Loogiset sirut. Osa 5 - Yksi tärinä

Yksittäisen täryttimen kaavio ja sen toimintaperiaate aikakaavion mukaan.

edellinen artikkeli Se kerrottiin logiikkapiirille K155LA3 tehdyistä multivibraattoreista. Tämä tarina olisi epätäydellinen, jos ei mainita vielä eräänlaista monivibraattoria, ns. Yksivärähtelyä.

Yksi vibraattori

Yksi vibraattori on yksi pulssigeneraattori. Hänen työnsä logiikka on seuraava: jos yksittäisen laukauksen tuloon kohdistetaan lyhyt pulssi, sen lähdössä syntyy pulssi, jonka kesto annetaan RC-ketjulla.

Tämän pulssin päätyttyä, yksittäiskuva siirtyy seuraavan liipaisupulssin valmiustilaan. Tämän takia yhtä tärinää kutsutaan usein valmiustila-monivibraattoriksi. Yksinkertaisin yksivärähtelypiiri on esitetty kuvassa 1. Käytännössä tämän piirin lisäksi käytetään useita tusinaa yksivärähtelijää.

Kuva 1. Yksinkertaisin yksittäinen tärytin.

Kuvio la näyttää yhden tärinäpiirin ja kuvio 1b näyttää sen ajoituskaaviot. Yksi vibraattori sisältää kaksi loogiset elementit: Ensimmäistä niistä käytetään 2N-NOT-elementtinä, kun taas toinen kytketään päälle invertteripiirin mukaisesti.

WYksittäiskuva käynnistetään SB1-painikkeella, vaikka tämä on tarkoitettu vain opetustarkoituksiin. Itse asiassa tähän tuloon voidaan ohjata muiden mikrosirien signaali. Lähtöön on kytketty myös LED-merkkivalo, joka näkyy myös kaaviossa tilan ilmaisemiseksi. Se ei tietenkään ole osa yhtä tärinää, joten se voidaan jättää pois.

Kondensaattori C1 valitsi suuren kapasiteetin. Tämä tehdään siten, että pulssin kesto on riittävä osoittamaan osoitinlaitteella, jolla on suuri hitaus. Kondensaattorin minimikapasitanssi, jolla pulssi on edelleen mahdollista ilmaista 50 μF: n valintamittarilla, vastuksen R1 resistanssi on alueella 1 ... 1,5 kOhm.

Piirin yksinkertaistamiseksi olisi mahdollista tehdä ilman SB1-painiketta, sulkemalla yhden sirun lähtö yhteiseen johtoon. Mutta tällaisella ratkaisulla yhden laukauksen toiminnassa esiintyy joskus virheitä kosketuspommun takia. Yksityiskohtaista keskustelua tästä ilmiöstä ja sen käsittelymenetelmistä käsitellään vähän myöhemmin laskurien ja taajuusmittarin kuvauksessa.

Kun yksi laukaus on koottu ja virta on käytetty, mittaamme jännitteen molempien elementtien tuloissa ja ulostuloissa. Elementin DD1.1 ulostulossa 2 ja elementin DD1.2 ulostulolla 8 tulisi olla korkea taso ja elementin DD1.1 ulostulossa - matala. Siksi voimme sanoa, että valmiustilassa toinen elementti, lähtö, on yksitilassa ja ensimmäinen on nolla-tilassa.

nyt kytke volttimittari elementin DD1.2 ulostulossa - voltmetri näyttää korkean tason. Sitten, tarkkailemalla laitteen nuolta, paina lyhyesti painiketta SB1. nuoli poikkeaa nopeasti nollasta.

Noin 2 sekunnin kuluttua se myös palaa jyrkästi alkuperäiseen asentoonsa. Tämä osoittaa, että osoitinlaitteella oli alhainen pulssi. Tässä tapauksessa LED-valo syttyy myös DD1.2-elementin lähdön kautta. Jos toistat tämän kokeen useita kertoja, tulosten tulisi olla samat.

Jos kondensaattoriin on kytketty vielä yksi rinnakkainen - kapasiteetilla 1000 μF, pulssin kesto ulostulossa kolminkertaistuu.

Jos vastus R1 korvataan muuttuvalla arvolla noin 2 Kom, niin kiertämällä sitä on mahdollista muuttaa lähtöpulssin kestoa jossain määrin. Jos ruuvaa vastus niin, että sen vastus laskee alle 100 ohmia, yksittäiskuva lakkaa yksinkertaisesti tuottamasta pulsseja.

Suoritettujen kokeiden perusteella voidaan tehdä seuraavat johtopäätökset: mitä suurempi vastuksen resistanssi ja kondensaattorin kapasitanssi, sitä pidempi yksittäisen laukauksen syke on.Tässä tapauksessa vastus R1 ja kondensaattori C1 ovat ajoitus-RC-piiri, josta generoidun pulssin kesto riippuu.

Jos kondensaattorin kapasitanssi ja vastuksen resistanssi vähenevät merkittävästi esimerkiksi asettamalla kondensaattori, jonka kapasiteetti on 0,01 μF, niin pulssien osoittaminen volttimittarin tai jopa LEDin muodossa ei yksinkertaisesti ole mahdollista, koska ne osoittautuvat erittäin lyhyiksi.

Kuvio 1b näyttää yksittäisen täryttimen ajoituskaaviot. He auttavat ymmärtämään hänen työtään.

Alkuvalmiustilassa DD1.1-elementin tuloa 1 ei ole kytketty mihinkään, koska painikkeen koskettimet ovat edelleen avoinna. Sellainen tila, kuten artikkelisi edellisissä osissa on kirjoitettu, ei ole muuta kuin yksikkö. Useimmiten tällaista tuloa ei jätetä “roikkumaan” ilmassa, ja sen vastus, jonka resistanssi on 1 K it, kytketään + 5V: n virtalähdepiiriin. Tämä yhteys heikentää tulohäiriöitä.

Elementin DD1.2 tulossa jännitetaso on alhainen siihen kytketyn vastuksen R1 takia. sen vuoksi elementin DD1.2 ulostulossa on vastaavasti korkea taso, joka menee elementin DD1.1 tuloon, joka on piirin yläosa. Siksi molemmissa tuloissa DD1.1 on korkea taso, joka antaa matalan tason lähtöään, ja kondensaattori C1 purkautuu melkein kokonaan.

Kun painiketta painetaan, DD1.1-elementin sisääntuloon 1 syötetään matalan tason liipaisupulssi, joka on esitetty ylemmässä kuvaajassa. Siksi elementti DD1.1 menee yhteen tilaan. Tällä hetkellä sen ulostulossa ilmestyy positiivinen etuosa, joka lähetetään kondensaattorin C1 kautta elementin DD1.2 tuloon, mikä saa viimeksi mainitun siirtymään yhdestä nollaan. Sama nolla on DD1.1-elementin tulossa 2, joten se pysyy samassa tilassa SB1-painikkeen avaamisen jälkeen, ts. Laukaisupulssin lopussa.

Positiivinen jännitteen pudotus elementin DD1.1 ulostulossa vastuksen R1 kautta lataa kondensaattorin C1, minkä vuoksi vastuksen R1 jännite laskee. Kun tämä jännite alennetaan kynnysarvoon, elementti DD1.2 siirtyy yksikkötilaan ja DD1.1 muuttuu nollaan.

Tässä logiikkaelementtien tilassa kondensaattori purkautuu elementin DD1.2 tulon ja lähdön DD1.1 kautta. Siten yksi kuva palaa valmiustilaan seuraavaa liipaisupulssia varten tai yksinkertaisesti valmiustilaan.

Kun kuitenkin suoritetaan kokeita yhdellä vibraattorilla, ei pidä unohtaa, että laukaisupulssin keston on oltava lyhyempi kuin lähtö. Jos painiketta pidetään yksinkertaisesti painettuna, on mahdotonta odottaa mitään pulsseja ulostulossa.

Boris Aladyshkin

Artikkelin jatko: Loogiset sirut. Osa 6