Logiske chips. Del 5 - Én vibrator

Skemaet med en enkelt vibrator og princippet for dens funktion i henhold til tidsdiagrammet.

den forrige artikel Det blev fortalt om multivibratorer lavet på en logisk chip K155LA3. Denne historie ville være ufuldstændig, hvis ikke at nævne en mere slags multivibrator, den såkaldte enkeltvibrator.

Enkelt vibrator

En enkelt vibrator er en enkelt pulsgenerator. Logik for sit arbejde er som følger: hvis en kort puls påføres indgangen til et enkelt skud, genereres der en puls ved dens output, hvis varighed gives af en RC-kæde.

Når denne puls er afsluttet, går enkeltskuddet i standbytilstand for den næste triggerpuls. På grund af dette kaldes en enkelt vibrator ofte en standby-multivibrator. Det enkleste enkeltvibratorkredsløb er vist i figur 1. I praksis anvendes i tillæg til dette kredsløb flere dusin varianter af enkeltvibrator.

Figur 1. Den enkleste enkeltvibrator.

Figur 1a viser et enkelt vibratorkredsløb, og figur 1b viser dets tidsdiagrammer. Den enkelte vibrator indeholder to logiske elementer: Den første af dem bruges som et 2N-NOT-element, mens det andet er tændt i henhold til omformerkredsløbet.

Wsingle-shot startes ved hjælp af SB1-knappen, selvom dette kun er til uddannelsesmæssige formål. Faktisk kan et signal fra andre mikrokredsløb påføres dette input. En LED-indikator, også vist på diagrammet, er også forbundet til udgangen for at indikere status. Naturligvis er det ikke en del af en enkelt vibrator, så den kan udelades.

Kondensator C1 valgt stor kapacitet. Dette gøres således, at pulsen har en varighed, der er tilstrækkelig til indikation med en markørindretning, der har en stor inerti. Den minimale kapacitans for kondensatoren, hvor det stadig er muligt at detektere en puls med en målevidde 50 μF, modstanden for modstanden R1 er i området 1 ... 1,5 kOhm.

For at forenkle kredsløbet ville det være muligt at gøre uden SB1-knappen og lukke udgangen fra 1 chip til en fælles ledning. Men med en sådan løsning vil der sommetider forekomme funktionsfejl i betjeningen af ​​one-shot på grund af kontaktstopp. En detaljeret drøftelse af dette fænomen og metoder til håndtering af det vil blive drøftet lidt senere i beskrivelsen af ​​tællere og en frekvensmåler.

Når one-shot er samlet, og strømmen er tilført, måler vi spændingen ved begge elementers indgange og udgange. DD1.1-elementets output 2 og DD1.2-elementets output 8 skal være høj, og DD1.1-elementets output skal være lavt. Derfor kan vi sige, at i standbytilstand er det andet element, output, i den enkelte tilstand, og det første er i nultilstand.

nu tilslut et voltmeter på udgangen fra elementet DD1.2 - voltmeteret viser et højt niveau. Derefter skal du observere enhedens pil ved at trykke kort på knappen SB1. pilen afviger hurtigt til næsten nul.

Efter ca. 2 sekunder vender det også skarpt tilbage til sin oprindelige position. Dette indikerer, at pegerindretningen viste en puls med lavt niveau. I dette tilfælde lyser LED'en også gennem output fra DD1.2-elementet. Hvis du gentager dette eksperiment flere gange, skal resultaterne være de samme.

Hvis der er tilsluttet en parallel til kondensatoren - med en kapacitet på 1000 μF, tredobbeltes pulslængden ved udgangen.

Hvis modstanden R1 erstattes af en variabel værdi på ca. 2 Kom, og ved at dreje den, er det muligt at ændre varigheden af ​​outputpulsen inden for visse grænser. Hvis du skruer modstanden ud, så dens modstand bliver mindre end 100 ohm, stopper enkeltskuddet simpelthen med at generere impulser.

Fra de udførte eksperimenter kan følgende konklusioner drages: jo større modstand af modstanden og kondensatorens kapacitet, jo længere tid genereres af en enkelt-skudspuls.I dette tilfælde er modstanden R1 og kondensator Cl et timing RC-kredsløb, hvorpå varigheden af ​​den genererede puls afhænger.

Hvis kondensatorens kapacitet og modstandens modstand reduceres markant, for eksempel ved at placere en kondensator med en kapacitet på 0,01 μF, er det simpelthen ikke muligt at detektere impulser med indikatorer i form af en voltmeter eller endda en LED, da de viser sig at være meget korte.

Figur 1b viser tidsdiagrammerne for en enkelt vibrator. De vil hjælpe med at forstå hans arbejde.

I den indledende standbytilstand er input 1 af DD1.1-elementet ikke forbundet nogen steder, da kontakternes knapper stadig er åbne. En sådan tilstand, som blev skrevet i de foregående dele af vores artikel, er intet andet end en enhed. Oftere overlades ikke et sådant input til at "hænge" i luften, og gennem en modstand med en modstand på 1 KΩ er det forbundet til + 5V strømkredsen. Denne forbindelse dæmper indgangsforstyrrelser.

Ved indgangen til elementet DD1.2 er spændingsniveauet lavt på grund af den tilsluttede modstand R1. Derfor vil der ved udgangen fra elementet DD1.2 være et tilsvarende højt niveau, der går til indgangen til elementet DD1.1, som er toppen i kredsløbet. Derfor er der ved begge indgange DD1.1 et højt niveau, der giver et lavt niveau ved dens output, og kondensator C1 er næsten fuldstændigt afladet.

Når der trykkes på knappen, leveres indgang 1 i DD1.1-elementet med en lavniveau triggerpuls, vist i den øverste graf. Derfor går elementet DD1.1 i en enkelt tilstand. I dette øjeblik vises en positiv front ved dens udgang, der overføres gennem kondensatoren Cl til indgangen til elementet DD1.2, hvilket får sidstnævnte til at gå fra enhed til nul. Den samme nul er til stede ved indgang 2 af DD1.1-elementet, så det vil forblive i samme tilstand efter åbning af SB1-knappen, det vil sige selv ved afslutningen af ​​triggerpulsen.

Et positivt spændingsfald ved udgangen fra elementet DD1.1 gennem modstanden R1 oplader kondensatoren C1, hvilket er grunden til, at spændingen ved modstanden R1 falder. Når denne spænding reduceres til en tærskel, overgår elementet DD1.2 til enhedstilstanden, og DD1.1 skifter til nul.

Med denne tilstand af de logiske elementer udledes kondensatoren via indgangen til elementet DD1.2 og output DD1.1. Således vender one-shot tilbage til standbytilstand for den næste triggerpuls eller simpelthen standbytilstand.

Når man udfører eksperimenter med en enkelt vibrator, skal man imidlertid ikke glemme, at varigheden af ​​triggerpulsen skal være mindre end output. Hvis knappen blot holdes nede, vil det være umuligt at vente på impulser ved udgangen.

Boris Aladyshkin

Fortsættelse af artiklen: Logiske chips. Del 6