رقائق المنطق. الجزء 5 - هزاز واحد

مخطط الهزاز الفردي ومبدأ تشغيله وفقًا لمخطط الوقت.

ال المادة السابقة قيل حول multivibrators المصنوعة على رقاقة المنطق K155LA3. ستكون هذه القصة غير مكتملة إن لم نذكر نوعًا آخر من الهزاز المتعدد ، وهو ما يسمى بالاهتزاز الفردي.

هزاز واحد

هزاز واحد هو مولد نبض واحد. يكون منطق عمله على النحو التالي: إذا تم تطبيق نبضة قصيرة على إدخال طلقة واحدة ، عندئذ يتم تشكيل نبضة عند إخراجها ، وتُعطى مدتها بواسطة سلسلة RC.

بعد انتهاء هذه النبضة ، تنتقل الطلقة المفردة إلى حالة الاستعداد لنبض الزناد التالي. ولهذا السبب ، غالبًا ما تسمى الهزاز الفردي باسم هزاز متعدد الاستعداد. يظهر الشكل 1. أبسط دائرة مفردة الهزاز. في الممارسة العملية ، بالإضافة إلى هذه الدائرة ، يتم استخدام عشرات الأنواع من الهزاز الفردي.

الشكل 1. أبسط هزاز واحد.

يوضح الشكل 1 أ دائرة هزاز واحدة ، ويوضح الشكل 1 ب المخططات الزمنية الخاصة به. هزاز واحد يحتوي على اثنين العناصر المنطقية: يتم استخدام الأول منها كعنصر 2N-NOT ، بينما يتم تشغيل الثاني وفقًا لدائرة العاكس.

Wيتم تشغيل اللقطة الواحدة باستخدام زر SB1 ، على الرغم من أن هذا لأغراض تعليمية فقط. في الواقع ، يمكن تطبيق إشارة من الدوائر الدقيقة الأخرى على هذا الإدخال. مؤشر LED ، كما هو موضح في الرسم التخطيطي ، متصل أيضًا بالإخراج للإشارة إلى الحالة. بالطبع ، ليس جزءًا من هزاز واحد ، لذلك يمكن حذفه.

اختيار مكثف C1 سعة كبيرة. يتم ذلك بحيث يكون للنبضة مدة كافية للإشارة باستخدام جهاز مؤشر لديه قصور كبير. السعة الدنيا للمكثف التي لا يزال من الممكن فيها اكتشاف نبضة بمقياس طلب 50 μF ، تكون مقاومة المقاوم R1 في النطاق 1 ... 1.5 كيلو أوم.

من أجل تبسيط الدائرة ، سيكون من الممكن الاستغناء عن الزر SB1 ، مما يؤدي إلى إغلاق ناتج رقاقة واحدة بسلك شائع. ولكن مع مثل هذا الحل ، فإن الأعطال في تشغيل اللقطة الواحدة ستحدث أحيانًا بسبب ارتداد الاتصال. ستتم مناقشة مناقشة مفصلة لهذه الظاهرة وطرق التعامل معها لاحقًا في وصف العدادات ومقياس التردد.

بعد تجميع اللقطة الواحدة ، وتطبيق القوة ، نقيس الجهد عند مدخلات ومخرجات كلا العنصرين. في الناتج 2 للعنصر DD1.1 والإخراج 8 للعنصر DD1.2 يجب أن يكون هناك مستوى عال ، وعند إخراج العنصر DD1.1 - منخفض. لذلك ، يمكننا القول أنه في وضع الاستعداد ، يكون العنصر الثاني ، المخرج ، في حالة واحدة ، والأول في حالة الصفر.

الآن توصيل الفولتميتر على إخراج العنصر DD1.2 - سوف تظهر الفولتميتر مستوى عال. بعد ذلك ، مع ملاحظة سهم الجهاز ، اضغط لفترة قصيرة على الزر SB1. السهم ينحرف بسرعة إلى ما يقرب من الصفر.

بعد حوالي ثانيتين ، سيعود أيضًا إلى وضعه الأصلي بشكل حاد. يشير هذا إلى أن جهاز المؤشر أظهر نبضًا منخفض المستوى. في هذه الحالة ، سوف تضيء LED أيضًا من خلال إخراج عنصر DD1.2. إذا كررت هذه التجربة عدة مرات ، فيجب أن تكون النتائج هي نفسها.

إذا كان هناك أكثر توازناً متصل بالمكثف - بسعة 1000 μF ، فإن مدة النبضة عند الخرج سوف تتضاعف ثلاث مرات.

إذا تم استبدال المقاوم R1 بقيمة متغيرة حوالي 2 كوم ، ثم عن طريق تدويرها ، فمن الممكن لتغيير مدة النبض الناتج إلى حد ما. إذا قمت بفك المقاوم حتى تصبح مقاومته أقل من 100 أوم ، فإن الطلقة الواحدة تتوقف ببساطة عن توليد النبضات.

من التجارب التي أجريت ، يمكن استخلاص الاستنتاجات التالية: كلما زادت مقاومة المقاوم والسعة للمكثف ، كلما زاد طول النبض الناتج عن طلقة واحدة.في هذه الحالة ، يكون المقاوم R1 والمكثف C1 دائرة توقيت RC ، والتي تعتمد على مدة النبض المولدة.

إذا انخفضت سعة المكثف ومقاومة المقاوم بشكل كبير ، على سبيل المثال ، عن طريق وضع مكثف بسعة 0.01 فهرنهايت ، فإنه ببساطة لا يمكن اكتشاف نبضات بمؤشرات في شكل فولتميتر أو حتى مؤشر ضوئي ، حيث سيتضح أنها قصيرة للغاية.

يوضح الشكل 1 ب المخططات الزمنية لتشغيل هزاز واحد. سوف يساعدون على فهم عمله.

في الحالة الأولية ، الاستعداد ، لا يتم توصيل الإدخال 1 من عنصر DD1.1 في أي مكان ، لأن جهات اتصال الزر لا تزال مفتوحة. مثل هذه الحالة ، كما هو مكتوب في الأجزاء السابقة من مقالتنا ، ليست سوى وحدة. في كثير من الأحيان ، لا يتم ترك مثل هذا الإدخال "للتعليق" في الهواء ، ومن خلال المقاوم بمقاومة 1 KΩ ، يتم توصيله بدائرة الطاقة + 5V. هذا الاتصال يخفف تدخل الإدخال.

عند إدخال العنصر DD1.2 ، يكون مستوى الجهد منخفضًا بسبب المقاوم R1 المتصل به. لذلك ، عند إخراج العنصر DD1.2 ، سيكون هناك مستوى مرتفع مماثل ، والذي يذهب إلى إدخال العنصر DD1.1 ، والذي يعتبر الأعلى في الدائرة. لذلك ، في كل من المدخلات DD1.1 مستوى عالٍ ، مما يعطي مستوى منخفضًا عند إنتاجه ، ويتم تفريغ المكثف C1 بالكامل تقريبًا.

عند الضغط على الزر ، يتم توفير الإدخال 1 من عنصر DD1.1 مع نبض الزناد على مستوى منخفض ، كما هو موضح في الرسم البياني العلوي. لذلك ، ينتقل العنصر DD1.1 إلى حالة واحدة. في هذه اللحظة ، تظهر واجهة موجبة في ناتجها ، والتي تنتقل من خلال المكثف C1 إلى إدخال العنصر DD1.2 ، مما يجعل الأخير ينتقل من الوحدة إلى الصفر. نفس الصفر موجود في الإدخال 2 من عنصر DD1.1 ، لذلك سيبقى في نفس الحالة بعد فتح زر SB1 ، حتى في نهاية نبض التشغيل.

انخفاض الجهد الإيجابي عند إخراج العنصر DD1.1 خلال المقاوم R1 يشحن المكثف C1 ، وهذا هو السبب في انخفاض الجهد في المقاوم R1. عندما يتم تقليل هذا الجهد إلى عتبة ، ينتقل العنصر DD1.2 إلى حالة الوحدة ، ويتحول DD1.1 إلى صفر.

مع هذه الحالة من العناصر المنطقية ، سيتم تفريغ المكثف من خلال إدخال العنصر DD1.2 والإخراج DD1.1. وبالتالي ، ستعود الطلقة المفردة إلى وضع الاستعداد لنبض التشغيل التالي أو ببساطة إلى وضع الاستعداد.

ومع ذلك ، عند إجراء تجارب باستخدام هزاز واحد ، يجب ألا ننسى أن مدة نبضة التشغيل يجب أن تكون أقل من الخرج. إذا تم الضغط على الزر ببساطة ، فسيكون من المستحيل انتظار أي نبضات في المخرجات.

بوريس Aladyshkin

استمرار المقال: رقائق المنطق. الجزء 6