"Документація" - технічна інформація щодо застосування електронних компонентів. особливості побудови різних радіотехнічних та електронних схем. а також документація щодо особливостей роботи з інженерним програмним забезпеченням і нормативні документи (ГОСТ).
Сучасна радіоелектронна апаратура повинна нормально функціонувати при штатних змінах мережевої напруги, а також вихідних напруг джерел живлення. У зв'язку з цим були розроблені спеціалізовані мікросхеми пристроїв, чутливих до рівня напруги і змінюють свій стан в залежності від величини цієї напруги.
Якщо вихідні сигнали такого пристрою використовуються для сигналізації про величину контрольованих напруг, то можна говорити про виконання ним функції монітора, якщо при цьому сигнали з виходу мікросхеми якимось чином впливають на апаратуру, то вона виконує функції супервізора.
Цим пояснюється прийняте в закордонній літературі назву такого класу пристроїв - voltage monitors / supervisors. Мікросхеми моніторів і супервізорів випускаються вітчизняними виробниками і багатьма зарубіжними компаніями: MAXIM, ANALOG DEVICES, ELECTRONIC TECHNOLOGY, MOTOROLA, TEXAS INSTRUMENTS і ін.
Найбільш прості монітори призначені для застосування в схемах контролю вихідних напруг і струмів джерел вторинного електроживлення. Вони також можуть використовуватися в схемах контролю рівнів сигналів постійного і змінного струму різних блоків радіоелектронної апаратури. Прикладом таких пристроїв служить вітчизняна мікросхема КР1114СП1, що дозволяє здійснювати моніторинг до трьох незалежних джерел напруги або струму. Структурна схема цієї мікросхеми представлена на рис. 1.
Мікросхема працює при зміні напруги живлення в діапазоні від 8 до 36 В. В ній також є джерело опорної напруги (ДОН), який може використовуватися для живлення різних датчиків. Вихідні каскади компараторов мікросхеми виконані за схемою з відкритим колектором і здатні комутувати струм до 10 мА. Така здатність навантаження дозволяє підключати різноманітні навантаження. Наприклад, це можуть бути світлодіоди або звукові пьезоізлучатель, які сигналізують про зміну напруги, логічні елементи і ін. Можлива також комутація зовнішнього тиристора, що замикає вихід джерела вторинного живлення при перенапруженні, що переводить одну аварійну ситуацію в іншу - струмовий перевантаження, при якій спрацьовує струмовий захист самого джерела.
При використанні цієї мікросхеми в якості монітора струму може бути рекомендована наступна схема включення (рис. 2).
На вході мікросхеми зібраний резистивний міст, в одне з плечей якого входить датчик струму RSen- При перевищенні струмом навантаження заданого значення компаратор спрацьовує і на його виході (вив. 5) з'являється сигнал перевантаження по струму.
На рис. 3 представлений супервизор компанії UNITRODE (UC3543), що володіє набагато більшим набором функцій. Він здатний за допомогою світлових індикаторів сигналізувати про зменшення або збільшення напруги, формувати необхідні сигнали для схеми управління системою харчування, а також здійснювати захист від перевищення струмом навантаження заданого значення.
Мікросхема К1169ЕУ2 є спеціалізованою схему управління (супервізор) двотактним інвертором з трансформаторним виходом для імпульсних джерел живлення і володіє великою кількістю сервісних функцій. Вона цілком може бути використана для будь-яких інших пристроїв, в яких потрібно комплекс захисних заходів. На рис. 4 показана внутрішня структура цієї мікросхеми. Вона контролює рівні напруг і видає інформацію про значні зміни напруги, а також про зниження вихідної напруги джерела живлення (наприклад, за допомогою світлодіода, підключеного до виходу 4). У ній є входи для організації захисту від перевищення вихідної напруги джерела живлення і теплового захисту. При спрацьовуванні будь-якого з пристроїв захисту мікросхема виробляє сигнал відключення широтно-імпульсного модулятора (ШІМ). За допомогою вив. 3 можна дистанційно керувати включенням / виключенням джерела живлення. Мікросхема живиться напругою +9 і -5 В, вихідні сигнали у неї мають ТТЛ-рівні. Відомо, що мікропроцесорні системи радіоелектронної апаратури не завжди можуть діагностувати свої власні збої і не гарантують відсутність відмов, пов'язаних зі збоями по ланцюгах харчування, тому застосування супервизоров в таких системах просто необхідно.
Мікропроцесорні супервізори призначені, в першу чергу, для виконання основної функції, а саме початкового скидання і подальшої ініціалізації мікропроцесора при початковій подачі живлячої його напруги або зменшенні напруги живлення нижче певної величини в результаті випадкових провалів мережевої напруги або інших аварійних ситуацій. При цьому тривалість сигналу початкового скидання на виході RESET супервізора і його полярність повинні відповідати паспортним параметрам використовуваного мікропроцесора. Крім того, вони можуть формувати інші необхідні сигнали переривання при різних нештатних ситуаціях. 8 залежності від кількості виконуваних функцій мікросхеми супервизоров випускаються в найрізноманітніших корпусах.
Найбільш універсальні мікропроцесорні супервізори здатні забезпечити такі функції:
- формування сигналу RESET при включенні харчування мікропроцесора;
- формування сигналу RESET при зниженні напруги живлення в разі аварійних ситуацій;
- формування прямого і інверсного сигналу RESET для організації роботи з будь-яким процесором;
- програмування порогового напруги для генерування сигналу RESET;
- програмування тривалості сигналу RESET;
- формування сигналу RESET від додаткової кнопки Master-Reset (MR);
- організація режиму сторожового таймера Watch Dog Tinner (WDT) і програмування періоду спрацьовування WDT;
- організація підключення резервного живлення (акумулятора), контроль зараженості акумулятора і можливість його підзарядки;
- організація заборони вибірки ОЗУ при зменшенні напруги живлення нижче порогової величини;
- формування сигналу раннього попередження про можливу аварію харчування;
- організація вбудованої системи звукової і світлової індикації зниження напруги харчування.
Розглянемо деякі функції, що їх мікропроцесорними супервізорами. Типова схема включення супервізора з мікропроцесором представлена на рис. 5, а тимчасові діаграми, що пояснюють принцип роботи супервізора з активним низьким рівнем сигналу RESET, представлені на рис. 6.
Відомо, що при подачі живлення на мікропроцесор його внутрішні регістри знаходяться в довільному стані, тобто містять випадкові дані. Використання сигналу початкового скидання при включенні харчування дозволяє встановити до моменту старту всі внутрішні схеми мікропроцесора в певний стан. При цьому супервизор повинен утримувати сигнал RESET в стані низького логічного рівня, поки напруга живлення знаходиться нижче мінімального рівня, дозволеного для роботи мікропроцесора. Величина цієї напруги може бути фіксованою або програмуватися.
При включенні джерела живлення напруга живлення мікропроцесора VСС починає плавно збільшуватися. При цьому на виході супервізора присутній низький рівень сигналу, що забороняє роботу мікропроцесора. Після досягнення напругою живлення рівня, рівного пороговому напрузі VПОР. включається схема затримки, що продовжує утримувати на виході супервізора низький рівень сигналу RESET. Коли напруга VСС стає більше, ніж VПОР і залишається таким протягом часу більшого, ніж інтервал затримки т.tзад (фіксований або програмований), на виході супервізора рівень сигналу RESET зміниться і стане високим, дозволяючи процесору форматувати підпрограму включення і почати роботу.
При провалах напруги живлення VСС до рівня VПОР і нижче на виході супервізора також з'являється низький рівень сигналу RESET, який забороняє роботу мікропроцесора. Після відновлення напруги харчування (VСС> VПОР) через час tзад на виході супервізора знову з'являється високий рівень сигналу RESET, дозволяючи тим самим мікропроцесору продовжити роботу в нормальному режимі.
При виключенні живлення напруга VСС плавно зменшується завдяки наявності конденсаторів фільтра в джерелі живлення. при VСС