ไมโครเซอร์กิตแบบอะนาล็อกคืออะไร วงจรรวม การจัดหมวดหมู่. วัตถุประสงค์. ซีรี่ส์ IC สำหรับอุปกรณ์เชิงเส้นและอุปกรณ์พัลส์

การคูณสัญญาณอะนาล็อก เช่น การขยายเสียง เป็นหนึ่งในการดำเนินการหลักในการประมวลผลสัญญาณไฟฟ้า เพื่อดำเนินการคูณ ได้มีการพัฒนาไอซีเฉพาะทาง - ตัวคูณสัญญาณแอนะล็อก (ASM) PAS ต้องให้การคูณที่แม่นยำในช่วงไดนามิกที่กว้างของสัญญาณอินพุตและช่วงความถี่ที่กว้างที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ หาก PAS อนุญาตให้คุณคูณสัญญาณของขั้วใดๆ ได้ สัญญาณเหล่านั้นจะเรียกว่าสี่ควอแดรนท์ หากสัญญาณตัวใดตัวหนึ่งสามารถมีได้เพียงขั้วเดียวเท่านั้น สัญญาณเหล่านั้นจะถูกเรียกว่าสองควอแดรนท์ ตัวคูณที่คูณสัญญาณแบบขั้วเดียวเรียกว่าควอแดรนท์เดี่ยว มี PAS แบบหนึ่งและสองควอแดรนท์ที่รู้จักหลายแบบ โดยอิงตามองค์ประกอบที่มีความต้านทานแบบควบคุม ความชันแบบแปรผัน และการใช้ลอการิทึมและแอนติลอการิทึม ตัวอย่างเช่น ตัวควบคุมที่เปลี่ยนโหมดการทำงานขององค์ประกอบดังแสดงในรูปที่ 7.7c สามารถใช้เป็นตัวคูณได้หากใช้แรงดันไฟฟ้ากับอินพุตดิฟเฟอเรนเชียล คุณ xและแทน อีคอนโทรลส่ง คุณ. อยู่ภายใต้อิทธิพล คุณความชันของลักษณะการถ่ายโอนของทรานซิสเตอร์จะเปลี่ยนไปซึ่งฐานจะมาพร้อมกับแรงดันไฟฟ้าคูณที่สอง คุณ x. ก็สามารถแสดงได้ว่าแรงดันไฟขาออก คุณออกไปถอดออกระหว่างตัวสะสมของทรานซิสเตอร์กระแสตรงด้วย อาร์ถึง 1 =อาร์ถึง 2 =อาร์ถึงกำหนดโดยสูตร

อัตราขยายปัจจุบันของ BT ที่เชื่อมต่อตามวงจรกับ OB; ? ต - ศักยภาพของอุณหภูมิ, ? ต=25.6 มิลลิโวลต์

ถ้า คุณ x<<? ตแล้วนิพจน์สำหรับ คุณออกไปสามารถทำให้ง่ายขึ้น:

ข้อเสียของตัวคูณที่ง่ายที่สุดที่พิจารณาใน DC ตัวเดียวคือช่วงไดนามิกของสัญญาณอินพุตที่เล็กมาก ซึ่งรับประกันความแม่นยำในการคูณที่ยอมรับได้ เช่นแล้วที่ คุณ x=0,1? ตข้อผิดพลาดในการคูณถึง 10%

ช่วงไดนามิกที่กว้างขึ้นของแรงดันไฟฟ้าคูณที่มีข้อผิดพลาดน้อยกว่านั้นมาจากตัวคูณลอการิทึมที่สร้างขึ้นบนหลักการ "ลอการิทึม-แอนติลอการิทึม" แผนภาพของ PAS ดังกล่าวแสดงในรูปที่ 7.23

รูปที่ 7.23. ตัวคูณลอการิทึม

ที่นี่ op amps DA 1 และ DA 2 รับลอการิทึมของแรงดันไฟฟ้าอินพุตและ DA 3 ถูกใช้เป็นตัวบวกซึ่งแรงดันเอาต์พุตจะเท่ากับ:

ยู 0 = เค 1 (ล คุณ x+อิน คุณ) = เค 2 ล คุณ x คุณ.

การใช้ op amp DA 4 จะดำเนินการแอนติลอการิทึม

คุณออกไป = เค 3 แอนติน ยู 0 = เค 3 คุณ x คุณ

ควรสังเกตว่านิพจน์เหล่านี้ใช้แรงดันไฟฟ้าที่ทำให้เป็นมาตรฐานที่หนึ่งโวลต์ ค่าสัมประสิทธิ์สัดส่วน เค 1 , เค 2 , เค 3 ถูกกำหนดโดยองค์ประกอบความต้านทานที่รวมอยู่ในวงจร OOS ของออปแอมป์ที่ใช้ ข้อเสียใหญ่ของ PAS ดังกล่าวคือการพึ่งพาช่วงความถี่การทำงานอย่างมากกับแอมพลิจูดของสัญญาณอินพุต ดังนั้นหากแรงดันไฟฟ้าอินพุต 10V ความถี่ด้านบนของแรงดันไฟฟ้าคูณสามารถเป็น 100 kHz ดังนั้นด้วยแรงดันไฟฟ้าอินพุต 1V ย่านความถี่การทำงานจะแคบลงเหลือ 10 kHz

หลักการของลอการิทึมและแอนติลอการิทึมใช้ในวิธีการทั่วไปในการสร้าง PAS สี่ควอแดรนท์ด้วยการทำให้เป็นมาตรฐานในปัจจุบัน ซึ่งมีชุดพารามิเตอร์ที่ดีที่สุด เช่น ความเป็นเส้นตรง บรอดแบนด์ และความเสถียรของอุณหภูมิ พวกเขามักจะมีอินพุตที่แตกต่างกันซึ่งจะขยายฟังก์ชันการทำงานของพวกเขา ตัวคูณที่มีการทำให้เป็นมาตรฐานในปัจจุบันนั้นถูกสร้างขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์แบบรวม

แผนภาพวงจรแบบง่ายของ PAS IC ที่มีการปรับกระแสให้เป็นมาตรฐานประเภท 525PS1 แสดงในรูปที่ 7.24

อุปกรณ์ประกอบด้วยน้ำตกดิฟเฟอเรนเชียลที่ซับซ้อนโดยใช้ทรานซิสเตอร์ VT 7, ..., VT 10 ครอสคัปปลิ้งของตัวสะสมของทรานซิสเตอร์เหล่านี้ทำให้เกิดการผกผันของสัญญาณที่จำเป็นสำหรับการคูณสี่ควอแดรนท์ ขั้นตอนอินพุตบนทรานซิสเตอร์ VT 3, ..., VT 6 และ VT 11, ..., VT 14 แปลงแรงดันไฟฟ้าอินพุต คุณ xและ คุณเข้าสู่กระแส ด้วยความช่วยเหลือของทรานซิสเตอร์ที่เชื่อมต่อไดโอด VT 1 และ VT 2 สัญญาณปัจจุบันที่อินพุต Y จะถูกลอการิทึม สัญญาณ Y นั้นมีแอนติลอการิทึมและคูณด้วยสัญญาณ X ด้วยเครื่องขยายเสียงโดยใช้ทรานซิสเตอร์ VT 7, ..., VT 10

รูปที่ 7.24. แผนภาพวงจรอย่างง่ายของ IC ตัวคูณ 525PS1

ในอุปกรณ์ที่กำลังพิจารณา การเชื่อมต่อระหว่างสัญญาณอินพุตและเอาต์พุตสามารถแสดงเป็นอัตราส่วนกระแสได้ กระแสเอาท์พุตของตัวคูณถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์

ที่ไหน ฉัน Xและ ฉัน Y- กระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทาน อาร์ เอ็กซ์และ อาร์ วาย; ไอพีเอ็กซ์และ ฉันปี- กระแสการทำงานในช่อง X และ Y

แรงดันไฟขาออกที่ถูกลบออกจากความต้านทานโหลดตัวใดตัวหนึ่งจะเท่ากับ

ปัจจัยขนาด

ตัวต้านทานทั้งหมดที่แสดงในรูปที่ 7.24 ยกเว้น R 1 และ R 2 เป็นตัวต้านทานภายนอก ทางเลือกของพวกเขาขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะสำหรับ PAS

หากต้องการรับแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์ที่เอาต์พุต PAS เมื่อแรงดันไฟฟ้าอินพุตเท่ากับศูนย์ การปรับจะทำโดยใช้ตัวต้านทานผันแปร R 4 และ R 5 หากตัวคูณทำงานเพียงขั้วเดียวของสัญญาณอินพุตตัวใดตัวหนึ่งเท่านั้น จะเรียกว่าเอนเอียง หากต้องการเปลี่ยน PAS สี่ควอแดรนท์ให้เป็นแบบเอนเอียง ก็เพียงพอที่จะใช้อคติคงที่กับอินพุตตัวใดตัวหนึ่งซึ่งสัญญาณที่อินพุตนี้จะน้อยกว่าแรงดันไบแอสเสมอ

"ไดเรกทอรี" - ข้อมูลต่างๆ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์: ทรานซิสเตอร์, ไมโครวงจร, หม้อแปลงไฟฟ้า, ตัวเก็บประจุ, ไฟ LEDฯลฯ ข้อมูลประกอบด้วยทุกสิ่งที่จำเป็นสำหรับการเลือกส่วนประกอบและดำเนินการคำนวณทางวิศวกรรม พารามิเตอร์ ตลอดจนพินเอาท์ของตัวเรือน วงจรสวิตชิ่งทั่วไป และคำแนะนำสำหรับการใช้องค์ประกอบรังสี

เป็นการยากที่จะประเมินค่าสูงไปถึงความสำคัญของวงจรรวมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมใหม่ได้ (FPGA) ในการสังเคราะห์ระบบลอจิก การพัฒนาฐานองค์ประกอบและระบบการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยอย่างครอบคลุมทำให้สามารถนำระบบลอจิคัลที่ซับซ้อนไปใช้ได้ในระยะเวลาอันสั้นอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อนและด้วยต้นทุนวัสดุที่ต่ำที่สุด ดังนั้นความปรารถนาที่จะบรรลุผลที่คล้ายกันในการออกแบบและการผลิตระบบอะนาล็อกจึงเป็นที่เข้าใจได้ อย่างไรก็ตาม ความพยายามหลายครั้งในทิศทางนี้ยังไม่ได้ผลลัพธ์ตามที่คาดหวัง และไอซีแอนะล็อกแบบตั้งโปรแกรมได้ (PAIS) และไอซีแอนะล็อกเมทริกซ์ (MABIS) ยังไม่กลายเป็นสากล

ปัญหาของการออกแบบ LSI อนาล็อกแบบโปรแกรมได้

ความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในด้านการออกแบบระบบลอจิคัลบน FPGA ถูกกำหนดไว้ล่วงหน้าจากข้อเท็จจริงที่ว่าระบบลอจิคัลทั้งหมดมีพื้นฐานอยู่บนเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ที่ได้รับการพัฒนาอย่างดีของพีชคณิตแบบ Boole ทฤษฎีนี้ทำให้สามารถพิสูจน์ได้ว่าการสร้างฟังก์ชันลอจิคัลตามอำเภอใจนั้นเป็นไปได้ผ่านองค์ประกอบที่ได้รับคำสั่งของตัวดำเนินการเบื้องต้นเพียงตัวเดียว นั่นคือตรรกะ AND-NOT (หรือ OR-NOT) กล่าวคือ ระบบลอจิคัลใดๆ ก็ตามสามารถออกแบบได้จากองค์ประกอบประเภทเดียว เช่น NAND

สถานการณ์แตกต่างอย่างสิ้นเชิงในด้านการออกแบบ (การสังเคราะห์) และการวิเคราะห์ (การสลายตัว) ของแผนภาพวงจรของระบบอะนาล็อก ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบแอนะล็อกยังไม่มีเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปเพียงเครื่องเดียวที่จะช่วยแก้ปัญหาการวิเคราะห์และการสังเคราะห์จากตำแหน่งระเบียบวิธีแบบครบวงจร ควรหาสาเหตุของปรากฏการณ์นี้ในประวัติศาสตร์ของการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบอะนาล็อก

ในระยะแรกวงจรของอุปกรณ์อะนาล็อกได้รับการพัฒนาตามแนวคิดของวิธีการโหนดฟังก์ชันซึ่งแนวคิดหลักคือการแบ่งไดอะแกรมวงจรที่ซับซ้อนออกเป็นโหนด โหนดประกอบด้วยกลุ่มขององค์ประกอบและทำหน้าที่เฉพาะเจาะจงมาก เมื่อรวมกัน โหนดจะสร้างบล็อก บอร์ด ตู้ กลไก - เช่น โครงสร้างที่เป็นเอกภาพบางส่วนเรียกว่าอุปกรณ์ การรวมกันของอุปกรณ์ทำให้เกิดระบบ วิธี Functional-nodal สันนิษฐานว่าส่วนประกอบพื้นฐานของระบบควรเป็นโหนด ซึ่งงานหลักคือการทำหน้าที่เฉพาะเจาะจงมาก

นั่นคือเหตุผลว่าทำไมฟังก์ชันการทำงานจึงถูกนำมาใช้เป็นเกณฑ์ในการจำแนกโหนด นั่นคือความจริงที่ว่าโหนดทำหน้าที่บางอย่าง อย่างไรก็ตาม เมื่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พัฒนาขึ้น ก็มีฟังก์ชันเฉพาะและแบบแยกอิสระจำนวนมาก (และรวมถึงโหนดด้วย) ความเป็นไปได้ของการย่อเล็กสุดและการรวมเข้าด้วยกันซึ่งจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ระบบที่ซับซ้อนได้หายไปแล้ว นั่นคือเหตุผลที่การพัฒนาเมทริกซ์แอนะล็อก LSI (MABIS) และวงจรรวมแอนะล็อกแบบตั้งโปรแกรมใหม่ได้ (PAIS) ได้ถูกขัดขวางและยังคงถูกขัดขวางต่อไป

สถานะของกิจการในด้านวงจรอะนาล็อกที่ตั้งโปรแกรมได้สามารถตรวจสอบได้โดยการวิเคราะห์การพัฒนาของ บริษัท ชั้นนำของรัสเซียและต่างประเทศ ดังนั้น ผู้เชี่ยวชาญจาก OJSC NIITT และโรงงาน Angstrem จึงมุ่งความสนใจไปที่การพัฒนาและการผลิต BMC แบบอะนาล็อก-ดิจิทัล (คริสตัลเมทริกซ์พื้นฐาน) ประเภท Rul N5515HТ1, Н5515HТ101 ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อการเก็บข้อมูล ระบบตรวจสอบและควบคุม สำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์และ ระบบควบคุม อุปกรณ์วัด

การออกแบบ BMK เหล่านี้ประกอบด้วยเมทริกซ์แอนะล็อกและดิจิทัล เมทริกซ์ดิจิทัลประกอบด้วยเซลล์ฐานดิจิทัล 115 เซลล์ (เกท 2N-NOT 230 เซลล์) ซึ่งจัดเรียงเป็นห้าแถว เซลล์ละ 23 เซลล์ต่อแถว เมทริกซ์แอนะล็อกจะรวมเซลล์ฐานแอนะล็อก 18 เซลล์ที่จัดเรียงเป็นสองแถวจาก 9 เซลล์ ระหว่างแถวของเซลล์แอนะล็อกจะมีตัวเก็บประจุสองแถว (ค่าระบุ 17.8 pF) และตัวต้านทานการแพร่กระจายสองแถว (ตัวละ 24.8 kOhm) ระหว่างชิ้นส่วนอะนาล็อกและดิจิตอลจะมีตัวต้านทานขนาด 3.2 kOhm หนึ่งชุด

BMK มีเซลล์แอนะล็อกสองประเภท (A และ B) เซลล์ประเภท A ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์สะสมฉนวน PRP 12 ตัวและ RLR สี่ตัว และตัวต้านทานการแพร่กระจายแบบมัลติแทป 38 ตัว ในเซลล์ประเภท B ทรานซิสเตอร์ lRL สี่ตัวจะถูกแทนที่ด้วยทรานซิสเตอร์ p-MOS สองตัว เซลล์อุปกรณ์ต่อพ่วงประเภท A และ B แต่ละเซลล์ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ LRL ที่ทรงพลังสี่ตัว (ในเซลล์ประเภท B - พร้อมตัวสะสมแบบแยก) และทรานซิสเตอร์สองขั้วสองตัว

เซลล์ฐานดิจิทัลมีสามประเภท ได้แก่ ทรานซิสเตอร์ l-MOS สี่ตัว ทรานซิสเตอร์ p-MOS สี่ตัว และทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์คู่เสริมหนึ่งคู่ นอกจากนี้ที่ขอบของคริสตัลยังมีเซลล์ดิจิทัลที่ทรงพลังซึ่งมีทรานซิสเตอร์ l-MOS และ r-MOS ที่ทรงพลังสี่ตัวรวมถึงทรานซิสเตอร์ lrl สองตัวที่เชื่อมต่อกันตามวงจรดาร์ลิงตัน

ไลบรารีขององค์ประกอบอะนาล็อกและดิจิทัลมาตรฐานได้รับการพัฒนาสำหรับ BMK ซึ่งอำนวยความสะดวกและเร่งกระบวนการออกแบบอุปกรณ์ตาม BMK อย่างมีนัยสำคัญ BMK เหล่านี้และที่คล้ายกันประกอบด้วยชุดองค์ประกอบวิทยุไฟฟ้า (ERE) ที่ไม่ได้เชื่อมต่อถึงกัน ซึ่งสามารถรับหน่วยการทำงานจำนวนหนึ่งที่ระบุในไลบรารีได้ ข้อเสียเปรียบหลักของวงจรไมโครดังกล่าวคือขอบเขตการใช้งานที่แคบมากซึ่งจำกัดอยู่เพียงค่าพิกัดเฉพาะและลักษณะอื่น ๆ ขององค์ประกอบพลังงานไฟฟ้าในชุดที่กำหนด ความสามารถของหน่วยการทำงานที่พัฒนาและแนะนำสำหรับชุดนี้มีอยู่ในไลบรารีที่มาพร้อมกับชิป

ข้าว. 1. โครงสร้างของ ispPAC-10

ตั้งแต่ปี 2000 Lattice Semiconductor ได้ผลิตวงจรรวมอนาล็อกแบบตั้งโปรแกรมได้ (PAIC) ของตระกูล ispPAC (In-System Programmable Analog Circuit) ที่มีการโปรแกรมในระบบ เช่น โดยไม่ต้องถอดออกจากแผงวงจรพิมพ์ ภายในกลางปี ​​​​2000 มีการผลิตสมาชิกสามคนในตระกูลนี้: ispPAC-Yu (รูปที่ 1), ispPAC-20 (รูปที่ 2) และ ispPAC-80 โดยผสานรวมองค์ประกอบแบบแอคทีฟและพาสซีฟได้มากถึง 60 รายการ ซึ่งได้รับการกำหนดค่า จำลอง และตั้งโปรแกรมโดยใช้แพ็คเกจ PAC-Designer

PAIS ของกลุ่ม ispPAC ประกอบด้วย:

วงจรอินเทอร์เฟซแบบอนุกรม รีจิสเตอร์ และองค์ประกอบของหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนที่สามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้ทางไฟฟ้า (EEPROM) ซึ่งให้การกำหนดค่าเมทริกซ์
เซลล์แอนะล็อกที่ตั้งโปรแกรมได้ (PACcells) และบล็อกแอนะล็อกที่ตั้งโปรแกรมได้ (PACblocks) ประกอบด้วย
องค์ประกอบที่ตั้งโปรแกรมได้สำหรับการเชื่อมต่อระหว่างกัน (ARP - Analog Routing Pool)

สถาปัตยกรรมของซีรีส์นี้อิงตามเซลล์พื้นฐานที่ประกอบด้วย: แอมพลิฟายเออร์เครื่องมือวัด (IA); เครื่องขยายสัญญาณเอาท์พุต (OA) ใช้งานโดยใช้วงจรบวก/ตัวรวม แหล่งจ่ายแรงดันอ้างอิง 2.5 V (ION); DAC 8 บิตพร้อมเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าและตัวเปรียบเทียบคู่ (CP) เพื่อเพิ่มช่วงไดนามิกของสัญญาณที่ประมวลผล อินพุตและเอาต์พุตแบบอะนาล็อกของเซลล์ (ยกเว้น ION) จะถูกสร้างขึ้นโดยใช้วงจรดิฟเฟอเรนเชียล DUT สองตัวและ VU หนึ่งตัวจะสร้างมาโครเซลล์ เรียกว่าบล็อก PAC ซึ่งเอาต์พุตของ DUT จะเชื่อมต่อกับอินพุตรวมของ VU ชิป ispPAC-10 ประกอบด้วยบล็อก PAC สี่บล็อกและ ispPAC-20 - สองบล็อก ispPAC-20 ยังมี DAC และเซลล์เปรียบเทียบอีกด้วย ในเซลล์ อัตราขยายของ DUT จะถูกตั้งโปรแกรมไว้ในช่วงตั้งแต่ -10 ถึง +10 ในขั้นตอนที่ 1 และในวงจรป้อนกลับของ VU - ค่าความจุของตัวเก็บประจุ (128 ค่าที่เป็นไปได้) และเปิด/ปิด ความต้านทาน.

ผู้ผลิต IC หลายรายใช้เทคโนโลยี "ตัวเก็บประจุแบบสวิตช์" เพื่อตั้งโปรแกรมฟังก์ชันแอนะล็อก ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนความจุของวงจรการตั้งค่าความถี่โดยใช้สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ที่สวิตช์ตามเงื่อนไข

ข้าว. 2. โครงสร้างของ ispPAC-20

แนวทางของ Lattice ขึ้นอยู่กับการใช้วงจรที่มีคุณสมบัติคงที่ตามเวลา ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในระหว่างการกำหนดค่าระบบใหม่โดยไม่ต้องปิดเครื่อง การปรับปรุงนี้มีความสำคัญเนื่องจากช่วยลดการประมวลผลสัญญาณเพิ่มเติมที่จำเป็นในวิธีแรก

เครื่องมือการกำหนดเส้นทางภายใน (Analog Routing Pool) ช่วยให้คุณสามารถเชื่อมต่อพินอินพุตของวงจรไมโคร, อินพุตและเอาต์พุตของมาโครเซลล์, เอาต์พุต DAC และอินพุตตัวเปรียบเทียบเข้าด้วยกัน ด้วยการรวมมาโครเซลล์หลายตัวเข้าด้วยกัน จึงสามารถสร้างวงจรของฟิลเตอร์แอคทีฟที่ปรับได้ในช่วงความถี่ตั้งแต่ 10 ถึง 100 kHz โดยขึ้นอยู่กับการใช้ส่วนอินทิเกรเตอร์
ควรสังเกตว่า ispPAC ของ Lattice นั้นใกล้กับ PAIS มากที่สุด ข้อเสียเปรียบเพียงอย่างเดียวคือไม่มีระบบองค์ประกอบพื้นฐานสากลที่จะช่วยให้การออกแบบไม่เพียงแต่ตัวกรองที่ใช้งานแบบปรับได้เท่านั้น แต่ยังรวมถึงระบบอะนาล็อกที่หลากหลายอีกด้วย สถานการณ์นี้เองที่ป้องกันไม่ให้ ispPAC จาก Lattice Semiconductor กลายเป็นอะนาล็อกของ FPGA จากบริษัทต่างๆ เช่น Altera และ Xilinx

โดยทั่วไปการวิเคราะห์สถานการณ์ในด้านการพัฒนาและการใช้งานจริงของวงจรไมโครแอนะล็อกสามารถสรุปได้หลายประการ:

ไมโครวงจรแอนะล็อกที่ใช้ในอุตสาหกรรมจำนวนมากไม่สามารถจัดเป็น LSI ได้ในแง่ของระดับการรวมกลุ่ม
Analog LSI และ BMK มีไว้สำหรับการออกแบบอุปกรณ์บางประเภท เช่น มันไม่เป็นสากล
เมื่อออกแบบระบบอะนาล็อกขนาดใหญ่ วิธีการโหนดฟังก์ชันยังคงมีความโดดเด่น (ชุด IC เฉพาะทาง เช่น สำหรับเครื่องรับโทรทัศน์)

พื้นฐานการออกแบบที่เป็นหนึ่งเดียวสำหรับ FPGA และ MABIS

อย่างไรก็ตาม งานในการพัฒนาพื้นฐานการออกแบบวงจรรวมสำหรับระบบอะนาล็อกยังคงมีวิธีแก้ปัญหา เราจะพยายามยืนยันในทางทฤษฎีและแสดงทิศทางที่เป็นไปได้สำหรับการนำแนวคิดที่นำเสนอไปปฏิบัติในทางปฏิบัติ

ประการแรก ควรเลือกแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของระบบอิเล็กทรอนิกส์แอนะล็อกขนาดใหญ่ที่ช่วยให้สามารถระบุองค์ประกอบพื้นฐานกลุ่มเล็กๆ ได้ ในสาขาการวิเคราะห์และการสังเคราะห์วงจรอิเล็กทรอนิกส์ไม่มีทางเลือกอื่นนอกจากเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ของระบบสมการเชิงอนุพันธ์เชิงเส้นซึ่งได้รับการยอมรับในช่วงอายุหกสิบเศษของศตวรรษที่ผ่านมา อย่างไรก็ตามโปรดทราบว่าแนวคิดของการใช้วิธีการนี้ในทางปฏิบัติจำนวนมากยังไม่ได้ดึงดูดใจของผู้เชี่ยวชาญทั้งหมด

ระบบสมการเชิงอนุพันธ์ประกอบด้วยองค์ประกอบ ความเชื่อมโยง และมีลักษณะเฉพาะด้วยโครงสร้างบางอย่าง พื้นฐานองค์ประกอบของสมการเชิงอนุพันธ์ได้รับการศึกษาในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ผ่านมาภายใต้ระเบียบวินัยทางวิทยาศาสตร์ของ "ระบบอัตโนมัติ" ในพื้นที่นี้ ข้อดีของสมการเชิงอนุพันธ์เช่นการรวมได้เกิดขึ้น: รูปแบบของมันไม่ได้ขึ้นอยู่กับแบบจำลองกระบวนการที่อธิบายไว้ อย่างไรก็ตาม ในรูปแบบมาตรฐานของการเขียนสมการเชิงอนุพันธ์ไม่มีข้อมูลภาพเกี่ยวกับธรรมชาติของความสัมพันธ์ในระบบที่กำลังศึกษาอยู่ ดังนั้นวิธีการแสดงโครงสร้างของระบบสมการเชิงอนุพันธ์ด้วยสายตาในรูปแบบของไดอะแกรมประเภทต่าง ๆ จึงได้รับการพัฒนาตลอดการพัฒนาทฤษฎีการควบคุมอัตโนมัติ

ในช่วงปลายทศวรรษที่ 60 ของศตวรรษที่ 20 มุมมองสมัยใหม่เกี่ยวกับการจัดโครงสร้างของแบบจำลองของระบบไดนามิกได้รับการพัฒนาอย่างเต็มที่ การก่อตัวของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของระบบเริ่มต้นด้วยการแบ่งออกเป็นลิงก์และคำอธิบายที่ตามมา - ทั้งเชิงวิเคราะห์ในรูปแบบของสมการที่เชื่อมต่อปริมาณอินพุตและเอาต์พุตของลิงก์ หรือกราฟิกในรูปแบบของแผนภาพช่วยจำที่มีลักษณะเฉพาะ ขึ้นอยู่กับสมการหรือคุณลักษณะของแต่ละลิงก์ สมการหรือคุณลักษณะของระบบโดยรวมจะถูกรวบรวม

การเชื่อมโยงของระบบไดนามิกที่ระบุเป็นเรื่องปกติ

โปรดทราบว่าหากสำหรับแผนภาพการทำงาน ระบบจะถูกแบ่งออกเป็นลิงก์ตามฟังก์ชันที่พวกเขาทำ ดังนั้นสำหรับคำอธิบายทางคณิตศาสตร์ ระบบจะถูกแยกส่วนตามความสะดวกในการรับคำอธิบาย ดังนั้นลิงก์ควรเรียบง่าย (เล็ก) ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในทางกลับกัน เมื่อแบ่งระบบออกเป็นลิงก์ จะต้องรวบรวมคำอธิบายทางคณิตศาสตร์ของแต่ละลิงก์ โดยไม่คำนึงถึงการเชื่อมต่อกับลิงก์อื่นๆ สิ่งนี้เป็นไปได้หากลิงก์มีทิศทางของการดำเนินการ - เช่น ส่งอิทธิพลไปในทิศทางเดียวจากอินพุตไปยังเอาต์พุต การเปลี่ยนแปลงสถานะของลิงก์ใดๆ จะไม่ส่งผลต่อสถานะของลิงก์ก่อนหน้า

หากตรงตามเงื่อนไขของทิศทางของการกระทำของลิงก์คำอธิบายทางคณิตศาสตร์ของทั้งระบบสามารถรับได้ในรูปแบบของระบบสมการอิสระของแต่ละลิงก์เสริมด้วยสมการการเชื่อมต่อระหว่างกัน ลิงก์ที่พบบ่อยที่สุด (ทั่วไป) ถือเป็นลิงก์แบบเป็นระยะ สั่น บูรณาการ สร้างความแตกต่าง และหน่วงเวลาคงที่

ปัญหาการเชื่อมโยงเบื้องต้นในแบบจำลองของระบบสมการเชิงอนุพันธ์ได้รับการศึกษาโดยผู้เขียนจำนวนหนึ่ง การวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าตำแหน่งของพวกเขาส่วนใหญ่ลงมาเพื่อระบุข้อเท็จจริงของการมีอยู่ของลิงก์ทั่วไปและศึกษาบทบาทของพวกเขาในกระบวนการสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้น การเลือกเข้ากลุ่มหน่วยทั่วไปจะดำเนินการโดยพลการ โดยไม่มีเกณฑ์ใดๆ ลิงก์ต่างๆ รวมอยู่ในรายการลิงก์ทั่วไปโดยไม่มีคำอธิบายหรือการให้เหตุผล และคำว่า "ง่ายที่สุด" และ "เบื้องต้น" ยังใช้อย่างเท่าเทียมกันในการกำหนดลิงก์ทั่วไป (ดูตาราง) ในขณะเดียวกัน การศึกษาการเชื่อมโยง "ทั่วไป" จำนวนมากของระบบไดนามิกโดยใช้วิธีเมทริกซ์โครงสร้างแสดงให้เห็นว่ามีเพียงสามลิงก์เท่านั้น - สัดส่วน การบูรณาการ และการสร้างความแตกต่าง - ไม่มีวงจรเมทริกซ์ในเมทริกซ์โครงสร้าง ดังนั้นจึงมีเพียงพวกเขาเท่านั้นที่สามารถเรียกได้ว่าเป็นระดับประถมศึกษา ลิงค์อื่นๆ ทั้งหมดถูกสร้างขึ้นโดยการรวมลิงค์พื้นฐานเข้าด้วยกัน

ดังนั้นหากการเชื่อมโยงตามสัดส่วนที่มีฟังก์ชันถ่ายโอน W B (s) = k B และลิงก์ที่สร้างความแตกต่างด้วยฟังก์ชันการถ่ายโอน W A (s) = k A s เชื่อมต่อกันตามวงจรป้อนกลับเชิงลบ (รูปที่ 3) ดังนั้นค่าที่เท่ากัน ฟังก์ชั่นการถ่ายโอน

ดังนั้นผลลัพธ์ซึ่งขึ้นอยู่กับค่าคงที่ของเวลาจึงเกิดขึ้นพร้อมกับฟังก์ชันการถ่ายโอนของลิงก์ atermic ลำดับที่หนึ่ง ซึ่งหมายความว่าสามารถรับลิงค์นี้ได้โดยการเชื่อมต่อลิงค์ตามสัดส่วนและลิงค์ที่แตกต่างตามวงจรที่มีการตอบรับเชิงลบดังนั้นจึงไม่สามารถพิจารณาได้เบื้องต้น

รูปที่ 3 วงจรเชื่อมโยงแบบอะคาเรียมที่เทียบเท่ากัน

ลิงก์ที่เหลือที่รวมอยู่ในตารางสามารถสร้างได้ในลักษณะเดียวกัน ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับฟังก์ชันถ่ายโอนของลิงค์ออสซิลเลเตอร์ (T 2 p 2 + 2ξTp + 1)y = ku ดังนั้น หากเราเชื่อมต่ออนุกรมสองลิงก์ aคาบกับฟังก์ชันการถ่ายโอนที่แตกต่างกันเฉพาะค่าคงที่เวลา ฟังก์ชันการถ่ายโอนที่เทียบเท่ากันจะอยู่ในรูปแบบ

ดังนั้นผลลัพธ์ซึ่งขึ้นอยู่กับค่าคงที่ของเวลาจึงเกิดขึ้นพร้อมกับฟังก์ชันการถ่ายโอนของลิงก์ที่กำลังศึกษาอยู่ ดังนั้น สามารถรับลิงก์ลำดับที่ 2 แบบออสซิลเลชัน อนุรักษ์นิยม และแบบไม่ต่อเนื่องได้โดยการเชื่อมต่อลิงก์ลำดับที่หนึ่งเป็นอนุกรม ซึ่งหมายความว่าไม่สามารถถือเป็นระดับประถมศึกษาได้ แม้ว่าโดยหลักการแล้วจะอนุญาตให้เรียกสิ่งเหล่านั้นเป็นแบบอย่างได้ก็ตาม

การวิเคราะห์ผลลัพธ์ที่ให้ไว้ในคอลัมน์สุดท้ายของตารางช่วยให้เราสามารถสรุปได้ว่าการเชื่อมโยงต่างๆ เช่น a คาบ, ไอโซโดรมิก, การบังคับ, การสร้างความแตกต่างเฉื่อยและแรงเฉื่อยในการอินทิเกรตสามารถได้รับโดยการเชื่อมต่อลิงก์เบื้องต้น เพื่อพิสูจน์ว่าสามารถรับฟังก์ชันการถ่ายโอนของลิงก์ทั่วไปอื่น ๆ ได้โดยการเชื่อมต่อลิงก์พื้นฐาน จำเป็นต้องวิเคราะห์การเชื่อมต่อของลิงก์สาม สี่ และอื่น ๆ ตามแผนผังการเชื่อมต่อทั่วไป ผลลัพธ์เดียวกันนี้สามารถได้รับหากเราพิจารณาการเชื่อมต่อของลิงค์เบื้องต้นกับลิงค์ลำดับที่หนึ่งทั่วไป งานวิจัยบางส่วนได้ดำเนินการไปแล้วและได้นำเสนอผลงานวิจัยแล้ว

ดังนั้นจึงได้รับการพิสูจน์แล้วว่าการเชื่อมต่อลิงก์ระดับประถมศึกษานั้นค่อนข้างง่ายในการรับฟังก์ชันการถ่ายโอนทั้งหมดของลิงก์ไดนามิกมาตรฐานที่เรียกว่า ด้วยเหตุนี้ ระบบไดนามิกตามอำเภอใจจึงสามารถสังเคราะห์ได้โดยใช้ตัวดำเนินการการคูณและการรวมกันของลิงก์พื้นฐานสามลิงก์เท่านั้น: สัดส่วน การสร้างความแตกต่าง และการบูรณาการ ข้อสรุปนี้มีความสำคัญพื้นฐาน เนื่องจากเป็นการกำหนดพื้นฐานองค์ประกอบที่จำเป็นสำหรับการสร้างระบบไดนามิกเชิงเส้นในลำดับใด ๆ รวมถึงวงจรวิทยุอิเล็กทรอนิกส์ และหากระบบไดนามิกควรจะถูกสร้างขึ้นจากลิงก์ไดนามิกที่มีขอบเขตจำกัด เช่น ในกรณีของ MABIS และ PAIS ข้อสรุปที่ดึงออกมาก็มีความสำคัญอย่างยิ่ง

รูปที่ 4. วิธีแก้ปัญหาวงจรอย่างง่ายของหน่วยประถมศึกษา: a) ตัวบวกหลายอินพุต b) แอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียล (ลิงก์ตามสัดส่วน), c) ดิฟเฟอเรนติเอเตอร์ (ลิงก์ดิฟเฟอเรนเชียล), d) อินทิเกรเตอร์ (ลิงก์รวม)

มันเป็นไปได้ที่จะสังเคราะห์อุปกรณ์อะนาล็อกตามอำเภอใจจากหน่วยการทำงานเพียงห้าหน่วย - มัลติเพล็กเซอร์, แอดเดอร์, ตัวคูณ, ตัวรวมและตัวสร้างความแตกต่าง (รูปที่ 4)! โปรดทราบว่าแสดงในรูปที่. ไม่ควรมองว่า 4 ไดอะแกรมเป็นโซลูชันวงจรที่ได้รับการพิสูจน์แล้วจริง แต่เป็นเพียงเหตุผลสำหรับความเป็นไปได้ในการเปลี่ยนลิงก์เบื้องต้นในไดอะแกรมการทำงานด้วยองค์ประกอบวิทยุอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐาน ด้วยการแทนที่การเชื่อมโยงพื้นฐานของวงจรการทำงานด้วยฮาร์ดแวร์ทำให้สามารถออกแบบอุปกรณ์อะนาล็อกที่มีคุณสมบัติเฉพาะได้

ตัวอย่างการสังเคราะห์อุปกรณ์แอนะล็อก

ลองพิจารณาตัวอย่างง่ายๆของการสังเคราะห์แผนภาพวงจรของอุปกรณ์อะนาล็อกตามแบบจำลองที่ระบุโดยระบบสมการเชิงอนุพันธ์ในรูปแบบของการแปลงลาปลาสในรูปแบบ: x ​​0 = g, x 1 = x 0 - 2x 2 /วินาที x 2 = 10x 1 /วินาที x 3 = x 2 - 10x 4 /วินาที x 4 = 500x 3 /วินาที

วงจรรวมแบบอะนาล็อก

วงจรรวมซึ่งการรับ การแปลง (การประมวลผล) และเอาต์พุตของข้อมูลที่นำเสนอในรูปแบบอะนาล็อกจะดำเนินการผ่านสัญญาณต่อเนื่อง ในก. และ. กับ. สัญญาณเอาท์พุตเป็นฟังก์ชันต่อเนื่องของสัญญาณอินพุต ก. และ. กับ.… … พจนานุกรมโพลีเทคนิคสารานุกรมขนาดใหญ่

- (PAIS; อาร์เรย์อะนาล็อกที่ตั้งโปรแกรมได้ภาคภาษาอังกฤษ) ชุดของเซลล์พื้นฐานที่สามารถกำหนดค่าและเชื่อมต่อระหว่างกันเพื่อใช้ชุดฟังก์ชันแอนะล็อก: ตัวกรอง, แอมพลิฟายเออร์, อินทิเกรเตอร์, แอดเดอร์, ลิมิตเตอร์, ... ... Wikipedia

คำขอ "BIS" ถูกเปลี่ยนเส้นทางที่นี่ ดูความหมายอื่นๆ ด้วย วงจรรวมสมัยใหม่ที่ออกแบบมาสำหรับการติดตั้งบนพื้นผิว วงจรรวม (ไมโคร) (... Wikipedia

วงจรรวมดิจิทัล (ไมโครวงจรดิจิทัล) เป็นวงจรรวมที่ออกแบบมาเพื่อแปลงและประมวลผลสัญญาณที่แตกต่างกันไปตามกฎของฟังก์ชันที่ไม่ต่อเนื่อง วงจรรวมดิจิทัลมีพื้นฐานมาจาก... ... Wikipedia

วงจรรวมสมัยใหม่ที่ออกแบบมาสำหรับการติดตั้งบนพื้นผิว ไมโครวงจรดิจิตอลของโซเวียตและต่างประเทศ วงจรรวม (อังกฤษ วงจรรวม, IC, ไมโครวงจร, ไมโครชิป, ชิปซิลิคอนหรือชิป), (ไมโคร) วงจร (IC, IC, m/skh) ... Wikipedia

ชิปอะนาล็อก- สถานะของอะนาลินีสอินทิกรัลแกรนด์ไดนาสเป็น T sritis radioelektronika atitikmenys: engl vok วงจรรวมแบบอะนาล็อก อนาล็อกไอซี, n; ผู้บูรณาการ Analogschaltkreis, m rus. วงจรรวมแบบอะนาล็อก f; ชิปอะนาล็อก f pran วงจร...... Radioelektronikos สิ้นสุด žodynas

วงจรรวมแบบอะนาล็อกได้รับการออกแบบมาเพื่อแปลงและประมวลผลสัญญาณที่แตกต่างกันไปตามกฎของฟังก์ชันต่อเนื่อง พบการประยุกต์ใช้ในอุปกรณ์สื่อสาร โทรทัศน์และเทเลคอนโทรล คอมพิวเตอร์แอนะล็อก เครื่องบันทึกเทป เครื่องมือวัด ระบบควบคุม ฯลฯ

ด้วยการปรับปรุงเทคโนโลยีและวิธีการออกแบบ ทำให้ช่วงของไมโครวงจรแอนะล็อกมีการขยายอย่างต่อเนื่อง ไมโครวงจรถูกผลิตขึ้นในปริมาณมากสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ตัวตรวจจับ โมดูเลเตอร์ คอนเวอร์เตอร์ แอมพลิฟายเออร์ สวิตช์ สวิตช์ ตัวกรอง แหล่งจ่ายไฟสำรอง อุปกรณ์คัดเลือกและเปรียบเทียบ วัตถุประสงค์และการใช้งานต่างๆ รวมถึงไมโครวงจรและไมโครวงจรมัลติฟังก์ชั่นซึ่งเป็นชุดของ องค์ประกอบ

องค์ประกอบการทำงานของชุดวงจรรวมแบบอะนาล็อกในประเทศที่ใช้บ่อยที่สุดซึ่งใช้ทั้งในการผลิตอุปกรณ์มืออาชีพและในทางปฏิบัติของนักวิทยุสมัครเล่นแสดงไว้ในตาราง 1 2.1.

ซีรีส์นี้มีความแตกต่างกันอย่างมากในด้านการใช้งานหลัก องค์ประกอบการทำงาน และจำนวนวงจรรวมที่รวมอยู่ในนั้น

ซีรีส์กลุ่มใหญ่มีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้างอุปกรณ์รับส่งสัญญาณวิทยุสื่อสารเป็นหลัก ซีรีส์เหล่านี้ผลิตขึ้นสำหรับอุปกรณ์โทรทัศน์ เครื่องบันทึกเทป อิเล็กโทรโฟน และอุปกรณ์อื่นๆ ซีรีส์ทั้งหมดเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นฟังก์ชันที่สมบูรณ์และฟังก์ชันที่ไม่สมบูรณ์ วงจรที่สมบูรณ์ตามหน้าที่ประกอบด้วยวงจรไมโครเฉพาะที่หลากหลายซึ่งอยู่ในกลุ่มย่อยการทำงานที่แตกต่างกัน (ตารางที่ 2.1) แต่ละซีรีส์เหล่านี้ทำให้สามารถสร้างส่วนประกอบเกือบทั้งหมดของอุปกรณ์ เช่น วิทยุ โทรทัศน์ และความซับซ้อนที่คล้ายกันซึ่งจำหน่ายในปัจจุบันในรูปแบบไมโครอิเล็กทรอนิกส์

ซีรีย์ที่ไม่สมบูรณ์ตามหน้าที่ประกอบด้วยวงจรไมโครเฉพาะหรือสากลจำนวนเล็กน้อย มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อสร้างหน่วยอุปกรณ์อะนาล็อกแยกกัน

ผู้เชี่ยวชาญและนักวิทยุสมัครเล่นสมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษจากซีรีส์ที่รวมวงจรไมโครที่หลากหลายที่สุดในแง่ของการใช้งาน - แอมพลิฟายเออร์สำหรับการดำเนินงาน (§ 2.8) แอมพลิฟายเออร์สำหรับการดำเนินงานแต่ละตัวสามารถใช้เป็นพื้นฐานสำหรับโหนดจำนวนมากที่อยู่ในกลุ่มย่อยและประเภทการทำงานต่างๆ

ตารางที่ 2.1

ตารางที่ 2.2 และตารางที่ 2.3

ตารางที่ 2.4

เพื่อระบุลักษณะวงจรไมโครของซีรีย์ต่างๆ และสำหรับการประเมินเปรียบเทียบวงจรไมโครที่เป็นประเภทเดียวกัน ส่วนใหญ่จะใช้ชุดพารามิเตอร์การทำงาน อย่างไรก็ตาม ในการปฏิบัติงานด้านวิศวกรรมและวิทยุสมัครเล่น ปัจจัยต่างๆ เช่น แรงดันไฟฟ้า การออกแบบ น้ำหนัก และสภาวะการทำงานสูงสุดที่อนุญาตสำหรับไมโครวงจรก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน บ่อยครั้งที่มีความสำคัญอย่างยิ่งในการเลือกฐานองค์ประกอบสำหรับอุปกรณ์เฉพาะ

ข้อมูลแรงดันไฟฟ้าแสดงไว้ในตาราง 2.2 ซึ่งจะเห็นได้ว่าแรงดันไฟฟ้าระบุที่แตกต่างกันของขั้วบวกและขั้วลบถูกใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับวงจรขนาดเล็ก ในกรณีนี้ความอดทนในกรณีส่วนใหญ่คือ 4-10% ข้อยกเว้นคือวงจรไมโครของซีรีส์ K140 ซึ่งมีความทนทานต่อ ±5%, วงจรไมโครบางส่วนของซีรีส์ K224 ที่มีความคลาดเคลื่อน ±5, ±20 และ ±25%, วงจรไมโครของซีรีส์ K245 ที่มีความทนทานต่อ ±20 % และวงจรไมโครบางส่วนของซีรีส์ 219, K224, 235 และ K237 การทำงานปกติภายใต้การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าในช่วงที่กว้างขึ้น

ความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าในหลายกรณีในทางปฏิบัติทำให้ยากหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะใช้วงจรไมโครของซีรีย์ต่าง ๆ ในอุปกรณ์เดียวแม้ว่าจะเป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับพารามิเตอร์การทำงานพื้นฐานก็ตาม

การออกแบบวงจรไมโครของซีรีย์ต่างๆนั้นแตกต่างกันไป ต่างกันที่รูปทรง ขนาด วัสดุตัวเรือน จำนวนและประเภทของสายวัด น้ำหนัก ฯลฯ ดังที่เห็นได้จากตาราง ตามมาตรา 2.3 สำหรับวงจรไมโครที่กล่าวถึงในบทนี้ จะใช้บรรจุภัณฑ์สี่เหลี่ยมและทรงกลมขนาดมาตรฐาน 25 ขนาดพร้อมขั้วต่อแบบพินหรือขั้วต่อธรรมดา วงจรไมโครบางตัว (ซีรี่ส์ K129, K722 ฯลฯ ) ผลิตขึ้นในรูปแบบที่ไม่บรรจุหีบห่อโดยใช้สายไฟที่ยืดหยุ่นหรือสายวัดที่แข็ง น้ำหนักของวงจรขนาดเล็กในบรรจุภัณฑ์มีตั้งแต่เศษส่วนของกรัม (เคส 401.14-2 และ 401.14-3) ถึง 17 กรัม (เคส 157.29-1) มวลของวงจรไมโครที่ไม่ได้บรรจุหีบห่อไม่เกิน 25 มก.

ตามเงื่อนไขการทำงานสูงสุดที่อนุญาต วงจรไมโครของซีรีย์ต่างๆ จะแตกต่างกันอย่างมาก

ความแตกต่างในช่วงอุณหภูมิของการใช้ไมโครวงจรแอนะล็อกแสดงอยู่ในตาราง 1 2.4. เห็นได้ชัดว่าไมโครวงจรที่มีขีด จำกัด ล่างของช่วงอุณหภูมิ - 10 หรือ - 30 ° C ไม่แนะนำให้ใช้ในอุปกรณ์พกพาที่มีไว้สำหรับการใช้งานในฤดูหนาว บางครั้งมีการกำหนดข้อจำกัดร้ายแรงโดยขีดจำกัดสูงสุดที่ +50 หรือ +55 °C

ในแง่ของความต้านทานต่อภาระทางกล ไมโครวงจรของซีรีย์ต่าง ๆ จะอยู่ใกล้กัน วงจรไมโครส่วนใหญ่สามารถทนต่อแรงสั่นสะเทือนในช่วงตั้งแต่ 1 - 5 ถึง 600 Hz ด้วยความเร่ง 10 กรัม (สำหรับวงจรไมโครของซีรีย์ K122, K123 ความเร่งไม่ควรเกิน 5 กรัมและสำหรับวงจรไมโครของซีรีย์ KP9 และ K167 - 7.5 กรัม) ข้อยกเว้นคือวงจรไมโครของซีรีย์ K245 และส่วนหนึ่งของวงจรไมโครของซีรีย์ K224 ช่วงแรงสั่นสะเทือน 1 - 80 Hz พร้อมความเร่ง 5 กรัม

ขอบเขตของหนังสือเล่มนี้ไม่อนุญาตให้เราตรวจสอบรายละเอียดไมโครวงจรทั้งหมดที่ผลิตโดยอุตสาหกรรมในประเทศ ดังนั้น ต่อไปนี้เป็นเพียงคำอธิบายสั้นๆ ของสิ่งที่ให้ไว้ในตารางเท่านั้น 2.1 ของซีรีย์และไมโครวงจรที่รวมอยู่ในนั้นระบุพารามิเตอร์หลักทำการเปรียบเทียบไมโครวงจรตามประเภทและวงจรและคุณสมบัติการทำงานของวงจรไมโครของซีรีย์ K122, K140, K224, 235, K521 ได้รับการวิเคราะห์เพิ่มเติม รายละเอียดซึ่งตามที่ผู้เขียนกล่าวไว้อาจเป็นที่สนใจของผู้อ่านในวงกว้างมากที่สุด สำหรับวงจรขนาดเล็กจำนวนหนึ่งจะมีการให้ตัวอย่างของหน่วยการทำงานทั่วไป

ข้อมูลที่จำเป็นเกี่ยวกับวงจรไมโครของซีรีส์อื่นๆ สามารถพบได้ในแค็ตตาล็อก หนังสืออ้างอิง หนังสือ และวารสาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งในนิตยสาร "วิทยุ" และ "อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์" เมื่อใช้สิ่งพิมพ์เหล่านี้คุณควรจำไว้ว่าพวกเขามักจะถือเอาพารามิเตอร์ของวงจรรวมตัวเองกับพารามิเตอร์ของหน่วยการทำงานซึ่งบางครั้งก็เป็นเพียงหนึ่งในตัวเลือกมากมายสำหรับการใช้ไมโครวงจรเฉพาะ เมื่อใช้กับองค์ประกอบภายนอกอื่น ๆ และกับตัวเลือกการสลับขั้วต่ออื่น ๆ พารามิเตอร์โหนดอาจแตกต่างอย่างมากจากข้อมูลที่ให้ไว้ในวรรณกรรม นอกจากนี้ควรสังเกตว่าในแหล่งต่าง ๆ มีความคลาดเคลื่อนในคำอธิบายของวงจรไมโครแต่ละตัวเมื่อหาปริมาณพารามิเตอร์ นี่เป็นเพราะการขยายช่วงของซีรีย์แต่ละชุดและความทันสมัยของไมโครวงจรบางตัว

ชุดไมโครวงจรสำหรับอุปกรณ์สื่อสารและกระจายเสียงทางวิทยุ

ชุดไมโครวงจรสำหรับอุปกรณ์โทรทัศน์

ซีรีส์วงจรไมโครสำหรับเครื่องบันทึกเทปและอิเล็กโทรโฟน

ซีรี่ส์ IC สำหรับอุปกรณ์เชิงเส้นและอุปกรณ์พัลส์

วงจรไมโครสำหรับเส้นทางขยายของอุปกรณ์สื่อสารและกระจายเสียงทางวิทยุ

ชิปแหล่งจ่ายไฟสำรอง

ไมโครวงจรของซีรีย์ K181, K142, K278, K286, K299 เป็นที่สนใจอย่างไม่ต้องสงสัยสำหรับนักวิทยุสมัครเล่นและผู้เชี่ยวชาญ มีไว้สำหรับใช้ในแหล่งจ่ายไฟสำรองเพื่อรักษาแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ อุปกรณ์ดังกล่าวอนุญาตให้ใช้วิธีใหม่ในการจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ที่ซับซ้อนด้วยแหล่งจ่ายไฟ DC ที่ไม่เสถียรผ่านการใช้ตัวปรับความเสถียรแต่ละตัวสำหรับบล็อกและคาสเคดแต่ละอัน

ข้าว. 2.28. ชิป K181EN1

ไมโครวงจร K181EN1 (รูปที่ 2.28) ของซีรีย์ K181 ถูกสร้างขึ้นตามวงจรที่มีการเชื่อมต่อตามลำดับขององค์ประกอบควบคุม ขั้นตอนหลักของโคลงคือทรานซิสเตอร์ควบคุมแบบคอมโพสิต (Tv, T7), แอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียลแบบสมมาตร (TS) Td) และแหล่งกำเนิดแรงดันอ้างอิงซึ่งรวมถึงซีเนอร์ไดโอด Dz และผู้ติดตามตัวปล่อยบนทรานซิสเตอร์ Ts

ไมโครวงจร K181EN1 ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าอินพุตที่ไม่เสถียรที่ 9 - 20 V โดยให้แรงดันเอาต์พุตที่เสถียรที่ 3 - 15 V กระแสโหลดสูงสุดไม่ควรเกิน 150 mA ค่าสัมประสิทธิ์ความไม่เสถียรของแรงดันไฟฟ้า 7-103

ซีรี่ส์ K142 ประกอบด้วยวงจรไมโครเจ็ดวงจร โดยห้าวงจรในนั้นประกอบด้วยไดโอดสี่ตัวที่แตกต่างกัน

ข้าว. 2.29. ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าบนชิป K142EN1
ข้าว. 2.30. ชิป K299EV1

Microcircuits K142EN1 และ K142EN2 เป็นตัวปรับแรงดันไฟฟ้าที่ปรับได้ ไมโครวงจรแต่ละตัวถูกสร้างขึ้นในการดัดแปลงสี่ครั้ง ในหมู่พวกเขามีตัวปรับความเสถียรที่มีค่าสัมประสิทธิ์ความไม่เสถียรของแรงดันไฟฟ้า 0.1; 0.3 หรือ 0.5% โดยมีค่าสัมประสิทธิ์ความไม่เสถียรในปัจจุบันเท่ากับ 0.2; 0.5; 1 และ 2% ขีดจำกัดล่างของช่วงควบคุมแรงดันไฟฟ้าคือ 3 หรือ 12 V และขีดจำกัดบนคือ 12 หรือ 30 V ตัวอย่างของการสร้างตัวปรับแรงดันไฟฟ้าบนไมโครวงจร K142EN1 แสดงในรูปที่ 1 2.29.

วงจรไมโครซีรีส์ K278 มีค่าสัมประสิทธิ์การกระเพื่อมน้อยกว่า 0.012 ที่แรงดันเอาต์พุต 12 V และกระแสเอาต์พุต 2.5 A

ซีรีส์ K299 ได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างวงจรเรียงกระแสตัวคูณแรงดันไฟฟ้า แรงดันไฟเอาท์พุต 2000 - 2400 V กระแสไฟเอาท์พุต 200 µA ในรูป รูปที่ 2.30 แสดงไดอะแกรมของไมโครวงจรเรียงกระแส K299EV1

เครื่องขยายเสียงปฏิบัติการ

ชิปเปรียบเทียบ

ในทางปฏิบัติของนักวิทยุสมัครเล่นวิทยุมักจำเป็นต้องเปรียบเทียบค่าของสัญญาณอะนาล็อกกับผลลัพธ์ของการเปรียบเทียบในรูปแบบของสัญญาณลอจิคัลสองระดับ ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยใช้วงจรไมโครพิเศษ - ตัวเปรียบเทียบ โดยทั่วไป ออปแอมป์เหล่านี้เป็นออปแอมป์เฉพาะทางที่มีสเตจอินพุตดิฟเฟอเรนเชียลที่ทำงานในโหมดลิเนียร์ และสเตจเอาต์พุตเฟสเดียวหรือพาราเฟสที่ทำงานในโหมดจำกัด

ข้าว. 2.33. ไมโครเซอร์กิต K521CA2 (a) และตัวเปรียบเทียบความแม่นยำเปิดอยู่ ชิป K521CA1 (ข)

ตัวเปรียบเทียบถูกสร้างขึ้นตามวงจรที่ค่อนข้างง่ายโดยไม่มีอินพุตเกต

ที่อินพุตจะใช้น้ำตกแบบดิฟเฟอเรนเชียลกับทรานซิสเตอร์ T6 และ T7 พร้อมด้วยเครื่องกำเนิดกระแสที่เสถียรบนทรานซิสเตอร์ T9 การรักษาเสถียรภาพทางความร้อนของโหมดของทรานซิสเตอร์ T9 นั้นรับประกันโดยทรานซิสเตอร์ T10 ในการเชื่อมต่อไดโอด

ขั้นตอนที่สองถูกสร้างขึ้นตามวงจรดิฟเฟอเรนเชียลของทรานซิสเตอร์ T4 และ 7Y ด้วยวงจรจ่ายไบแอสที่สมดุลแรงดันไฟฟ้าที่ฐานของทรานซิสเตอร์ T3 จะถูกรักษาให้คงที่เมื่อแรงดันไฟฟ้าบวกเปลี่ยนแปลง ซีเนอร์ไดโอด D2 ในวงจร zmitter ของทรานซิสเตอร์ G4 และ T5 แก้ไขศักยภาพของฐานที่ระดับ 7V ค่านี้จะกำหนดสัญญาณอินพุตที่ถูกต้อง ในการเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักของเอาต์พุตปัจจุบันจะใช้ตัวติดตามตัวปล่อยบนทรานซิสเตอร์ 72

ซีเนอร์ไดโอด D1 ในวงจรตัวส่งสัญญาณของทรานซิสเตอร์นี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อเปลี่ยนระดับของสัญญาณเอาท์พุตเพื่อให้แน่ใจว่าตัวเปรียบเทียบเอาต์พุตเข้ากันได้กับอินพุตของไมโครวงจร TTL แบบดิจิทัล ทรานซิสเตอร์ T8 จัดให้มีเส้นทางสำหรับกระแสไฟรั่วของอินพุตของวงจรไมโคร TTL ที่เชื่อมต่อกับตัวเปรียบเทียบที่โลจิคัล 0 ทรานซิสเตอร์ T1 ในการเชื่อมต่อไดโอดจะปิดเอาท์พุตดิฟเฟอเรนเชียลของสเตจที่สองหากแรงดันเอาท์พุตแกว่งในบริเวณบวกเกิน 4 V สิ่งนี้ ช่วยเพิ่มความเร็วของเครื่องเปรียบเทียบ

ขั้นสูงกว่านั้นคือวงจรสองช่องทางสำหรับการสร้างตัวเปรียบเทียบโดยเฉพาะอย่างยิ่งในไมโครวงจร K521CA1 ในรูป รูป 2.33.6 แสดงตัวอย่างการใช้ไมโครวงจรนี้เป็นตัวเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้า