РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ АНАЛОГОВЫХ УСТРОЙСТВ НА МИКРОСХЕМАХ

ПРИМЕНЕНИЕ АНАЛОГОВЫХ МИКРОСХЕМ

Глава третья

 

 

Использование выпускаемых промышленностью микро­схем широкого применения для создания аналоговых радиоэлек­тронных устройств требует учета целого ряда особенностей, свя­занных с реализованными в микросхемах решениями, с номенкла­турой микросхем и их параметрами, с конструктивно-технологи­ческим уровнем производства.

Интегральные микросхемы позволяют на более высоком уровне использовать функционально-узловой метод проектирования. Этот метод основан на широком применении при разработке аппаратуры типовых функциональных узлов, в качестве которых могут высту­пать как отдельные микросхемы, так и несколько микросхем, вы­полняющих определенное преобразование сигнала.

Аналоговые микросхемы выпускают, как правило, функциональ­но-незавершенными. Это обусловлено большим разнообразием схем аналоговых устройств, необходимостью использования микросхем на различных частотах, с различными видами нагрузки, а также отсутствием в микросхемах конденсаторов и катушек индуктив­ности больших номиналов. Для удовлетворения высоких требова­ний по селективности и подавлению различных побочных излуче­ний радио и телевизионных устройств в усилителях ВЧ, ПЧ и пре­образователях используют внешние катушки и конденсаторы, а так­же пьезокерамические и кварцевые фильтры. Перспективны методы создания избирательных цепей на основе элементов R и С в соче­тании с усилителями (активные RС-фильтры). Опубликованы ре­зультаты разработки микросхемы гиратора, позволяющего создавать искусственные индуктивности от 1 мГн до 100 Гн с доброт­ностью от 30 до 500.

С другой стороны, при создании единичных образцов аппара­туры на функционально-незавершенных микросхемах радиолюбитель имеет возможность наиболее эффективно использовать микросхемы в конкретном варианте их включения путем тщательного подбора внешних элементов. При построении трактов аналоговых устройств на нескольких микросхемах возникает задача их согласования и согласования с другими компонентами (трансформаторами, фильт­рами, контурами). Для облегчения решения задачи согласования желательно применять микросхемы одной серии.

Применение микросхем часто вызывает изменение установив­шихся принципов построения трактов аналоговых устройств. На­пример, вместо покаскадного использования селективных компонен­тов наиболее часто применяют сосредоточенную фильтрацию сигна­ла после нескольких каскадов широкополосного усиления.

Важную роль при создании аппаратуры на микросхемах приоб­ретают вторичные источники питания. Появление специальных ми­кросхем (см. гл. 2) позволило осуществлять стабилизацию напря­жения питания отдельных каскадов. Одновременно такие микро­схемы обеспечивают фильтрацию напряжения и развязку каскадов по цепям питания, что обычно производилось с помощью дроссе­лей, резисторов и конденсаторов большой емкости.

При использовании микросхем в большей взаимосвязи, чем при конструировании устройств на транзисторах, должны решаться схе­мотехнические и конструктивно-технологические вопросы. Это отно­сится к расположению микросхем и радиокомпонентов на печатной плате, мерам по исключению самовозбуждения, уменьшению наво­док, отводу тепла и ряду других вопросов, которые рассмотрены в гл. 6.

Новые возможности для радиолюбителей открывает примене­ние интегральных микросхем операционных усилителей. В сочета­нии с внешними компонентами операционные усилители позволяют реализовать большое количество функций по преобразованию сиг­налов, встречающихся в аналоговых устройствах. Это быстро раз­вивающееся и принципиально новое направление в радиолюбитель­ской практике.

Применение интегральных микросхем позволяет реализовать ряд более сложных схемных решений. Например, при использова­нии амплитудной модуляции в настоящее время нельзя получить высокое качество приема музыкальных передач, особенно в KB диапазоне. По этой причине в настоящее время получает широкое распространение ЧМ вещание в УКВ диапазоне. Применяя коге­рентный детектор в сочетании с системами АРУ и АПЧ, можно получить значительно большее отношение сигнал/шум, хорошее качество приема при больших замираниях сигнала, лучшую много­сигнальную селективность. Однако такая аппаратура отличается высокой сложностью, и ее массовое производство возможно только на основе использования интегральных микросхем.

Главное преимущество интегральной технологии — возможность изготовления большого количества идентичных по параметрам транзисторов и резисторов, причем стоимость этих элементов почтя не зависит от их числа в микросхеме. Поэтому, если раньше раз­работчики старались сократить в устройствах число компонентов, особенно активных (ламп, транзисторов), то при конструировании аппаратуры на микросхемах возник совершенно новый подход, ко­торый заключается в использовании микросхем с возможно боль­шей степенью интеграции, если даже это приводит к более слож­ным схемотехническим решениям. При таком подходе существенно повышается надежность устройств, их эксплуатационные удобства, уменьшаются масса и габаритные размеры.

Применение микросхем с повышенным уровнем интеграции по­зволяет осуществлять самые сложные технические решения и иметь при этом максимально достижимые параметры радиоаппа­ратуры в прежних габаритных размерах. Например, разрабаты­ваются квадрофонические радиоприемники, магнитофоны и элек­трофоны, которые позволяют передавать глубину объемного зву­чания. С применением микросхем стало возможным создание лю­бительского переносного радиоприемника с параметрами, которые раньше достигались только в профессиональных радиоприемниках. Такой радиоприемник может иметь практически все радиовеща­тельные и радиолюбительские диапазоны, кроме станций с ампли­тудой и частотной модуляцией, обеспечивать прием радиостанций, работающих на одной боковой полосе, а также в режиме частот­ного или амплитудного телеграфирования. Иметь такой малогаба­ритный радиоприемник — мечта многих радиолюбителей.

Далее показаны некоторые возможности применения отече­ственных микросхем для создания радиоприемников, магнитофонов и телевизоров. Ознакомление с приведенными примерами поможет радиолюбителям учесть опыт других разработчиков при создании собственных конструкций.

 

 

Построение приемоусилительных трактов. В трактах и узлах приемоусилительной аппаратуры, выполненных на гибридных ми­кросхемах, широко применяют простейшие варианты схем на одном транзисторе. При выполнении узлов на полупроводниковых микро­схемах обычно применяют более сложные каскадные и балансные схемы; часто используют комбинации различных типов схем.

Рассмотрим типичные примеры построения трактов ПЧ на ми­кросхемах серий К224 и К122.