Как известно, микросхема КР142ЕН19А — прецизионный аналог стабилитрона с регулируемым напряжением стабилизации, поэтому обычно используется в различных блоках питания. Однако она способна работать и в других радиолюбительских конструкциях, о которых рассказывается в статье.
Возможности использования указанной микросхемы в несколько иных режимах, по сравнению с основным назначением, обусловлены тем, что в ее состав входят такие узлы, как источник образцового напряжения и операционный усилитель с выходным каскадом на транзисторе. Функциональная схема ее приведена на рис. 1 [1], а условное обозначение и цоколевка выводов — соответственно на рис. 2,а и 2,б [2].
Рис.1. Функциональная схема КР142ЕН19А
Рис.2. КР142ЕН19А: а) Условное обозначение, б) Цоколевка выводов
Схема простейшего усилительного каскада, который можно выполнить на указанной микросхеме, приведена на рис. 3, а его передаточная характеристика — на рис. 4. Если нагрузочный резистор R2 выбран сравнительно большого сопротивления (несколько кило-ом), характеристика оказывается пологой из-за того, что узлы микросхемы потребляют ток около 1 мА. В случае же использования резистора сопротивлением менее килоома характеристика станет крутой и более линейной.
Рис.3. Усилительный каскад
Рис.4. Передаточная характеристика усилительного каскада
При работе микросхемы в линейном режиме она может быть использована в стабилизаторе напряжения (ее основное назначение), стабилизаторе тока, различных генераторах и усилителях. В нелинейном режиме она выполняет функцию компаратора с напряжением срабатывания около 2,5 В. Причем такой компаратор обладает стабильным напряжением срабатывания, определяемым источником образцового напряжения.
Несколько слов о самой микросхеме. К сожалению, один из ее недостатков, ограничивающий сферы применения, — небольшая допустимая мощность рассеяния. Так, при напряжении стабилизации 20 В максимальный ток не должен превышать 20 мА. Устранить этот недостаток нетрудно "умощнением" микросхемы с помощью транзистора (рис. 5). Основные характеристики будут определяться микросхемой, а максимальные ток и мощность — транзистором. Для указанного на схеме они составляют соответственно 4 А и 8 Вт. В случае, если на корпусе конструкции минусовое напряжение, транзистор допустимо смонтировать непосредственно на нем.
Рис.5. Умощнение микросхемы с помощью транзистора (VT1)
На рис. 6,а приведена схема маломощного стабилизатора тока. Работает он так. Ток нагрузки протекает через резистор R1. Как только напряжение на резисторе превысит 2,5 В, ток через микросхему и резистор R3 возрастет. Напряжение на нагрузке уменьшится до такого значения, при котором напряжение на входе управления микросхемы установится равным 2,5В.
Рис.6. а) Маломощный стабилизатор тока, б) Стабилизатор с транзисторным 'усилителем' тока
Стабилизируемый ток задается резистором R1, сопротивление которого определяют по формуле
R1 = 2,5/Iн,
где 2,5 — падение напряжения на резисторе, В; Iн — ток через нагрузку, А, который не должен превышать 0,1 А. Зная напряжение питания Uпит и указанный максимальный ток нагрузки, подсчитывают сопротивление резистора R3:
R3 = (Uпит - 2,5)/Iн.
Причем напряжение питания следует выбирать таким, чтобы на нагрузке было обеспечено требуемое напряжение, поэтому подобное устройство рекомендуется использовать, например, для зарядки аккумуляторов емкостью до 0,75 А-ч.
Эта формула нужна для определения минимального сопротивления резистора R3 для случая, когда Rн = 0 (например, КЗ). Тогда стабилизация будет, но она не нужна.
Гораздо большие возможности у другого стабилизатора (рис. 6,б) с транзисторным "усилителем" тока. Здесь сопротивление резистора R1 определяют по вышеприведенной формуле, а мощность его — исходя из протекающего максимального тока нагрузки, который может достигать 4 А с указанным на схеме транзистором.
Наличие у микросхемы высокой крутизны и удовлетворительной линейности передаточной характеристики позволяет выполнить на ее основе усилитель ЗЧ, нагрузкой которого может стать динамическая головка сопротивлением не менее 50 Ом (рис. 7,а). Хотя он не отличается высокой экономичностью, но весьма прост в изготовлении и обеспечивает выходную мощность до 150 мВт, достаточную для озвучивания небольшого помещения.
Рис.7. а) Усилитель ЗЧ, б) Предварительный усилитель
В другом усилителе (рис. 7,б), который обладает усилением около 100 раз (40 дБ) и может стать предварительным, в качестве нагрузки использован резистор R4. Коэффициент усиления здесь регулируют подстроенным резистором R1, а подбором резистора R3 в обоих усилителях устанавливают оптимальную рабочую точку, обеспечивающую максимальное неискаженное выходное напряжение.
Большой коэффициент усиления микросхемы КР142ЕН19А позволяет собирать на ней различные генераторы. В качестве примера на рис.8,а приведена схема RC-генератора, частота выходного сигнала которого близка к 1000 Гц, — она задается фазосдвигающей цепочкой C1R3C2R4C4. Цепь обратной связи R1R2C3R5 обеспечивает автоматическую установку режима по постоянному току.
На рис. 8,б показана схема другого генератора ЗЧ и одновременно акустического сигнализатора. Частотозадающим элементом в нем служит пъезоизлучатель BQ1 типа ЗП-1 (подойдет другой аналогичный). Отрицательная обратная связь по напряжению через резистор R1 обеспечивает режим по постоянному току. Генерация возникает на резонансной частоте пъезоизлучателя.
Рис.8. а) RC-генератор, б) Генератор ЗЧ и одновременно акустический сигнализатор
Преобразователь сигнала синусоидальной формы в прямоугольную допустимо выполнить по схеме, приведенной на рис. 9,а. Его чувствительность устанавливают подстроечным резистором R1 от нескольких милливольт до 2,5 В. Питают преобразователь напряжением 4...30 В, при этом амплитуду выходного сигнала можно получить от 1 В почти до половины напряжения питания, а на вход подавать сигнал частотой до 50 кГц.
Рис.9. а) Преобразователь сигнала синусоидальной формы в прямоугольную, б) Мультивибратор на двух микросхемах
На двух микросхемах удастся построить мультивибратор (рис. 9,б), на выходе которого формируется сигнал прямоугольной формы. Частота колебаний определяется емкостью конденсатора С1, номиналами резисторов R3, R4 и может лежать в широких пределах — от долей герц до десятков килогерц.
Конечно, возможности "нестандартного" использования микросхемы КР142ЕН19А не ограничиваются приведенными примерами.
Источники
- Янушенко Е. Микросхема КР142ЕН19.— Радио, 1994, №4, с. 45, 46.
- Нечаев И. Стабилизаторы напряжения с микросхемой КР142ЕН19А. — Радио, 2000, №6, с. 57, 58.
Автор: И.НЕЧАЕВ, г. Курск