Logikkbrikker. Del 5 - Én vibrator

Opplegget med en enkelt vibrator og prinsippet for dets drift i henhold til tidsskjemaet.

den forrige artikkel Det ble fortalt om multivibratorer laget på en logikkbrikke K155LA3. Denne historien ville være ufullstendig, for ikke å nevne en slags multivibrator, den såkalte enkeltvibratoren.

Enkelvibrator

En enkelt vibrator er en enkeltpulsgenerator. Logikken i arbeidet hans er som følger: hvis en kort puls påføres inngangen til et enkelt skudd, dannes en puls ved utgangen, hvis varighet er gitt av en RC-kjede.

Etter at denne pulsen er over, går enkeltskuddet i standbytilstand for neste triggerpuls. På grunn av dette kalles en enkelt vibrator ofte en standby-multivibrator. Den enkleste enkelvibratorkretsen er vist i figur 1. I praksis brukes i tillegg til denne kretsen flere dusin varianter av envibrator.

Figur 1. Den enkleste enkeltvibratoren.

Figur 1a viser en enkelt vibratorkrets, og figur 1b viser tidsstyringsskjemaene. Den enkle vibratoren inneholder to logiske elementer: Den første av dem brukes som et 2N-NOT-element, mens det andre slås på av omformerkretsen.

Wsingle-shot startes ved å bruke SB1-knappen, selv om dette bare er for utdanningsformål. Egentlig kan et signal fra andre mikrokretser brukes på denne inngangen. En LED-indikator, også vist i diagrammet, er også koblet til utgangen for å indikere status. Selvfølgelig er det ikke en del av en eneste vibrator, så den kan utelates.

Kondensator C1 valgte stor kapasitet. Dette gjøres slik at pulsen har en varighet tilstrekkelig for indikasjon med en pekerinnretning som har en stor treghet. Den minste kapasitansen til kondensatoren hvor det fremdeles er mulig å oppdage en puls med en 50 μF pekeranordning, er motstanden til motstanden R1 i området 1 ... 1,5 kOhm.

For å forenkle kretsen, ville det være mulig å gjøre uten SB1-knappen og lukke utgangen fra en brikke for en felles ledning. Men med en slik løsning vil det noen ganger oppstå funksjonsfeil i driften av one-shot på grunn av kontaktstopp. En detaljert diskusjon av dette fenomenet og metoder for å håndtere det vil bli diskutert litt senere i beskrivelsen av tellere og en frekvensmåler.

Etter at ett-skuddet er satt sammen, og strømmen er påført, måler vi spenningen ved inngangene og utgangene til begge elementene. Ved utgangen 2 fra elementet DD1.1 og utgangen 8 fra elementet DD1.2 skal det være et høyt nivå, og ved utgangen til elementet DD1.1 - lavt. Derfor kan vi si at i standby-modus er det andre elementet, utgangen, i enkelt tilstand, og det første er i nulltilstand.

nå koble til et voltmeter på utgangen til elementet DD1.2 - voltmeteret vil vise et høyt nivå. Deretter, observerer du pilen på enheten, trykker du kort på knappen SB1. pilen avviker raskt til nesten null.

Etter omtrent 2 sekunder vil den også raskt gå tilbake til sin opprinnelige posisjon. Dette indikerer at pekerenheten viste en puls med lavt nivå. I dette tilfellet vil LED-en også lyse gjennom utgangen til DD1.2-elementet. Hvis du gjentar dette eksperimentet flere ganger, bør resultatene være de samme.

Hvis en ytterligere parallell er koblet til kondensatoren - med en kapasitet på 1000 μF, vil pulslengden ved utgangen tredobles.

Hvis motstanden R1 erstattes av en variabel verdi på ca. 2 Kom, og ved å rotere den, er det mulig å endre varigheten på utgangspulsen til en viss grad. Hvis du skru av motstanden slik at motstanden blir mindre enn 100 ohm, slutter enkeltskuddet ganske enkelt å generere pulser.

Fra eksperimentene som er utført, kan følgende konklusjoner trekkes: jo større motstandens motstand og kondensatoren er, desto lengre blir pulsen generert av et enkelt skudd.I dette tilfellet er motstanden R1 og kondensatoren Cl en timing-RC-krets som varigheten av den genererte puls er avhengig av.

Hvis kondensatoren til kondensatoren og motstanden til motstanden reduseres betydelig, for eksempel ved å plassere en kondensator med en kapasitet på 0,01 μF, er det ganske enkelt ikke mulig å oppdage pulser med indikatorer i form av en voltmeter eller til og med en LED, siden de vil vise seg å være veldig korte.

Figur 1b viser tidsdiagrammer for driften av en enkelt vibrator. De vil bidra til å forstå arbeidet hans.

I den første standbytilstanden er ikke inngang 1 til DD1.1-elementet koblet noe sted, siden kontaktene til knappen fremdeles er åpne. En slik tilstand, som ble skrevet i de forrige delene av artikkelen vår, er ikke annet enn en enhet. Oftere lar en slik inngang ikke “henge” i luften, og gjennom en motstand med en motstand på 1 KΩ kobles den til + 5V strømforsyningskretsen. Denne forbindelsen demper inngangsforstyrrelser.

Ved inngangen til elementet DD1.2 er spenningsnivået lavt på grunn av motstanden R1 som er koblet til det. Derfor vil det ved utgangen fra elementet DD1.2 være et tilsvarende høyt nivå, som går til inngangen til elementet DD1.1, som er toppen i kretsen. Derfor ved begge inngangene DD1.1 et høyt nivå, som gir et lavt nivå ved utgangen, og kondensatoren C1 blir nesten fullstendig utladet.

Når du trykker på knappen, leveres inngang 1 til DD1.1-elementet med en lavnivå triggerpuls, vist i den øverste grafen. Derfor går elementet DD1.1 i en enkelt tilstand. I dette øyeblikk vises en positiv front ved utgangen, som overføres gjennom kondensatoren Cl til inngangen til elementet DD1.2, noe som får sistnevnte til å gå fra enhet til null. Den samme null er til stede på inngang 2 av DD1.1-elementet, så det vil forbli i samme tilstand etter å ha åpnet SB1-knappen, det vil si til og med på slutten av triggerpulsen.

Et positivt spenningsfall ved utgangen fra elementet DD1.1 gjennom motstanden R1 lader kondensatoren Cl, og det er grunnen til at spenningen ved motstanden R1 avtar. Når denne spenningen reduseres til en terskel, overgår elementet DD1.2 til enhetstilstanden, og DD1.1 går over til null.

Med denne tilstanden til de logiske elementene vil kondensatoren tømmes gjennom inngangen til elementet DD1.2 og utgangen DD1.1. Dermed vil enkeltbildet gå tilbake til ventemodus for neste utløsende puls eller bare til ventemodus.

Når du utfører eksperimenter med en enkelt vibrator, bør man imidlertid ikke glemme at varigheten av den utløsende pulsen må være mindre enn utgangen. Hvis knappen ganske enkelt holdes nede, vil det være umulig å vente på noen pulser ved utgangen.

Boris Aladyshkin

Fortsettelse av artikkelen: Logikkbrikker. Del 6