Cip logik. Bahagian 6

In bahagian artikel sebelumnya dianggap peranti paling mudah pada unsur-unsur logik 2I-TIDAK. Ini adalah multivibrator diri dan satu pukulan. Mari kita lihat apa yang boleh dibuat atas dasar mereka.

Setiap peranti ini boleh digunakan dalam pelbagai reka bentuk sebagai pengayun induk dan pembentuk nadi dari tempoh yang diperlukan. Memandangkan hakikat bahawa artikel itu adalah untuk panduan sahaja, dan bukan gambaran tentang mana-mana litar kompleks tertentu, kami menyekat diri kepada beberapa alat mudah menggunakan skema di atas.

Litar multivibrator mudah

Multivibrator adalah peranti yang agak serba boleh, jadi penggunaannya sangat pelbagai. Di bahagian keempat artikel, litar multivibrator berdasarkan tiga elemen logik ditunjukkan. Agar tidak mencari bahagian ini, litar ditunjukkan semula dalam Rajah 1.

Kekerapan ayunan pada penarafan yang ditunjukkan pada gambar rajah adalah kira-kira 1 Hz. Dengan menambah multivibrator seperti itu dengan penunjuk LED, anda boleh mendapatkan penjana denyutan cahaya mudah. Sekiranya transistor diambil cukup kuat, contohnya, KT972, sangat mungkin membuat garland kecil untuk pokok Krismas kecil. Dengan menyambungkan kapsul telefon DEM-4m dan bukannya LED, anda boleh mendengar klik apabila menukar multivibrator. Peranti sedemikian boleh digunakan sebagai metronom apabila belajar memainkan alat muzik.

Rajah 1. Multivibrator dengan tiga unsur.

Berdasarkan multivibrator, sangat mudah untuk membuat penjana frekuensi audio. Untuk melakukan ini, adalah perlu bahawa kapasitor menjadi 1 μF, dan menggunakan rintangan berubah-ubah 1.5 ... 2.2 KΩ sebagai perintang R1. Penjana sememangnya, tentu saja, tidak akan menyekat seluruh julat bunyi, tetapi dalam had tertentu kekerapan ayunan boleh diubah. Jika anda memerlukan penjana dengan julat frekuensi yang lebih luas, ini boleh dilakukan dengan menukar kapasitansi kapasitor menggunakan suis.

Penjana Suara Berselang

Sebagai contoh menggunakan multivibrator, kita dapat menarik balik litar yang memancarkan isyarat bunyi sekejap. Untuk menciptanya, anda memerlukan dua jenis multivibrator. Dalam skim ini, multivibrator pada dua unsur logik, yang membolehkan anda memasang penyusun sedemikian pada hanya satu cip. Litarnya ditunjukkan dalam Rajah 2.

Rajah 2. Penjana bip berselang-seli.

Penjana pada elemen DD1.3 dan DD1.4 menghasilkan ayunan frekuensi bunyi yang dihasilkan semula oleh kapsul telefon DEM-4m. Sebaliknya, anda boleh menggunakan apa-apa dengan rintangan penggulungan sekitar 600 ohm. Dengan penarafan C2 dan R2 yang ditunjukkan pada gambar rajah, frekuensi getaran bunyi adalah kira-kira 1000 Hz. Tetapi bunyi akan didengar hanya pada masa apabila pada output 6 multivibrator pada elemen DD1.1 dan DD1.2 akan ada tahap yang tinggi yang akan membolehkan multivibrator bekerja pada unsur-unsur DD1.3, DD1.4. Dalam kes apabila output multivibrator pertama tahap rendah multivibrator kedua dihentikan, tiada bunyi dalam kapsul telefon.

Untuk memeriksa operasi penjana bunyi, output ke-10 unsur DD1.3 boleh diputuskan dari output 6 DD1.2. Dalam kes ini, isyarat bunyi berterusan harus bunyi (jangan lupa bahawa jika input unsur logik tidak disambungkan di mana-mana, maka keadaannya dianggap sebagai tahap yang tinggi).

Jika keluaran ke-10 disambungkan ke dawai biasa, sebagai contoh, jumper dawai, maka bunyi di dalam telefon akan berhenti. (Perkara yang sama boleh dilakukan tanpa memecahkan sambungan keluaran kelima). Pengalaman ini menunjukkan bahawa isyarat bunyi didengar hanya apabila output 6 elemen DD1.2 adalah tinggi. Oleh itu, jam multivibrator pertama yang kedua. Skema serupa boleh digunakan, contohnya, dalam alat penggera.

Secara umum, jumper dawai yang disambungkan ke wayar biasa digunakan secara meluas dalam kajian dan pembaikan litar digital sebagai isyarat tahap rendah. Kita boleh mengatakan bahawa ini adalah genre klasik. Ketakutan menggunakan kaedah "pembakaran" sedemikian benar-benar sia-sia. Selain itu, bukan sahaja masukan, tetapi juga output mikrosirkuit digital siri apa-apa boleh ditanam di "tanah". Ini bersamaan dengan transistor keluaran terbuka atau tahap sifar logik, tahap rendah.

Berbeza dengan apa yang baru saja dikatakan, ITU SELESAIKAN SAMA ADA UNTUK MENYAMBUNGKAN MICROCIRCUITS TO THE + 5V CIRCUIT: jika transistor output terbuka pada masa ini (semua voltan bekalan kuasa akan digunakan pada bahagian pemancar - pemancar transistor output terbuka), mikrokircuit akan gagal. Memandangkan semua litar digital tidak berdiam diri, tetapi melakukan sesuatu sepanjang masa, bekerja dalam mod berdenyut, transistor output tidak perlu dibuka untuk jangka masa yang lama.

Siasatan untuk membaiki peralatan radio

Menggunakan unsur-unsur logik 2I-TIDAK anda boleh membuat penjana mudah untuk menala dan membaiki radio. Pada outputnya, adalah mungkin untuk mendapatkan ayunan frekuensi bunyi (RF), dan frekuensi radio (RF) yang dimodulasi oleh RF. Litar penjana ditunjukkan dalam Rajah 3.

Rajah 3. Generator untuk memeriksa penerima.

Mengenai unsur-unsur DD1.3 dan DD1.4, multivibrator yang sudah biasa kita kumpulkan. Dengan bantuannya, getaran frekuensi bunyi dijana, yang digunakan melalui penyongsang DD2.2 dan kapasitor C5 melalui penyambung XA1 untuk menguji penguat frekuensi rendah.

Penjana ayunan frekuensi tinggi dibuat pada unsur-unsur DD1.1 dan DD1.2. Ini juga merupakan multivibrator biasa, hanya di sini elemen baru muncul - induktor L1 disambungkan secara bersiri dengan kapasitor C1 dan C2. kekerapan penjana ini ditentukan terutamanya oleh parameter gegelung L1 dan boleh dilaraskan sedikit demi sedikit oleh kapasitor C1.

Pada elemen DD2.1 dipasang mixer frekuensi radio, yang diberi makan untuk input 1, dan untuk input 2 kekerapan julat audio digunakan. Di sini, frekuensi bunyi menghidupkan frekuensi radio secara tepat dengan cara yang sama seperti litar isyarat bunyi sekejap dalam Rajah 2: voltan kekerapan radio pada terminal 3 elemen DD2.1 muncul pada masa ini apabila paras output 11 elemen DD1.4 tinggi.

Untuk mendapatkan frekuensi radio dalam julat 3 ... 7 MHz, gegelung L1 boleh dilaraskan pada bingkai dengan diameter 8 mm. Di dalam gegelung, masukkan sekeping rod dari antena magnetik yang diperbuat daripada ferrite gred F600NM. Coil L1 mengandungi 50 ... 60 pusingan wayar PEV-2 0.2 ... 0.3 mm. Reka bentuk siasatan itu sewenang-wenangnya.

Adalah lebih baik untuk menggunakan penjana probe untuk kuasa sumber voltan yang stabiltetapi anda boleh bateri galvanik.

Permohonan penggetar tunggal

Sebagai aplikasi penggetar tunggal yang paling mudah, peranti isyarat cahaya boleh dipanggil. Atas dasarnya, anda boleh mencipta sasaran untuk menembak bola tenis. Litar peranti isyarat cahaya ditunjukkan dalam Rajah 4.

Rajah 4. Alat isyarat cahaya.

Sasaran itu sendiri boleh menjadi agak besar (kadbod atau papan lapis), dan "epal "nya adalah plat logam dengan diameter kira-kira 80 mm. Di dalam gambarajah litar, ini hubungi SF1. Apabila melanda di pusat sasaran, hubungan rapat sangat ringkas, jadi lampu berkelip mungkin tidak dapat diperhatikan. Untuk mengelakkan keadaan sedemikian, tembakan tunggal digunakan dalam kes ini: dari denyut permulaan yang pendek, mentol keluar untuk sekurang-kurangnya satu saat. Dalam kes ini, nadi pemicu dipanjangkan.

Sekiranya anda mahu lampu tidak keluar apabila ia jatuh, tetapi sebaliknya anda perlu menggunakan transistor KT814 dalam litar penunjuk dengan menukarkan pengumpul dan output pemancar. Dengan sambungan ini, anda boleh meninggalkan penghantar di litar asas transistor.

Sebagai penjana denyut tunggal, tembakan tunggal sering digunakan dalam pembaikan teknologi digital untuk menguji prestasi kedua-dua mikrosirkuit individu dan seluruh cascades.Ini akan dibincangkan kemudian. Juga, tidak satu suis, atau seperti yang dipanggil, meter frekuensi analog, boleh dilakukan tanpa penggetar tunggal.

Meter kekerapan mudah

Mengenai empat elemen logik cip K155LA3, anda boleh memasang meter kekerapan mudah yang membolehkan anda mengukur isyarat dengan kekerapan 20 ... 20,000 Hz. Untuk dapat mengukur kekerapan isyarat dari sebarang bentuk, misalnya, sinusoid, ia mesti ditukar menjadi denyutan empat segi. Biasanya, transformasi ini dilakukan menggunakan pemicu Schmitt. Sekiranya saya boleh berkata demikian, ia menukar "denyutan" gelombang sinus dengan muka lembut menjadi segi empat dengan depan dan cerun yang curam. Pencetus Schmitt mempunyai ambang pencetus. Jika isyarat input berada di bawah ambang ini, tidak akan ada urutan nadi pada output pencetus.

Keterikatan dengan kerja pemicu Schmitt boleh bermula dengan percubaan mudah. Skim pegangannya ditunjukkan dalam Rajah 5.

Rajah 5. Pencetus Schmitt dan graf karyanya.

Untuk mensimulasikan isyarat input sinusoidal, bateri galvanik GB1 dan GB2 digunakan: menggerakkan perintang pemboleh ubah R1 R1 ke kedudukan teratas dalam litar menyimulasikan gelombang separuh positif gelombang sinus, dan bergerak turun negatif.

Eksperimen ini harus bermula dengan hakikat bahawa dengan berputar enjin perintang variabel R1, tetapkan voltan sifar di atasnya, secara semulajadi mengawalnya dengan voltmeter. Dalam kedudukan ini, output elemen DD1.1 adalah satu keadaan, tahap tinggi, dan output unsur DD1.2 adalah logik sifar. Ini adalah keadaan permulaan apabila tiada isyarat.

Sambungkan voltmeter ke output unsur DD1.2. Seperti yang ditulis di atas, di pintu keluar kita akan melihat tahap yang rendah. Jika kini sudah cukup untuk perlahan-lahan mengubah gelangsar perintang berubah-ubah sepanjang jalan mengikut skema, dan kemudian turun ke arah berhenti dan belakang pada output DD1.2, peranti akan menunjukkan elemen bertukar dari tahap rendah ke tahap tinggi dan sebaliknya. Dengan kata lain, output DD1.2 mengandungi denyutan empat segi polariti positif.

Operasi pemicu Schmitt seperti digambarkan oleh graf dalam Rajah 5b. Gelombang sinus pada input pemicu Schmitt diperoleh dengan berputar perintang berubah. Amplitudnya adalah sehingga 3V.

Selagi voltan gelombang separuh positif tidak melebihi ambang (Utor1), suatu logik sifar (keadaan awal) disimpan pada output peranti. Apabila voltan input meningkat dengan berputar perintang berubah pada masa t1, voltan input mencapai voltan ambang (kira-kira 1.7 V).

Kedua-dua elemen akan beralih ke keadaan awal bertentangan: pada output peranti (elemen DD1.2) akan ada voltan tahap tinggi. Peningkatan selanjutnya dalam voltan masukan, sehingga nilai amplitud (3V), tidak membawa perubahan dalam keadaan output peranti.

Sekarang mari kita putar resistor ubah dalam arah yang bertentangan. Peranti akan bertukar ke keadaan awal apabila voltan masukan jatuh ke voltan ambang kedua, yang lebih rendah dan ambang, sebagaimana ditunjukkan dalam graf. Oleh itu, output peranti akan ditetapkan semula kepada sifar logik.

Ciri khas pencetus Schmitt adalah kehadiran dua tahap ambang ini. Mereka menyebabkan histerisis pencetus Schmitt. Lebar gelung histeresis ditetapkan oleh pemilihan resistor R3, walaupun tidak dalam batas yang sangat besar.

Putaran selanjutnya perintang berubah di bawah litar membentuk gelombang setengah negatif gelombang sinus pada input peranti. Walau bagaimanapun, diod input dipasang di dalam cip hanya pendek gelombang separuh negatif isyarat input kepada dawai biasa. Oleh itu, isyarat negatif tidak menjejaskan operasi peranti.

Rajah 6. Litar meter frekuensi.

Rajah 6 menunjukkan rajah meter kekerapan mudah, dibuat pada satu cip K155LA3 sahaja. Mengenai elemen DD1.1 dan DD1.2, pemicu Schmitt dipasang, dengan peranti dan operasi yang kami baru temui. Baki dua elemen microcircuit digunakan untuk membina denyutan pengukur pengukur.Faktanya ialah bahawa tempoh denyutan empat segi empat tepat pada output pemicu Schmitt bergantung pada kekerapan isyarat yang diukur. Dalam bentuk ini, apa pun akan diukur, tetapi bukan kekerapan.

Kepada pemicu Schmitt yang kita sudah tahu, beberapa lagi unsur telah ditambah. Pada input, kapasitor C1 dipasang. Tugasnya adalah untuk melangkau ayunan kekerapan bunyi pada input meter kekerapan, kerana meter frekuensi direka untuk berfungsi dalam julat ini, dan untuk menghalang laluan komponen tetap isyarat.

Diod VD1 direka untuk menghadkan tahap gelombang separuh positif ke tahap voltan sumber kuasa, dan VD2 memotong gelombang negatif negatif dari isyarat input. Pada dasarnya, diod pelindung dalaman microcircuit cukup dapat menangani tugas ini, jadi VD2 tidak dapat dipasang. Oleh itu, voltan masukan seperti meter frekuensi berada dalam 3 ... 8 V. Untuk meningkatkan sensitiviti peranti, penguat boleh dipasang pada input.

Denyutan polariti positif yang dihasilkan dari isyarat masukan oleh pemicu Schmitt diberi input kepada pembolehubah denyutan pengukur yang dibuat pada unsur DD1.3 dan DD1.4.

Apabila voltan rendah muncul pada input unsur DD1.3, ia akan bertukar kepada perpaduan. Oleh itu, melalui itu dan resistor R4 akan dikenakan salah satu kapasitor C2 ... C4. Dalam kes ini, voltan pada input rendah elemen DD1.4 akan meningkat dan, pada akhirnya, akan mencapai paras yang tinggi. Tetapi, walaupun ini, elemen DD1.4 kekal dalam keadaan unit logik, kerana masih terdapat sifar logik daripada output pemicu Schmitt pada input atasnya (output DD1.2 6). Oleh itu, arus yang sangat tidak penting mengalir melalui peranti pengukur PA1, anak panah peranti praktikal tidak menyimpang.

Kemunculan unit logik pada output pemicu Schmitt akan menukar elemen DD1.4 ke keadaan sifar logik. Oleh itu, semasa yang dihadkan oleh rintangan resistor R5 ... R7 mengalir melalui peranti penunjuk PA1.

Unit yang sama pada output pemicu Schmitt akan menukar elemen DD1.3 ke keadaan sifar. Dalam kes ini, kapasitor pembentuk itu mula melepaskan. Mengurangkan voltan di atasnya akan membawa kepada hakikat bahawa unsur DD1.4 sekali lagi ditetapkan kepada keadaan unit logik, dengan itu menamatkan pembentukan nadi peringkat rendah. Kedudukan nadi pengukur relatif kepada isyarat yang diukur ditunjukkan dalam Rajah 5d.

Untuk setiap had pengukuran, tempoh pengukur denyut adalah malar di seluruh julat, oleh itu, sudut sisihan anak panah mikrokimeter hanya bergantung pada kadar pengulangan denyutan ini sendiri.

Untuk frekuensi yang berbeza, tempoh pengukur nadi adalah berbeza. Untuk frekuensi yang lebih tinggi, nadi ukur harus pendek, dan untuk frekuensi rendah, agak besar. Oleh itu, untuk memastikan ukuran dalam keseluruhan frekuensi bunyi, tiga kapasitor penunjuk masa C2 ... C4 digunakan. Dengan kapasiti kapasitif 0.2 μF, frekuensi 20 ... 200 Hz diukur, 0.02 μF - 200 ... 2000 Hz, dan dengan kapasitans 2000 pF 2 ... 20 KHz.

Penentukuran meter kekerapan paling mudah dilakukan menggunakan penjana bunyi, bermula dari julat frekuensi terendah. Untuk melakukan ini, gunakan isyarat dengan kekerapan 20 Hz ke input dan tandakan kedudukan anak panah pada skala.

Selepas itu, isikan isyarat dengan kekerapan 200 Hz, dan putar resistor R5 untuk menetapkan anak panah ke bahagian terakhir skala. Apabila membekalkan frekuensi 30, 40, 50 ... 190 Hz, tandakan kedudukan anak panah pada skala. Begitu juga, penalaan dilakukan di baki yang selebihnya. Pemilihan kapasitor C3 dan C4 yang lebih tepat diperlukan supaya permulaan skala bersamaan dengan tanda 200 Hz dalam julat pertama.

Mengenai deskripsi pembinaan mudah ini, mari saya selesaikan bahagian artikel ini. Di bahagian seterusnya, kita akan bercakap tentang pencetus dan kaunter berdasarkan mereka. Tanpa ini, cerita tentang litar logik akan tidak lengkap.

Boris Aladyshkin

Penerusan artikel: Cip logik. Bahagian 7. Pencetus. RS - pencetus

E-book -Panduan Permulaan kepada AVR Microcontrollers