Как проектировать электронные схемы
Шрифт:
ТЕСТИРОВАНИЕ ТРАНЗИСТОРОВ И ДИОДОВ
Состояние транзистора, как правило, проверяют при помощи мультиметра, включенного по схеме омметра, или с помощью специального тестера с индикацией усиления транзистора. В первом случае прежде всего необходимо определить расположение выводов и тип транзистора. Если они неизвестны, нужно сравнить транзистор с другими моделями, описанными в многочисленных специализированных изданиях и справочниках. В наиболее трудных случаях приходится действовать на ощупь (при этом нет никакого риска повредить прибор), пока не обнаружится подходящая конфигурация. Если определить ничего не удалось, скорее всего, транзистор неисправен.
Сначала необходимо сопоставить цвета измерительных щупов
Аналогичная операция, на этот раз с отрицательным щупом, дает индикацию бесконечного сопротивления (переход не пропускает ток). С транзистором р-n-р типа производят те же действия, но тут они должны привести к противоположным результатам. Остается проверить переход коллектор-эмиттер, который не должен пропускать ток. Следует иметь в виду, что транзисторы Дарлингтона иногда имеют защитный диод. Переход, замкнутый накоротко, дает на индикаторе показание 0,00. Транзистор, не отпаянный от схемы, может выдать ошибочные показания из-за соединенных с ним компонентов. Если есть сомнения, лучше отпаять его полностью. Такую процедуру тестирования можно использовать для всех компонентов с полупроводниковыми переходами, например для диодов, светодиодов или оптопар (с обеих сторон).
Наконец, есть четырехэлектродные транзисторы, обычно имеющие два вывода базы. В этом случае применяется такая же процедура тестирования.
Диодный мост иногда нелегко протестировать из-за соединения с вторичной обмоткой трансформатора. В таком случае его необходимо предварительно демонтировать. При проверке диодных мостов надо присоединить один из измерительных щупов к отрицательному или положительному выходу моста и протестировать подключенные к этому выводу диоды.
Для проведения полной проверки необходимо выполнить восемь тестов. При этом полезно иметь под рукой эквивалентную схему, которая отражает внутреннее строение диодного моста.
ДОСТОИНСТВА ПРАКТИКИ УСТРАНЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ
В настоящее время умение устранять неисправности в электронных схемах сходит на нет, хотя это занятие прекрасно помогает в освоении основных технологий и знакомит с процессом изготовления различных схем. Оно открывает возможность изучения методов работы опытных специалистов в различных областях техники, живущих в разных странах; такой опыт послужит ценным дополнением к другим формам повышения квалификации. Всегда стоит задуматься о том, какие причины побудили конструктора прибегнуть именно к данному, а не к какому-либо другому типу разработки схемы. Эти причины могут быть как чисто техническими, так и экономическими. Иногда компонент используется неожиданным образом, выполняет совершенно не те задачи, для которых его создавали. Кроме того, применение оригинальной конструкции механических деталей может существенно снизить срок изготовления, а следовательно, и цену устройства.
Иногда на практике применяются подходы, которых теоретически следовало бы избегать, причем они работают, хотя и непонятно каким образом. Конечно, речь не идет о том, чтобы копировать устройства, созданные долгим трудом других людей, с целью извлечения из этого прибыли. Но возможность совершенствовать свои познания — это тоже прибыль, хотя и другого рода.
4. МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ. ИНФОРМАТИКА
Как известно, компьютер не может функционировать без электронных схем, но сегодня все более верным становится и обратное утверждение. С появлением новых совершенных систем симуляции многие электронные схемы можно реализовать исключительно виртуально. Подавляющее большинство печатных плат разрабатывается с помощью специальных программ компьютерного проектирования. Микропроцессоры и особенно микроконтроллеры все чаще используются в качестве стандартных компонентов даже в самых простых и недорогих схемах. Следует отметить, что при улучшении качества и увеличении возможностей стоимость этих компонентов снизилась (их изготовление стало проще и дешевле). Сегодня электронщик должен не только владеть своей специальностью! но и уметь правильно обращаться с новыми компонентами.
СТАНДАРТ ЦИФРОВОГО КОДИРОВАНИЯ ASCII
Код ASCII (American Standard Code for Information Interchange — американский стандартный код для обмена информацией) представляет собой стандарт цифрового
кодирования цифровых и буквенных символов. Он используется в файлах, а также при обмене данными между двумя компьютерами или между компьютером и периферийными устройствами. Принцип ASCII прост: прописной букве А, например, соответствует код 65, букве В — код 66 и т. д. При желании можно проверить этот код на компьютере, если при нажатой клавише Alt набирать нужный код на цифровом поле клавиатуры. Соответствующая буква при этом появится на экране. Коды ASCII для распространенных символов приведены в табл. 4.1. Справа от десятичного представления кода (первый столбец) дано его значение в шестнадцатеричной системе счисления.
Примечание: CR: Carriage Return — возврат каретки; LF: Line Feed — следующая строка.
Пустые ячейки соответствуют символам, которые используются в некоторых специализированных системах (например, графические символы, буквы национальных алфавитов или управляющие коды).
СТАНДАРТНЫЕ АТ-КОМАНДЫ
АТ-команды представляют собой стандартные команды, использующиеся в большинстве модемов. Возможности современных модемов огромны. Их стоимость относительно невелика, они все шире используются для связи между компьютерами, в частности через Internet. Используя АТ-команды, можно управлять модемом и без помощи такого совершенного логического интерфейса, как Windows.
Электронная схема на базе микроконтроллера позволяет без труда управлять телефонными соединениями. При этом полностью разрешаются проблемы создания интерфейса и стандартизации. Модем представляет собой устройство сопряжения между блоком с последовательной передачей, соответствующей стандарту RS232, и телефонной сетью. Его назначение (хотя и не единственное) — это передача информации в двоичной форме. Часто модем выполняет функцию автоматического распознавания скорости передачи, что облегчает разработку программного обеспечения. С помощью сигнала длиной в несколько байтов можно включить телефонную линию, набрать номер, получить сообщение о звонках. Короче говоря, разрешается автоматически управлять большим количеством ситуаций.
Ниже представлены часто используемые команды:
Q0 — отображать сообщения о текущем состоянии;
Q1 — не отображать сообщения о текущем состоянии;
V0 — сообщения о состоянии в виде цифрового кода;
V1 — сообщения о состоянии в явном виде;
Х4 — ожидание звукового сигнала перед набором номера и определение занятой линии;
S0 — выбор режима автоматического ответа (S0 — 0 — режим автоматического ответа отключен);
М2 — постоянное включение динамика;
D — запрос на набор номера (за кодом запроса следуют определенные параметры и требуемый номер).
Эти компоненты всегда приводятся в технической документации к модемам. Принцип функционирования прост: команда или группа команд, разделенных пробелами (иногда другими символами), отправляется в форме последовательности ASCII кодов, которая начинается со слова АТ. Например, последовательность AT Z возвращает модем в исходное состояние. По умолчанию модем отвечает отправкой идентичной последовательности, при условии что не должен выдать какую-либо дополнительную информацию. Если модем был сконфигурирован нужным образом, при каждом звонке телефонного аппарата автоматически отправляется слово RING («звонок», англ.).
Некоторые модемы имеют встроенные функции управления речевыми сообщениями, позволяющие выдавать предварительно записанные (в модеме, а не на компьютере) фрагменты и сохранять речевые сообщения заданной длительности (определенное число секунд).
Следовательно, модем способен работать как автоответчик. С его помощью можно также управлять отправкой и получением факсов.
Ниже приведены фрагменты из листинга программы на языке Basic, который легко переводится на машинный язык (язык микроконтроллера). Данная программа предупреждает абонента о том, что ему было оставлено сообщение на автоответчике. С этой целью выполняется вызов абонента по заданному номеру, который может быть номером мобильного телефона (или пейджера). Кроме того, программой выполняются некоторые другие операции, например ведется подсчет количества звонков (чтобы зафиксировать вызовы, которым не удалось запустить автоответчик), а также ограничивается время вызова абонента (чтобы тот не успел снять трубку и не пришлось платить за вызов).