4. Обоснование выбора элементной базы

Для обеспечения малого энергопотребления в мини-автомате световых эффектов применяются микросхемы серии К561, выполненных по КМОП-технологии. Они представляют собой комплекс микромощных микросхем, второй – третьей степени интеграции на КМОП транзисторах. Предназначены для применения в аппаратуре цифровой автоматики и вычислительной техники с жесткими требованиями по потребляемой мощности, массе, габаритным размерам в условиях значительного изменения напряжения питания при работе от одного источника. Основной особенностью этих микросхем является малое потребление тока в статическом режиме – 0,1…100 мкА, при U_и.п. = 315 В, допустимый уровень пульсаций не более 0,2 В. Минимальное напряжение логического 0 на входе микросхемы: 1,4 В при напряжении питания 5 В и 2,9 В – при 10 В. Для нормальной работы микросхемы длительность фронтов входных импульсов должна быть не более 10; 5 и 1 мкс при напряжениях питания 5; 10 и 15 В соответственно.

В автомате применяются следующие микросхемы серии К561, различающиеся по функциональному назначению:

ЛА7 – Четыре логических элемента 2И-НЕ;

ЛН2 – Шесть логических элементов НЕ;

ЛП2 – Четыре логических элемента «Исключающее ИЛИ»;

ИЕ10 – Два 4-разрядных двоичных счетчика;

ИЕ11 – 4-разрядный двоичный реверсивный счетчик;

ИР2 – Два независимых 4-разрядных регистра сдвига;

КП2 – 8-канальный мультиплексор.

Вустройстве применены резисторы МЛТ. Это резисторы с металлодиэлектрическим проводящем слоем предназначенным для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного тока в качестве элементов навесного монтажа. МЛТ относятся к неизолированным. Номинальная мощность 0,125 Вт.

Таблица 1 – Температурный коэффициент сопротивления

Диапазон номинальных сопротивлений, Ом	ТКС, 10^-61/°С, в интервале температур, °С
	от -60 до +20	от +20 до +125
До 10·10^3 11·10^3…1·10^6 Свыше 1·10^6	±1200 ±1200 ±1200	±600 ±700 ±1000

Уровень собственных шумов ………………………………5 мкВ/В

Предельные эксплутационные данные:

- температура окружающей среды ………………………… –60…+70 С;

- предельное рабочее напряжение

постоянного и переменного тока ………………………… 200 В;

- минимальная наработка …………………………………... 25000 ч;

- срок сохраняемости ……………………………………….. 15 лет.

Достоинством данного типа резисторов является широкий диапазон номинальных сопротивлений, малые габаритные размеры, большой срок сохраняемости, широкий диапазон рабочих температур.

Для обеспечения заданной точности и стабильности частоты, в цепи генератора тактовых импульсов следует выбирать конденсаторы с низким значением температурного коэффициента емкости ТКЕ.

Выбраны конденсаторы типа К10-7В и КМ-6 со следующими параметрами:

- допуски ………………………………………… 5, 10;

- номинальное напряжение ……………………... 25; 50 В;

- группа по ТКЕ ………………………………….. М47; П33;

- диапазон рабочих температур ………………… от –60 до +100 С.

Востальных цепях устройства могут быть применены любые керамические конденсаторы, такие как КМ-5, КМ-6, К10-7В, К10-17 и т. п. Выбраны конденсаторы типа К10-7В и КМ-6, предназначенные для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного тока. Конденсаторы К10-7В и КМ-6, выпускаются в обычном всеклиматическом исполнении в корпусе прямоугольной формы. Основные параметры К10-7В:

- допуски ………………………………………… 10;

- номинальное напряжение ……………………... 25; 50 В;

- группа по ТКЕ ………………………………….. Н90;

- диапазон рабочих температур ………………… от –60 до +100 С.

В качестве диода VD1 может быть применен любой маломощный кремниевый диод. В данном устройстве применен диод КД103А – кремниевый диффузионный. Выпускается в пластмассовом корпусе с гибкими выводами. Диод КД103А имеет следующие основные параметры:

- постоянный (средний) прямой ток ………………… 100 мА;

- постоянное прямое напряжение …………………… 1 В;

- постоянное обратное напряжение ………………… 50 В;

- импульсный прямой ток ………………………….. 2 А;

- температура окружающей среды ………………… от 213 до 373 К.

В качестве диода VD2 может быть применен любой диод с допустимым прямым током не менее 350 мА. Применен диод КД208А – кремниевый диффузионный. Предназначен для преобразования переменного напряжения частотой до 1 кГц. Выпускается в пластмассовом корпусе с гибкими выводами. Диод КД208А имеет следующие основные параметры:

- постоянный или средний прямой ток ……………… 1,5 А;

- постоянное прямое напряжение …………………… 1 В;

- постоянное обратное напряжение ………………… 100 В;

- частота без снижения режимов …………………… 1 кГц;

- температура окружающей среды ………………… от 233 до 358 К.

Для индикации применены светодиоды типа АЛС331А, имеющие по два перехода: с красным и зеленым цветом свечения (при их одновременном возбуждении излучается желтый или оранжевый цвет – это за­висит от соотношения токов через пере­ходы).

Основные параметрысветодиодов АЛС331А:

- сила света, не менее ………………………………… 0,6 мкд;

- постоянный прямой ток ……………………………. 20 мА;

- постоянное прямое напряжение …………………… 4 В;

- обратное напряжение ………………………………. 2 В;

- температура окружающей среды ………………… от 213 до 343 К.

В качестве выключателя питания SA1 могут быть применены переключатели с коммутируемым током не менее 350 мА, типа МТ1, П1Т, ПТ8-1…ПТ8-6. Отличительной чертой этих переключателей являются малые габаритные размеры при сохранении широкого диапазона коммутируемых токов и напряжений. Выбран переключатель П1Т-1-1, со следующими параметрами:

- габаритные размеры ……………………..…. 32,5·12,5·14 мм;

- диапазон коммутируемых токов

постоянного (переменного) ………………… 0,5…5 (0,5…4), А;

- диапазон коммутируемых напряжений

постоянное (переменное) …………………… 3…30 (3…250), В;

- сопротивление электрических контактов ….. 0,01 Ом;

- максимальное число коммутаций ………….. 10⁴.