Категорије: Истакнути чланци » Практична електроника
Број прегледа: 77792
Коментари на чланак: 0

Логички чипови. Део 6

 

Логички чиповиИн претходни делови чланка сматрани су најједноставнијим уређајима на логичким елементима 2И-НОТ. Ово је само-осцилирајући мултивибратор и једноструки хитац. Да видимо шта се може створити на њиховој основи.

Сваки од ових уређаја може се користити у различитим изведбама као главни осцилатори и обликовачи импулса потребног трајања. С обзиром на чињеницу да је чланак само у упутства, а не опис неког специфичног сложеног круга, ограничавамо се на неколико једноставних уређаја који користе горње шеме.


Једноставни мултивибраторски склопови

Мултивибратор је прилично свестран уређај, па је његова употреба веома разнолика. У четвртом делу чланка приказан је мултивибраторски склоп заснован на три логичка елемента. Да се ​​овај део не би тражио, склоп је поново приказан на слици 1.

Фреквенција осцилација у називима наведеним на дијаграму биће око 1 Хз. Допуњавањем таквог мултивибатора са ЛЕД индикатором, можете добити једноставан генератор импулса светлости. Ако је транзистор довољно моћан, на пример, КТ972, сасвим је могуће направити мали вијенац за малу божићну јелку. Повезивањем ДЕМ-4м телефонске капсуле уместо ЛЕД-а можете чути кликове приликом пребацивања мултивибатора. Такав уређај се може користити као метроном при учењу свирања музичких инструмената.

Троелементни мултивибратор

Слика 1. Мултивибратор са три елемента.

На основу мултивибатора врло је једноставно направити генератор фреквенција звука. Да бисте то учинили, потребно је да кондензатор буде 1 µФ, а као отпорник Р1 користите променљиви отпор 1,5 ... 2,2 КΩ. Такав генератор, наравно, неће блокирати читав опсег звука, али у одређеним границама фреквенција осцилације може се променити. Ако вам треба генератор са ширим опсегом фреквенција, то можете постићи променом капацитета кондензатора помоћу прекидача.


Испрекидани генератор звука

Као пример коришћења мултивибатора можемо се сетити склопа који емитује испрекидани звучни сигнал. Да бисте га креирали, потребна су вам већ два мултивибатора. У овој шеми мултивибратори на два логичка елемента, што вам омогућава да саставите такав генератор на само један чип. Његов склоп је приказан на слици 2.

Испрекидани генератор звука

Слика 2. Испрекидајући генератор звучних сигнала.

Генератор на елементима ДД1.3 и ДД1.4 ствара осцилације фреквенције звука које репродукује телефонска капсула ДЕМ-4м. Уместо тога, можете користити било који са отпором намотаја од око 600 охма. Када су на дијаграму наведене вредности Ц2 и Р2, фреквенција вибрација звука је око 1000 Хз. Али звук ће се чути тек у времену када ће на излазу 6 мултивибратор-а на елементима ДД1.1 и ДД1.2 постојати висок ниво који ће мултивибратору омогућити рад на елементима ДД1.3, ДД1.4. У случају када је заустављен излаз првог нижег нивоа другог мултивибатора, у телефонској капсули нема звука.

Да бисте проверили рад генератора звука, 10. излаз ДД1.3 елемента може се искључити са излаза 6 ДД1.2. У овом случају треба да звучи континуирани звучни сигнал (не заборавите да ако улаз логичког елемента није нигде повезан, тада се његово стање сматра високим нивоом).

Ако је 10. пин повезан са заједничком жицом, на пример, жичаним скакачем, тада ће се звук у телефону зауставити. (Исто се може учинити и без прекида везе десетог излаза). Ово искуство сугерира да се звучни сигнал чује само када је излаз 6 ДД1.2 елемента висок. Дакле, први мултивибратор покреће други. Слична схема се може применити, на пример, на алармним уређајима.

Опћенито, жичани скакач спојен на заједничку жицу широко се користи за проучавање и поправак дигиталних кола као сигнала ниског нивоа. Можемо рећи да је ово класика жанра. Страхови од употребе такве методе „сагоревања“ потпуно су узалудни. Штавише, на „земљи“ се могу „посадити“ не само улази, већ и излази дигиталних микрострујних кола било које серије. То је еквивалентно отвореном излазном транзистору или логичком нултом нивоу, ниском нивоу.

Насупрот ономе што је управо речено, ПОТПУНО ЈЕ немогуће повезивати микроконтроле са кругом + 5В: ако је излазни транзистор у овом тренутку отворен (сав напон напајања биће примењен на колектор-одашиљачки део отвореног излазног транзистора), микроциркус неће успети. С обзиром да сва дигитална кола не стоје мирно, али раде нешто стално, раде у импулсу, излазни транзистор неће морати да чека отворено стање.


Сонда за поправку радио опреме

Користећи логичке елементе 2И-НОТ можете створити једноставан генератор за подешавање и поправку радио станица. На његовом излазу могуће је добити осцилације звучне фреквенције (РФ) и осцилације радио фреквенције (РФ) које модулира РФ. Круг генератора приказан је на слици 3.

Генератор за проверу пријемника

Слика 3. Генератор за проверу пријемника.

На елементима ДД1.3 и ДД1.4 је монтиран већ познати нам мултивибратор. Уз његову помоћ настају осцилације звучне фреквенције које се користе преко претварача ДД2.2 и кондензатора Ц5 преко конектора КСА1 за тестирање појачало ниске фреквенције.

Генератор високофреквентних осцилација израђен је на елементима ДД1.1 и ДД1.2. Ово је такође познати мултивибратор, само што се овде појавио нови елемент - индуктор Л1 спојен серијски са кондензаторима Ц1 и Ц2. фреквенција овог генератора углавном се одређује параметрима завојнице Л1 и може се у малој мери прилагодити кондензатором Ц1.

На елементу ДД2.1 је монтиран миксер радио фреквенције, који се напаја на улаз 1 и на улаз 2 примењује фреквенција аудио опсега. Овде звучна фреквенција блокира радио фреквенцију на потпуно исти начин као у прекидном кругу звучног сигнала на слици 2: напон радио фреквенције на терминалу 3 елемента ДД2.1 појављује се у тренутку када је излазни ниво 11 елемента ДД1.4 висок.

Да би се добила радио фреквенција у распону од 3 ... 7 МХз, Л1 завојница може се намотати на оквир пречника 8 мм. Унутар завојнице убаците комад штапа од магнетне антене израђене од феритног Ф600НМ. Завојница Л1 садржи 50 ... 60 окретаја жице ПЕВ-2 0,2 ​​... 0,3 мм. Дизајн сонде је произвољан.

Боље је користити сонду генератор за напајање стабилизовани извор напонаали можеш галванска батерија.


Примена једног вибратора

Као најједноставнија примена једног вибратора може се назвати уређај за светлосну сигнализацију. На основу ње можете створити мету за гађање тениских лопти. Круг светлосне сигналне направе приказан је на слици 4.

Светло упозорења

Слика 4. Уређај за светлосну сигнализацију.

Сама мета може бити прилично велика (картон или шперплоча), а њена „јабука“ је метална плоча пречника око 80 мм. У дијаграму кола ово је контакт СФ1. Када се погоди у средину мете, контакти се врло кратко затварају, тако да трептање сијалице можда неће бити примећено. Да би се спречила таква ситуација, у овом се случају користи пуцањ са једном хицем: од кратког почетног импулса сијалица се угаси најмање секунду. У овом случају је импулсни окидач издужен.

Ако желите да се лампица не угаси приликом ударца, већ да трепери, требало би да користите транзистор КТ814 у кругу индикатора мењајући излазе колектора и емитера. Овом везом можете изоставити отпорник у основном кругу транзистора.

Као генератор једног импулса, једнократни пуцањ се често користи у поправци дигиталне технологије за тестирање перформанси како појединих микрострујних кола, тако и читавих каскада.О томе ће бити речи касније. Такође, ни један прекидач, или како га зову, аналогни мерач фреквенција, не може без једног вибратора.


Једноставно мерење фреквенције

На четири логичка елемента чипа К155ЛА3 можете саставити једноставан мерач фреквенција који вам омогућава мерење сигнала са фреквенцијом од 20 ... 20 000 Хз. Да бисте могли да измерите фреквенцију сигнала било ког облика, на пример, синусоид, он се мора претворити у правоугаоне импулсе. Обично се ова трансформација врши коришћењем Сцхмиттовог окидача. Ако могу тако рећи, претвара „импулсе“ синусног таласа са благим предњим странама у правоугаонике са стрмим фронтовима и косинама. Шмитов окидач има праг окидача. Ако је улазни сигнал испод овог прага, на излазу окидача неће бити низа импулса.

Упознавање са радом Сцхмиттовог окидача може почети једноставним експериментом. Шема њеног држања приказана је на слици 5.

Шмитов окидач и његов распоред рада

Слика 5. Сцхмитт окидач и графикони његовог рада.

За симулацију улазног синусоидног сигнала користе се галванске батерије ГБ1 и ГБ2: помицање клизача промјењивог отпорника Р1 до горњег положаја у кругу симулира позитивни полусигласитет синусног таласа и помицање негативни.

Експеримент би требао започети чињеницом да ротирањем мотора варијабилног отпорника Р1 на њему подесите нулта напон, наравно контролирајући га волтметром. У овом положају, излаз елемента ДД1.1 је једно стање, висок ниво, а излаз елемента ДД1.2 је логичка нула. Ово је почетно стање у одсуству сигнала.

Спојите волтметар на излаз ДД1.2 елемента. Као што је горе написано, на излазу ћемо видети низак ниво. Ако је сада довољно да полако клизач променљивог отпора полако окрећете према схеми, а затим до краја и назад на излазу ДД1.2, уређај ће приказати пребацивање елемента с ниског на високи ниво и обрнуто. Другим речима, излаз ДД1.2 садржи правоугаоне импулсе позитивне поларности.

Рад таквог Сцхмиттовог окидача приказан је графиком на слици 5б. Синусни талас на улазу Сцхмиттовог окидача добије се ротирањем варијабилног отпора. Његова амплитуда је до 3В.

Све док напон позитивног пола таласа не пређе праг (Упор1), на излазу уређаја се смешта логичка нула (почетно стање). Када се улазни напон повећава закретањем променљивог отпорника у времену т1, улазни напон достиже праг напона (око 1,7 В).

Оба елемента пребацит ће се у супротно почетно стање: на излазу уређаја (елемент ДД1.2) појавит ће се напон високог нивоа. Даљње повећање улазног напона, до вредности амплитуде (3В), не доводи до промене излазног стања уређаја.

Сада окренимо променљиви отпорник у супротном смеру. Уређај ће се пребацити у почетно стање када улазни напон падне на други, нижи, праговни напон Упор2, као што је приказано на графу. Дакле, излаз уређаја поново је постављен на логичку нулу.

Изразита карактеристика Сцхмиттовог окидача је присуство ова два прага. Провели су хистерезу Сцхмиттовог окидача. Ширина петље хистерезе поставља се избором отпорника Р3, иако није у веома великим границама.

Даљњим окретањем променљивог отпорника према кругу формира се негативни пол-талас синусног таласа на улазу уређаја. Међутим, улазне диоде инсталиране унутар микро-круга једноставно кратки негативни пол-талас улазног сигнала на заједничку жицу. Због тога негативни сигнал не утиче на рад уређаја.

Круг бројача фреквенције

Слика 6. Круг мерача фреквенције

Слика 6 приказује дијаграм једноставног мерача фреквенције направљеног на само једном К155ЛА3 чипу. На елементима ДД1.1 и ДД1.2 је монтиран Сцхмиттов окидач, са уређајем и чијим смо радом тек упознали. Преостала два елемента микроцирке користе се за конструкцију мерног облика пулса.Чињеница је да трајање правоугаоних импулса на излазу Сцхмиттовог окидача зависи од фреквенције измереног сигнала. У овом облику биће измерено било шта, али не и фреквенција.

На Сцхмиттов окидач који смо већ знали, додато је још неколико елемената. На улазу се уграђује кондензатор Ц1. Његов задатак је прескочити осцилације фреквенције звука на улазу фреквентног бројила, јер је фреквентни мерач конструисан да ради у овом распону и блокира пролаз константне компоненте сигнала.

Диода ВД1 дизајнирана је тако да ограничи ниво позитивног полу-таласа на ниво напона из извора напајања, а ВД2 пресече негативни пол-талас улазног сигнала. У принципу, унутрашња заштитна диода микроцирке може се прилично носити с тим задатком, па се ВД2 не може инсталирати. Стога је улазни напон таквог мерача фреквенције унутар 3 ... 8 В. Да бисте повећали осетљивост уређаја, на улазу се може инсталирати појачало.

Импулси позитивне поларности генерирани из улазног сигнала Сцхмиттовим окидачем доводе се на улаз мјерног обликовача импулса израђених на елементима ДД1.3 и ДД1.4.

Када се на улазу елемента ДД1.3 појави ниски напон, он ће се пребацити на јединицу. Због тога ће се кроз њега и отпорник Р4 пунити један од кондензатора Ц2 ... Ц4. У овом случају напон на доњем улазу ДД1.4 елемента ће се повећати и на крају ће достићи висок ниво. Али, упркос томе, елемент ДД1.4 остаје у стању логичке јединице, јер још увек постоји логичка нула од излаза Сцхмиттовог окидача на његовом горњем улазу (излаз ДД1.2 6). Због тога кроз мерни уређај ПА1 тече врло безначајна струја, стрелица уређаја практично не одступа.

Појава логичке јединице на излазу Сцхмиттовог окидача пребациће елемент ДД1.4 у стање логичке нуле. Због тога струја ограничена отпором отпорника Р5 ... Р7 тече кроз показивачки уређај ПА1.

Иста јединица на излазу Сцхмиттовог окидача пребацит ће елемент ДД1.3 у нулте стање. У овом случају кондензатор обликовача почиње да се празни. Смањење напона на њему довешће до чињенице да се елемент ДД1.4 поново поставља у стање логичке јединице, чиме се прекида формирање импулса ниског нивоа. Положај мерног импулса у односу на измерени сигнал приказан је на слици 5д.

За свако ограничење мерења, трајање мерног пулса је константно у целом опсегу, према томе, угао одступања игле микроаметра зависи само од брзине понављања самог мерног пулса.

За различите фреквенције, трајање мерног пулса је различито. За веће фреквенције, пулс за мерење треба да буде кратак, а за ниске фреквенције мало велик. Због тога за обезбеђивање мерења у читавом опсегу фреквенција звука користе се три кондензатора за подешавање времена Ц2 ... Ц4. Са кондензатором од 0,2 µФ мере се фреквенције од 20 ... 200 Хз, 0,02 µФ - 200 ... 2000 Хз, а са капацитетом од 2000 пФ 2 ... 20 КХз.

Калибрација мерача фреквенције најлакше се врши коришћењем генератора звука, почевши од најнижег фреквенцијског опсега. Да бисте то учинили, примените сигнал са фреквенцијом 20 Хз на улаз и означите положај стрелице на скали.

Након тога, примените сигнал са фреквенцијом од 200 Хз и окрените отпорник Р5 да бисте стрелицу поставили на последњу поделу ваге. Кад напајате фреквенције од 30, 40, 50 ... 190 Хз, означите положај стрелице на скали. Слично томе, подешавање се изводи и у преосталим распонима. Могуће је да ће бити потребан тачнији избор кондензатора Ц3 и Ц4, тако да се почетак скале подудара са ознаком од 200 Хз у првом опсегу.

На описима ових једноставних конструкција допустите ми да завршим овај део чланка. У следећем делу ћемо говорити о окидачима и бројачима на њима. Без тога, прича о логичким круговима била би непотпуна.

Борис Аладисхкин

Наставак чланка: Логички чипови. Део 7. Окидачи. РС - окидач

Е-књига -Водич за почетнике за АВР микроконтролере

Погледајте и на електрохомепро.цом:

  • Логички чипови. Део 5 - Један вибратор
  • Логички чипови. Део 4
  • Шмитов окидач - општи приказ
  • Логички чипови. Део 9. ЈК окидач
  • Логички чипови. Део 8. Д - окидач

  •