Schema unui vibrator unic și principiul funcționării acestuia în funcție de diagrama timpului.
În partea anterioară a acestui articol, am vorbit despre multivibratori executați pe un cip logic K155LA3.
Această poveste ar fi incompletă, dacă nu menționăm încă o altă versiune a multivibratorului, așa-numitul vibrator unic.
Un generator cu un singur impuls este denumit generator cu un singur impuls. Logica lucrării sale este următoarea: dacă un impuls scurt este aplicat la intrarea unui singur oscilator, se formează un impuls la ieșirea lui, durata acestuia fiind dată de un lanț RC.
După terminarea acestui impuls, monostabilul se transformă în starea de așteptare a următorului impuls de declanșare. Având în vedere acest lucru, monovibratorul este adesea numit multivibrator de așteptare. Cea mai simplă schemă a unui singur oscilator este prezentată în figura 1. În practică, în plus față de această schemă, se folosesc zeci de varietăți de monovibratoare.
Figura 1. Cel mai simplu monostabil.
Figura 1a prezintă schema vibratorului unic și în figura 1b diagramele sale de timp. Vertexul unic conține două elemente logice: primul dintre ele este utilizat ca element 2N-HE, iar cel de-al doilea este inclus în circuitul invertorului.
Univibratorul poate fi pornit cu ajutorul butonului SB1, deși acest lucru este doar pentru scopuri educaționale. De fapt, acest semnal poate fi alimentat din alte jetoane. Pentru a indica starea, un indicator LED este de asemenea conectat la ieșire, de asemenea prezentat în diagramă. Desigur, nu este o componentă cu un singur vibrator, deci nu o puteți pune.
Capacul C1 este selectat pentru o capacitate mare. Acest lucru se face astfel încât pulsul să aibă o durată suficientă pentru indicarea prin intermediul unui dispozitiv de indicatoare având o inerție mare. Capacitatea minimă a condensatorului la care este încă posibil să se detecteze un impuls cu un comutator de 50 μF, rezistența rezistorului R1 este cuprinsă între 1 ... 1,5 kΩ.
Pentru a simplifica circuitul, ar fi posibil să se facă fără butonul SB1, închizând ieșirea 1 a IC la firul comun. Dar, cu o astfel de soluție, uneori vor exista defecțiuni în funcționarea univibratorului datorită sarcinii contactelor. O analiză detaliată a acestui fenomen și metodele de abordare a acestuia, vom discuta mai târziu în descrierea contoarelor și a contorului de frecvență.
După ce monostabilul este asamblat și energia este aplicată, măsuram tensiunea la intrările și ieșirile ambelor elemente. Ieșirea elementului DD1.1 și a ieșirii 8 a DD1.2 trebuie să fie ridicată, iar ieșirea din DD1.1 este scăzută. Prin urmare, putem spune că în modul de așteptare, cel de-al doilea element, ieșirea, este într-o singură stare și primul în stare zero.
Acum conectați voltmetrul la ieșirea elementului DD1.2 - voltmetrul va afișa un nivel ridicat. Apoi, după vizionarea săgeții dispozitivului, apăsați scurt butonul SB1. Săgeata se va schimba rapid aproape la zero.
Aproximativ o secundă după 2 va reveni brusc în poziția inițială. Acest lucru indică faptul că dispozitivul indicator a prezentat un impuls de nivel scăzut. În acest caz, LED-ul se va aprinde și prin ieșirea elementului DD1.2. Dacă repetați acest experiment de mai multe ori, atunci rezultatele ar trebui să fie aceleași.
Dacă condensatorul este conectat în paralel cu altul - cu o capacitate de 1000 uF, durata impulsului la ieșire se va tripla.
Dacă rezistența R1 este înlocuită cu o valoare variabilă de aproximativ 2 Kom, rotația acesteia poate, în anumite limite, să schimbe durata impulsului de ieșire. Dacă, totuși, rezistența este deșurubată atât de mult încât rezistența ei devine mai mică de 100 ohmi, vibratorul unic încetează să mai genereze impulsuri.
Din experimentele efectuate, este posibil să se tragă astfel de concluzii: cu cât rezistența rezistorului și capacitatea condensatorului este mai mare, cu atât mai mare este timpul pulsului generat de univibrator. În acest caz, rezistorul R1 și condensatorul C1 sunt lanțul de timp RC, pe care depinde durata pulsului generat.
În cazul în care capacitatea condensatorului și rezistor reduce în mod substanțial, de exemplu, a pus condensator de 0,01 microfarazi, indicatorii în formă de voltmetru și chiar LED-urile nu detectează impulsuri pur și simplu, deoarece acestea sunt obținute sunt foarte scurte.
Figura 1b prezintă diagramele de timp ale funcționării vibratorului unic. Vă vor ajuta să înțelegeți lucrarea lui.
În starea inițială, în așteptare, intrarea 1 a elementului DD1.1 nu este conectată nicăieri, deoarece contactele butonului sunt încă deschise. O astfel de stare, așa cum a fost scrisă în părțile anterioare ale acestui articol, nu este altceva decât o unitate. Cel mai adesea, această intrare nu este permisă să se "atârne" în aer, dar printr-un rezistor cu rezistență de 1 K este conectat la circuitul de alimentare + 5V. O astfel de conexiune slăbește efectul interferenței de intrare.
La intrarea elementului DD1.2, nivelul de tensiune este scăzut, datorită rezistorului R1 conectat la acesta. astfel la ieșirea elementului DD1.2 va exista un nivel corespunzător ridicat, care merge la intrarea superioară a elementului DD1.1. Prin urmare, la ambele intrări ale DD1.1, un nivel ridicat, care dă un nivel scăzut la ieșire, iar condensatorul C1 este aproape complet descărcat.
Prin apăsarea unui buton, elementul de intrare 1 DD1.1 puls de pornire furnizat nivel scăzut așa cum se arată în graficul de sus. Prin urmare, elementul DD1.1 intră într-o singură stare. În acest moment apare la ieșire o margine pozitivă, care prin condensatorul C1 la un element de intrare DD1.2, provocând urmă trece de la unitatea la zero. Același zero este prezent la elementul DD1.1 de intrare 2, astfel încât acesta va rămâne în aceeași stare ca unitate după deschiderea butonului SB1, adică, chiar și la sfârșitul pulsului de declanșare.
Căderea pozitivă a tensiunii peste ieșirea elementului DD1.1 prin rezistența R1 încarcă condensatorul C1, determinând scăderea tensiunii pe rezistența R1. Când această tensiune scade la pragul de prag, elementul DD1.2 trece la starea unității și DD1.1 trece la zero.
Cu această stare a elementelor logice, condensatorul va fi descărcat prin intrarea elementului DD1.2 și a ieșirii DD1.1. În acest fel, monostabilul va reveni în modul de așteptare pentru următorul impuls de declanșare sau pur și simplu în așteptare.
Cu toate acestea, atunci când se efectuează experimente cu un vibrator unic, nu trebuie să uităm că durata impulsului de declanșare ar trebui să fie neapărat mai mică decât impulsul de ieșire. Dacă butonul este doar apăsat, nu se pot aștepta impulsuri la ieșire.
Continuarea articolului: Microcircuite logice. Partea 6
Trimiteți-le prietenilor: