Logikai chipek. 5. rész - Egy vibrátor

Egyetlen vibrátor vázlata és működésének elve az idődiagram szerint.

az előző cikk Meséltek a K155LA3 logikai chipen elkészített multivibrátorokról. Ez a történet hiányos lenne, ha nem említenénk még egyfajta multivibrátort, az úgynevezett egyvibrátort.

Egyetlen vibrátor

Az egyetlen vibrátor egyetlen impulzusgenerátor. Munkájának logikája a következő: ha egy rövid lövést alkalmaznak az egylövésű bemenetre, akkor egy impulzus alakul ki annak kimenetén, amelynek időtartamát egy RC lánc adja meg.

Miután ez az impulzus véget ér, az egy lövés a következő indító impulzus készenléti állapotába kerül. Emiatt egy vibrátort gyakran készenléti multivibrátornak hívnak. A legegyszerűbb egyvibrátoros áramkört az 1. ábra szemlélteti. A gyakorlatban ezen az áramkörön kívül több tucat egyvibrátor-változatot használnak.

1. ábra. A legegyszerűbb vibrátor.

Az 1a. Ábra egyetlen vibrációs áramkört mutat, az 1b. Ábra pedig az időzítési diagramjait. Az egyetlen vibrátor kettőt tartalmaz logikai elemek: Az elsőt 2N-NOT elemként használják, míg a második az inverter áramköre szerint be van kapcsolva.

WAz egyszeri felvétel az SB1 gombbal indul el, bár ez csak oktatási célokat szolgál. Valójában erre a bemenetre más mikroáramkörökből származó jelek adhatók. Az ábrán látható LED-jelző is csatlakozik a kimenethez az állapot jelzésére. Természetesen nem egy vibrátor része, ezért kihagyható.

A C1 kondenzátor kiválasztotta a nagy kapacitást. Ez úgy történik, hogy az impulzus időtartama elegendő legyen a nagy tehetetlenségű mutatóeszköz megjelenítéséhez. A kondenzátor minimális kapacitása, amelynél továbbra is lehetséges az impulzus észlelése 50 μF tárcsával, az R1 ellenállás ellenállása 1 ... 1,5 kOhm tartományban van.

Az áramkör egyszerűsítése érdekében az SB1 gomb nélkül is el lehet végezni az 1 chip kimenetének közös vezetékre történő bezárását. De egy ilyen megoldás esetén az egylövés működésében hibás működés fordulhat elő az érintkezés visszapattanása miatt. Ennek a jelenségnek a részletes ismertetését és kezelésének módjait egy kicsit később a számlálók és a frekvenciamérő leírása tárgyalja.

Az egy lövés összeszerelése és a tápellátás után megmérjük a feszültséget mindkét elem be- és kimenetein. A DD1.1 elem 2. kimeneten és a DD1.2 elem 8. kimeneten magas szintnek, a DD1.1 elem kimenetén pedig alacsonynak kell lennie. Ezért elmondhatjuk, hogy készenléti állapotban a második elem, a kimenet, egyetlen állapotban van, és az első nulla állapotban van.

most csatlakoztasson egy voltmérőt a DD1.2 elem kimenetén - a voltmérő magas szintet mutat. Ezután a készülék nyílát megfigyelve röviden nyomja meg az SB1 gombot. a nyíl gyorsan szinte nullára esik.

Körülbelül 2 másodperc múlva ez is élesen visszatér eredeti helyzetébe. Ez azt jelzi, hogy a mutatóeszköz alacsony szintű pulzust mutatott. Ebben az esetben a LED a DD1.2 elem kimenetén keresztül is világít. Ha ismételje meg ezt a kísérletet, akkor az eredményeknek azonosaknak kell lenniük.

Ha még egy párhuzamos csatlakozik a kondenzátorhoz - 1000 μF kapacitással, az impulzus időtartama a kimeneten háromszorosá válik.

Ha az R1 ellenállást körülbelül 2 Kom változó értékkel cseréljük ki, akkor forgatva ez bizonyos mértékben megváltoztathatja a kimeneti impulzus időtartamát. Ha az ellenállást úgy csavarja le, hogy ellenállása kevesebb mint 100 ohm legyen, akkor az egyetlen lövés egyszerűen leállítja az impulzusok generálását.

Az elvégzett kísérletekből az alábbi következtetéseket lehet levonni: minél nagyobb az ellenállás ellenállása és a kondenzátor kapacitása, annál hosszabb az egyetlen lövés által generált impulzus.Ebben az esetben az R1 ellenállás és a C1 kondenzátor egy időzítő RC áramkör, amelytől a generált impulzus időtartama függ.

Ha a kondenzátor kapacitása és az ellenállás ellenállása jelentősen csökken, például egy 0,01 μF kapacitású kondenzátor elhelyezésével, akkor egyszerűen nem lehet detektálni az impulzusokat voltmérő vagy akár LED formájában, mivel ezek nagyon rövidek.

Az 1b. Ábra egy vibrátor működésének ütemezési diagramjait mutatja. Segítik megérteni munkáját.

A kezdeti, készenléti állapotban a DD1.1 elem 1. bemenete nincs sehol csatlakoztatva, mivel a gomb érintkezői még mindig nyitottak. Az ilyen állapot, amint azt cikkünk korábbi részeiben írták, nem más, mint egység. Gyakran előfordul, hogy egy ilyen bemenetet nem hagynak „lefagyni” a levegőben, és 1 KΩ ellenállású ellenálláson keresztül csatlakoztatják a + 5 V tápáramkörhöz. Ez a kapcsolat csökkenti a bemeneti interferenciát.

A DD1.2 elem bemeneténél a feszültségszint alacsony, az ehhez csatlakoztatott R1 ellenállás miatt. ezért a DD1.2 elem kimenetén ennek megfelelően magas szint lesz, amely a DD1.1 elem bemenetéhez vezet, amely az áramkör teteje. Ezért mindkét DD1.1 bemeneten magas szint, ami kimeneten alacsony szintű, és a C1 kondenzátor majdnem teljesen lemerült.

A gomb megnyomásakor a DD1.1 elem 1. bemenete alacsony szintű trigger impulzussal van ellátva, a felső grafikonon. Ezért a DD1.1 elem egyetlen állapotba kerül. Ebben a pillanatban pozitív front jelenik meg a kimenetén, amelyet a C1 kondenzátoron továbbítanak a DD1.2 elem bemenetére, ami utóbbit egységről nullára változtat. Ugyanaz a nulla van jelen a DD1.1 elem 2. bemenetén, tehát az SB1 gomb kinyitása után ugyanazon az állapotban marad, azaz a kioldó impulzus végén is.

A pozitív feszültségcsökkenés a DD1.1 elem kimenetén az R1 ellenálláson keresztül feltölti a C1 kondenzátort, ezért az R1 ellenállás feszültsége csökken. Amikor ezt a feszültséget egy küszöbértékre csökkentik, a DD1.2 elem átvált az egység állapotába, és a DD1.1 nullára vált.

A logikai elemek ilyen állapotában a kondenzátor a DD1.2 elem bemenetén és a DD1.1 kimeneten keresztül ürül. Így az egyképes kép visszatér készenléti üzemmódba a következő kiváltó impulzushoz, vagy egyszerűen készenléti üzemmódba.

Egy vibrátorral végzett kísérletek során azonban nem szabad elfelejteni, hogy a kiváltó impulzus időtartamának kevesebbnek kell lennie, mint a kimenetnek. Ha a gombot egyszerűen lenyomva tartják, akkor lehetetlen várni minden impulzust a kimeneten.

Boris Aladyshkin

A cikk folytatása: Logikai chipek. 6. rész