Mantık çipi. Dört mantıksal öğeden oluşur: 2I-NOT. Bu elemanların her biri dört alan etkili transistör içerir, iki n-kanalı - VT1 ve VT2, iki p-kanalı - VT3 ve VT4. İki giriş A ve B, dört giriş sinyali kombinasyonuna sahip olabilir. Mikro devrenin bir elemanının şematik diyagramı ve doğruluk tablosu aşağıda gösterilen.
K561LA7'nin çalışma mantığı
Bir mikro devre elemanının çalışma mantığını ele alalım . Elemanın her iki girişine de yüksek seviyeli bir voltaj uygulanırsa, VT1 ve VT2 transistörleri açık durumda, VT3 ve VT4 ise kapalı durumda olacaktır. Böylece Q çıkışı düşük olacaktır. Girişlerden herhangi birine düşük seviyeli bir voltaj uygulanırsa, VT1, VT2 transistörlerinden biri kapatılacak ve VT3, VT4 transistörlerinden biri açılacaktır. Bu, Q çıkışında yüksek bir voltaj seviyesi belirleyecektir. Doğal olarak, K561LA7 mikro devresinin her iki girişine de düşük seviyeli bir voltaj uygulandığında aynı sonuç ortaya çıkacaktır. AND-NOT mantıksal öğesinin sloganı, herhangi bir girişteki sıfırın, çıkışta bir vermesidir.
| Giriş | Çıkış Q | |
|---|---|---|
| A | B | |
| H | H | B |
| H | B | B |
| B | H | B |
| B | B | H |
K561LA7 mikro devresinin doğruluk tablosu
K561LA7 çipinin pin çıkışı
Bu seri, çeşitli enstrümanların ve dijital cihazların oluşturulmasına olanak tanıyan, farklı entegrasyon derecelerine sahip üç düzineden fazla dijital mikro devre içerir. Hepsi tasarım ve çalışma prensibi açısından K155 serisi mikro devrelere benzer. Örneğin, K155LAZ mikro devresi gibi K176LA7 mikro devresi de kendi durumunda dört 2I-NOT mantık elemanı içerir. K176TM2 mikro devresi, K155TM2 gibi, ters çıkışları D girişine bağlanırsa sayılabilen iki D-flip-flop'tur. Kısacası, sizin tarafınızdan daha önce tasarlanan tüm bu deneyler ve deneyler ve cihazlar ve cihazlar tekrarlanabilir. karşılık gelen K176 serisi mikro devreler.
Ancak ve bu "ama" her zaman hatırlanmalıdır, işlevsellik açısından benzer olan K176 ve K155 serisinin mikro devreleri birbirinin yerine kullanılamaz! Örneğin, K155TV1 mikro devresini K176TV1 mikro devresiyle değiştirmek imkansızdır, ancak her ikisi de JK flip-flop'tur ve K155LAZ mikro devrelerinden yalnızca birini K176LA7 ile değiştiremezsiniz. Gerçek şu ki, K176 serisi mikro devreler, 4,5... 12 V aralığındaki bir voltajda çalışmaya devam etmelerine rağmen, 9V ±% 5'lik bir nominal besleme voltajı için tasarlanmıştır. Ve mantıksal seviyelerinin voltajı aynı değildir. 9 V'luk bir lityum voltajıyla, mantıksal 0'a karşılık gelen düşük seviye voltajı 0,3 V'tan fazla değildir (K155 serisi mikro devreler için, 0,4 V'den fazla değildir) ve yüksek seviye voltajı 8,2 V'den az değildir (K155 serisi için) mikro devreler, en fazla 0,4 V). Bütün bunlar ve diğer bazı şeyler, K176 serisi mikro devrelerin doğrudan K155 serisi mikro devrelere bağlanmasına ve dolayısıyla bunları tek bir tasarımda birlikte çalışmak için kullanmasına izin vermez.
K176 serisi mikro devrelerin ana özelliği ve avantajı verimliliktir. K155 serisi mikro devrelerle karşılaştırıldığında güç kaynağından kat kat daha az enerji tüketirler. Örneğin, K176IE2 darbe sayacı güç kaynağından yaklaşık 100 μA akım tüketir ve K155IE2 sayacının tükettiği akım 50 mA'ya ulaşır. Bu, K176 serisi mikro devrelerin temelinin, TTL mikro devrelerinde olduğu gibi bipolar transistörler değil, MOS (metal-oksit-yarı iletken) yapısının alan etkili transistörleri olmasıyla açıklanmaktadır. Bu bağlamda mikro devrelerin kontrol girişlerine sağlanan sinyallerin seviyesi de değişir. Yani örneğin K155TV2 D-tetikleyicisini sıfıra veya bir duruma ayarlamak için R veya S girişine düşük seviyeli bir sinyal uyguladınız. K176TV2 mikro devresinin benzer bir tetikleyicisi, R veya S girişine yüksek seviyeli bir sinyal uygulanarak aynı durumlara ayarlanır.
K176 serisi mikro devrelerin bir özelliğini daha unutmamalıyız: elektrostatik yüklerin onlar üzerinde zararlı etkisi vardır! İşte bu sıkıntıları önlemek için bazı ipuçları. Çip metal bir kutuda saklanıyorsa veya terminalleri folyoya sarılmışsa, çipi elinizle almadan önce kutuya veya folyoya dokunmalısınız.
Kurulum sırasında mikro devrenin alan etkili transistörlerinin statik elektrik nedeniyle kazara bozulmasını önlemek için, elektrikli havyanın, lehimli parçanın ve kurulumcunun gövdesinin statik potansiyelleri eşitlenmeli ve minimuma indirilmelidir. Bunu yapmak için, havyanın sapına birkaç tur çıplak tel ile bir teneke plaka takın ve bunu 100...200 kOhm dirençli bir direnç aracılığıyla havyanın metal parçalarına bağlayın. Kurulum sırasında serbest elinizin parmaklarıyla cihazın devre kartı üzerindeki güç iletkenine dokunun.
Yapıları K176 serisi mikro devrelere monte etmek için kullanılan elektrikli havyanın gücü 25... 40 W olmalıdır. Havyanın bir izolasyon transformatörü aracılığıyla ağa bağlanması ve saptaki plakanın esnek bir iletkenle 1 MΩ direnç aracılığıyla toprağa bağlanması tavsiye edilir. Her bir pin için lehimleme süresi 3 saniyeyi geçmemeli ve bitişik pinin lehimlenmesine 10 saniye sonra başlanmalıdır.
Karttaki güç kabloları arasına geçici olarak 1 ... 2 kOhm'luk bir direnç bağladıktan sonra K176 serisi mikro devreleri güç pinlerinden lehimlemeye başlamanız önerilir. Güç devresine zaten bir zener diyot lehimlenmişse, böyle bir dirence gerek yoktur.
Ve bir uyarı daha: K176 serisi mikro devrelerdeki cihazın besleme voltajı, girişine kontrol sinyalleri uygulanmadan önce açılmalıdır.
K176LA7 mikro devresinin sembolik grafik tanımı, Şekil 2'de gösterilmektedir. 1 A.
Pirinç. 1 K176 serisi mikro devreler
K155LAZ mikro devresinden yalnızca iki orta (devreye göre) 2I-NOT mantık elemanının pinlerinin numaralandırılmasında farklılık gösterir. Güç kaynağının pozitif teli pim 14'e ve negatif tel pim 7'ye bağlanır. Güç kaynağı, seri bağlı iki 3336 pil veya 9 V'luk stabilize çıkış voltajına sahip bir AC güç kaynağı olabilir.
Aynı şekilde, tek atım üreten tek atımlık bir cihazın iki versiyonunun devreleri gösterilmektedir. Bunlardan ilki (Şekil 1, b) bir düşüşle tetiklenir ve ikincisi (Şekil 1, c) yüksek seviyeli bir darbenin önü tarafından tetiklenir. Böyle bir tek vibratörün her iki versiyonunda, üretilen darbenin süresi, kapasitör C2'nin kapasitansı tarafından belirlenir.
Cihazın ilk versiyonunun çalışması aşağıdaki gibidir. Başlangıç (bekleme) durumunda, C2 kapasitörü boşalır, böylece hem DD1.1 elemanının girişinde (pim 1 ve 2) hem de DD1.2 elemanının çıkışında yüksek voltaj korunur. Giriş darbesinin bozulmasıyla oluşturulan kısa bir düşük seviyeli sinyal, C1R1 devresini farklılaştırır, bunun sonucunda DD1.1 elemanı tek duruma ve DD1.2 elemanı sıfır durumuna geçer. Bu durumda ikinci elemanın çıkışında ortaya çıkan düşük seviyeli sinyal, C2 kapasitörü aracılığıyla birinci elemanın girişine iletilir ve onu tek bir durumda tutar. Aynı zamanda kapasitör, P2 direnci aracılığıyla besleme voltajı kaynağından şarj olmaya başlar. Kapasitörün sol (şemaya göre) plakasındaki voltaj eşik değerine ulaştığında, DD1.1 elemanı hemen sıfır durumuna geçecektir. Bu anda, aynı kapasitör C2 aracılığıyla birinci elemanın girişine iletilecek ve monovibratörün her iki elemanını da orijinal durumlarına çevirecek olan DD1.2 elemanının çıkışında pozitif bir voltaj düşüşü meydana gelecektir. Diyagramda kesikli çizgilerle gösterilen diyot VD1, monostabilin mümkün olan en hızlı şekilde bekleme moduna geçmesinin gerekli olduğu durumlarda açılır.
Kısaca ikinci seçeneğin tek vibratörü hakkında (Şekil 1, c). DD1.3, DD1.4, kapasitör C2 ve direnç R2'yi içeren sağ (şemaya göre) kısmı, K155LAZ mikro devresinin elemanları üzerindeki tek seferlik ile tamamen aynı şekilde çalışır. Çıkışında üretilen düşük seviyeli darbenin süresi yaklaşık 3,5 saniyedir.
Üretilen darbenin süresinin stabil olabilmesi için, tek kararlılığı tetikleyen darbenin de oldukça kararlı olması gerekir. Bu nedenle, böyle bir cihazın, örneğimizde DD1.1 ve DD1.2 elemanları üzerinde yapılan kısa darbe şekillendirici aracılığıyla başlatılması tavsiye edilir. Başlangıç durumunda cihazın girişinde düşük seviyeli bir voltaj çalışır, bu aynı zamanda DD1.2 elemanının alt girişine de uygulanır. Kondansatör C1 bu sırada deşarj olur. Yüksek seviyeli bir giriş darbesi bu kapasitörü şarj eder.
Ancak DD1.2 elemanının durumu değişmez çünkü üst girişinde düşük seviyeli bir voltaj kalır. Ve ancak giriş sinyali çalışmayı bıraktıktan ve DD1.2 elemanının üst girişinde yüksek seviyeli bir voltaj göründükten sonra, bu elemanın çıkışında tek seferlik bir cihazı tetikleyen çok kararlı bir kısa düşük seviyeli darbe oluşur. DD1.3 ve DD1.4 mantık elemanları üzerine monte edilmiştir.
K176LA7 mikro devresinin pratik uygulamasının aşağıdaki örneği bir darbe voltajı üretecidir. Şekil 2'de üç jeneratör seçeneğinin diyagramını görüyorsunuz.
Pirinç. 2 Jeneratör
Size K155LAZ mikro devresinin elemanlarını temel alan benzer jeneratörleri hatırlatmaları gerekir. İlk iki jeneratörün darbe tekrarlama frekansı (Şekil 2, a ve b) 1... 1,5 kHz'dir.
Üçüncü seçenek (Şekil 2, c) aralıklı bir sinyal üretecine benzer. Biri çıkışta yaklaşık 1 Hz'lik bir tekrarlama frekansına sahip bir darbe dizisi ve ikincisi yaklaşık 1 kHz'lik bir frekansa sahip doldurma darbeleri üreten, birbirine bağlı iki jeneratörden oluşur. Darbe katarlarının süresi 0,5 saniyedir. Jeneratör, DD1.1 elemanının alt girişine yüksek düzeyde kontrol voltajı uygulanarak açılır. Jeneratör çıkışında üretilen ilk darbe, bu etkinleştirme sinyalinden hemen sonra meydana gelir.
Daha önce tekrarlamanız için size önerilen tasarımlardan biri de slot makinesiydi. 2I-NOT mantık elemanlarını ve TTL mikro devrelerinden oluşan bir JK flip-flopunu kullandı. Göstergelerin işlevi, transistör anahtarlarının kolektör devrelerine bağlı akkor lambalar tarafından gerçekleştirildi. K176 serisi mikro devreleri kullanarak böyle bir slot makinesini tekrarlamak mümkün mü? Tabi ki yapabilirsin. K155LAZ mikro devresini K176LA7 (pin çıkışındaki farkı hesaba katarak) ve K155TV1'i K176TV1 ile değiştirmeniz yeterlidir. Direnç R1'in 300... 500 kOhm dirençli başka bir dirençle değiştirilmesi gerekecek ve C1 kapasitörünün kapasitansı 0,1 μF olmalıdır. Oyunun etkisi o makinedekiyle aynı olacaktır.
Ancak, Şekil 2'de gösterilen şemaya göre benzer bir slot makinesi yapabilirsiniz. 3.
Pirinç. 3 K176LA7 çiplerinde "Kırmızı veya Yeşil" slot makinesi
K176LA7 mikro devresinin dört elemanının tümünü kullanır. Bunlardan ikisi (DD1.1 ve DD1.2), tekrarlama frekansı R1 direnci ve C1 kapasitörünün değerleri ile belirlenen bir puls üretecinde çalışır ve diğer ikisi (DD1.3 ve DD1.4) aşamaları eşleştirme işlevini yerine getirir. Kırmızı LED'ler HL1 ve yeşil LED'ler HL2, bu elemanların çıkışlarına VT1 ve VT2 transistörleri aracılığıyla bağlanır. SB1 düğmesine bastığınızda jeneratör çalışmaya başlar ve DD1.3 ve DD1.4 elemanları dönüşümlü olarak jeneratörün frekansına göre bir mantıksal durumdan diğerine geçiş yapar. LED'ler aynı frekansta yanıp söner. Ancak düğmeyi bıraktığınız anda kontakları C1 zamanlama kapasitörünü tekrar kapatır ve jeneratör çalışmayı durdurur. Bu durumda eşleştirme elemanlarından birinin çıkışında yüksek seviyeli bir voltaj, diğerinin çıkışında ise düşük seviyeli bir voltaj görünecektir. Yüksek seviye çıkış gerilimine sahip elemana bağlanan LED yanacaktır.
Böyle bir slot makinesi aynı zamanda rastgele sayı üreteci olarak da düşünülebilir: çıkışlarından hangisinin mantıksal 1 veya mantıksal 0 olacağını önceden tahmin etmek imkansızdır.
Muhtemelen burada bahsettiğimiz jeneratörlerde zamanlama dirençlerinin direncinin K155 serisi mikro devrelere dayanan benzer jeneratörlerden çok daha yüksek olduğunu fark etmişsinizdir. Dirençler, içlerinden akan akımın mümkün olduğu kadar küçük olması ve giriş sinyali kaynağında çalışan mikro devreleri yüklememesi için (ancak 50 kOhm'dan az olmamak üzere) seçilir. Bu tür dirençlerin maksimum direnci, esas olarak, kaçak direnci onlarca megaohma ulaşan devre kartlarındaki olası akım sızıntılarıyla sınırlıdır. Cihazın kurulum kapasitansını önemli ölçüde aşmak için jeneratörlerin zamanlama devresi kapasitörlerinin kapasitansı 100 pF'den az olmamalıdır.
K176 serisinde evrensel mantık elemanı olarak adlandırılan bir K176LP1 mikro devresi bulunmaktadır. Çok yönlülüğü, üç bağımsız NOT elemanı olarak, bir ZIL-NOT elemanı olarak ve bir ZI-NOT elemanı olarak ve büyük dallanma oranına sahip bir NOT elemanı olarak kullanılabilmesi gerçeğinde yatmaktadır (büyük bir dallanma oranına bağlanmanıza izin verir) çıkışa giden diğer mikro devrelerin sayısı).
Bu mikro devrenin elektronik "doldurulmasının" devre şeması Şekil 2'de gösterilmektedir. 4, a.
Pirinç. 4 Çip K176LP1
Üçü (VT1-VT3) n kanallı, diğer üçü (VT4-VT6) p kanallı olmak üzere altı alan etkili transistörden oluşur. Toplam pin sayısı 14'tür. Besleme gerilimi 14 (+9 V) ve 7 (ortak) pinlerine sağlanır. 6, 3 ve 10 numaralı pinler giriştir, geri kalanı çıkıştır. Giriş ve çıkış pinlerinin karşılık gelen bağlantıları ile farklı işlevsel amaçlara sahip mantıksal öğeler elde edilir. Yani, 13 ve 8, 1 ve 5 numaralı pinleri bağlarsanız üç invertör elde edersiniz (Şekil 4b). Mikro devrenin güçlü çıkışlı (yüksek çıkış oranına sahip) bir invertör haline gelmesi için, tüm giriş pinlerini ve tüm çıkış pinlerini Şekil 2'de gösterildiği gibi birbirine bağlamak gerekir. 4, c. Diğer pin bağlantı kombinasyonları, mikro devreyi bir 3OR-NOT elemanına (Şekil 4,d), bir ZI-NOT elemanına (Şekil 4,e), bir 2OR-AND-NOT elemanına dönüştürmeyi mümkün kılar; K176 serisinde (Şekil 4,e) ve iki girişli çoklayıcı (Şekil 4g).
Şekil 2'deki şemaya göre çoklayıcı. 56,g üç giriş - A, C ve B ve bir çıkış - D. C girişindeki voltaj yüksek olduğunda, sinyali A girişinden D çıkışına, voltaj yüksek olduğunda ise B girişinden geçirir. Ayrıca, C girişindeki aynı voltaj seviyelerinde, D çıkışından gelen sinyal A veya B girişine geçebilir.
Dijital frekans ölçeri, elektronik saati ve daha fazla tartışılacak olan artan karmaşıklığa sahip diğer cihazları oluştururken, tetikleyiciler, darbe sayaçları ve kod çözücüler gibi diğer bazı K176 serisi mikro devrelere daha aşina olacaksınız. Şimdi size sadece bu serideki mikro devrelerden biri olan ve elektronik zaman sayaçlarında kullanılmak üzere özel olarak tasarlanmış K176IE5 mikro devresinden biraz bahsetmek istiyoruz.
Bu mikro devrenin geleneksel grafik gösterimi ve tipik bağlantı şeması Şekil 2'de gösterilmektedir. 5,a ve b.
Pirinç. 5 Çip K176IE5
Mikro devre, 32.768 Hz frekansında harici bir kuvars rezonatörle çalışmak üzere tasarlanmış bir puls üretecinden ve birlikte on beş bitlik bir ikili jeneratör frekans bölücüsü oluşturan iki frekans bölücüden (dokuz bit ve altı bit) oluşur. Kuvars rezonatörü ZQ1, jeneratörün zamanlama elemanlarıyla birlikte pin 9'a (giriş Z) ve 10'a (çıkış Z) bağlanır. K ve K çıkışlarında kontrol edilebilen 32.768 Hz frekansındaki osilatör sinyali, dokuz bitlik bir frekans bölücünün girişine beslenir. Bu bölücünün çıkışı 9'da (pim 1), 64 Hz tekrarlama hızıyla darbeler üretilir. Bu jeneratör sinyali, altı bitlik ikinci bölücünün 10 numaralı girişine (pim 2) uygulanabilir. Bunu yapmak için, sadece 1 ve 2 numaralı pinleri bağlamanız yeterlidir. Daha sonra bu bölücünün beşinci basamağının 14 numaralı çıkışından (pim 4), 2 Hz frekanslı bir sinyali ve 15 numaralı çıkıştan (pim) bir sinyali çıkarmak mümkün olacaktır. 5) altıncı rakam - 1 Hz frekanslı Bu, elektronik saatlerde genellikle ilk ikinci darbe olarak kullanılan 1 Hz frekanslı sabit bir sinyaldir. Ve eğer bu sinyal, bölme katsayısı 60 olan ek bir frekans bölücünün girişine uygulanırsa, çıkışında 1/60 Hz tekrar frekansına sahip darbeler, yani bir zaman sayacının dakika darbeleri üretilecektir.
Mikro devrenin girişi R (pim 3), çıkışlarında oluşan salınımların başlangıç fazını ayarlamak için kullanılır. Yüksek seviyeli bir voltaj uygulandığında 9, 10 ve 15 numaralı çıkışlarda düşük seviyeli bir voltaj belirir. Ayar seviyesi kaldırıldıktan sonra, bu çıkışlarda karşılık gelen sinyaller görünür ve çıkış 15'teki (1 Hz) ilk yüksek seviye darbesinin düşüşü 1 s sonra gerçekleşir. Kapasitörler C1 ve C2, kuvars osilatörün frekansını doğru bir şekilde ayarlamak için kullanılır. Kapasiteleri azaldıkça üretim frekansı artar ve bunun tersi de geçerlidir. Jeneratörün frekansı ayarlanır: kabaca C1 kapasitörünün seçilmesiyle, C2 kapasitörünün ince ayarlanmasıyla. Direnç R2'nin direnci 1,5... 20 MOhm aralığında olabilir.
K176IE5 mikro devresi bir kronometrede çalışabilir ve benzer ancak daha karmaşık olan K176IE12 elektronik bir saatte çalışabilir. Bununla birlikte, şimdi dedikleri gibi, yarına kadar gecikmeden, onu standart frekansta bir sinyal kaynağı olarak çalışırken test edebilirsiniz. 64 Hz sinyali yüksek empedanslı kulaklıklarda duyulabilir. 1 ve 2 Hz frekanslı sinyaller, kollektör devrelerindeki LED'ler veya akkor lambalar ile transistör göstergelerinin mikro devrenin 5 ve 4 pinlerine bağlanmasıyla görsel olarak gözlemlenebilir.
Ancak K176IE5 mikro devresi kuvars rezonatör olmadan test edilebilir. Bu durumda, kapasitör C1 ve değişken direnç R2'den oluşan jeneratörün zamanlama devresini, Şekil 2'de gösterildiği gibi mikro devreye bağlayın. 57, v. Böyle bir jeneratör, C2 kapasitörünü ve R2 değişken direncini seçerek, 15 çıkışında 1 Hz frekanslı bir sinyalin görünmesini sağlayarak yapılandırılır. Bu mikro devre ile deneylere harcanan bir veya iki saat boşuna olmayacak.
K176 serisi mikro devrelerdeki yapıların deneysel testleri ve güç kaynağı için, 9 V sabit çıkış voltajına sahip bağımsız bir ağ ünitesi monte edebilirsiniz. Örneğin, Şekil 2'de gösterilen devreye göre. 6.
Pirinç. 6 AC adaptörü
İçinde çıkış devresi için kısa devre koruma sistemi, bir germanyum npn transistörü VT1, bir silikon diyot VD2 ve direnç R1'den oluşur. Bu durumda VD2 diyotu, 0,6...0,7 V'a eşit ileri voltaj için bir stabilizatör-stabilizatör işlevini yerine getirir. Çıkış devresinde kısa devre yokken, koruma sisteminin transistörü kapalıdır, şu anda tabanındaki voltaj nispeten yayıcı olduğundan negatiftir ve ünitenin çalışması üzerinde herhangi bir etkisi yoktur.
Kısa devre meydana gelirse, transistör VT1'in vericisi, düşük kısa devre direnci aracılığıyla ortak kabloya bağlanır. Şimdi bu transistörün tabanındaki yayıcıya göre voltaj pozitif hale gelir ve bunun açılmasına ve zener diyot VD3'ü şönt etmesine neden olur. Sonuç olarak, voltaj dengeleyici kontrol transistörü VT2 neredeyse kapanır ve içinden akan akım güvenli bir seviyeyle sınırlıdır.
Ağ transformatörü T1 olarak bir TV kare tarama transformatörü kullanabilirsiniz (örneğin, TVK-70L2, TVK-110L2 veya TVK-110A). Ağ voltajını 10... 12 V'a düşüren diğer herhangi bir transformatör de uygundur. Doğrultucu ünitesi KTs402E (VD1), bunları bir köprü devresine bağlayarak KD105 veya D226 serisinin dört diyotuyla değiştirilebilir. Transistör VT1, h21E katsayısı en az 50 olan MP35-MP38 serilerinden herhangi biri olabilir.
Güç kaynağının tasarımı keyfidir.
K561LA7 (K176LA7) mikro devresi üzerine kurulu dört elektronik cihazın devrelerine bakalım. İlk cihazın şematik diyagramı Şekil 1'de gösterilmektedir. Bu bir yanıp sönen ışıktır. Mikro devre, transistör VT1'in tabanına ulaşan darbeler üretir ve tabanına tek bir mantıksal seviyedeki voltajın sağlandığı anlarda (direnç R2 aracılığıyla), akkor lambayı açar ve açar ve o anlarda mikro devrenin 11 numaralı pimindeki voltaj sıfır seviyesine eşit olduğunda lamba söner.
Mikro devrenin 11 numaralı pimindeki voltajı gösteren bir grafik Şekil 1A'da gösterilmektedir.
Şekil 1A
Mikro devre, girişleri birbirine bağlı dört mantıksal öğe "2AND-NOT" içerir. Sonuç dört invertördür (“DEĞİL”. İlk iki D1.1 ve D1.2, şekli Şekil 1A'da gösterilen darbeler üreten (pim 4'te) bir multivibratör içerir. Bu darbelerin frekansı, frekansa bağlıdır. kapasitör C1 ve direnç R1'den oluşan devrenin parametreleri yaklaşık olarak (mikro devrenin parametreleri dikkate alınmadan), bu frekans F = 1/(CxR) formülü kullanılarak hesaplanabilir.
Böyle bir multivibratörün çalışması şu şekilde açıklanabilir: D1.1 çıkışı bir olduğunda, D1.2 çıkışı sıfırdır, bu, C1 kapasitörünün R1 üzerinden şarj olmaya başlamasına ve D1 elemanının girişine yol açar. 1, C1'deki voltajı izler. Ve bu voltaj mantıksal bir seviyeye ulaştığında devre açılmış gibi görünüyor, şimdi D1.1 çıkışı sıfır olacak ve D1.2 çıkışı bir olacak.
Artık kapasitör direnç üzerinden boşalmaya başlayacak ve D1.1 girişi bu süreci izleyecek ve üzerindeki voltaj mantıksal sıfıra eşit olur olmaz devre tekrar dönecektir. Sonuç olarak, D1.2 çıkışındaki seviye darbeler olacaktır ve D1.1 çıkışında da darbeler olacaktır, ancak D1.2 çıkışındaki darbelerin antifazında olacaktır (Şekil 1A).
Prensip olarak vazgeçilebilen D1.3 ve D1.4 elemanları üzerinde bir güç amplifikatörü yapılır.
Bu şemada çok çeşitli değerdeki parçaları kullanabilirsiniz; parçaların parametrelerinin uyması gereken sınırlar şemada işaretlenmiştir. Örneğin, R1, 470 kOhm'dan 910 kOhm'a kadar bir dirence sahip olabilir, kapasitör C1, 0,22 μF ila 1,5 μF arasında bir kapasitansa sahip olabilir, direnç R2 - 2 kOhm'dan 3 kOhm'a kadar ve diğer devrelerdeki parçaların değerleri imzalanmıştır. aynı şekilde.
Şekil 1B
Akkor lamba bir el fenerinden gelir ve pil ya 4,5V düz pil ya da 9V Kron pildir, ancak seri bağlı iki "düz" pil alırsanız daha iyi olur. KT815 transistörünün pin çıkışı (pim konumu) Şekil 1B'de gösterilmektedir.
İkinci cihaz ise ayarlanan zaman periyodunun sonu için sesli alarm veren bir zamanlayıcı olan bir zaman rölesidir (Şekil 2). Kapasitörün kapasitansındaki azalma nedeniyle frekansı önceki tasarıma göre büyük ölçüde artan bir multivibratöre dayanmaktadır. Multivibratör D1.2 ve D1.3 elemanları üzerinde yapılmıştır. Direnç R2, Şekil 1'deki devredeki R1 ile aynıdır ve kapasitör (bu durumda C2), 1500-3300 pF aralığında önemli ölçüde daha düşük bir kapasitansa sahiptir.
Sonuç olarak, böyle bir multivibratörün (pin 4) çıkışındaki darbeler bir ses frekansına sahiptir. Bu darbeler, D1.4 elemanı üzerine monte edilmiş bir amplifikatöre ve multivibratör çalışırken yüksek veya orta tonda bir ses üreten bir piezoelektrik ses yayıcıya gönderilir. Ses yayıcı, örneğin bir ahize telefonunun çalmasından kaynaklanan piezoseramik bir zildir. Üç pimi varsa, bunlardan herhangi ikisini lehimlemeniz ve ardından deneysel olarak üçünden ikisini seçmeniz gerekir, bağlandığında ses seviyesi maksimumdur.
İncir. 2
Multivibratör yalnızca D1.2'nin pin 2'sinde bir tane olduğunda çalışır; sıfırsa multivibratör üretmez. Bunun nedeni, D1.2 öğesinin bir "2VE-DEĞİL" öğesi olmasıdır; bilindiği gibi bu öğe, bir girişine sıfır uygulandığında, ikinci girişinde ne olursa olsun çıkışının bir olması bakımından farklılık gösterir. .
K561LA7 mikro devresi (veya analogları K1561LA7, K176LA7, CD4011) dört adet 2I-NOT mantık elemanı içerir (Şekil 1). 2I-NOT elemanının çalışma mantığı basittir - eğer her iki girişi de mantıksal ise, o zaman çıkış sıfır olacaktır ve eğer durum böyle değilse (yani girişlerden birinde veya her ikisinde de sıfır vardır) girişler), o zaman çıkış bir olacaktır. K561LA7 yongası CMOS mantığına sahiptir, bu da elemanlarının alan etkili transistörler kullanılarak yapıldığı anlamına gelir, bu nedenle K561LA7'nin giriş direnci çok yüksektir ve güç kaynağından gelen enerji tüketimi çok düşüktür (bu aynı zamanda diğer tüm yongalar için de geçerlidir) K561, K176, K1561 veya CD40 serisi).
Şekil 2, LED göstergeli basit bir zaman rölesinin diyagramını göstermektedir. Zaman sayımı, gücün S1 anahtarıyla açıldığı anda başlar. Başlangıçta C1 kondansatörü boşalır ve üzerindeki voltaj düşüktür (mantıksal sıfır gibi). Bu nedenle D1.1 çıkışı bir olacak ve D1.2 çıkışı sıfır olacaktır. HL2 LED'i yanacak ancak HL1 LED'i yanmayacaktır. Bu, C1, R3 ve R5 dirençleri aracılığıyla D1.1 elemanının mantıksal olarak anlayacağı bir voltaja kadar şarj edilene kadar devam edecektir. Bu anda, D1.1 çıkışında bir sıfır ve D1 çıkışında bir sıfır belirir. .2.
S2 butonu zaman rölesini yeniden başlatmak için kullanılır (bastığınızda C1'i kapatır ve deşarj olur, bıraktığınızda ise C1 şarjı yeniden başlar). Böylece geri sayım, elektriğin açıldığı andan itibaren veya S2 butonuna basılıp bırakıldığı andan itibaren başlar. LED HL2 geri sayımın devam ettiğini, LED HL1 ise geri sayımın tamamlandığını gösterir. Ve zamanın kendisi değişken direnç R3 kullanılarak ayarlanabilir.
R3 direncinin şaftına, zaman değerlerini imzalayabileceğiniz ve kronometre ile ölçebileceğiniz bir işaretçi ve ölçek içeren bir tutamak koyabilirsiniz. Diyagramdaki gibi R3 ve R4 dirençleri ve C1 kapasitansı ile deklanşör hızlarını birkaç saniyeden bir dakikaya kadar ve biraz daha uzun bir süreye ayarlayabilirsiniz.
Şekil 2'deki devre yalnızca iki IC elemanı kullanır, ancak iki tane daha içerir. Bunları kullanarak, gecikmenin sonunda zaman rölesinin sesli bir sinyal vermesini sağlayabilirsiniz.
Şekil 3 sesli bir zaman rölesinin diyagramını göstermektedir. Yaklaşık 1000 Hz frekansta darbeler üreten D1 3 ve D1.4 elemanları üzerinde bir multivibratör yapılır. Bu frekans R5 direncine ve C2 kapasitörüne bağlıdır. D1.4 elemanının girişi ve çıkışı arasına, örneğin bir elektronik saatten veya bir el cihazından veya bir multimetreden bir piezoelektrik "tweeter" bağlanır. Multivibratör çalışırken bip sesi çıkarır.
D1.4'ün 12 numaralı pinindeki mantık seviyesini değiştirerek multivibratörü kontrol edebilirsiniz. Burada sıfır olduğunda, multivibratör çalışmaz ve "bip sesi" B1 sessizdir. Ne zaman biri. - B1 bip sesi çıkarıyor. Bu pin (12) D1.2 elemanının çıkışına bağlanır. Bu nedenle HL2 söndüğünde “bip sesi” bip sesi çıkarır, yani zaman rölesi zaman aralığını tamamladıktan hemen sonra sesli alarm açılır.
Piezoelektrik bir "tweeter'ınız" yoksa, bunun yerine örneğin eski bir alıcıdan veya kulaklıktan veya telefondan bir mikro hoparlör alabilirsiniz. Ancak bir transistör amplifikatörü aracılığıyla bağlanması gerekir (Şekil 4), aksi takdirde mikro devre zarar görebilir.
Ancak LED göstergesine ihtiyacımız yoksa yine sadece iki unsurla idare edebiliriz. Şekil 5'te yalnızca sesli alarmı olan bir zaman rölesinin diyagramı gösterilmektedir. C1 kondansatörü boşalırken, multivibratör mantıksal sıfır tarafından bloke edilir ve bipleyici sessizdir. Ve C1 mantıksal ünitenin voltajına şarj olur olmaz, multivibratör çalışmaya başlayacak ve B1 bip sesi çıkaracaktır. Şekil 6, aralıklı ses sinyalleri üreten bir sesli alarmın diyagramıdır. Ayrıca ses tonu ve kesinti frekansı ayarlanabilmekte, örneğin küçük siren veya apartman zili olarak kullanılabilmektedir.
D1 3 ve D1.4 elemanları üzerinde bir multivibratör yapılır. Transistör VT5 üzerindeki bir amplifikatör aracılığıyla B1 hoparlörüne gönderilen ses frekansı darbeleri üretir. Sesin tonu bu darbelerin frekansına bağlıdır ve frekansları değişken direnç R4 ile ayarlanabilir.
Sesi kesmek için D1.1 ve D1.2 elemanlarında ikinci bir multivibratör kullanılır. Önemli ölçüde daha düşük frekansta darbeler üretir. Bu darbeler pin 12 D1 3'e ulaşır. Buradaki mantıksal sıfır olduğunda D1.3-D1.4 multivibratörü kapatılır, hoparlör sessizdir ve bir olduğunda ses duyulur. Bu, tonu R4 direnci ve kesinti frekansı R2 tarafından ayarlanabilen aralıklı bir ses üretir. Ses seviyesi büyük ölçüde hoparlöre bağlıdır. Ve hoparlör hemen hemen her şey olabilir (örneğin, radyodan, telefondan, radyo noktasından gelen bir hoparlör, hatta bir müzik merkezinden gelen bir hoparlör sistemi).
Bu sireni temel alarak, birisi odanızın kapısını her açtığında açılacak bir güvenlik alarmı oluşturabilirsiniz (Şek. 7).
Yeni başlayanlar için basit radyo devreleri
Bu yazıda K561LA7 ve K176LA7 mantık çiplerini temel alan birkaç basit elektronik cihaza bakacağız. Prensip olarak bu mikro devreler hemen hemen aynıdır ve aynı amaca sahiptir. Bazı parametrelerdeki küçük farklılıklara rağmen pratik olarak değiştirilebilirler.
Kısaca K561LA7 yongası hakkında
K561LA7 ve K176LA7 mikro devreleri dört adet 2I-NOT elemanıdır. Yapısal olarak 14 pimli siyah plastik bir kutu içinde yapılırlar. Mikro devrenin ilk pimi, mahfaza üzerinde bir işaret (sözde anahtar) olarak belirlenmiştir. Bu bir nokta ya da çentik olabilir. Mikro devrelerin ve pin çıkışlarının görünümü şekillerde gösterilmektedir.
Mikro devrelerin güç kaynağı 9 Volt'tur, pinlere besleme voltajı verilir: pin 7 "ortak", pin 14 "+".
Mikro devreleri kurarken, pin çıkışına dikkat etmelisiniz; yanlışlıkla "içten dışa" bir mikro devre takmak ona zarar verecektir. Mikro devrelerin gücü 25 watt'tan fazla olmayan bir havya ile lehimlenmesi tavsiye edilir.
Bu mikro devrelerin "mantıksal" olarak adlandırıldığını hatırlayalım çünkü yalnızca iki durumları vardır - ya "mantıksal sıfır" ya da "mantıksal olan". Ayrıca “bir” seviyede, besleme gerilimine yakın bir gerilim ima edilmektedir. Sonuç olarak, mikro devrenin besleme voltajı azaldığında, "Mantıksal Birim" seviyesi daha düşük olacaktır.
Küçük bir deney yapalım (Şekil 3)
Öncelikle bunun için girişleri bağlayarak 2I-NOT çip elemanını basitçe NOT'a çevirelim. Mikro devrenin çıkışına bir LED bağlayacağız ve voltajı kontrol ederken değişken bir direnç aracılığıyla girişe voltaj besleyeceğiz. LED'in yanması için, mikro devrenin çıkışında mantıksal "1" e eşit bir voltaj elde etmek gerekir (bu pin 3'tür). Herhangi bir multimetreyi kullanarak voltajı DC voltaj ölçüm moduna geçirerek kontrol edebilirsiniz (şemada PA1'dir).
Ancak güç kaynağıyla biraz oynayalım - önce bir adet 4,5 Volt pil bağlarız. Mikro devre bir invertör olduğundan, mikro devrenin çıkışında “1” elde etmek için tam tersine gereklidir. mikro devrenin girişine mantıksal bir "0" uygulamak için. Bu nedenle denememize mantıksal “1” ile başlayacağız - yani direnç kaydırıcısının üst konumda olması gerekir. Değişken direnç kaydırıcısını döndürerek LED yanana kadar bekleriz. Değişken dirençli motordaki ve dolayısıyla mikro devrenin girişindeki voltaj yaklaşık 2,5 Volt olacaktır.
İkinci bir akü bağlarsak zaten 9 Volt elde edeceğiz ve bu durumda giriş voltajı yaklaşık 4 Volt olduğunda LED'imiz yanacaktır.
Bu arada burada küçük bir açıklama yapmak gerekiyor: Deneyinizde yukarıdakilerden farklı sonuçların ortaya çıkması oldukça olasıdır. Bunda şaşırtıcı bir şey yok: birincisi, tamamen aynı iki mikro devre yoktur ve parametreleri her durumda farklı olacaktır, ikincisi, mantıksal bir mikro devre, giriş sinyalindeki herhangi bir azalmayı mantıksal bir "0" olarak algılayabilir ve bizim durumumuzda giriş voltajını iki kat düşürdük ve üçüncüsü, bu deneyde dijital bir mikro devreyi analog modda çalışmaya zorlamaya çalışıyoruz (yani kontrol sinyalimiz sorunsuz geçiyor) ve mikro devre de olması gerektiği gibi çalışıyor - ne zaman belirli bir eşiğe ulaşıldığında mantıksal durumu anında sıfırlar. Ancak aynı eşik farklı mikro devreler için farklı olabilir.
Ancak deneyimizin amacı basitti; mantıksal seviyelerin doğrudan besleme voltajına bağlı olduğunu kanıtlamamız gerekiyordu.
Bir nüans daha: bu yalnızca besleme voltajı açısından çok kritik olmayan CMOS serisi mikro devrelerle mümkündür. TTL serisi mikro devrelerde işler farklıdır - güç bunlarda büyük bir rol oynar ve çalışma sırasında% 5'ten fazla olmayan bir sapmaya izin verilir
Neyse kısa tanışmamız bitti, hadi uygulamaya geçelim...
Basit zaman rölesi
Cihaz şeması Şekil 4'te gösterilmektedir. Buradaki mikro devre elemanı yukarıdaki deneyde olduğu gibi dahil edilmiştir: girişler kapalıdır. S1 butonu açıkken, C1 kondansatörü şarjlı durumdadır ve üzerinden herhangi bir akım geçmemektedir. Bununla birlikte, mikro devrenin girişi aynı zamanda "ortak" kabloya da (R1 direnci aracılığıyla) bağlıdır ve bu nedenle mikro devrenin girişinde mantıksal bir "0" bulunacaktır. Mikro devre elemanı bir invertör olduğundan, bu, mikro devrenin çıkışının mantıksal bir "1" olacağı ve LED'in yanacağı anlamına gelir.
Düğmeyi kapatıyoruz. Mikro devrenin girişinde mantıksal bir "1" görünecek ve bu nedenle çıkış "0" olacak, LED sönecektir. Ancak düğme kapatıldığında C1 kondansatörü anında boşalacaktır. Bu, düğmeyi bıraktıktan sonra kapasitörde şarj işleminin başlayacağı ve devam ederken mikro devrenin girişindeki mantıksal "1" seviyesini koruyarak elektrik akımının içinden akacağı anlamına gelir. Yani, C1 kondansatörü şarj edilene kadar LED'in yanmayacağı ortaya çıkıyor. Kapasitörün şarj süresi, kapasitörün kapasitansı seçilerek veya R1 direncinin direnci değiştirilerek değiştirilebilir.
İkinci şema
İlk bakışta neredeyse öncekiyle aynı, ancak zamanlama kapasitörlü düğme biraz farklı şekilde açılıyor. Ve biraz farklı çalışacak - bekleme modunda LED yanmıyor, düğme kapatıldığında LED hemen yanacak, ancak bir süre sonra sönecek.
Basit flaşör
Mikro devreyi şekilde gösterildiği gibi açarsak, bir ışık atım üreteci elde edeceğiz. Aslında bu, çalışma prensibi bu sayfada ayrıntılı olarak açıklanan en basit multivibratördür.
Darbe frekansı, direnç R1 (bunu değişkene bile ayarlayabilirsiniz) ve kapasitör C1 tarafından düzenlenir.
Kontrollü flaşör
Flaşör devresini (yukarıda Şekil 6'da bulunan) biraz değiştirelim ve bize zaten tanıdık olan bir zaman rölesinden - S1 düğmesi ve C2 kondansatöründen bir devre dahil edelim.
Elde ettiğimiz sonuç: S1 butonu kapalıyken D1.1 elemanının girişi mantıksal "0" olacaktır. Bu bir 2I-NOT elemanıdır ve bu nedenle ikinci girişte ne olduğu önemli değildir; çıkış her durumda “1” olacaktır.
Aynı "1" ikinci elemanın (D1.2) girişine gidecektir ve bu, mantıksal bir "0"ın bu elemanın çıkışına sıkı sıkıya oturacağı anlamına gelir. Bu durumda LED yanacak ve sürekli yanık kalacaktır.
S1 butonunu bıraktığımız anda C2 kondansatörü şarj olmaya başlar. Şarj süresi boyunca, mikro devrenin 2 numaralı pimindeki mantıksal "0" seviyesini korurken akım içinden akacaktır. Kapasitör şarj olur olmaz içinden geçen akım duracak, multivibratör normal modunda çalışmaya başlayacak - LED yanıp sönecektir.
Aşağıdaki şemada da aynı zincir tanıtılmıştır, ancak farklı şekilde açılmıştır: düğmeye bastığınızda LED yanıp sönmeye başlayacak ve bir süre sonra sürekli yanacaktır.
Basit gıcırtı
Bu devrede özellikle alışılmadık bir şey yok: Multivibratörün çıkışına bir hoparlör veya kulaklık bağlarsanız, aralıklı sesler çıkarmaya başlayacağını hepimiz biliyoruz. Düşük frekanslarda sadece bir "tık" sesi duyulacak, yüksek frekanslarda ise bir gıcırtı sesi duyulacaktır.
Deney için aşağıda gösterilen diyagram daha fazla ilgi çekmektedir:
İşte yine tanıdık zaman rölesi - S1 düğmesini kapatıyoruz, açıyoruz ve bir süre sonra cihaz bip sesi çıkarmaya başlıyor.