Loģikas mikroshēmas. 5. daļa - viens vibrators

Viena vibratora shēma un tā darbības princips atbilstoši laika diagrammai.

Iekšā iepriekšējais raksts Tika stāstīts par multivibratoriem, kas izgatavoti uz loģiskās mikroshēmas K155LA3. Šis stāsts būtu nepilnīgs, ja neminētu vēl viena veida multivibratoru, tā saukto viena vibratora veidu.

Viens vibrators

Viens vibrators ir viena impulsa ģenerators. Viņa darba loģika ir šāda: ja uz viena šāviena ievadi tiek piemērots īss impulss, tad tā izejā tiek izveidots impulss, kura ilgumu norāda RC ķēde.

Pēc šī impulsa beigām viens kadrs nonāk nākamā sprūda impulsa gaidīšanas režīmā. Tāpēc vienu vibratoru bieži sauc par gaidīšanas režīma multivibratoru. Vienkāršākā viena vibratora shēma ir parādīta 1. attēlā. Praksē papildus šai ķēdei tiek izmantoti vairāki desmiti viena vibratora variantu.

1. attēls. Vienkāršākais vibrators.

1.a attēlā parādīta viena vibratora shēma, un 1.b attēlā parādītas tā laika diagrammas. Vienā vibrators satur divus loģiski elementi: Pirmais no tiem tiek izmantots kā 2N-NOT elements, bet otrais ir ieslēgts atbilstoši invertora ķēdei.

3viens kadrs tiek sākts, izmantojot pogu SB1, lai gan tas ir paredzēts tikai izglītības vajadzībām. Faktiski uz šo ieeju var attiecināt signālu no citām mikroshēmām. Izvadei ir pievienots arī LED indikators, kas parādīts diagrammā, lai norādītu statusu. Protams, tā nav viena vibratora sastāvdaļa, tāpēc to var izlaist.

Kondensators C1 izvēlēts ar lielu ietilpību. Tas tiek darīts tā, lai impulsa ilgums būtu pietiekams indikācijai ar rādītāja ierīci ar lielu inerci. Kondensatora minimālā kapacitāte, pie kuras joprojām ir iespējams noteikt impulsu ar skalas mērierīci 50 μF, rezistora R1 pretestība ir diapazonā no 1 ... 1,5 kOhm.

Lai vienkāršotu ķēdi, būtu iespējams iztikt bez pogas SB1, aizverot 1 mikroshēmas izeju kopējam vadam. Bet ar šādu risinājumu kontakta lielības dēļ dažreiz rodas darbības traucējumi viena šāviena darbībā. Detalizēta diskusija par šo parādību un tās novēršanas metodēm tiks apskatīta nedaudz vēlāk skaitītāju un frekvences mērītāja aprakstā.

Pēc viena kadra samontēšanas un jaudas pielietošanas mēs izmērām spriegumu pie abu elementu ieejām un izejām. Elementa DD1.1 izejā 2 un elementa DD1.2 izejā 8 jābūt augstam līmenim, bet elementa DD1.1 izejai - zemam. Tāpēc mēs varam teikt, ka gaidīšanas režīmā otrais elements, izeja, ir vienotā stāvoklī, un pirmais ir nulles stāvoklī.

Tagad pievienojiet voltmetru uz elementa DD1.2 izejas - voltmetrs parādīs augstu līmeni. Pēc tam, vērojot ierīces bultiņu, īsi nospiediet pogu SB1. bultiņa ātri novirzās gandrīz līdz nullei.

Pēc apmēram 2 sekundēm tas arī strauji atgriezīsies sākotnējā stāvoklī. Tas norāda, ka rādītāja ierīce parādīja zemu impulsa līmeni. Šajā gadījumā gaismas diode iedegsies arī caur DD1.2 elementa izeju. Ja jūs atkārtojat šo eksperimentu vairākas reizes, tad rezultātiem jābūt vienādiem.

Ja kondensatoram ir pievienota vēl viena paralēle - ar jaudu 1000 μF, impulsa ilgums pie izejas trīskāršosies.

Ja rezistors R1 tiek aizstāts ar mainīgu vērtību aptuveni 2 Kom, tad, pagriežot to, ir iespējams zināmā mērā mainīt izejas impulsa ilgumu. Ja atskrūvējat rezistoru tā, lai tā pretestība būtu mazāka par 100 omi, tad viens kadrs vienkārši pārtrauc ģenerēt impulsus.

No veiktajiem eksperimentiem var izdarīt šādus secinājumus: jo lielāka rezistora pretestība un kondensatora kapacitāte, jo ilgāks impulss, ko rada viens šāviens.Šajā gadījumā rezistors R1 un kondensators C1 ir laika noteikšanas RC shēma, no kuras atkarīgs ģenerētā impulsa ilgums.

Ja kondensatora kapacitāte un rezistora pretestība ir ievērojami samazināta, piemēram, ievietojot kondensatoru ar ietilpību 0,01 μF, tad vienkārši nav iespējams noteikt impulsus ar indikatoriem voltmetra vai pat LED formā, jo tie izrādīsies ļoti īsi.

1.b attēlā parādītas viena vibratora darbības laika diagrammas. Viņi palīdzēs izprast viņa darbu.

Sākotnējā gaidstāves stāvoklī DD1.1 elementa 1. ieeja nekur nav savienota, jo pogas kontakti joprojām ir atvērti. Šāds stāvoklis, kā tika rakstīts mūsu raksta iepriekšējās daļās, ir nekas cits kā vienība. Biežāk šāda ievade netiek atstāta, lai “karājas” gaisā, un caur rezistoru ar pretestību 1 KΩ tas tiek savienots ar + 5V barošanas ķēdi. Šis savienojums samazina ievades traucējumus.

Elementa DD1.2 ieejā sprieguma līmenis ir zems, jo tam pievienots rezistors R1. tāpēc pie elementa DD1.2 izejas būs attiecīgi augsts līmenis, kas nonāk pie elementa DD1.1 ieejas, kas ir ķēdes augšdaļa. Tāpēc abās ieejās DD1.1 ir augsts līmenis, kas izvada zemu līmeni, un kondensators C1 ir gandrīz pilnībā izlādējies.

Kad tiek nospiesta poga, DD1.1 elementa 1. ievade tiek piegādāta ar zema līmeņa sprūda impulsu, kas parādīts augšējā diagrammā. Tāpēc elements DD1.1 nonāk vienā stāvoklī. Šajā brīdī tās izejā parādās pozitīva fronte, kas caur kondensatoru C1 tiek pārraidīta uz elementa DD1.2 ieeju, kas liek pēdējam pāriet no vienotības uz nulli. Tāda pati nulle ir DD1.1 elementa 2. ieejā, tāpēc pēc SB1 pogas atvēršanas tas paliks tādā pašā stāvoklī, tas ir, pat iedarbināšanas impulsa beigās.

Pozitīvs sprieguma kritums pie elementa DD1.1 izejas caur rezistoru R1 uzlādē kondensatoru C1, tāpēc spriegums pie rezistora R1 samazinās. Kad šis spriegums tiek samazināts līdz slieksnim, elements DD1.2 pāriet vienības stāvoklī, un DD1.1 pārslēdzas uz nulli.

Ar šo loģisko elementu stāvokli kondensators tiks izlādēts caur elementa DD1.2 un izejas DD1.1 ievadi. Tādējādi viens kadrs atgriezīsies gaidīšanas režīmā nākamajam izsaucošajam impulsam vai vienkārši gaidīšanas režīmam.

Tomēr, veicot eksperimentus ar vienu vibratoru, nevajadzētu aizmirst, ka iedarbināšanas impulsa ilgumam jābūt mazākam par izejas signālu. Ja pogu vienkārši tur nospiestu, izejā nebūs iespējams gaidīt nekādus impulsus.

Boriss Aladyshkin

Raksta turpinājums: Loģikas mikroshēmas. 6. daļa