Fichas lógicas. Parte 5 - Un vibrador

El esquema de un solo vibrador y el principio de su funcionamiento de acuerdo con el diagrama de tiempo.

En artículo anterior Se habló de multivibradores hechos en un chip lógico K155LA3. Esta historia sería incompleta si no fuera por mencionar un tipo más de multivibrador, el llamado vibrador único.

Vibrador individual

Un solo vibrador es un generador de pulso único. La lógica de su trabajo es la siguiente: si se aplica un pulso corto a la entrada de un solo disparo, se genera un pulso en su salida, cuya duración es dada por una cadena RC.

Una vez que finaliza este pulso, el disparo único pasa al estado de espera del siguiente pulso de activación. Debido a esto, un vibrador único a menudo se llama multivibrador en espera. El circuito más simple de un solo vibrador se muestra en la Figura 1. En la práctica, además de este circuito, se utilizan varias docenas de variedades de un solo vibrador.

Figura 1. El vibrador simple más simple.

La figura 1a muestra un solo circuito vibrador, y la figura 1b muestra sus diagramas de temporización. El vibrador individual contiene dos elementos logicos: El primero de ellos se usa como un elemento 2N-NOT, mientras que el segundo se enciende de acuerdo con el circuito inversor.

3el disparo único se inicia usando el botón SB1, aunque esto es solo para fines educativos. En realidad, se puede aplicar una señal de otros microcircuitos a esta entrada. Un indicador LED, también mostrado en el diagrama, también está conectado a la salida para indicar el estado. Por supuesto, no es parte de un solo vibrador, por lo que puede omitirse.

Condensador C1 seleccionado de gran capacidad. Esto se hace para que el pulso tenga una duración suficiente para la indicación con un dispositivo puntero que tenga una gran inercia. La capacidad mínima del condensador en la que todavía es posible detectar un pulso con un medidor de cuadrante de 50 μF, la resistencia de la resistencia R1 está en el rango de 1 ... 1.5 kOhm.

Para simplificar el circuito, sería posible prescindir del botón SB1, cerrando la salida de 1 chip a un cable común. Pero con tal solución, a veces se producen fallas en el funcionamiento del one-shot debido al rebote de contacto. Una discusión detallada de este fenómeno y los métodos para tratarlo se discutirán un poco más adelante en la descripción de contadores y un medidor de frecuencia.

Después de ensamblar el one-shot y aplicar la potencia, medimos el voltaje en las entradas y salidas de ambos elementos. La salida 2 del elemento DD1.1 y la salida 8 del elemento DD1.2 deben ser altas, y la salida del elemento DD1.1 debe ser baja. Por lo tanto, podemos decir que en modo de espera el segundo elemento, la salida, está en el estado único, y el primero está en el estado cero.

Ahora conectar un voltímetro en la salida del elemento DD1.2: el voltímetro mostrará un nivel alto. Luego, observando la flecha del dispositivo, presione brevemente el botón SB1. la flecha se desvía rápidamente a casi cero.

Después de aproximadamente 2 segundos, también volverá bruscamente a su posición original. Esto indica que el dispositivo puntero mostró un pulso de bajo nivel. En este caso, el LED también se iluminará a través de la salida del elemento DD1.2. Si repite este experimento varias veces, los resultados deberían ser los mismos.

Si se conecta un paralelo más al condensador, con una capacidad de 1000 μF, la duración del pulso en la salida se triplicará.

Si la resistencia R1 se reemplaza por un valor variable de aproximadamente 2 Kom, entonces al rotarla, es posible cambiar la duración del impulso de salida hasta cierto punto. Si desenrosca la resistencia para que su resistencia sea inferior a 100 ohmios, entonces el disparo simple simplemente deja de generar pulsos.

De los experimentos realizados, se pueden sacar las siguientes conclusiones: cuanto mayor es la resistencia de la resistencia y la capacitancia del capacitor, mayor es el pulso generado por un solo disparo.En este caso, la resistencia R1 y el condensador C1 son un circuito de temporización RC, del cual depende la duración del pulso generado.

Si la capacidad del condensador y la resistencia de la resistencia se reducen significativamente, por ejemplo, colocando un condensador con una capacidad de 0.01 μF, entonces simplemente no es posible detectar pulsos con indicadores en forma de voltímetro o incluso un LED, ya que resultarán muy cortos.

La figura 1b muestra los diagramas de tiempo del funcionamiento de un solo vibrador. Ayudarán a comprender su trabajo.

En el estado inicial de espera, la entrada 1 del elemento DD1.1 no está conectada a ninguna parte, ya que los contactos del botón todavía están abiertos. Tal estado, como se escribió en las partes anteriores de nuestro artículo, no es más que una unidad. Más a menudo, dicha entrada no se deja "colgar" en el aire, y a través de una resistencia con una resistencia de 1 KΩ, se conecta al circuito de alimentación de + 5V. Esta conexión atenúa la interferencia de entrada.

En la entrada del elemento DD1.2, el nivel de voltaje es bajo, debido a la resistencia R1 conectada a él. por lo tanto, en la salida del elemento DD1.2 habrá un nivel correspondientemente alto, que se dirige a la entrada del elemento DD1.1, que es la parte superior del circuito. Por lo tanto, en ambas entradas DD1.1 un nivel alto, que da un nivel bajo en su salida, y el condensador C1 está casi completamente descargado.

Cuando se presiona el botón, la entrada 1 del elemento DD1.1 se suministra con un pulso de disparo de bajo nivel, que se muestra en el gráfico superior. Por lo tanto, el elemento DD1.1 entra en un solo estado. En este momento, aparece un frente positivo en su salida, que se transmite a través del condensador C1 a la entrada del elemento DD1.2, lo que hace que este último pase de la unidad a cero. El mismo cero está presente en la entrada 2 del elemento DD1.1, por lo que permanecerá en el mismo estado después de abrir el botón SB1, es decir, incluso al final del impulso de activación.

Una caída de tensión positiva en la salida del elemento DD1.1 a través de la resistencia R1 carga el condensador C1, por lo que disminuye la tensión en la resistencia R1. Cuando este voltaje se reduce a un umbral, el elemento DD1.2 pasa al estado de la unidad y DD1.1 cambia a cero.

Con este estado de los elementos lógicos, el condensador se descargará a través de la entrada del elemento DD1.2 y la salida DD1.1. Por lo tanto, el disparo único volverá al modo de espera para el siguiente impulso de activación o simplemente al modo de espera.

Sin embargo, al realizar experimentos con un solo vibrador, no se debe olvidar que la duración del impulso de activación debe ser menor que la salida. Si el botón simplemente se mantiene presionado, será imposible esperar pulsos en la salida.

Boris Aladyshkin

Continuación del artículo: Fichas lógicas. Parte 6