ชิปลอจิก ตอนที่ 5 - หนึ่งตัวสั่น

รูปแบบของเครื่องสั่นเดี่ยวและหลักการทำงานของมันตามแผนภาพเวลา

บทความก่อนหน้า ได้มีการบอกเกี่ยวกับเครื่องมัลติพริวิเคเตอร์ที่ทำบนชิปตรรกะ K155LA3 เรื่องนี้จะไม่สมบูรณ์หากไม่พูดถึงมัลติไวเบรเตอร์อีกชนิดหนึ่งที่เรียกว่าเครื่องสั่นแบบเดี่ยว

เครื่องสั่นเดี่ยว

เครื่องสั่นเดี่ยวเป็นเครื่องกำเนิดสัญญาณพัลส์เดียว ตรรกะของการทำงานของเขามีดังนี้: หากมีการใช้พัลส์สั้นกับอินพุตของช็อตเดียวช็อตจะถูกสร้างขึ้นที่เอาท์พุทระยะเวลาที่กำหนดโดยสายโซ่ RC

หลังจากการเต้นของชีพจรสิ้นสุดลงช็อตเดียวจะเข้าสู่สถานะสแตนด์บายของพัลส์ทริกเกอร์ถัดไป ด้วยเหตุนี้ตัวสั่นเดี่ยวจึงมักเรียกว่ามัลติไวเบรเตอร์ วงจรตัวสั่นเพียงครั้งเดียวที่ง่ายที่สุดจะแสดงในรูปที่ 1 ในทางปฏิบัตินอกเหนือจากวงจรนี้จะใช้ตัวสั่นแบบเดี่ยวหลายสิบสายพันธุ์

รูปที่ 1 ระบบสั่นเดี่ยวที่ง่ายที่สุด

รูปที่ 1a แสดงวงจรตัวสั่นเพียงตัวเดียวและรูปที่ 1b แสดงแผนภาพเวลา เครื่องสั่นเดี่ยวประกอบด้วยสองเครื่อง องค์ประกอบตรรกะ: ตัวแรกถูกใช้เป็นองค์ประกอบ 2N-NOT ในขณะที่ตัวที่สองถูกเปิดใช้งานตามวงจรอินเวอร์เตอร์

Wการถ่ายภาพเดี่ยวเริ่มขึ้นโดยใช้ปุ่ม SB1 แม้ว่าจะใช้เพื่อการศึกษาเท่านั้น ที่จริงแล้วสัญญาณจาก microcircuits อื่นสามารถใช้กับอินพุตนี้ ตัวบ่งชี้ LED ที่แสดงในแผนภาพเชื่อมต่อกับเอาท์พุทเพื่อระบุสถานะ แน่นอนมันไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการสั่นสะเทือนเดียวดังนั้นจึงสามารถมองข้ามได้

ตัวเก็บประจุ C1 เลือกความจุขนาดใหญ่ สิ่งนี้ทำเพื่อให้ชีพจรมีระยะเวลาเพียงพอสำหรับการบ่งชี้ด้วยอุปกรณ์ตัวชี้ที่มีความเฉื่อยขนาดใหญ่ ความจุขั้นต่ำของตัวเก็บประจุที่ยังคงเป็นไปได้ในการตรวจจับชีพจรด้วยมาตรวัดการหมุน 50 μFความต้านทานของตัวต้านทาน R1 อยู่ในช่วง 1 ... 1.5 kOhm

เพื่อลดความซับซ้อนของวงจรคุณสามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้ปุ่ม SB1 โดยปิดเอาต์พุตของ 1 ชิปไปยังสายสามัญ แต่ด้วยวิธีการแก้ไขปัญหาดังกล่าวความผิดปกติในการทำงานของการถ่ายภาพครั้งเดียวอาจเกิดขึ้นเนื่องจากการตีกลับที่ติดต่อ การอภิปรายอย่างละเอียดเกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้และวิธีการจัดการกับมันจะถูกกล่าวถึงในภายหลังในรายละเอียดของตัวนับและตัววัดความถี่

หลังจากการประกอบหนึ่งนัดและใช้พลังงานเราจะวัดแรงดันที่อินพุตและเอาต์พุตขององค์ประกอบทั้งสอง เอาต์พุต 2 ขององค์ประกอบ DD1.1 และเอาต์พุต 8 ขององค์ประกอบ DD1.2 ควรสูงและเอาท์พุทขององค์ประกอบ DD1.1 ควรต่ำ ดังนั้นเราสามารถพูดได้ว่าในโหมดแสตนด์บายองค์ประกอบที่สองเอาต์พุตอยู่ในสถานะเดียวและอันแรกอยู่ในสถานะศูนย์

ตอนนี้ เชื่อมต่อโวลต์มิเตอร์ บนเอาท์พุทขององค์ประกอบ DD1.2 - โวลต์มิเตอร์จะแสดงระดับสูง จากนั้นสังเกตลูกศรของอุปกรณ์กดปุ่ม SB1 สั้น ๆ ลูกศรเบี่ยงเบนไปอย่างรวดเร็วเกือบเป็นศูนย์

หลังจากนั้นประมาณ 2 วินาทีมันก็จะกลับไปยังตำแหน่งเดิมอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้บ่งชี้ว่าอุปกรณ์ตัวชี้แสดงชีพจรระดับต่ำ ในกรณีนี้ LED จะสว่างขึ้นผ่านเอาท์พุทขององค์ประกอบ DD1.2 หากคุณทำการทดสอบนี้ซ้ำหลายครั้งผลลัพธ์ก็ควรเหมือนกัน

หากเชื่อมต่อขนานมากกว่าหนึ่งเข้ากับตัวเก็บประจุ - ด้วยความจุ 1,000 μFระยะเวลาพัลส์ที่เอาต์พุตจะเพิ่มเป็นสามเท่า

หากตัวต้านทาน R1 ถูกแทนที่ด้วยค่าตัวแปรประมาณ 2 Kom แล้วโดยการหมุนมันเป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนระยะเวลาของพัลส์เอาต์พุตเป็นบางส่วน หากคุณคลายเกลียวตัวต้านทานเพื่อที่ความต้านทานจะน้อยกว่า 100 โอห์มดังนั้นการถ่ายภาพครั้งเดียวก็หยุดสร้างพัลส์

จากการทดลองที่ทำสรุปได้ดังต่อไปนี้: ความต้านทานของตัวต้านทานและความจุของตัวเก็บประจุที่มากขึ้นยิ่งเวลาที่เกิดขึ้นโดยพัลส์ยิงครั้งเดียวนานขึ้นในกรณีนี้ตัวต้านทาน R1 และตัวเก็บประจุ C1 เป็นวงจรเวลา RC ซึ่งระยะเวลาของการเต้นของชีพจรที่สร้างขึ้น

หากความจุของตัวเก็บประจุและความต้านทานของตัวต้านทานลดลงอย่างมีนัยสำคัญตัวอย่างเช่นโดยการวางตัวเก็บประจุที่มีความจุ 0.01 μFดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะตรวจจับพัลส์ด้วยตัวบ่งชี้ในรูปแบบของโวลต์มิเตอร์หรือแม้แต่ LED

รูปที่ 1b แสดงแผนภาพเวลาของเครื่องสั่นเดี่ยว พวกเขาจะช่วยให้เข้าใจงานของเขา

ในสถานะเริ่มต้นสแตนด์บายอินพุต 1 ขององค์ประกอบ DD1.1 ไม่ได้เชื่อมต่อทุกที่เนื่องจากรายชื่อของปุ่มยังคงเปิดอยู่ รัฐดังกล่าวซึ่งเขียนไว้ในส่วนก่อนหน้าของบทความของเราไม่มีอะไรนอกจากหน่วย บ่อยครั้งที่อินพุตดังกล่าวไม่ถูกปล่อยให้“ แขวน” ในอากาศและผ่านตัวต้านทานที่มีความต้านทาน 1 KΩจะเชื่อมต่อกับวงจรไฟฟ้า + 5V การเชื่อมต่อนี้ลดทอนสัญญาณรบกวน

ที่อินพุตขององค์ประกอบ DD1.2 ระดับแรงดันไฟฟ้าต่ำเนื่องจากตัวต้านทาน R1 เชื่อมต่ออยู่ ดังนั้นที่เอาท์พุทขององค์ประกอบ DD1.2 จะมีระดับสูงที่สอดคล้องกันซึ่งไปที่อินพุตขององค์ประกอบ DD1.1 ซึ่งเป็นจุดสูงสุดในวงจร ดังนั้นที่อินพุตทั้งสอง DD1.1 อยู่ในระดับสูงซึ่งให้ระดับต่ำที่เอาต์พุตและตัวเก็บประจุ C1 เกือบจะถูกปล่อยออกมาอย่างสมบูรณ์

เมื่อกดปุ่มอินพุต 1 ขององค์ประกอบ DD1.1 จะมาพร้อมกับพัลส์ทริกเกอร์ระดับต่ำซึ่งแสดงในกราฟบน ดังนั้นองค์ประกอบ DD1.1 จะเข้าสู่สถานะเดียว ในขณะนี้ด้านหน้าที่เป็นบวกจะปรากฏขึ้นที่เอาต์พุตซึ่งส่งผ่านตัวเก็บประจุ C1 ไปยังอินพุตขององค์ประกอบ DD1.2 ซึ่งทำให้หลังเปลี่ยนจากเอกภาพเป็นศูนย์ ศูนย์เดียวกันมีอยู่ที่อินพุต 2 ขององค์ประกอบ DD1.1 ดังนั้นมันจะยังคงอยู่ในสถานะเดิมหลังจากเปิดปุ่ม SB1 นั่นคือแม้ในตอนท้ายของพัลส์ทริกเกอร์

แรงดันไฟฟ้าบวกลดลงที่เอาต์พุตขององค์ประกอบ DD1.1 ผ่านตัวต้านทาน R1 จะชาร์จประจุตัวเก็บประจุ C1 ซึ่งเป็นสาเหตุที่แรงดันไฟฟ้าที่ตัวต้านทาน R1 ลดลง เมื่อแรงดันไฟฟ้านี้ลดลงถึงขีด จำกัด องค์ประกอบ DD1.2 จะเปลี่ยนเป็นสถานะหน่วยและ DD1.1 จะเปลี่ยนเป็นศูนย์

ด้วยสถานะนี้ขององค์ประกอบตรรกะตัวเก็บประจุจะถูกปล่อยผ่านอินพุตขององค์ประกอบ DD1.2 และเอาท์พุท DD1.1 ดังนั้นหนึ่งนัดจะกลับสู่โหมดสแตนด์บายสำหรับพัลส์ทริกเกอร์ถัดไปหรือเพียงแค่โหมดสแตนด์บาย

อย่างไรก็ตามเมื่อทำการทดลองด้วยเครื่องสั่นเพียงครั้งเดียวเราไม่ควรลืมว่าช่วงเวลาของพัลส์ทริกเกอร์จะต้องน้อยกว่าเอาท์พุท หากกดปุ่มค้างไว้ก็จะไม่สามารถรอสัญญาณพัลส์ใด ๆ ที่เอาต์พุต

บอริส Aladyshkin

ความต่อเนื่องของบทความ: ชิปลอจิก ส่วนที่ 6