Loginiai lustai. 5 dalis - vienas vibratorius

Vieno vibratoriaus schema ir jo veikimo principas pagal laiko diagramą.

Į ankstesnis straipsnis Buvo pasakojama apie multivibratorius, pagamintus loginiame luste K155LA3. Ši istorija būtų neišsami, jei neminėtum dar vienos rūšies multivibratoriaus, vadinamojo vieno vibratoriaus.

Vienvietis vibratorius

Vienintelis vibratorius yra vieno impulso generatorius. Jo darbo logika yra tokia: jei vieno šūvio įėjimui taikomas trumpas impulsas, jo išvestyje sukuriamas impulsas, kurio trukmę nurodo RC grandinė.

Pasibaigus šiam impulsui, vienas kadras pereina į kito trigerio impulso budėjimo būseną. Dėl to vienas vibratorius dažnai vadinamas budėjimo režimo multivibratoriumi. Paprasčiausia vieno vibratoriaus grandinė parodyta 1 paveiksle. Praktikoje, be šios grandinės, naudojama kelios dešimtys vieno vibratoriaus rūšių.

1 pav. Paprasčiausias vibratorius.

1a paveiksle parodyta viena vibratoriaus grandinė, o 1b paveiksle parodyta jo laiko schema. Viename vibratoriuje yra du loginiai elementai: Pirmasis iš jų yra naudojamas kaip 2N-NOT elementas, o antrasis yra įjungtas pagal keitiklio grandinę.

3pavienis kadras pradedamas naudojant mygtuką SB1, nors tai tik švietimo tikslais. Tiesą sakant, į šį įvestį gali būti perduodamas kitų mikroschemų signalas. LED indikatorius, taip pat parodytas diagramoje, taip pat yra prijungtas prie išvesties, kad parodytų būseną. Žinoma, tai nėra vieno vibratoriaus dalis, todėl jo galima praleisti.

C1 kondensatorius pasirinktas dideliu pajėgumu. Tai atliekama taip, kad impulso trukmė būtų pakankama, kad būtų galima parodyti rodyklę, turinčią didelę inerciją. Mažiausia kondensatoriaus talpa, kurioje vis dar galima aptikti impulsą su 50 μF matuokliu, rezistoriaus R1 varža yra 1 ... 1,5 kOhm.

Norint supaprastinti grandinę, tai būtų galima padaryti be mygtuko SB1, uždarant 1 lusto išvestį į bendrą laidą. Tačiau esant tokiam sprendimui, dėl kontaktinio atšokimo kartais atsiranda nesklandumų veikiant vienu smūgiu. Išsamus šio reiškinio aptarimas ir jo sprendimo būdai bus aptariami šiek tiek vėliau skaitiklių ir dažnio matuoklio aprašyme.

Surinkę vieną kadrą ir įjungę galią, išmatuojame įtampą abiejų elementų įėjimuose ir išėjimuose. DD1.1 elemento 2 išvestyje ir DD1.2 elemento 8 išvestyje turėtų būti aukštas lygis, o DD1.1 elemento išvestyje - žemas. Todėl galime pasakyti, kad budėjimo režime antrasis elementas, išėjimas, yra vienos būsenos, o pirmasis - nulio.

Dabar prijunkite voltmetrą ant elemento DD1.2 išėjimo - voltmetras parodys aukštą lygį. Tada, stebėdami įrenginio rodyklę, trumpai paspauskite mygtuką SB1. rodyklė greitai nukrypsta iki beveik nulio.

Maždaug po 2 sekundžių jis taip pat staigiai grįš į pradinę padėtį. Tai rodo, kad rodyklės įtaisas rodė žemą pulsą. Tokiu atveju šviesos diodas taip pat įsižiebs per DD1.2 elemento išvestį. Jei pakartosite šį eksperimentą keletą kartų, tada rezultatai turėtų būti tokie patys.

Jei prie kondensatoriaus prijungiama dar viena paralelė - 1000 μF talpos, impulsų trukmė išėjimo srityje trigubės.

Jei rezistorius R1 pakeičiamas kintama reikšme apie 2 Kom, tada sukant ją, esant tam tikroms riboms, galima pakeisti išėjimo impulso trukmę. Jei atsukite rezistorių taip, kad jo varža būtų mažesnė nei 100 omų, tada vienas kadras tiesiog nustoja generuoti impulsus.

Iš atliktų eksperimentų galima padaryti šias išvadas: kuo didesnis rezistoriaus pasipriešinimas ir kondensatoriaus talpa, tuo ilgesnį laiką sukuria vieno šūvio impulsas.Tokiu atveju rezistorius R1 ir kondensatorius C1 yra laiko nustatymo RC grandinė, nuo kurios priklauso generuojamo impulso trukmė.

Jei kondensatoriaus talpa ir rezistoriaus varža žymiai sumažėja, pavyzdžiui, pastačius kondensatorių, kurio talpa yra 0,01 μF, tiesiog neįmanoma aptikti impulsų su indikatoriais voltmetro ar net šviesos diodo pavidalu, nes jie pasirodys labai trumpi.

1b paveiksle pavaizduotos vieno vibratoriaus laiko diagramos. Jie padės suprasti jo darbą.

Pradinėje budėjimo būsenoje DD1.1 elemento 1 įvestis niekur neprijungta, nes mygtuko kontaktai vis dar yra atviri. Tokia būsena, kaip buvo parašyta ankstesnėse mūsų straipsnio dalyse, yra ne kas kita, kaip vienetas. Dažniau toks įėjimas nepaliekamas „kabėti“ ore, o per rezistorių, kurio varža 1 KΩ, jis yra prijungtas prie + 5 V maitinimo grandinės. Šis ryšys mažina įvesties trukdžius.

Elemento DD1.2 įvestyje įtampos lygis yra žemas, nes rezistorius R1 yra prijungtas prie jo. todėl elemento DD1.2 išvestyje bus atitinkamai aukštas lygis, kuris eina į elemento DD1.1, kuris yra grandinės viršutinė dalis, įvestį. Todėl abiejuose DD1.1 įėjimuose yra aukštas lygis, kuris jo išvestyje suteikia žemą lygį, o kondensatorius C1 yra beveik visiškai iškrautas.

Kai paspaudžiamas mygtukas, 1 DD1.1 elemento įėjimas tiekiamas su žemo lygio įjungimo impulsu, parodytu viršutinėje diagramoje. Todėl elementas DD1.1 pereina į vieną būseną. Šiuo metu jo išvestyje atsiranda teigiamas frontas, kuris per kondensatorių C1 perduodamas į elemento DD1.2 įvestį, dėl kurio pastarasis pereina nuo vienybės iki nulio. DD1.1 elemento 2 įvestyje yra tas pats nulis, todėl atidarius SB1 mygtuką jis išliks toje pačioje būsenoje, tai yra, net ir suveikimo impulso pabaigoje.

Teigiamas įtampos kritimas elemento DD1.1 išvestyje per rezistorių R1 įkrauna kondensatorių C1, todėl įtampa rezistoriuje R1 mažėja. Kai ši įtampa sumažinama iki slenksčio, elementas DD1.2 pereina į įrenginio būseną, o DD1.1 - į nulį.

Esant tokiai loginių elementų būsenai, kondensatorius bus iškrautas per elemento DD1.2 įvestį ir DD1.1 išėjimą. Taigi, vienas kadras grįš į budėjimo režimą, kai bus įjungiamas kitas gaiduko impulsas, arba tiesiog į budėjimo režimą.

Tačiau atliekant eksperimentus su vienu vibratoriumi, nereikia pamiršti, kad suveikiančio impulso trukmė turi būti trumpesnė už išvestį. Jei mygtukas bus tiesiog laikomas nuspaustas, bus neįmanoma laukti jokių impulsų išvestyje.

Borisas Aladyškinas

Straipsnio tęsinys: Loginiai lustai. 6 dalis