leoniv (leoniv) wrote,
leoniv
leoniv

Category:

Блок управления "Электроника-004" (часть 1)



Штатный блок управления (БУ) магнитофона "Электроника-004" (далее Э-004) выполнен на логических микросхемах серии К155 (аналог импортной серии 74). Позже в БУ применялась смесь микросхем серий К155, К555 (74LS) и КР1533 (74ALS). Все эти серии характеризуется довольно высоким потреблением, при этом их сравнительно высокое быстродействие в схеме БУ остается невостребованным. Оптимальнее было бы применить в БУ более медленную, но значительно более экономичную КМОП-логику. Что и было сделано в более поздних аппаратах, например, Олимп-005С-1. Существующий БУ Э-004 можно перевести на КМОП-логику, если применить микросхемы серии 74HC, являющиеся функциональными аналогами микросхем серии 74. Трудности перевода схемы на другую серию логических микросхем связаны с отдельными фрагментами, где цифровые микросхемы используются как аналоговые.



Это элементы задержки, формирователи коротких импульсов и т.д. При переводе надо учитывать некоторые особенности разных серий. Биполярные серии, такие как К155 (74), К555 (74LS), КР1533 (74ALS) и т.д. имеют довольно значительный вытекающий входной ток, что иногда используется в схемах формирования задержек. Входной ток заряжает емкость, а когда напряжение на ней достигает логического порога, происходит переключение элемента. У КМОП-серий, таких как КР1564 (74HC), КР1554 (74AC) и т.д. входной ток близок к нулю, поэтому такая схемотехника не подходит.

В схеме БУ Э-004 подобный формирователь применяется в схеме включения режима "Пауза". К входу логического элемента D1.2 подключен конденсатор, который должен заряжаться вытекающим входным током. В случае применения КМОП-микросхемы этого происходить не будет, работоспособность нарушится. Исправить ситуацию очень просто, достаточно добавить подтягивающий резистор. Его можно включить со входа на +5 В, а можно параллельно диоду VD1, что проще конструктивно.



Еще одно проблемное место схемы - формирователи на входах элемента D3.3. Здесь применены формирователи коротких импульсов на основе дифференцирующих RC-цепочек. На входах элемента с помощью резисторных делителей задан некий потенциал выше логического порога. Для КМОП-микросхем такое решение подходит плохо. Желательно, чтобы напряжение на входах было близко к нулю или напряжению питания. Если напряжение находится между этими значениями, ток потребления микросхемы начинает возрастать (см. график ниже).



Это не опасно для микросхемы, но теряется главное качество КМОП-микросхем - микропотребление. Поэтому делители со входов надо убрать, оставив лишь подтягивающие резисторы. Номиналы подтягивающих резисторов можно взять побольше, например, 22 кОм. Для сохранения той же постоянной времени емкости надо уменьшить до 0.01 мкФ.

Формирователь, выполненный на основе дифференцирующей RC-цепочки, обладают простотой, но в то же время есть и недостаток: на выходе логического элемента появляются выбросы выше напряжения питания или ниже земли в зависимости от схемотехники. Микросхемы TTL-логики, выполненные по биполярной технологии, к такому безобразию на входах относятся довольно легко. Иначе дело обстоит с КМОП-микросхемами. Выброс входного напряжения может привести к открыванию паразитной тиристорной структуры, которая присутствует на кристалле. Результатом будет резкое увеличение потребляемого микросхемой тока и ее сильный нагрев (так называемое "защелкивание"). Если в такой ситуации питание вовремя не отключить, микросхема будет разрушена в результате перегрева. Поэтому желательно не допускать выбросов на входах КИОП-микросхем. Добиться этого можно, например, с помощью диодных ограничителей. Лучше всего использовать диоды Шоттки, чтобы исключить ток через внутренние защитные диоды. Для схем, где не требуется высокое быстродействие (как в этом БУ), есть более экономный вариант. Можно задействовать внутренние защитные диоды, но чтобы исключить неприятности, ток диодов должен быть ограничен на безопасном уровне. Таким уровнем можно считать величину тока порядка 1 мА. Сделать это можно включением ограничительного резистора последовательно с входом микросхемы. Номинал этого резистора приходится выбирать относительно большим, поэтому вместе с входной емкостью логического элемента он увеличит задержку. Но для схем с низким быстродействием это несущественно. Именно так желательно и сделать: последовательно с входами 9 и 10 D3.3 включить резисторы номиналом порядка 10 кОм. Проще всего установить SMD-резисторы размером 0805 в разрывах печатных проводников. Такие же резисторы желательно установить последовательно с входами логических элементов D1.1 и D4.3.

ОУ К553УД2 можно заменить на TL081CP, корректирующие емкости при этом удаляются. ОУ в корпусе DIP-8 впаиваются таким образом, чтобы вывод 1 попадал в отверстие для вывод 3 штатного ОУ. Никаких изменений в "обвязке" ОУ не требуется.

Фото платы после замены микросхем приведено ниже (фото кликабельно):



Tags: electronics, reel-to-reel, Электроника-004, катушечник, магнитофон
Subscribe

  • Измеритель уровня V0.1

    Сделал первую версию прошивки нового измерителя уровня для магнитофона "Электроника-004". Все еще очень-очень сырое, но уже полоски как-то…

  • Sharp GF-777

    Попал тут ко мне Sharp GF-777. Без преувеличения можно сказать, что это легенда. Обладать таким аппаратом могли лишь избранные. Стоил он когда-то…

  • JVC TD-V662

    Когда просят посмотреть кассетную деку, говорят удивительные вещи. Что не могут найти мастера, который за это бы взялся. Но ведь аналоговая…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic
    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 35 comments

  • Измеритель уровня V0.1

    Сделал первую версию прошивки нового измерителя уровня для магнитофона "Электроника-004". Все еще очень-очень сырое, но уже полоски как-то…

  • Sharp GF-777

    Попал тут ко мне Sharp GF-777. Без преувеличения можно сказать, что это легенда. Обладать таким аппаратом могли лишь избранные. Стоил он когда-то…

  • JVC TD-V662

    Когда просят посмотреть кассетную деку, говорят удивительные вещи. Что не могут найти мастера, который за это бы взялся. Но ведь аналоговая…