книги / Микроэлектроника толстых пленок
..pdfР А З Д Е Л Е Н И Е НА БЛОКИ |
201 |
счетчика Джонсона с двумя состояниями каждый. Та ким образом, осуществляются всего 16 состояний. Каждое состояние длится в течение 32 временных интервалов (фиг. 7.5). Схема этого блока представлена на фиг. 7.6.
Сигналы времени, необходимые для коммутатора, являются сигналами включения и выключения телемет рической системы слежения. Эти два сигнала исполь-
Вргменные
интервалы |
” "■ 4 J ^ ^; щ^ ^ ^ ~ |
----------------------— ;~<^сч— -C M C S lC1е^счs J C v : .СЧ1'с^с^с^ё^сЗс^'согзC4J CSJ rsj P J C 4 J М П гг*»5 |
|
__ r u ijiiu is u u in n ^ |
|
Триггер Д |
__f~ |
Г |
Триггер В |
____ |
|
9
(I
НК-ипи световой сигнал на (а)
Ф и г .7.5. Временная диаграмма для цепи коммутатора.
зуются для обозначения передачи телеметрических сиг налов и ИК- и световых сигналов, а также для включе ния и выключения триггеров. Они действуют на два свя занных входа и выхода точки 8 элемента Z10. Этим обес печивается включение адресного регистра и переключе ние транзистора / на схеме 7.4.
Дешифровка временных состояний может быть осу ществлена с двумя входами, так как триггеры \AF и 2A F соединены с ключами b, с, d, с, а 3AF и 4AF-являют ся общими для /, g, h, i. Тем не менее ключ а требует
четыре входа, так как он отбирает состояние 2 из всех
Телеметрический |
усилитель |
Ф и г . 7 .6 . А д р ес н ы й р еги ст р и д е ш и ф р а т о р .
204 |
ГЛАВА 7 |
предусилителя на МОП-элементах и маски, необходи мые для трафаретной печати. Этот блок можно сравнить со штабельным (этажерочным) модулем, изготовленным
301кОм |
301 кОм |
ВВ _
Фиг. 7.8. Топология гибридной схемы предусилителя на МОПэлементах.
а —сборка; б —маска проводников; в —маска резистора на 10 кОм; г —маска резистора на 100 кОм.
с применением дискретных элементов (фиг. 7.9) [1]. Ги бридный блок должен обладать большей надежностью и меньшей стоимостью.
На фиг. 7.4 и 7.5 представлены соединения и переклю чения матрицы, которые выполнены с помощью полевых транзисторов (за исключением регулятора напряжения).
Р А З Д Е Л Е Н И Е НА БЛОКИ |
205 |
Применялись полевые транзисторы с p-каналом. В нор мальном состоянии они закрыты, следовательно, имеют высокий входной импеданс и переключаются от отрица-
Вход№2
Фиг. 7.9. Этажерочная конструкция.
тельного напряжения на ключе. Нормально это напряже ние равно —6 В, но под действием радиации изменяется д о — 14 В. Поэтому на ключ в рассматриваемом устрой стве подавалось —24,5 В, так чтобы можно было быть уверенным, что напряжение будет всегда достаточно ве лико для переключения даже при большом отрицательном
206 |
ГЛАВА 7 |
потенциале |
на входе. Полевой транзистор соединен |
с цепью смещения подложки, которая обычно имеет по тенциал -И В для предотвращения положительного сме щения от источника к диоду, когда вход оказывается под положительным потенциалом. Этим самым диод за щищен в случае замыкания источника на положительный потенциал. Диод может пропускать ток до 16 мА, но для цепи смещения подложки максимальное значение тока
ВыхоВА
Выход В
Фиг. 7.10. Выходной каскад коммутатора.
1,3 мА достигалось при кратковременной подаче потен циала 4-12 В. Фильтрация шума осуществляется с по мощью конденсатора емкостью 330 пкФ на каждом вхо де коммутатора.
В рассматриваемом устройстве каждая матрица име ла 6 ключей на полевых транзисторах, из которых ис пользовалось только 4. Матрица MSI с 16 ключами на полевых транзисторах была бы лучше. Но даже при ис пользовании имеющихся матриц («Дженерал инстру мент» МЕМ2009) 4 матрицы оказывается вполне доста точно для обеспечения 16 каналов, их можно разместить в плоском корпусе размером 25X25 мм, так что в двух корпусах разместятся все матрицы переключения. В та ком же плоском корпусе можно разместить 12 входных конденсаторов по 330 пкФ,
Р А ЗД Е Л Е Н И Е НА БЛОКИ |
207 |
Если нет необходимости в защите от радиации, то коммутатор лучше собрать на базе матриц MSI, которые содержат переключающие матрицы, адресный регистр и дешифратор. Матрицы на полевых транзисторах служат прекрасным примером использования гибридной техноло гии для снижения числа межсоединений при большой надежности и малой стоимости. Два последних полевых транзистора в каждой матрице (а и /), цепь смещения
подложки и выходной операционный усилитель корпусируются отдельно в плоском корпусе размером 12X12 мм. Соответствующая схема показана на фиг. 7.10. Если здесь использовать микросхему 1 мкА 741, то мож но исключить компоненты R21, С37 и С40, обеспечиваю щие компенсацию частоты.
ЦЕПЬ ОГРАНИЧИТЕЛЯ
Назначение ограничителей цепи следующее: предо хранить от повреждения операционный усилитель и по левые транзисторы в случае сбоя; ограничить выход ком мутатора на уровне, приемлемом для записывающего устройства. Эти функции достигаются с помощью дио дов CR1 для положительного сигнала на входе и VR1 и Q1 для отрицательного сигнала, а также резистора R2, действующего как рассеивающий большую мощность буферный элемент. При нормальной работе R2 вызывает незначительное изменение высокого входного импеданса операционного усилителя. Схема ограничителя показана на фиг. 7.11 [1]. Две такие цепочки могут быть размеще ны в плоском корпусе размером 12X12 мм. Задачей схе мы усилителя мощности является обеспечение коммута тора достаточной мощностью при всех 32 состояниях после включения SR-процессора, так чтобы было обеспе чено получение полного набора сигналов. Выход этого контура используется для подпитки адресного регистра. Первоначально, когда включается питание, емкость С1 не заряжена. Q1 и Q2 включаются и подпитывают адрес
ный регистр путем подачи постоянного напряжения на вход триггера. Когда С1 зарядится, достигается потен циал, достаточный для переключения Q1 и выключения Q2. Если к триггеру приложено напряжение 4-5 В, то он
208 |
ГЛАВА 7 |
начинает нормальную работу под контролем сигналов телеметрии станции слежения. Длительность импульса на выходе повторителя мощности составляет почти
100 мс, включая время переходного процесса перед на чалом нормальной работы. Эта схема, показанная на
+SS
Фиг. 7.12. Схема усилителя мощности.
фиг. 7.12 [1], может быть расположена в корпусе разме ром 12X12 мм.
Цепь калиброванного напряжения и контрольная цепь показаны на фиг. 7.13 [1]. Указанное напряжение полу
Генератор маркерных сигналов
Фиг . 7.14. Генератор маркерных сигналов и схема сдвига уровня напряжений.