Logikchips. Teil 5 - Ein Vibrator

Das Schema eines einzelnen Vibrators und das Prinzip seiner Funktionsweise gemäß dem Zeitdiagramm.

In vorheriger Artikel Es wurde über Multivibratoren berichtet, die auf einem Logikchip K155LA3 hergestellt wurden. Diese Geschichte wäre unvollständig, wenn nicht eine weitere Art von Multivibrator erwähnt würde, der sogenannte Einzelvibrator.

Einzelner Vibrator

Ein einzelner Vibrator ist ein einzelner Impulsgenerator. Die Logik seiner Arbeit lautet wie folgt: Wenn ein kurzer Impuls an den Eingang eines Einzelschusses angelegt wird, wird an seinem Ausgang ein Impuls gebildet, dessen Dauer durch eine RC-Kette gegeben ist.

Nachdem dieser Impuls beendet ist, wechselt der Einzelschuss in den Standby-Zustand des nächsten Triggerimpulses. Aus diesem Grund wird ein einzelner Vibrator häufig als Standby-Multivibrator bezeichnet. Die einfachste Einzelvibratorschaltung ist in Abbildung 1 dargestellt. In der Praxis werden zusätzlich zu dieser Schaltung mehrere Dutzend verschiedene Einzelvibratorvarianten verwendet.

Abbildung 1. Der einfachste Einzelvibrator.

Fig. 1a zeigt eine einzelne Vibratorschaltung und Fig. 1b zeigt ihre Zeitdiagramme. Der einzelne Vibrator enthält zwei logische Elemente: Das erste wird als 2N-NOT-Element verwendet, während das zweite gemäß der Wechselrichterschaltung eingeschaltet wird.

3Single-Shot wird mit der SB1-Taste gestartet, obwohl dies nur zu Bildungszwecken dient. Tatsächlich kann ein Signal von anderen Mikroschaltungen an diesen Eingang angelegt werden. Eine ebenfalls im Diagramm gezeigte LED-Anzeige ist ebenfalls mit dem Ausgang verbunden, um den Status anzuzeigen. Natürlich ist es nicht Teil eines einzelnen Vibrators, daher kann es weggelassen werden.

Der Kondensator C1 wählte eine große Kapazität. Dies geschieht so, dass der Impuls eine ausreichende Dauer für die Anzeige mit einer Zeigervorrichtung mit einer großen Trägheit hat. Die minimale Kapazität des Kondensators, bei der es noch möglich ist, einen Impuls mit einer 50 μF Zeigervorrichtung zu erfassen, der Widerstand des Widerstands R1 liegt im Bereich von 1 ... 1,5 kOhm.

Um die Schaltung zu vereinfachen, wäre es möglich, auf die SB1-Taste zu verzichten und den Ausgang von 1 Chip zu einem gemeinsamen Draht zu schließen. Bei einer solchen Lösung treten jedoch manchmal Fehlfunktionen beim Betrieb des One-Shot aufgrund von Kontaktsprüngen auf. Eine ausführliche Diskussion dieses Phänomens und der Methoden, um damit umzugehen, wird etwas später in der Beschreibung von Zählern und einem Frequenzmesser diskutiert.

Nachdem der One-Shot zusammengebaut und die Leistung angelegt wurde, messen wir die Spannung an den Ein- und Ausgängen beider Elemente. Am Ausgang 2 des Elements DD1.1 und am Ausgang 8 des Elements DD1.2 sollte ein hoher Pegel und am Ausgang des Elements DD1.1 - niedrig sein. Daher können wir sagen, dass sich im Standby-Modus das zweite Element, der Ausgang, im Einzelzustand befindet und das erste im Nullzustand.

Jetzt Schließen Sie ein Voltmeter an am Ausgang des Elements DD1.2 - das Voltmeter zeigt einen hohen Pegel an. Beobachten Sie dann kurz den Pfeil des Geräts, indem Sie den Pfeil des Geräts beobachten. Der Pfeil weicht schnell auf fast Null ab.

Nach ca. 2 Sekunden kehrt es ebenfalls scharf in seine ursprüngliche Position zurück. Dies zeigt an, dass das Zeigergerät einen Impuls mit niedrigem Pegel zeigte. In diesem Fall leuchtet die LED auch am Ausgang des DD1.2-Elements auf. Wenn Sie dieses Experiment mehrmals wiederholen, sollten die Ergebnisse gleich sein.

Wenn eine weitere Parallele an den Kondensator angeschlossen ist - mit einer Kapazität von 1000 μF - verdreifacht sich die Impulsdauer am Ausgang.

Wenn der Widerstand R1 durch einen variablen Wert von etwa 2 Kom ersetzt wird, ist es durch Drehen möglich, die Dauer des Ausgangsimpulses in gewissem Maße zu ändern. Wenn Sie den Widerstand so abschrauben, dass sein Widerstand weniger als 100 Ohm beträgt, hört der Einzelschuss einfach auf, Impulse zu erzeugen.

Aus den durchgeführten Experimenten können die folgenden Schlussfolgerungen gezogen werden: Je größer der Widerstand des Widerstands und die Kapazität des Kondensators sind, desto länger ist der durch einen Einzelschuss erzeugte Impuls.In diesem Fall sind der Widerstand R1 und der Kondensator C1 eine Zeitsteuerungs-RC-Schaltung, von der die Dauer des erzeugten Impulses abhängt.

Wenn die Kapazität des Kondensators und der Widerstand des Widerstands beispielsweise durch Platzieren eines Kondensators mit einer Kapazität von 0,01 μF erheblich verringert werden, ist es einfach nicht möglich, Impulse mit Anzeigen in Form eines Voltmeters oder sogar einer LED zu erfassen, da sie sich als sehr kurz herausstellen.

Abbildung 1b zeigt die Zeitdiagramme des Betriebs eines einzelnen Vibrators. Sie werden helfen, seine Arbeit zu verstehen.

Im anfänglichen Standby-Zustand ist Eingang 1 des DD1.1-Elements nirgendwo verbunden, da die Kontakte der Taste noch offen sind. Ein solcher Zustand, wie er in den vorhergehenden Teilen unseres Artikels geschrieben wurde, ist nichts anderes als eine Einheit. In den meisten Fällen bleibt ein solcher Eingang nicht in der Luft hängen und wird über einen Widerstand mit einem Widerstand von 1 kΩ an den + 5-V-Stromversorgungskreis angeschlossen. Diese Verbindung dämpft Eingangsstörungen.

Am Eingang des Elements DD1.2 ist der Spannungspegel aufgrund des daran angeschlossenen Widerstands R1 niedrig. Daher gibt es am Ausgang des Elements DD1.2 einen entsprechend hohen Pegel, der zum Eingang des Elements DD1.1 geht, das der obere Teil der Schaltung ist. Daher haben beide Eingänge DD1.1 einen hohen Pegel, der an seinem Ausgang einen niedrigen Pegel ergibt, und der Kondensator C1 ist fast vollständig entladen.

Wenn die Taste gedrückt wird, wird Eingang 1 des DD1.1-Elements mit einem Triggerimpuls mit niedrigem Pegel versorgt, der in der oberen Grafik dargestellt ist. Daher geht das Element DD1.1 in einen einzelnen Zustand über. In diesem Moment erscheint an seinem Ausgang eine positive Front, die über den Kondensator C1 zum Eingang des Elements DD1.2 übertragen wird, wodurch dieses von Eins auf Null geht. Am Eingang 2 des DD1.1-Elements liegt dieselbe Null an, sodass sie nach dem Öffnen der SB1-Taste, dh auch am Ende des Auslöseimpulses, im gleichen Zustand bleibt.

Ein positiver Spannungsabfall am Ausgang des Elements DD1.1 über den Widerstand R1 lädt den Kondensator C1 auf, weshalb die Spannung am Widerstand R1 abnimmt. Wenn diese Spannung auf einen Schwellenwert reduziert wird, geht das Element DD1.2 in den Einheitszustand über und DD1.1 schaltet auf Null.

Mit diesem Zustand der Logikelemente wird der Kondensator über den Eingang des Elements DD1.2 und den Ausgang DD1.1 entladen. Somit kehrt der Einzelschuss für den nächsten Auslöseimpuls in den Standby-Modus oder einfach in den Standby-Modus zurück.

Bei Experimenten mit einem einzelnen Vibrator sollte jedoch nicht vergessen werden, dass die Dauer des Auslöseimpulses geringer sein muss als die Ausgangsleistung. Wenn die Taste einfach gedrückt gehalten wird, kann am Ausgang nicht auf Impulse gewartet werden.

Boris Aladyshkin

Fortsetzung des Artikels: Logikchips. Teil 6