвищення якості передачі необхідно передбачити фільтрацію високочастотних (ВЧ) складових, які завжди містяться в імпульсному сигналі (у його спектрі). В крайньому випадку, виділення з імпульсного сигналу середнього значення напруги і фільтрація ВЧ-складових може здійснюватися безпосередньо в телефоні або в динамічній голівці приймача.

У наведених пристроях, заснованих на оптичних методах передачі інформації, використовується амплітудна модуляція-АМ-мо-дуляція, тобто передача інформації за рахунок зміни інтенсивності (яскравості) променя.

Однак яскравість передається променя видимого і інфрачервоного світла може змінюватися не тільки за рахунок модуляції, здійснюваної пере-

710.jpg

Ріс.7.10. Схема передавача з широтно-імпульсною модуляцією інфрачервоного випромінювання ІФ-світлодіода.

датчиком. На яскравість променя впливає середовище, в якому поширюється несе інформацію промінь. Властивості середовища можуть змінюватися (туман, пил. Дрібні і великі перешкоди, і т.д.). Крім того, як вже зазначалося раніше, інфрачервоний промінь добре відбивається від перешкод (це залежить від їх властивостей). При цьому інтенсивність відбитого променя, звичайно, завжди нижче прямого.

З усього сказаного ясно, що АМ-модуляція, схемна реалізація якої досить проста, не забезпечує високого рівня перешкодозахищеності та якості.

В значній мірі вирішити ці проблеми, як і у випадку радіозв'язку, вдається використанням частотної модуляції - ЧМ-модуля-ції. Для цього виду модуляції інформація передається вже не зміною інтенсивності (амплітуди) променя, а зміною частоти модулюють коливань.

ЧС-модуляція дозволяє надати зв'язковий апаратури нові споживчі властивості. Так, наприклад, для випадку інфрачервоного випромінювання втрачається різниця між прямим і відбитим променем. Однак для коректної роботи таких пристроїв зв'язку необхідно, щоб інтенсивність приймається променя була вище граничної. Якість передачі від заміни прямого променя на відбитий не змінюється, оскільки, слід нагадати, інформація передається зміною частоти. Це дозволяє в приміщеннях не дуже піклуватися про взаємну орієнтації передавача і приймача.

Загальні питання.

Трохи про скритності. І відразу на розум, ймовірно, приходять слова, винесені на обкладинку даної книги. До речі, існує фільм, знятий, років. напевно, 30-40 тому. У цьому фільмі для передачі інформації шпигуни використовували лампочку освітлення, що висить біля входу хатинки, що стоїть недалеко від кордону. Як і в схемі на ріс.7.3 використовувалася АМ-модуляція (з низькою глибиною) світла лампи. І дуже довго ніхто нічого не помічав ... Для зв'язку відсутність дротів, як і у випадку радіо, забезпечує певну комфортність. Однак оптичні методи володіють деякими перевагами в порівнянні з радіозв'язком в традиційних діапазонах, тому що інформація може передаватися у суворо заданому напрямку. Спрямованість передачі ускладнює перехоплення і підвищує перешкодозахищеність. До речі, поширення хвиль радіодіапазону СВЧ багато в чому нагадує світло.

Обновлено 18.11.2011 09:46
 
Для тебя
Читай
Товарищи
Друзья