電子技術入門

2023-01-17 23:00:02 字數 3491 閱讀 7460

2.4 uln2003/uln2008

它的內部結構也是達林頓的,專門用來驅動繼電器的晶元,甚至在晶元內部做了乙個消線圈反電動勢的二極體。uln2003的輸出端允許通過ic

電流200ma,飽和壓降vce 約1v左右,耐壓bvceo

約為36v。使用者輸出口的外接負載可根據以上引數估算。採用集電極開路輸出,輸出電流大,故可以直接驅動繼電器或固體繼電器(ssr)等外接控制器件,也可直接驅動低壓燈泡。

經常在工控的板卡中見到這個晶元。

有個完全一樣的型號:mc1413,不過現在好像不怎麼見到這個型號了,但是管腳與2003完全相容。

uln2003可以驅動7個繼電器;uln2008驅動8個繼電器。

uln2003**位址:

uln2008**位址: 沒有找到。奇怪啊。

2.5 光耦

光耦是做什麼用的?光耦是用來隔離輸入輸出的,主要是隔離輸入的訊號。

在各種應用中,往往有一些遠距離的開關量訊號需要傳送到控制器,如果直接將這些訊號接到微控制器的i/o上,有以下的問題:

1) 訊號不匹配,輸入的訊號可能是交流訊號、高壓訊號、按鍵等幹接點訊號;

2) 比較長的連線線路容易引進干擾、雷擊、感應電等,不經過隔離不可靠

所以,需要光耦進行隔離,接入微控制器系統。

常見的光耦有:

1) tlp521-1/ tlp521-2/ tlp521-4,分別是1個光耦、2個光耦和4個光耦,hp公司和日本的東芝公司生產。

**位址:

發光管的工作電流要在10ma時,具有較高的轉換速率;

在5v工作時,上拉電阻不小於5k,一般是10k;太小容易損壞光耦;

2) 4n25/4n35,motorola公司生產

**位址:

隔離電壓高達5000v;

3) 6n136,hp公司生產

**位址:

要想開啟6n136,需要比較大的電流,大概在15~20ma左右,才能發揮高速傳輸資料的作用。

如果對速率要求不高,其實tlp521-1也可以用,實際傳輸速率可以到19200波特率。

選擇光耦看使用場合,tlp521-1是最常用的,也便宜,大概0.7~1元;

要求隔離電壓高的,選用4n25/4n35,大概在3元左右;

要求在通訊中高速傳輸資料的,選用6n136,大概在4元左右。

光耦應用的原理框圖如下所示:

1. 輸入幹接點隔離

2. 輸入ttl電平隔離

3. 輸入交流訊號隔離

4. 輸出rs232訊號隔離

5. 輸出rs422訊號隔離

光耦除了隔離數字量外,還可以用來隔離模擬量。將在今後的章節中描述。

2.6 三極體

2.7 光電管

2.8 電容

2.9 電阻

2.10 固態繼電器

2.11 繼電器

2.12 變壓器與整流橋

2.13 三端穩壓器

2.14 開關電源晶元

2.15 封裝知識、晶元批號等

2.16 接外掛程式

2.17 器件選購的知識

2.6 三極體

2.6.1 三極體的4種工作狀態

1) 飽和導通狀態

飽和導通=0

2) 截止狀態

飽和導通=1

3) 線性放大狀態

作為低頻放大器時使用,具體的可參見有關電子線路的書籍;

4) 非線性工作狀態

在無線電通訊系統中,作為混頻器等使用。具體的可參見有關電子線路的書籍;

愚記得南京工學院也就是現在的東南大學在80年代初期有一套《電子線路》5本,是電子專業的書籍,比較難懂;現在,即使是在電子專業的學生中,也應該降低了對三極體的哪些複雜的引數的要求了吧;在實際使用時,即使是模擬電路、非線性電路,也都是積體電路了,誰還使用三極體自己做呢?如果萬一需要,現學也來得及。這套書很強的。

編寫人在那個年代肯定都是牛人。

學三極體這些引數很繁瑣的,要是現在的非電子類的大學生或者大專生們還學這些玩意,我只能說是學校在誤人子弟了。

好多學校都在擴招,很多學生念了4年下來,學了一堆過時的理論,跟實際的東西一點沒有接軌,不知道7407是幹什麼用得,不知道三極體的幾個狀態;我只能無話可說。

所以,念了4年下來,跟企業的需求還有一段距離,還需要從頭來過;聰明的學生趕緊抓住機會去學習,去實習,這樣,還可以趕緊補上實際應用的這一課。

言歸正傳。

參見下圖:

當微控制器的口線輸出電平為1時,三極體的be結導通,ce結導通,輸出的電壓值為0v;

當微控制器的口線輸出電平為0時,三極體的be結不導通,ce結截止,輸出的電壓值為5v;

在這種數位電路的應用中,相當於三極體是乙個反相開路門。

計算是否導通,公式如下:

i=b(放大倍數,希臘字母的貝塔)× ibe

當ice 相差越大,飽和程度越深,vce越小,三極體的輸出內阻越小;

這個概念要用到光電管中。

設計使用時大概算算,心裡有個數;在電路板上試試,行的通,那就是它了。可以測量vce值,至少要小於0.1v就可以了。

常用的pnp三極體是2n5551,驅動40ma的led(電壓在24v)、蜂鳴器等均沒有問題。

2.6.2 三極體的具體應用

實際上,已經有像7407、uln2003可以取代三極體在數位電路中的作用;但是,有時是受到pcb面積的制約,有時是為了降低成本,有時是因為布局方便,在1~2個輸出點時,還是可以使用三極體來做驅動的。

例如:驅動乙個蜂鳴器;往往系統中的蜂鳴器跟其它驅動裝置,繼電器等,距離較遠;這時,沒有必要使用一片7407,或者uln2003來驅動;驅動的介面如下:

2.7 光電管

我這裡所謂的光電管有2種:

1) 反射型光電管

2) 對射型光電管

這2種產品在市場上又可分為調理好的和沒有調理好的;

這2種光電管在電子產品世界和電子技術應用雜誌上都有大量的廣告。隨便找一本都有。

我所說的調理好的指的是內部已經加了限流電阻和輸出的放大驅動電路了。它的特點是只有3根線,電源2根,輸出訊號一根,ttl電平的;但是,有時受到某種限制,需要使用沒有調理好的,怎麼辦呢?

參見下圖:光電管原理框圖

這種沒有調理好的光電管在使用時,需要做一塊小的電路板,在發光管加限流電阻,在光電三極體的集電極加上拉電阻到5v,如下圖所示:光電管工作框圖1。

但是,在使用中我發現,輸出的訊號不穩定,尤其是在使用比較長的電纜傳輸到微控制器的時候;究其原因,我認為是由於反射或者對射的紅外光落在光電三極體的靶面上,光強未能導致光電三極體深度飽和,使得輸出的內阻偏大,環境的雜訊和電纜的干擾訊號容易**路上疊加的緣故;

為了可靠工作,仿照達林頓管的結構,在光電三極體的輸出端加乙個限流電阻接到npn的b結,當無光的時候,2n5551飽和導通,輸出電壓為0v;實際測量小於0.1v;

當有光,甚至是弱光時,2n5551截至,輸出電壓為5v。將3k電阻換成更大或更小的電阻,可以調整光電三極體的輸出的靈敏度。

具體工作過程可以自行分析,做個實驗。

2.8 電容

2.8.1 電容的主要種類

電容有以下幾大類:

1) 電解電容

2) 獨石電容

3) 磁片電容

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