Logic chips. Bahagi 6

Sa nakaraang mga bahagi ng artikulo ay itinuturing na pinakasimpleng mga aparato sa mga elemento ng lohikal na 2I-HINDI. Ito ay isang self-oscillating multivibrator at one-shot. Tingnan natin kung ano ang maaaring malikha sa kanilang batayan.

Ang bawat isa sa mga aparatong ito ay maaaring magamit sa iba't ibang mga disenyo bilang mga master oscillator at pulse shapers ng kinakailangang tagal. Ibinigay ng katotohanan na ang artikulo ay para lamang sa gabay, at hindi isang paglalarawan ng anumang partikular na kumplikadong circuit, hinihigpitan namin ang aming sarili sa ilang mga simpleng aparato gamit ang mga scheme sa itaas.

Mga simpleng circuit ng multivibrator

Ang isang multivibrator ay isang medyo maraming nalalaman aparato, kaya ang paggamit nito ay napaka magkakaibang. Sa ika-apat na bahagi ng artikulo, ipinakita ang isang circuit ng multivibrator batay sa tatlong mga lohikal na elemento. Upang hindi hanapin ang bahaging ito, ang circuit ay ipinakita muli sa Figure 1.

Ang dalas ng oscillation sa mga rating na ipinahiwatig sa diagram ay mga 1 Hz. Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng tulad ng isang multivibrator na may isang tagapagpahiwatig ng LED, makakakuha ka ng isang simpleng light pulse generator. Kung ang transistor ay kinuha ng sapat na malakas, halimbawa, KT972, posible na gumawa ng isang maliit na garland para sa isang maliit na Christmas tree. Sa pamamagitan ng pagkonekta sa DEM-4m capsule ng telepono sa halip na ang LED, maaari mong marinig ang mga pag-click kapag pinapalitan ang multivibrator. Ang nasabing aparato ay maaaring magamit bilang metronom kapag natutong maglaro ng mga instrumento sa musika.

Larawan 1. Multivibrator na may tatlong elemento.

Batay sa isang multivibrator, napaka-simple upang makagawa ng isang audio frequency generator. Upang gawin ito, kinakailangan na ang kapasitor ay 1 μF, at gumamit ng isang variable na pagtutol ng 1.5 ... 2.2 KΩ bilang risistor R1. Ang tulad ng isang generator, siyempre, ay hindi haharangan ang buong saklaw ng tunog, ngunit sa loob ng ilang mga limitasyon ang maaaring dalhin ang pag-oscillation. Kung kailangan mo ng isang generator na may isang malawak na saklaw ng dalas, maaari itong gawin sa pamamagitan ng pagbabago ng kapasidad ng kapasitor gamit ang isang switch.

Intermittent Sound Generator

Bilang isang halimbawa ng paggamit ng isang multivibrator, maaalala natin ang isang circuit na nagpapalabas ng isang magkakasunod na signal ng tunog. Upang malikha ito, kakailanganin mo na ang dalawang multivibrator. Sa pamamaraan na ito, ang multivibrator sa dalawang mga lohikal na elemento, na nagbibigay-daan sa iyo upang mag-ipon ng tulad ng isang generator sa isang maliit na chip. Ang circuit nito ay ipinapakita sa Figure 2.

Larawan 2. Intermittent beep generator.

Ang generator sa mga elemento ng DD1.3 at DD1.4 ay bumubuo ng mga dalas na mga oscillation ng tunog na kinopya ng capsule ng DEM-4m. Sa halip, maaari mong gamitin ang alinman sa isang paikot-ikot na pagtutol ng mga 600 ohms. Sa mga rating C2 at R2 na ipinahiwatig sa diagram, ang dalas ng mga tunog na panginginig ng tunog ay humigit-kumulang sa 1000 Hz. Ngunit ang tunog ay maririnig lamang sa oras kung kailan sa output 6 ng multivibrator sa mga elemento na DD1.1 at DD1.2 magkakaroon ng isang mataas na antas na magpapahintulot sa multivibrator na gumana sa mga elemento ng DD1.3, DD1.4. Sa kaso kapag ang output ng unang antas ng mababang multivibrator ng pangalawang multivibrator ay tumigil, walang tunog sa kapsula ng telepono.

Upang suriin ang pagpapatakbo ng tunog generator, ang ika-10 output ng elemento ng DD1.3 ay maaaring mai-disconnect mula sa output 6 ng DD1.2. Sa kasong ito, ang isang tuluy-tuloy na signal ng tunog ay dapat tunog (huwag kalimutan na kung ang input ng elemento ng logic ay hindi konektado kahit saan, kung gayon ang estado nito ay isinasaalang-alang bilang isang mataas na antas).

Kung ang 10th pin ay konektado sa isang karaniwang kawad, halimbawa, isang wire jumper, pagkatapos ay titigil ang tunog sa telepono. (Ang parehong ay maaaring gawin nang hindi masira ang koneksyon ng ikasampung output). Ang karanasan na ito ay nagmumungkahi na ang tunog signal ay naririnig lamang kapag ang output 6 ng DD1.2 elemento ay mataas. Kaya, ang unang multivibrator ay nag-clock sa pangalawa. Ang isang katulad na pamamaraan ay maaaring mailapat, halimbawa, sa mga aparatong alarma.

Sa pangkalahatan, ang isang wire jumper na konektado sa isang karaniwang kawad ay malawakang ginagamit sa pag-aaral at pag-aayos ng mga digital na circuit bilang isang mababang antas ng signal. Masasabi natin na ito ay isang klasiko ng genre. Ang mga takot sa paggamit ng ganitong pamamaraan ng "pagkasunog" ay ganap na walang kabuluhan. Bukod dito, hindi lamang ang mga input, kundi pati na rin ang mga output ng digital microcircuits ng anumang serye ay maaaring "nakatanim" sa "ground". Katumbas ito ng isang bukas na output transistor o antas ng logic zero, mababang antas.

Kabaligtaran sa kung ano ang sinabi, IT ISPLPLETELY IMPOSSIBLE TO CONNECT THE MICROCIRCUITS TO THE + 5V CIRCUIT: kung ang output transistor ay bukas sa oras na ito (ang lahat ng boltahe ng power supply ay ilalapat sa kolektor - emitter na seksyon ng open output transistor), mabibigo ang microcircuit. Ibinigay na ang lahat ng mga digital na circuit ay hindi tumatahimik, ngunit gumawa ng isang bagay sa lahat ng oras, gumana sa isang pulsed mode, ang output transistor ay hindi kailangang maghintay para sa isang bukas na estado.

Isang probe para sa pag-aayos ng mga kagamitan sa radyo

Gamit ang mga lohikal na elemento 2I-HINDI maaari kang lumikha ng isang simpleng generator para sa pag-tune at pag-aayos ng mga radio. Sa output nito, posible na makakuha ng mga osilasyon ng dalas ng tunog (RF), at ang mga dalas ng radio (RF) na mga oscillations na na-modulate ng RF. Ang generator circuit ay ipinapakita sa Figure 3.

Larawan 3. Tagabuo para sa pagsuri ng mga tagatanggap.

Sa mga elemento ng DD1.3 at DD1.4 isang multivibrator na pamilyar na sa amin ang tipunin. Sa tulong nito, ang mga oscillation ng tunog dalas ay nabuo, na ginagamit sa pamamagitan ng inverter DD2.2 at capacitor C5 sa pamamagitan ng konektor XA1 upang subukan ang mababang-dalas na amplifier.

Ang generator ng high-frequency na oscillation ay ginawa sa mga elemento ng DD1.1 at DD1.2. Ito rin ay isang pamilyar na multivibrator, dito lamang lumitaw ang isang bagong elemento - induktor Nakakonekta ang L1 sa serye na may mga capacitor C1 at C2. ang dalas ng generator na ito ay pangunahing tinutukoy ng mga parameter ng coil L1 at maaaring maiakma sa isang maliit na lawak ng kapasitor C1.

Sa elementong DD2.1 ay nagtipon ng isang panghalo ng dalas ng radyo, na pinapakain sa input 1, at upang ipasok ang 2 ang dalas ng audio range ay inilalapat. Narito, ang dalas ng tunog ay nagwawakas sa dalas ng radyo sa eksaktong paraan tulad ng sa magkabagsak na tunog ng signal ng tunog sa Figure 2: ang boltahe ng dalas ng radio sa terminal 3 ng elemento ng DD2.1 ay lilitaw sa sandaling ang antas ng output 11 ng elemento ng DD1.4 ay mataas.

Upang makakuha ng isang dalas ng radyo sa hanay ng 3 ... 7 MHz, ang L1 coil ay maaaring sugat sa isang frame na may diameter na 8 mm. Sa loob ng likid, ipasok ang isang piraso ng baras mula sa isang magnetic antenna na gawa sa ferrite grade F600NM. Ang Coil L1 ay naglalaman ng 50 ... 60 mga liko ng wire PEV-2 0.2 ... 0.3 mm. Ang disenyo ng pagsisiyasat ay di-makatwiran.

Mas mainam na gumamit ng isang probe generator sa kapangyarihan nagpapatatag na mapagkukunan ng boltahengunit maaari mong baterya ng galvanic.

Application ng solong pangpanginig

Bilang pinakasimpleng aplikasyon ng isang solong pangpanginig, maaaring tawagan ang isang ilaw na aparato sa senyas. Sa batayan nito, maaari kang lumikha ng isang target para sa pagbaril ng mga bola ng tennis. Ang circuit ng ilaw na aparato ng senyas ay ipinapakita sa Larawan 4.

Larawan 4. Banayad na aparato sa pag-sign.

Ang target mismo ay maaaring maging malaki (karton o playwud), at ang "mansanas" nito ay isang metal plate na may diameter na mga 80 mm. Sa diagram ng circuit, ito ay makipag-ugnay sa SF1. Kapag pinindot sa gitna ng target, ang mga contact ay malapit nang maikli, kaya ang pagkislap ng bombilya ay maaaring hindi mapansin. Upang maiwasan ang ganitong sitwasyon, ang isang solong pagbaril ay ginagamit sa kasong ito: mula sa isang maikling panimulang pulso, ang bombilya ay lumabas nang hindi bababa sa isang segundo. Sa kasong ito, ang trig pulse ay pinahaba.

Kung nais mo ang lampara na hindi lumabas kapag nag-hit, ngunit sa halip na kumikislap, dapat mong gumamit ng isang KT814 transistor sa circuit ng tagapagpahiwatig sa pamamagitan ng pagpapalit ng kolektor at mga emitter output. Gamit ang koneksyon na ito, maaari mong iwasan ang risistor sa base circuit ng transistor.

Bilang isang generator ng solong pulso, ang isang solong pagbaril ay kadalasang ginagamit sa pag-aayos ng digital na teknolohiya upang masubukan ang pagganap ng parehong mga indibidwal na microcircuits at buong cascades.Tatalakayin ito sa ibang pagkakataon. Gayundin, hindi isang solong switch, o tulad ng tinatawag na ito, isang analog frequency meter, ay maaaring gawin nang walang isang pangpanginig.

Simpleng dalas ng dalas

Sa apat na mga lohikal na elemento ng K155LA3 chip, maaari kang mag-ipon ng isang simpleng dalas na dalas na nagbibigay-daan sa iyo upang masukat ang mga signal na may dalas ng 20 ... 20,000 Hz. Upang masusukat ang dalas ng isang senyas ng anumang hugis, halimbawa, isang sinusoid, dapat itong ma-convert sa hugis-parihaba na pulso. Karaniwan, ang pagbabagong ito ay ginagawa gamit ang isang Schmitt trigger. Kung maaari kong sabihin ito, binago nito ang "pulses" ng alon ng sine na may banayad na mga prutas sa mga parihaba na may matarik na mga prutas at dalisdis. Ang trigger ng Schmitt ay may isang threshold ng trigger. Kung ang signal signal ay nasa ibaba ng threshold na ito, walang pagkakasunud-sunod na pulso sa output ng trigger.

Ang pamilyar sa gawain ng Schmitt trigger ay maaaring magsimula sa isang simpleng eksperimento. Ang pamamaraan ng paghawak nito ay ipinapakita sa Figure 5.

Larawan 5. Schmitt trigger at mga graph ng kanyang trabaho.

Upang gayahin ang signal na signal ng sinusoidal, ang mga galvanic na baterya na GB1 at GB2 ay ginagamit: ang paglipat ng slider ng variable na risistor R1 sa itaas na posisyon sa circuit ay nag-simulate ng positibong kalahating alon ng isang sinusoid, at gumagalaw na negatibo.

Ang eksperimento ay dapat magsimula sa katotohanan na sa pamamagitan ng pag-ikot ng makina ng variable na risistor R1, itakda ang zero boltahe dito, natural na kinokontrol ito gamit ang isang voltmeter. Sa posisyon na ito, ang output ng elementong DD1.1 ay isang solong estado, isang mataas na antas, at ang output ng elementong DD1.2 ay lohika zero. Ito ang paunang estado sa kawalan ng isang signal.

Ikonekta ang isang voltmeter sa output ng elemento ng DD1.2. Tulad ng nasusulat sa itaas, sa exit makikita natin ang isang mababang antas. Kung ngayon ay sapat na upang dahan-dahang i-on ang variable na risistor ng risistor sa buong paraan ayon sa pamamaraan, at pagkatapos ay i-down ang lahat ng paraan upang ihinto at bumalik sa output DD1.2, ipapakita ng aparato ang elemento na lumilipat mula sa mababa hanggang sa mataas at sa kabaligtaran. Sa madaling salita, ang output DD1.2 ay naglalaman ng mga hugis-parihaba na pulses ng positibong polar.

Ang pagpapatakbo ng tulad ng isang Schmitt trigger ay inilalarawan ng grap sa Figure 5b. Ang isang sine wave sa input ng isang Schmitt trigger ay nakuha sa pamamagitan ng pag-ikot ng isang variable na risistor. Ang amplitude nito ay hanggang sa 3V.

Hangga't ang boltahe ng positibong kalahating alon ay hindi lalampas sa threshold (Uпор1), isang logic zero (paunang estado) ay nakaimbak sa output ng aparato. Kapag ang input boltahe ay nagdaragdag sa pamamagitan ng pag-ikot ng variable na risistor sa oras t1, ang boltahe ng input ay umabot sa boltahe ng threshold (tungkol sa 1.7 V).

Ang parehong mga elemento ay lilipat sa kabaligtaran ng unang estado: sa output ng aparato (elemento DD1.2) magkakaroon ng isang mataas na boltahe sa antas. Ang isang karagdagang pagtaas sa boltahe ng input, hanggang sa halaga ng amplitude (3V), ay hindi humantong sa isang pagbabago sa estado ng output ng aparato.

Ngayon paikutin natin ang variable na risistor sa kabaligtaran ng direksyon. Ang aparato ay lilipat sa paunang estado kapag ang input boltahe ay bumaba sa ikalawa, mas mababang, boltahe ng threshold Uпор2, tulad ng ipinapakita sa grap. Kaya, ang output ng aparato ay muling nakatakda sa lohikal na zero.

Ang isang natatanging tampok ng Schmitt trigger ay ang pagkakaroon ng mga dalawang antas ng threshold na ito. Nagdulot sila ng hysteresis ng Schmitt trigger. Ang lapad ng hysteresis loop ay itinakda ng pagpili ng risistor R3, bagaman hindi sa napakalaking mga limitasyon.

Ang karagdagang pag-ikot ng variable na risistor pababa sa circuit ay bumubuo ng isang negatibong kalahating alon ng isang sine wave sa input ng aparato. Gayunpaman, ang mga diode na naka-install sa loob ng microcircuit ay maikli lamang ang negatibong kalahating alon ng signal signal sa isang karaniwang kawad. Samakatuwid, ang negatibong signal ay hindi nakakaapekto sa pagpapatakbo ng aparato.

Larawan 6. Kadalasan circuit meter.

Ipinapakita ng Figure 6 ang isang diagram ng isang simpleng dalas na dalas na ginawa sa isang maliit na chip ng K155LA3. Sa mga elemento ng DD1.1 at DD1.2, ang isang Schmitt trigger ay tipunin, kasama ang aparato at ang operasyon na kung saan namin nakilala. Ang natitirang dalawang elemento ng microcircuit ay ginagamit upang itayo ang pagsukat ng pulse shaper.Ang katotohanan ay ang tagal ng hugis-parihaba na pulso sa output ng Schmitt trigger ay nakasalalay sa dalas ng sinusukat na signal. Sa form na ito, ang anumang bagay ay susukat, ngunit hindi ang dalas.

Sa trigger ng Schmitt na alam na natin, ang ilan pang mga elemento ay naidagdag. Sa input, naka-install ang capacitor C1. Ang gawain nito ay upang laktawan ang mga dalas ng mga oscillation ng tunog sa input ng dalas ng dalas, dahil ang dalas ng metro ay dinisenyo upang gumana sa saklaw na ito, at upang hadlangan ang pagpasa ng palagiang sangkap ng signal.

Ang diode VD1 ay idinisenyo upang limitahan ang antas ng positibong kalahating alon sa antas ng boltahe ng mapagkukunan ng kuryente, at pinutol ng VD2 ang negatibong kalahating alon ng signal ng pag-input. Sa prinsipyo, ang panloob na proteksyon diode ng microcircuit ay maaaring lubos na makayanan ang gawaing ito, kaya hindi mai-install ang VD2. Samakatuwid, ang input boltahe ng tulad ng isang dalas ng dalas ay nasa loob ng 3 ... 8 V. Upang madagdagan ang sensitivity ng aparato, maaaring mai-install ang isang amplifier sa input.

Ang mga pulses ng positibong polaridad na nabuo mula sa signal ng input ng isang trigger ng Schmitt ay pinapakain sa input ng pagsukat ng pulse shaper na ginawa sa mga elemento DD1.3 at DD1.4.

Kapag lumilitaw ang mababang boltahe sa pag-input ng elemento ng DD1.3, lilipat ito sa pagkakaisa. Samakatuwid, sa pamamagitan nito at ang risistor R4 ay sisingilin ng isa sa mga capacitor C2 ... C4. Sa kasong ito, ang boltahe sa mas mababang pag-input ng elemento ng DD1.4 ay tataas at, sa huli, ay maaabot ang isang mataas na antas. Ngunit, sa kabila nito, ang elemento ng DD1.4 ay nananatili sa estado ng isang lohikal na yunit, dahil mayroon pa ring isang lohikal na zero mula sa output ng Schmitt trigger sa itaas na input (DD1.2 output 6). Samakatuwid, ang isang napaka-hindi gaanong mahalagang kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng pagsukat ng PA1, ang arrow ng aparato ay halos hindi lumihis.

Ang hitsura ng isang lohikal na yunit sa output ng Schmitt trigger ay lilipat ang elementong DD1.4 sa estado ng lohikal na zero. Samakatuwid, ang isang kasalukuyang limitado sa pamamagitan ng paglaban ng mga resistors R5 ... R7 ay dumadaloy sa pamamagitan ng aparato ng pointer PA1.

Ang parehong yunit sa output ng Schmitt trigger ay lilipat ang elemento ng DD1.3 sa zero state. Sa kasong ito, ang kapasitor ng shaper ay nagsisimula sa paglabas. Ang pagbawas ng boltahe dito ay hahantong sa ang katunayan na ang elemento ng DD1.4 ay muling nakatakda sa estado ng isang lohikal na yunit, at sa gayon ay magtatapos sa pagbuo ng isang mababang antas ng pulso. Ang posisyon ng pagsukat ng pulso na may kaugnayan sa sinusukat na signal ay ipinapakita sa Figure 5d.

Para sa bawat limitasyon ng pagsukat, ang tagal ng pagsukat ng pulso ay pare-pareho sa buong saklaw, samakatuwid, ang anggulo ng paglihis ng arrow ng microammeter ay nakasalalay lamang sa rate ng pag-uulit ng pagsukat na pulso mismo.

Para sa iba't ibang mga frequency, naiiba ang tagal ng pagsukat ng pulso. Para sa mas mataas na mga frequency, ang pagsukat ng pulso ay dapat na maikli, at para sa mababang mga frequency, medyo malaki. Samakatuwid, upang matiyak ang mga sukat sa buong saklaw ng mga frequency ng tunog, tatlong mga setting ng time-setting na C2 ... Ginagamit ang C4. Sa pamamagitan ng isang kapasitor ng 0.2 μF, ang mga dalas ng 20 ... 200 Hz ay ​​sinusukat, 0,02 FF - 200 ... 2000 Hz, at may kapasidad ng 2000 pF 2 ... 20 KHz.

Ang pagkakalibrate ng dalas ng dalas ay pinaka madaling gawin gamit ang isang tunog generator, simula sa pinakamababang saklaw ng dalas. Upang gawin ito, mag-apply ng isang signal na may dalas ng 20 Hz sa input at markahan ang posisyon ng arrow sa scale.

Pagkatapos nito, mag-apply ng isang signal na may dalas ng 200 Hz, at i-on ang risistor na R5 upang itakda ang arrow sa huling dibisyon ng scale. Kapag nagbibigay ng mga dalas ng 30, 40, 50 ... 190 Hz, markahan ang posisyon ng arrow sa scale. Katulad nito, ang pag-tune ay isinasagawa sa natitirang mga saklaw. Posible na ang isang mas tumpak na pagpili ng mga capacitor C3 at C4 ay kakailanganin upang ang simula ng scale ay nagkakasabay sa 200 Hz mark sa unang saklaw.

Sa mga paglalarawan ng mga simpleng konstruksyon na ito, hayaan kong matapos ang bahaging ito ng artikulo. Sa susunod na bahagi, pag-uusapan natin ang tungkol sa mga nag-trigger at counter batay sa mga ito. Kung wala ito, hindi kumpleto ang kwento tungkol sa mga logic circuit.

Mga Boris Aladyshkin

Pagpapatuloy ng artikulo: Logic chips. Bahagi 7. Mga Trigger. RS - trigger

E-book -Gabay ng Baguhan sa AVR Microcontroller