Loginiai lustai. 6 dalis

Į ankstesnės straipsnio dalys buvo laikomi paprasčiausiais loginių elementų 2I-NOT įrenginiais. Tai savaime svyruojantis multivibratorius ir vienas šūvis. Pažiūrėkime, ką galima sukurti jų pagrindu.

Kiekvienas iš šių įtaisų gali būti naudojamas kaip dizainas kaip pagrindiniai generatoriai ir reikalingos trukmės impulsų formuotojai. Atsižvelgiant į tai, kad straipsnis yra skirtas tik orientacijai, o ne konkrečios sudėtingos grandinės aprašymas, apsiribojame keliais paprastais prietaisais, naudojančiais aukščiau pateiktas schemas.

Paprastos multivibratorių grandinės

Multivibratorius yra gana universalus įrenginys, todėl jo naudojimas yra labai įvairus. Ketvirtoje straipsnio dalyje buvo parodyta multivibratoriaus grandinė, pagrįsta trimis loginiais elementais. Kad neieškotumėte šios dalies, grandinė vėl parodyta 1 paveiksle.

Svyravimų dažnis esant diagramose nurodytiems parametrams bus apie 1 Hz. Papildydami tokį multivibratorių su LED indikatoriumi, galite gauti paprastą šviesos impulsų generatorių. Jei tranzistorius paimamas pakankamai galingas, pavyzdžiui, KT972, tai yra visiškai įmanoma padaryti mažą girliandas už mažą Kalėdų eglutę. Vietoj šviesos diodo prijungę DEM-4m telefono kapsulę, perjungdami multivibratorių galite išgirsti paspaudimus. Toks prietaisas gali būti naudojamas kaip metronomas mokantis groti muzikos instrumentais.

1 pav. Multivibratorius su trimis elementais.

Remiantis multivibratoriumi, labai paprasta padaryti garso dažnio generatorių. Norėdami tai padaryti, būtina, kad kondensatorius būtų 1 μF, ir kaip varžą R1 naudokite kintamą varžą 1,5 ... 2,2 KΩ. Toks generatorius, žinoma, neužblokuos viso garso diapazono, tačiau tam tikrose ribose virpesių dažnį galima pakeisti. Jei jums reikia generatoriaus su platesniu dažnių diapazonu, tai gali būti padaryta keičiant kondensatoriaus talpą naudojant jungiklį.

Protarpinis garso generatorius

Kaip multivibratoriaus naudojimo pavyzdį galime priminti grandinę, skleidžiančią pertraukiamą garso signalą. Norėdami jį sukurti, jums jau reikės dviejų multivibratorių. Šioje schemoje multivibratoriai ant dviejų loginių elementų, kurie leidžia surinkti tokį generatorių tik ant vieno lusto. Jos grandinė parodyta 2 paveiksle.

2 pav. Nutrūkusio pypsėjimo generatorius.

Elementų DD1.3 ir DD1.4 generatorius generuoja garso dažnio virpesius, kuriuos atkuria DEM-4m telefono kapsulė. Vietoj to galite naudoti bet kurį, kurio apvijos varža yra apie 600 omų. Diagramoje nurodžius C2 ir R2, garso virpesių dažnis yra apie 1000 Hz. Tačiau garsas bus girdimas tik tuo metu, kai DD1.1 ir DD1.2 elementų multivibratoriaus išvestyje 6 bus aukštas lygis, kuris leis multivibratoriui veikti su elementais DD1.3, DD1.4. Sustabdžius antrojo multivibratoriaus pirmojo žemo lygio multivibratoriaus išvestį, telefono kapsulėje nėra garso.

Norėdami patikrinti garso generatoriaus veikimą, 10-ąjį DD1.3 elemento išėjimą galima atjungti nuo DD1.2 6 išėjimo. Tokiu atveju turėtų skambėti nenutrūkstamas garso signalas (nepamirškite, kad jei loginio elemento įvestis niekur neprijungta, tada jo būsena laikoma aukštu lygiu).

Jei 10-asis kaištis yra sujungtas su bendra viela, pavyzdžiui, vieliniu megztiniu, tada garsas telefone nustos skambėti. (Tą patį galima padaryti nepažeidžiant dešimtosios išvesties jungties). Ši patirtis rodo, kad garso signalas girdimas tik tada, kai aukštas DD1.2 elemento išėjimas 6. Taigi pirmasis multivibratorius laiko antrą. Panaši schema gali būti taikoma, pavyzdžiui, signalizacijos įtaisams.

Apskritai, vielinis megztinis, sujungtas su bendra viela, yra plačiai naudojamas tiriant ir taisant skaitmenines grandines kaip žemo lygio signalą. Galime pasakyti, kad tai yra žanro klasika. Baimės naudoti tokį „deginimo“ metodą yra visiškai bergždžios. Be to, ne tik įėjimai, bet ir bet kurios serijos skaitmeninių mikroschemų išėjimai gali būti „pasodinti“ ant žemės. Tai prilygsta atviro išėjimo tranzistoriaus arba loginiam nuliniam lygiui, žemam lygiui.

Priešingai nei ką tik pasakyta, VISIŠKAI NETEIKIAMA MIKROKROVINIŲ JUNGTIS prie + 5 V CIRTOS: Jei išėjimo tranzistorius šiuo metu yra atidarytas (visa maitinimo šaltinio įtampa bus taikoma atviro išėjimo tranzistoriaus kolektoriaus - emiterio sekcijai), mikro grandinė sugenda. Atsižvelgiant į tai, kad visos skaitmeninės grandinės nestovi vietoje, bet visą laiką kažką daro, dirba impulsiniu režimu, išėjimo tranzistoriui nereikės laukti atviros būsenos.

Zondas, skirtas taisyti radijo įrangą

Naudodamiesi loginiais elementais 2I-NOT, galite sukurti paprastą generatorių radijo imtuvams sureguliuoti ir taisyti. Jo išėjimo metu galima gauti garso dažnio (RF) ir radijo dažnio (RF) svyravimus, moduliuotus RF. Generatoriaus grandinė parodyta 3 paveiksle.

3 pav. Imtuvų tikrinimo generatorius.

Ant elementų DD1.3 ir DD1.4 surenkamas mums jau pažįstamas multivibratorius. Jo pagalba generuojami garso dažnio virpesiai, kurie naudojami per keitiklį DD2.2 ir kondensatorių C5 per jungtį XA1 žemo dažnio stiprintuvui išbandyti.

Aukšto dažnio virpesių generatorius pagamintas ant elementų DD1.1 ir DD1.2. Tai taip pat pažįstamas multivibratorius, tik čia atsirado naujas elementas - induktorius L1 sujungtas nuosekliai su C1 ir C2 kondensatoriais. šio generatoriaus dažnį daugiausia lemia ritės L1 parametrai ir jį galima šiek tiek pakoreguoti naudojant kondensatorių C1.

Ant elemento DD2.1 surinktas radijo dažnio maišytuvas, kuris tiekiamas 1 įėjimui, o 2 įėjimui - naudojamas garso diapazono dažnis. Čia garso dažnis kontroliuoja radijo dažnį lygiai taip pat, kaip ir 2 paveiksle su pertraukiama garso signalo grandine: radijo dažnio įtampa DD2.1 elemento 3 gnybte atsiranda tuo momentu, kai aukštas DD1.4 elemento išėjimo lygis 11.

Norint gauti radijo dažnį nuo 3 iki 7 MHz, L1 ritė gali būti suvyniota ant rėmo, kurio skersmuo yra 8 mm. Į ritės vidų įdėkite strypo gabalą iš magnetinės antenos, pagamintos iš F600NM klasės ferito. L1 ritėje yra 50 ... 60 vielos PEV-2, 0,2 ... 0,3 mm, posūkių. Zondo dizainas yra savavališkas.

Norėdami maitinti, geriau naudoti zondo generatorių stabilizuotas įtampos šaltinisbet tu gali galvaninė baterija.

Vieno vibratoriaus pritaikymas

Paprasčiausias vieno vibratoriaus pritaikymas gali būti vadinamas šviesos signalizacijos įtaisu. Jos pagrindu galite sukurti taikinį šaudyti teniso kamuoliukus. Šviesos signalo įtaiso grandinė parodyta 4 paveiksle.

4 pav. Šviesos signalo įtaisas.

Pats taikinys gali būti gana didelis (kartonas arba fanera), o jo „obuolys“ yra maždaug 80 mm skersmens metalinė plokštė. Grandinės schemoje tai yra kontaktas SF1. Pataikius į taikinio centrą, kontaktai trumpam užsidaro, todėl lemputės mirksėjimas gali būti nepastebėtas. Siekiant užkirsti kelią tokiai situacijai, šiuo atveju naudojamas vienas šūvis: nuo trumpo paleidimo impulso lemputė užges bent sekundei. Tokiu atveju gaiduko impulsas pailgėja.

Jei norite, kad lempa neišgaruotų, o mirksėtų, indikatoriaus grandinėje turėtumėte naudoti tranzistorių KT814, keisdami kolektoriaus ir emiterio išėjimus. Naudodami šį ryšį, galite praleisti rezistorių bazinėje tranzistoriaus grandinėje.

Kaip vieno impulso generatorius, vienas kadras dažnai naudojamas taisant skaitmenines technologijas, norint patikrinti tiek atskirų mikroschemų, tiek ištisų kaskadų veikimą.Tai bus aptarta vėliau. Be to, ne vienas jungiklis arba, kaip jis vadinamas, analoginis dažnio matuoklis, gali išsiversti be vieno vibratoriaus.

Paprastas dažnio matuoklis

Ant keturių loginių K155LA3 lusto elementų galite surinkti paprastą dažnio matuoklį, leidžiantį išmatuoti signalus 20 ... 20 000 Hz dažniu. Kad būtų galima išmatuoti bet kokios formos signalo, pavyzdžiui, sinusoido, dažnį, jis turi būti konvertuotas į stačiakampius impulsus. Paprastai ši transformacija atliekama naudojant Schmitto trigerį. Jei galiu pasakyti, jis sinusinės bangos „impulsus“ švelniais frontais paverčia stačiakampiais su stačiais frontais ir nuosmukiais. Schmitto trigeris turi trigerio slenkstį. Jei įvesties signalas yra žemiau šios ribos, trigerio išvestyje nebus jokių impulsų sekų.

Susipažinimas su Schmitto trigerio darbu gali prasidėti nuo paprasto eksperimento. Jo laikymo schema parodyta 5 paveiksle.

5 pav. Schmitto trigeris ir jo darbo grafikai.

Įvesties sinusoidinio signalo modeliavimui naudojamos galvaninės baterijos GB1 ir GB2: kintamojo rezistoriaus R1 slankiklio perkėlimas į viršutinę grandinės padėtį imituoja teigiamą sinusoido pusės bangos bangą, o žemyn - neigiamą.

Eksperimentas turėtų prasidėti tuo, kad sukdami kintamo rezistoriaus R1 variklį, nustatykite jam nulinę įtampą, natūraliai valdydami ją voltmetru. Šioje padėtyje elemento DD1.1 išėjimas yra vienos būsenos, aukšto lygio, o elemento DD1.2 išėjimas yra loginis nulis. Tai yra pradinė būsena nesant signalo.

Prijunkite voltmetrą prie DD1.2 elemento išvesties. Kaip jau buvo parašyta aukščiau, išvažiavime matysime žemą lygį. Jei dabar pakanka lėtai pasukti kintamo rezistoriaus slankiklį iki galo į viršų pagal schemą, o tada žemyn iki sustojimo ir vėl atgal prie išėjimo DD1.2, prietaisas parodys elemento perjungimą iš žemo į aukštą lygį ir atvirkščiai. Kitaip tariant, išvestyje DD1.2 yra teigiamo poliškumo stačiakampiai impulsai.

Tokio Schmitto trigerio veikimą iliustruoja diagrama 5b paveiksle. Sinuso banga Schmitto trigerio įvestyje gaunama sukant kintamą rezistorių. Jo amplitudė yra iki 3V.

Kol teigiamos pusės bangos įtampa neviršija slenksčio (Uпор1), prietaiso išvestyje laikomas loginis nulis (pradinė būsena). Kai įėjimo įtampa padidėja sukant kintamąjį rezistorių laiku t1, įėjimo įtampa pasiekia slenkstinę įtampą (apie 1,7 V).

Abu elementai pereis į priešingą pradinę būseną: prietaiso išvestyje (elementas DD1.2) bus aukšto lygio įtampa. Tolesnis įvesties įtampos padidėjimas iki amplitudės vertės (3V) nekeičia įrenginio išėjimo būklės.

Dabar pasukite kintamąjį rezistorių priešinga kryptimi. Kai įvesties įtampa nukrinta iki antrosios, žemosios, slenkstinės įtampos Uпор2, kaip parodyta diagramoje, prietaisas persijungs į pradinę būseną. Taigi prietaiso išėjimas vėl nustatomas kaip loginis nulis.

Skiriamasis Schmitto trigerio bruožas yra šių dviejų slenksčių lygių buvimas. Jie sukėlė Schmitto trigerio histerezę. Histerezės kilpos plotis nustatomas pasirinkus rezistorių R3, nors ir ne per didelėse ribose.

Tolesnis kintamojo rezistoriaus pasukimas grandine žemyn sudaro neigiamą sinuso bangos pusę bangos įtaiso įvestyje. Tačiau mikroschemos viduje įtaisyti įvesties diodai tiesiog nukreipia neigiamą įvesties signalo pusės bangos bangą į bendrą laidą. Todėl neigiamas signalas neturi įtakos įrenginio veikimui.

6 pav. Dažnio matuoklio grandinė.

6 paveiksle parodyta paprasto dažnio matuoklio, pagaminto tik viename K155LA3 luste, schema. Ant elementų DD1.1 ir DD1.2 yra surenkamas Schmitto gaidukas, su prietaisu, su kurio veikimu mes ką tik susitikome. Likę du mikroschemos elementai naudojami matavimo impulsų formuotojui sukonstruoti.Faktas yra tas, kad stačiakampių impulsų trukmė Schmitto trigerio išvestyje priklauso nuo išmatuoto signalo dažnio. Šioje formoje bus matuojamas viskas, bet ne dažnis.

Prie Schmitto trigerio, kurį jau žinojome, buvo pridėta dar keletas elementų. Prie įėjimo sumontuotas kondensatorius C1. Jos užduotis yra praleisti garso dažnio virpesius dažnio matuoklio įvestyje, nes dažnio matuoklis yra skirtas veikti šiame diapazone, ir užblokuoti pastovaus signalo komponento praėjimą.

Diodas VD1 yra skirtas apriboti teigiamos pusės bangos lygį iki energijos šaltinio įtampos lygio, o VD2 nupjauna neigiamas įvesties signalo pusės bangas. Iš esmės vidinis apsauginis mikroschemos diodas gali gana gerai susidoroti su šia užduotimi, todėl VD2 įdiegti negalima. Todėl tokio dažnio matuoklio įėjimo įtampa yra per 3 ... 8 V. Norint padidinti prietaiso jautrumą, prie įvesties galima įmontuoti stiprintuvą.

Teigiamo poliškumo impulsai, kuriuos iš įvesties signalo sukuria Schmitto trigeris, tiekiami į matavimo impulsų formuotojo, įvesto ant elementų DD1.3 ir DD1.4, įvestį.

Kai elemento DD1.3 įvestyje pasirodys žemos įtampos, ji pereis į vienovę. Todėl per jį ir rezistorius R4 bus įkrautas vienas iš kondensatorių C2 ... C4. Tokiu atveju įtampa apatinėje DD1.4 elemento įvestyje padidės ir galų gale pasieks aukštą lygį. Nepaisant to, elementas DD1.4 išlieka loginio vieneto būsenoje, nes vis dar yra loginis nulis iš Schmitto trigerio išvesties jo viršutinėje įvestyje (DD1.2 išėjimas 6). Todėl per matavimo prietaisą PA1 teka labai nereikšminga srovė, prietaiso rodyklė praktiškai nenukrypsta.

Loginio vieneto pasirodymas Schmitto trigerio išvestyje perjungia elementą DD1.4 į loginio nulio būseną. Todėl srovė, kurią riboja varžų R5 ... R7 varžos, teka per rodyklės įtaisą PA1.

Tas pats įrenginys Schmitto trigerio išvestyje perjungs DD1.3 elementą į nulinę būseną. Tokiu atveju formuotojo kondensatorius pradeda išsikrauti. Sumažinus joje įtampą, elementas DD1.4 vėl nustatomas į loginio mazgo būseną, taip nutraukiant žemo lygio impulsą. Matavimo impulso padėtis išmatuoto signalo atžvilgiu parodyta 5d paveiksle.

Kiekvienai matavimo ribai matavimo impulso trukmė yra pastovi visame diapazone, todėl mikrotrauminio strėlės nukrypimo kampas priklauso tik nuo paties šio matavimo impulso pasikartojimo greičio.

Skirtingiems dažniams matavimo impulso trukmė skiriasi. Aukštesniems dažniams matavimo impulsas turėtų būti trumpas, o žemiems - šiek tiek didelis. Todėl norint užtikrinti viso garso dažnio diapazono matavimus, naudojami trys laiko nustatymo kondensatoriai C2 ... C4. Esant 0,2 μF talpos kondensatoriui, matuojami 20 ... 200 Hz dažniai, 0,02 μF - 200 ... 2000 Hz, o 2000 pF 2 ... 20 KHz talpa.

Dažnio matuoklis kalibruojamas lengviausiai naudojant garso generatorių, pradedant nuo žemiausio dažnio diapazono. Norėdami tai padaryti, įveskite signalą, kurio dažnis yra 20 Hz, ir pažymėkite rodyklės padėtį skalėje.

Po to duokite signalą, kurio dažnis yra 200 Hz, ir pasukite rezistorių R5, kad nustatytumėte rodyklę į paskutinę skalės padalą. Tiekdami 30, 40, 50 ... 190 Hz dažnius, pažymėkite rodyklės vietą skalėje. Panašiai derinimas atliekamas likusiose diapazonuose. Gali būti, kad reikės tikslesnio kondensatorių C3 ir C4 parinkimo, kad skalės pradžia sutaptų su 200 Hz ženklu pirmame diapazone.

Dėl šių paprastų konstrukcijų aprašymų leiskite man pabaigti šią straipsnio dalį. Kitoje dalyje mes kalbėsime apie paleidiklius ir jų pagrindus. Be to, pasakojimas apie logikos grandines būtų neišsamus.

Borisas Aladyškinas

Straipsnio tęsinys: Loginiai lustai. 7 dalis. Trigeriai. RS - gaidukas

El. Knyga -Pradedančiųjų vadovas AVR mikrovaldikliams