Каталог радиолюбительских схем

Различным реле времени (РВ) для фотопечати, от простейших до автоматических, посвящено множество публикаций. Предлагаемое здесь РВ тоже, надеюсь, вызовет интерес читателей нетрадиционностью схемотехнического решения и возможностью развития заложенной идеи.

Известно, что в соответствия с принципом задания временной выдержки все РВ подразделяются на две группы — аналоговые (АРВ) и цифровые (ЦРВ). Их важнейшими характеристиками являются временная и температурная стабильность и точность задания выдержки. Но временной стабильности РВ в течение всего срока эксплуатации (т. е. в течение нескольких лет) в радиолюбительских разработках вообще не уделяется внимания. Это, считаю, серьезное упущение, особенно для АРВ, стабильность которых определяется стабильностью параметров элементов времязадающих цепей. Например, емкость оксидных конденсаторов за 6...7 лет эксплуатации может измениться более чем на 30%. Значит, точность задания выдержки без периодической калибровки РВ в процессе эксплуатации становится весьма относительной.

Этот недостаток практически исключен в ЦРВ, использующих стабильные образцовые генераторы (например кварцевые). Однако им присущ другой недостаток — дискретная установка выдержки. Используемая в некоторых ЦРВ предварительная поразрядная установка выдержки на индикаторе тоже не очень удобна.

Предлагаемое РВ для фотопечати сочетает достоинства ЦРВ (высокая температурная и временная стабильность) и АРВ (плавная регулировка выдержки). Основная идея, используемая в нем, заключается в том, что измерение выдержки, определяемой относительно малостабильным перестраиваемым генератором достаточно высокой частоты, производится цифровым кварцевым периодомером (измерителем периода), в состав которого входит кварцевый генератор. Измерение периода перестраиваемого генератора вдет непрерывно, а за счет высокой стабильности периодомера и использования цифровой индикации обеспечивается временная стабильность и точность установки выдержек.

Суть работы этого РВ заключается в следующем. Перестраиваемый генератор вырабатывает прямоугольные импульсы со скважностью 2 (меандр) частотой fп, которую делитель с коэффициентом деления Кп, преобразует в требуемый интервал времени (выдержку). Этот же генератор через логический узел совпадения, на который подаются также импульсы стабильной частоты кварцевого генератора, управляет работой счетчика с дешифраторами, к которым подключены цифровые индикаторы. Каждый импульс перестраиваемого генератора (первый полупериод fп) обнуляет счетчик, гасит индикацию и разрешает подсчет импульсов кварцевого генератора. Соотношение частот fк и fп таково, что число импульсов кварцевого генератора, поступающих на счетчик за каждый полупериод fп, численно равно выдержке. В течение следующего полупериода fп прохождение импульсов fк на счетчик запрещается и разрешается вывод подсчитанного числа импульсов на индикацию.

Принципиальная схема РВ приведена на рисунке.

Весь диапазон выдержек от 0,1 до 100 с разбит на три подциапазона: 1, 10 и 100 с. Импульсы кварцевого генератора, собранного на элементах DD1.1, DD1.3 (fк = 200 кГц), через инвертор DD1.5 и делитель DD5 с коэффициентом деления Кк = 10 поступают на вход счетчиков DD7—DD9 с дешифраторами DD10—DD12 двоично-десятичного кода в код для семисегментных индикаторов HG1—HG3. Сигнал fк, кроме того, подступает еще и на логический элемент DD13.1, управляющий через импульсный трансформатор Т2 включением симистора VS1. Нагрузкой семистора служит лампа фотоувеличителя, подключаемая к разъему Х2.

Перестраиваемый генератор выполнен на элементах DD1.2, DD1.4 и транзисторе VT1. Частоту генерируемых импульсов fп изменяют: подекадно (100 Гц, 1 кГц, 10 кГц) — переключателем SA1, плавно — резистором R4 (в пределах каждого поддиапазона десятикратно).

С инверсного выхода D-триггера DD6.1 сигнал fп подастся: на вход трехдекадного делителя DD2—DD4 с коэффициентом Кп = 1000 — для выработки выдержки необходимой длительности; на вход счетчика DD5 для разрешения прохождения импульсов fк на вход счетчиков DD7— DD9; на входы гашения индикации дешифраторов DD10—DD12. Импульсы с прямого выхода триггера DD6.1, продифференцированные цепью C6R7, обнуляют счетчики DD7—DD9 в начале каждого цикла счета.

Режимом работы РВ управляют переключателем SA2. В режиме “Установка” лампа фотоувеличителя постоянно включена для просмотра и установки кадров. В режиме “Экспозиция” лампа гаснет, а при нажатии на кнопку SB1 “Пуск” загорается и горит в течение времени, индицируемого на цифровом табло устройства. При необходимости время экспозиции можно прервать, нажав кнопку SB2 “Стоп”.

Цепочка C7R8 исключает зависимость выдержки от длительности нажатия на кнопку SB1, что особенно существенно при коротких выдержках.

Все постоянные резисторы — МЛТ, переменный резистор R4 — СПЗ-23. Конденсаторы постоянной емкости могут быть типа KM-5 или КМ-6, оксидные С12 и С13 - К50-6, К50-24. Транзистор VT1 — любой маломощный кремниевый структуры n-p-n с коэффициентом h21э не менее 50.

Трансформатор Т1 блока питания — любой сетевой, например ТС10-1, мощностью не менее 10 Вт, с напряжением вторичной обмотки 6...7 В при токе нагрузки не менее 700 мА. Импульсный трансформатор Т2 намотан на кольце типоразмера К20х10х6 из феррита 2000НМ. Обе его обмотки, которые должны быть хорошо изолированы одна от другой, одинаковые — по 100 витков провода ПЭВ-2 0,1. Переключатель SA1 — любой на три фиксированных положения, SA2 — П2К, SB1 и SB2 — любые кнопочные, например, П2К без фиксации.

Регулирующий транзистор VT2 стабилизатора напряжения питания устанавливают на теплоотводе площадью не менее 100 см².

Налаживание устройства сводится к установке границ поддиапазонов подбором конденсаторов СЗ—С5. Возможно также потребуется подбор резистора R9, обеспечивающего минимальную длительность продифференцированного импульса.

Точность индикации и диапазонов временных выдержек можно увеличить до сотых долей секунды. Для этого счетчик импульсов надо дополнить еще одним разрядом с дешифратором и светодиодным индикатором, а счетчик DDS заменить логическим элементом И, подав на него сигналы с вывода 8 триггера DD6.1 и выхода элемента DD1.5.

Коэффициенты Кr и Кg генераторов могут быть и другими, исходя, например, из собственной частоты имеющегося кварцевого резонатора. При этом должно соблюдаться следующее соотношение между fr и fп:

fк=C*N*Kкfп,

где С=2 — скважность, N — число импульсов, подсчитанных и индицируемых в каждом цикле счета.

Минимальная частота перестраиваемого генератора не должна быть меньше 20 Гц, иначе при максимальных выдержках становится хорошо заметным на глаз мигание индикаторов, хотя это никак не влияет на работу РВ.

П.ДУДАРЕВ, г. Ярославль

РАДИО № 12, 1993 г., с.34.