Logički čipovi. Dio 5 - Jedan vibrator

Shema pojedinog vibratora i princip njegovog rada prema vremenskom dijagramu.

prethodni članak Pričalo se o multivibratorima napravljenim na logičkom čipu K155LA3. Ova bi priča bila nepotpuna da se ne spominje još jedna vrsta multivibatora, takozvani single-vibrator.

Jedan vibrator

Jedan vibrator je generator jednog impulsa. Logika njegovog rada je sljedeća: ako se na ulaz pojedinog kadra primijeni kratki impuls, tada se na njegovom izlazu generira impuls, čije trajanje daje RC lanac.

Nakon završetka ovog impulsa, single-shot prelazi u stanje pripravnosti sljedećeg okidača. Zbog toga se jedan vibrator često naziva i standby multivibrator. Najjednostavniji jedno-vibratorski krug prikazan je na slici 1. U praksi se pored ovog kruga koristi i nekoliko desetaka sorti jedno-vibratora.

Slika 1. Najjednostavniji pojedinačni vibrator.

Na slici 1a prikazan je jedan krug vibratora, a na slici 1b prikazani su vremenski dijagrami. Jedan vibrator sadrži dva logički elementi: Prvi se koristi kao 2N-NOT element, dok je drugi uključen prema krugu pretvarača.

Wsingle shot se pokreće tipkom SB1, iako je to isključivo u obrazovne svrhe. Zapravo, signal iz drugih mikro krugova može se primijeniti na ovaj ulaz. LED indikator, koji je također prikazan na dijagramu, također je spojen na izlaz za označavanje statusa. Naravno, nije dio jednog vibratora, pa se može izostaviti.

Kondenzator C1 odabran je velikog kapaciteta. To se izvodi tako da impuls ima trajanje dovoljno za indikaciju s pokazivačkim uređajem koji ima veliku inerciju. Minimalni kapacitet kondenzatora na kojem je još uvijek moguće detektirati impuls s brojčanikom za biranje 50 μF, otpor otpornika R1 nalazi se u rasponu od 1 ... 1,5 kOhm.

Da bi se krug pojednostavio, bilo bi moguće bez gumba SB1, zatvaranje izlaza 1 čipa na zajedničku žicu. No s takvim se rješenjem ponekad mogu dogoditi kvarovi u radu jednog pogotka zbog odskočnog kontakta. Detaljna rasprava o ovom fenomenu i načinima njegova bavljenja raspravljat će se malo kasnije u opisu brojača i mjerača frekvencije.

Nakon što se sastavi jednostruki udarac i primijeni snaga, mjerimo napon na ulazima i izlazima oba elementa. Na izlazu 2 elementa DD1.1 i na izlazu 8 elementa DD1.2 trebala bi postojati visoka razina, a na izlazu elementa DD1.1 - niska. Prema tome, možemo reći da je u stanju pripravnosti drugi element, izlaz, u jednom stanju, a prvi u nultom stanju.

sada spojite voltmetar na izlazu elementa DD1.2 - voltmetar će pokazati visoku razinu. Zatim, promatrajući strelicu uređaja, kratko pritisnite tipku SB1. strelica brzo odstupa na gotovo nulu.

Nakon otprilike 2 sekunde, također će se oštro vratiti u prvobitni položaj. To ukazuje da je pokazivački uređaj pokazao impuls niske razine. U ovom slučaju će se LED također upaliti kroz izlaz DD1.2 elementa. Ako ponovite ovaj eksperiment nekoliko puta, rezultati bi trebali biti isti.

Ako je na kondenzator spojena još jedna paralela - kapaciteta 1000 μF, trajanje impulsa na izlazu utrostručit će se.

Ako je otpornik R1 zamijenjen promjenjivom vrijednošću od oko 2 Kom, tada je njegovim zakretanjem moguće mijenjati trajanje izlaznog impulsa do određene mjere. Ako odvijte otpornik tako da njegov otpor postane manji od 100 ohma, tada jedan hitac jednostavno zaustavlja generiranje impulsa.

Iz izvedenih pokusa mogu se izvući sljedeći zaključci: što je veći otpor otpornika i kapacitet kondenzatora, to je duže vrijeme generirano jednim pucanjem.U ovom slučaju su otpornik R1 i kondenzator C1 vremenski RC krug, o kojem ovisi trajanje generiranog impulsa.

Ako se kapacitivnost kondenzatora i otpor otpornika značajno smanje, na primjer, stavljanjem kondenzatora kapaciteta 0,01 μF, tada jednostavno nije moguće otkriti impulse s indikatorima u obliku voltmetra ili čak LED, jer će se ispostaviti da su vrlo kratki.

Na slici 1b prikazani su vremenski dijagrami rada pojedinog vibratora. Oni će pomoći razumjeti njegov rad.

U početnom stanju pripravnosti, ulaz 1 DD1.1 elementa nije nigdje spojen, jer su kontakti gumba i dalje otvoreni. Takvo stanje, kao što je napisano u prethodnim dijelovima našeg članka, nije ništa drugo nego jedinica. Češće se takav ulaz ne ostavlja da "visi" u zraku, a preko otpornika s otporom od 1 KΩ spojen je u strujni krug + 5V. Ta veza ublažava smetnje na ulazu.

Na ulazu elementa DD1.2, napon je nizak, zbog spoja otpornika R1. dakle, na izlazu elementa DD1.2 postojat će odgovarajuće visoka razina, koja ide na ulaz elementa DD1.1, koji je vrh u krugu. Stoga su na oba ulaza DD1.1 visoka razina, koja na svom izlazu daju nisku razinu, a kondenzator C1 je gotovo potpuno ispražnjen.

Kada se pritisne tipka, ulazu 1 DD1.1 elementa isporučuje se impulsni okidač niske razine, prikazan na gornjem grafu. Stoga element DD1.1 prelazi u jedno stanje. U ovom se trenutku na njegovom izlazu pojavljuje pozitivna fronta koja se putem kondenzatora C1 prenosi na ulaz elementa DD1.2, zbog čega potonji ide iz jedinstva u nulu. Ista nula prisutna je na ulazu 2 elementa DD1.1, tako da će ostati u istom stanju i nakon otvaranja tipke SB1, to jest čak i na kraju okidača.

Pozitivan pad napona na izlazu elementa DD1.1 kroz otpornik R1 napuni kondenzator C1, zbog čega se napon na otporniku R1 smanjuje. Kada se ovaj napon smanji na prag, element DD1.2 prelazi u jedinično stanje, a DD1.1 prelazi u nulu.

S takvim stanjem logičkih elemenata kondenzator će se isprazniti preko ulaza elementa DD1.2 i izlaza DD1.1. Tako će se jedan snimak vratiti u stanje pripravnosti za sljedeći okidački impuls ili jednostavno u stanje pripravnosti.

Međutim, tijekom provođenja eksperimenata s jednim vibratorom, ne treba zaboraviti da trajanje okidnog impulsa mora biti manje od izlaznog. Ako se gumb jednostavno drži pritisnutom, tada će biti nemoguće čekati bilo kakve impulse na izlazu.

Boris Aladyshkin

Nastavak članka: Logički čipovi. 6. dio