Elektroonilised ajareleed

Nende asendamiseks on välja töötatud elektroonilised kellad elektromagnetilise ja mehaanilise viivitusega ajarelee… Esimesed elektroonilised ajareleed toodeti transistorahelate baasil. Pärast seda hakati integraallülitusi kasutama elektroonilistes releedes ja hiljem toimus üleminek mikrokontrolleritele.

Üldiselt on iga elektrooniline ajarelee seade, mida juhib sisend (toite) pinge ja mis lülitab selle väljundkontakte kindlaksmääratud viivitusega.

Enamiku elektrooniliste ajareleede sünkroniseerimisplokk põhineb RC-ahelatel (joonis 1, a). Pinge muutumist alalispingeallikaga ühendatud RC-ahela kondensaatoris kirjeldatakse aja eksponentsiaalse funktsiooniga. See võimaldab kondensaatori pinget jälgides moodustada seatud ajavahemikke, näiteks hetkest, mil RC-ahel on allikaga ühendatud, kuni kondensaatori pinge saavutab etteantud taseme. Eksponentfunktsiooni kasutatakse ka paralleelse RC-ahela eellaetud kondensaatori tühjendamiseks.Selliseid ahelaid kasutatakse ajareleedes, mis peavad pärast toitepinge kadumist oma kontakte ümber lülitama.

Riis. 1. Elektroonilistes ajareleedes kasutatavate ajastusskeemide variandid

Mõnes ajarelees kasutatakse RC-ahela kondensaatori laengut stabiilse vooluga (joon. 1, b ja c). Sel juhul muutub pinge kondensaatoris ajas lineaarselt, mis võimaldab saada veidi suuremat täpsust ajaviivituste moodustamisel. Stabiilse vooluallika rolli sellistes releedes täidab elektrooniline vooluahel. Stabiilse vooluallikaga ajareleed on aga raskemini rakendatavad ja seetõttu laialdaselt kasutusel.

RC-ahela laadimise (tühjenemise) aeg reaalsetes ahelates ei ületa mõnda sekundit. See on tingitud mitmest asjaolust. Esiteks tuleb piirata RC-ahela ajastustakisti takistust (mõne megaoomi piires), et kondensaatori laengut ei mõjutaks trükkplaadi isolatsioonimaterjali läbivad lekkevoolud ja trükkplaadi sisendvoolud. ahel, mis juhib kondensaatori pinget.

Teiseks on RC-ahelas vaja kasutada minimaalse laengu adsorptsiooniga kondensaatoreid. Vastasel juhul põhjustab kondensaatori omadus taastada plaatide pinge pärast lühiajalist tühjenemist jaotuse ajal, mil relee on uuesti töövalmis. Kahjuks on minimaalse laengu adsorptsiooniga toodetud kondensaatoritel suhteliselt madal mahtuvus (suurusjärgus paar mikrofaradi).

Lühikese viivitusega releed saab rakendada RC-ahela ühe laadimis- (tühjendus) tsükli alusel.Kui on vaja pakkuda pikki viiteid, tehakse releed mitme RC-ahela laadimis-tühjenemise ahela alusel. Sellistes mitmetsüklilistes ajastusreleedes on RC-ahel kaasatud isevõnkuvasse ahelasse, mis tagab perioodilise selle kondensaatori laadimine-tühjenemine... Näiteks saab RC-ahelal põhinevat isevõnkuvat ahelat rakendada loogikaväravatel, nagu on näidatud joonisel fig. 1 aasta

Kondensaatori C laadimine ja tühjendamine toimub takisti R2 kaudu erinevate pingetasemete tõttu inverteeriva loogikaelemendi DD2 sisendis ja väljundis. Loogikaelemendi DD2 olekut lülitab sama loogikaelement DD1, kuid seda kasutatakse lävipinge kehana (teostatakse asjaolu, et IC loogikaelemendid lähevad loogika nullseisundisse ja vastupidi, erinevatel sisendpinge tasemed). Seega moodustub toitel väljundis DD2 üsna stabiilse perioodiga impulsside jada, lugedes väljundimpulsse isevõnkeahela algusest, on võimalik saada suure ajavahemikuga elektrooniline relee. viivitused aja ajaahela konstandi suhteliselt väikeste väärtuste korral.

Suurima täpsuse tagavad kvartsresonaatoritel põhinevate isevõnkuvate ahelatega elektroonilised ajareleed (vt joon. 1, e).

Madalpinge ja nõrkvoolu elektroonikakomponentide kasutamine elektroonilistes ajareleedes tingib vajaduse kasutada nendes liideseid väliste sisend- ja väljundahelatega.

Ühe- ja mitmetsükliliste ajareleede struktuuriskeemid on näidatud joonisel fig. 2, a ja b.Mõlemad ahelad sisaldavad identseid plokke: sisendmuundur, ajaahela algolekusse seadmise seade ja täitev (väljund) keha.

Riis. 2. Ajareleede plokkskeemid

Sisendmuunduri eesmärk on moodustada sünkroniseerimisahela toiteks normaliseeritud tasemega madalpinge, samuti luua läviorganite tööks vajalikud etalonpotentsiaalid.

Ajaahela algolekusse seadmise sõlm on vajalik, et viia kõik viivituse moodustamisega seotud releeelemendid rangelt määratletud algrežiimi. Relee lähtestamine võib toimuda kas relee eelmise tsükli lõpus või relee pingestamise hetkel.

Ühe viivitusega releedes reguleeritakse aega kas sünkroniseerimisahela ajakonstandi muutmisega või komparaatori (läviorgani) läve muutmisega, mis võrdleb sünkroniseerimisahela kondensaatori pinget seadistusega ja toimib väljund (täitev)organ.

Mitmetsüklilistes ajareleedes tagatakse viivitus reeglina kella generaatori impulsside loendamisega impulsside loenduris ja seda korrigeeritakse (elementide parameetrite hajumise kompenseerimiseks) ajakonstandi RC muutmisega. -kella generaatori ketid. Toitepinge rakendamisel käivitub kella generaator ja loenduri sisendisse hakkavad saabuma impulsid.

Loenduri nõutava oleku saavutamise tuvastamise tagab selle oleku dekodeerimise ahel, mis põhineb mehaanilistel lülititel, mis seavad seatud väärtuse.Teatud arvu impulsside kogunemisel loendurisse, mis langeb kokku dekoodri seadistusega, genereeritakse väljundtäitevüksuse jaoks juhtsignaal.

Riis. 3. Elektrooniline ajarelee VL-54

Viimastel aastatel on kasutusele võetud mikrokontrolleripõhised elektroonilised ajareleed. Mikrokontroller vajab töötamiseks piisavalt stabiilse sagedusega taktimpulsse. Reeglina moodustavad need impulsid sisseehitatud kvartsresonaatoritel põhinev ostsillaator (joon. 1, e). Ajastusrelee käivitussignaali vastuvõtmisel hakkab mikrokontroller lugema kella impulsse. Erinevalt RC-ahelatel põhinevatest elektroonilistest ajareleedest on kvarts-ajareleede viivitused praktiliselt sõltumatud ümbritseva õhu temperatuurist ja relee toitepingest.

Mikrokontrollereid kasutava ajarelee oluline eelis on võimalus neid programmeerida otse kokkupandud seadmesse. Tarkvaraga eemaldatud mikrokontrollereid kasutavad elektroonilised ajareleed ei vaja seadistamist ja hakkavad tööle kohe, kui toide on ühendatud.

Levinumad siseruumides kasutatavad elektroonilised ajareleed: RV-01, RV-03, RP-18, VL-54, VL-56, RVK-100, RP21-M-003

Shumriev V. Ya. Pooljuhtide ajareleed.