Chip logic. Phần 5 - Một máy rung

Sơ đồ của một máy rung đơn và nguyên lý hoạt động của nó theo sơ đồ thời gian.

Trong bài viết trước Người ta đã nói về các bộ đa năng được tạo ra trên chip logic K155LA3. Câu chuyện này sẽ không đầy đủ nếu không đề cập đến một loại đa chức năng nữa, cái gọi là máy rung đơn.

Máy rung đơn

Một máy rung đơn là một máy phát xung đơn. Logic công việc của anh ta như sau: nếu một xung ngắn được áp dụng cho đầu vào của một lần bắn, thì một xung được tạo ra ở đầu ra của nó, thời lượng được đưa ra bởi một chuỗi RC.

Sau khi xung này kết thúc, một lần bắn sẽ chuyển sang trạng thái chờ của xung kích hoạt tiếp theo. Bởi vì điều này, một bộ rung đơn thường được gọi là bộ đa năng dự phòng. Mạch rung đơn đơn giản nhất được trình bày trong Hình 1. Trong thực tế, ngoài mạch này, hàng chục loại máy rung đơn được sử dụng.

Hình 1. Máy rung đơn đơn giản nhất.

Hình 1a cho thấy một mạch rung đơn và Hình 1b hiển thị sơ đồ thời gian của nó. Máy rung đơn chứa hai yếu tố logic: Phần đầu tiên được sử dụng làm phần tử 2N-NOT, trong khi phần thứ hai được bật theo mạch biến tần.

3bắn một lần được bắt đầu bằng nút SB1, mặc dù điều này chỉ dành cho mục đích giáo dục. Trên thực tế, một tín hiệu từ các vi mạch khác có thể được áp dụng cho đầu vào này. Một đèn chỉ báo LED, cũng được hiển thị trong sơ đồ, cũng được kết nối với đầu ra để cho biết trạng thái. Tất nhiên, nó không phải là một phần của một bộ rung, vì vậy nó có thể được bỏ qua.

Tụ điện C1 chọn công suất lớn. Điều này được thực hiện sao cho xung có thời lượng đủ để biểu thị với một thiết bị con trỏ có quán tính lớn. Điện dung tối thiểu của tụ điện mà tại đó vẫn có thể phát hiện xung bằng đồng hồ đo quay số 50 F, điện trở của điện trở R1 nằm trong phạm vi 1 ... 1,5 kOhm.

Để đơn giản hóa mạch, có thể thực hiện mà không cần nút SB1, đóng đầu ra của 1 chip vào một dây chung. Nhưng với giải pháp như vậy, đôi khi trục trặc trong hoạt động của một lần bắn sẽ xảy ra do tiếp xúc nảy. Một cuộc thảo luận chi tiết về hiện tượng này và phương pháp xử lý nó sẽ được thảo luận muộn hơn một chút trong phần mô tả các bộ đếm và máy đo tần số.

Sau khi một lần bắn được lắp ráp và cấp nguồn, chúng tôi đo điện áp ở đầu vào và đầu ra của cả hai phần tử. Ở đầu ra 2 của phần tử DD1.1 và đầu ra 8 của phần tử DD1.2 cần có mức cao và ở đầu ra của phần tử DD1.1 - thấp. Do đó, chúng ta có thể nói rằng ở chế độ chờ, phần tử thứ hai, đầu ra, ở trạng thái đơn và phần thứ nhất ở trạng thái không.

Bây giờ kết nối vôn kế trên đầu ra của phần tử DD1.2 - vôn kế sẽ hiển thị mức cao. Sau đó, quan sát mũi tên của thiết bị, nhấn nhanh nút SB1. mũi tên nhanh chóng lệch về gần như bằng không.

Sau khoảng 2 giây, nó cũng sẽ quay trở lại vị trí ban đầu. Điều này chỉ ra rằng thiết bị con trỏ hiển thị xung mức thấp. Trong trường hợp này, đèn LED cũng sẽ sáng lên thông qua đầu ra của phần tử DD1.2. Nếu bạn lặp lại thí nghiệm này nhiều lần, thì kết quả sẽ giống nhau.

Nếu thêm một song song được kết nối với tụ điện - với công suất 1000 F, thời lượng xung ở đầu ra sẽ tăng gấp ba.

Nếu điện trở R1 được thay thế bằng giá trị thay đổi khoảng 2 Kom, thì bằng cách xoay nó, có thể thay đổi thời lượng của xung đầu ra ở một mức độ nào đó. Nếu bạn tháo điện trở để điện trở của nó nhỏ hơn 100 ohms, thì lần bắn đơn giản sẽ ngừng tạo xung.

Từ các thí nghiệm được thực hiện, có thể rút ra kết luận sau: điện trở của điện trở và điện dung của tụ điện càng lớn, thời gian tạo ra bởi một xung bắn càng dài.Trong trường hợp này, điện trở R1 và tụ C1 là một mạch RC thời gian, trên đó thời gian của xung được tạo ra phụ thuộc vào.

Ví dụ, nếu điện dung của tụ điện và điện trở của điện trở giảm đáng kể, bằng cách đặt một tụ điện có công suất 0,01 μF, thì đơn giản là không thể phát hiện các xung với các chỉ số dưới dạng vôn kế hoặc thậm chí là đèn LED, vì chúng sẽ rất ngắn.

Hình 1b cho thấy các sơ đồ thời gian hoạt động của một bộ rung. Họ sẽ giúp hiểu công việc của anh ấy.

Ở trạng thái chờ, ban đầu, đầu vào 1 của phần tử DD1.1 không được kết nối ở bất cứ đâu, vì các tiếp điểm của nút vẫn mở. Một trạng thái như vậy, như đã được viết trong các phần trước của bài viết của chúng tôi, không gì khác ngoài một đơn vị. Thường xuyên hơn, đầu vào như vậy không được để lại cho hang hang trên không, nhưng thông qua điện trở 1 KΩ, nó được kết nối với mạch cấp nguồn + 5V. Kết nối này làm giảm nhiễu đầu vào.

Ở đầu vào của phần tử DD1.2, mức điện áp thấp, do điện trở R1 được kết nối với nó. do đó, ở đầu ra của phần tử DD1.2 sẽ có một mức cao tương ứng, đi đến đầu vào của phần tử DD1.1, là phần đầu trong mạch. Do đó, ở cả hai đầu vào DD1.1, mức cao, cho mức thấp ở đầu ra của nó và tụ C1 gần như được xả hoàn toàn.

Khi nhấn nút, đầu vào 1 của phần tử DD1.1 được cung cấp với xung kích hoạt mức thấp, được hiển thị trong biểu đồ phía trên. Do đó, phần tử DD1.1 đi vào một trạng thái duy nhất. Tại thời điểm này, một mặt trước tích cực xuất hiện ở đầu ra của nó, được truyền qua tụ C1 đến đầu vào của phần tử DD1.2, làm cho mặt sau đi từ thống nhất về không. Số 0 tương tự xuất hiện ở đầu vào 2 của phần tử DD1.1, do đó, nó sẽ vẫn ở trạng thái tương tự sau khi mở nút SB1, nghĩa là, ngay cả ở cuối xung kích hoạt.

Sự sụt giảm điện áp dương ở đầu ra của phần tử DD1.1 thông qua điện trở R1 sạc cho tụ điện C1, đó là lý do tại sao điện áp ở điện trở R1 giảm. Khi điện áp này giảm xuống ngưỡng, phần tử DD1.2 chuyển sang trạng thái đơn vị và DD1.1 chuyển sang không.

Với trạng thái này của các phần tử logic, tụ điện sẽ được xả qua đầu vào của phần tử DD1.2 và đầu ra DD1.1. Do đó, ảnh chụp đơn sẽ trở về chế độ chờ cho xung kích hoạt tiếp theo hoặc đơn giản là ở chế độ chờ.

Tuy nhiên, khi tiến hành thí nghiệm với một bộ rung duy nhất, người ta không nên quên rằng thời lượng của xung kích hoạt phải nhỏ hơn đầu ra. Nếu nút được giữ đơn giản, thì sẽ không thể chờ bất kỳ xung nào ở đầu ra.

Boris Aladyshkin

Tiếp tục bài viết: Chip logic. Phần 6