Logikai IC-k

Az egy-vibrátoros rendszer és az időgörbe szerinti működésének elve.

A cikk előző részében a K155LA3 logikai chipen végrehajtott multivibratorokról beszélgettünk. Ez a történet nem lenne teljes, ha még nem említjük a multivibrator egy újabb verzióját, az úgynevezett egy-vibrátorot.

Egy impulzusos generátort egy impulzusos generátornak neveznek. Működése logikája a következő: ha rövid oszcillátort alkalmazunk egy oszcillátor bemenetére, egy impulzus keletkezik annak kimenetén, amelynek időtartamát egy RC lánc adja.

Az impulzus befejezése után a monostabil a következő triggerimpulzus várakozási állapotába kerül. Tekintettel erre, a monovibert gyakran várakozó multivibratornak nevezik. Az egyetlen oszcillátor legegyszerűbb sémáját az 1. ábrán mutatjuk be. A gyakorlatban a rendszer mellett több tucatféle monovibrators fajtát használnak.

1. ábra: A legegyszerűbb monostabil.

Az 1a. Ábra mutatja az egyvibrator sémáját, és az 1b. Ábrán az idődiagramokat. Az egyetlen csúcs két logikai elemet tartalmaz: az elsőt 2N-HE elemként használják, míg a második az inverter áramkörébe tartozik.

Az univibrator elindítható az SB1 gomb használatával, bár ez csak oktatási célokra szolgál. Valójában ezt a jelet más chipekből lehet táplálni. Az állapot jelzésére LED-jelző is csatlakoztatva van a kimenethez, amit a diagram is mutat. Természetesen ez nem egy vibrátoros részlet, ezért nem lehet beállítani.

A C1 kondenzátor nagy kapacitású. Ez úgy történik, hogy az impulzus elegendő időtartamot biztosít a nagy tehetetlenségű mutatóeszközzel való jelzéshez. A kondenzátor minimális kapacitása, amelynél még lehetséges 50 μF-es kapcsolóval érzékelni egy impulzust, az R1 ellenállás ellenállása 1 ... 1,5 kΩ-n belül van.

Az áramkör egyszerűsítése érdekében az SB1 gomb nélkül is lehetséges, és az IC kimenetét a közös vezetékre zárva. De ilyen megoldással néha működési zavarai vannak az univibrator működésében, mivel a kapcsolók visszahúzódnak. Ennek a jelenségnek és módszereinek részletes megfontolását a későbbiekben a számlálók és a frekvenciamérő leírásában tárgyaljuk.

Miután a monostabil összeszerelést és a teljesítményt alkalmaztuk, mindkét elem bemeneti és kimeneti feszültségét méri. A DD1.1 elem és a DD1.2 kimenetének kimenetének magasnak kell lennie, és a DD1.1 kimenete alacsony. Ezért azt mondhatjuk, hogy készenléti állapotban a második elem, a kimenet egyetlen állapotban van, és az első a nulla állapotban van.

Most csatlakoztassa a voltmérőt a DD1.2 elem kimenetéhez - a voltmérő magas szintű lesz. Ezután a készülék nyíljának megtekintése után röviden nyomja meg az SB1 gombot. A nyíl gyorsan majdnem zérusra tolódik.

Körülbelül egy másodperccel a 2 után is mereven visszatér a kiindulási helyzetbe. Ez azt jelzi, hogy a mutatóeszköz alacsony szintű impulzust mutatott. Ebben az esetben a LED a DD1.2 elem kimenetén is világít. Ha többször megismételte ezt a kísérletet, akkor az eredménynek meg kell egyeznie.

Ha a kondenzátor párhuzamosan van csatlakoztatva egy másik - 1000 uF kapacitással, a kimenet impulzusideje háromszorosára csökken.

Ha az R1 ellenállást egy körülbelül 2 Kom értékű változó értékkel helyettesítjük, annak forgása bizonyos határértékeken megváltoztathatja a kimeneti impulzus időtartamát. Ha azonban az ellenállást annyira lecsavarják, hogy ellenállása kevesebb, mint 100 ohm, az egy-vibrátor egyszerűen megszűnik impulzusokat generálni.

Az elvégzett kísérletekből következtetéseket vonhatunk le: minél nagyobb az ellenállás ellenállása és a kondenzátor kapacitása, annál nagyobb az impulzus által generált impulzus ideje. Ebben az esetben az R1 ellenállás és a C1 kondenzátor az időzítési RC lánc, amelyen a generált impulzus időtartama függ.

Ha a kondenzátor kapacitása és az ellenállás jelentősen csökkentheti, például, hogy a kondenzátor 0,01 uF, a mutatók formájában voltmérő és még LED észlelni impulzusok nem csak azért, mert kapott nagyon rövid.

Az 1b. Ábra az egy-vibrátor működésének idődiagramjait mutatja. Segítenek megérteni munkáját.

A kezdeti, várakozó állapotban a DD1.1 elem 1. bemenetének nincsenek csatlakoztatva bárhol, mivel a gombok érintkezői még mindig nyitottak. Az ilyen állapot, amint azt a jelen cikk előző részei írják, nem más, mint egység. Leggyakrabban ez a bemenet nem "lóg" a levegőben, hanem 1 KΩ ellenállással rendelkező ellenálláson keresztül kapcsolódik a + 5V tápfeszültséghez. Ez a kapcsolat gyengíti a bemeneti interferencia hatását.

A DD1.2 elem bemeneténél a feszültségszint alacsony, mivel az R1 ellenállás csatlakozik hozzá. így a DD1.2 elem kimeneténél egy megfelelően magas szintű lesz a DD1.1 elem felső bemenetére. Ezért a DD1.1 mindkét bemenetén egy magas szint, amely alacsony kimeneti teljesítményt ad, és a C1 kondenzátor szinte teljesen lemerült.

A gomb megnyomásakor a DD1.1 elem 1-es bemenete alacsony szintű impulzust ad, amelyet a felső grafikon mutat. Ezért a DD1.1 elem egyetlen állapotba kerül. Ebben a pillanatban a kimeneten egy pozitív él jelenik meg, amelyet átvezet a C1 kondenzátoron a DD1.2 elem bemenetére, ez utóbbit az egyiktől a nulláig megy. Ugyanez nulla van jelen a bemeneten 2 DD1.1 elem, így marad ugyanabban az állapotban, mint az egység megnyitása után a SB1 gombot, azaz még a végén a ravaszt impulzus.

A DD1.1 elem R1 kimenetén keresztüli pozitív feszültségcsökkenése feltölti a C1 kondenzátort, ami az R1 ellenálláson levő feszültséget csökkenti. Amikor ez a feszültség csökken a küszöbfeszültséghez, a DD1.2 elem megy az egység állapotára, és a DD1.1 nullára vált.

A logikai elemek ezen állapotával a kondenzátort a DD1.2 elem és a DD1.1 kimenet bemenetén keresztül ürítik ki. Ily módon a monostabil visszatér a várakozási üzemmódba a következő impulzusimpulzushoz vagy egyszerűen készenléti állapotba.

Azonban, ha egy vibrátorral végzett kísérleteket végzünk, ne felejtsük el, hogy a triggerimpulzus időtartamának szükségszerűen kisebbnek kell lennie, mint a kimeneti impulzus. Ha a gombot csak tartják lenyomva, a kimeneten nem lehet impulzus várni.

A cikk folytatása: Logikai mikroáramkörök. 6. rész