Xips de lògica. 5a part: un vibrador

L’esquema d’un vibrador únic i el principi del seu funcionament segons el diagrama de temps.

Dins article anterior Es va parlar sobre multivibradors fabricats en un xip lògic K155LA3. Aquesta història no seria completa si no es menciona un altre tipus de multivibrador, l'anomenat vibrador únic.

Vibrador únic

Un únic vibrador és un únic generador de pols. La lògica del seu treball és la següent: si s’aplica un pols curt a l’entrada d’un tret únic, es genera un pols a la seva sortida, la durada del qual és donada per una cadena RC.

Després que aquest pols finalitzi, el tret únic entra a l'estat d'espera del següent pols de disparador. A causa d'això, un sol vibrador s'anomena sovint multivibrador d'espera. El circuit més simple amb vibrador es mostra a la figura 1. A la pràctica, a més d’aquest circuit, s’utilitzen diverses dotzenes de varietats d’un sol vibrador.

Figura 1. El vibrador més simple.

La figura 1a mostra un únic circuit vibrador i la figura 1b mostra els seus esquemes de cronometratge. El vibrador únic en conté dos elements lògics: El primer d'ells s'utilitza com a element 2N-NOT, mentre que el segon s'activa segons el circuit d'inversor.

3S’inicia una sola presa mitjançant el botó SB1, tot i que només és per a finalitats educatives. De fet, es pot aplicar un senyal d'altres microcircuits a aquesta entrada. Un indicador LED, que també es mostra al diagrama, també està connectat a la sortida per indicar l'estat. Per descomptat, no forma part d’un vibrador únic, de manera que es pot ometre.

El condensador C1 ha seleccionat una gran capacitat. Això es fa de manera que el pols tingui una durada suficient per a la indicació amb un dispositiu punter amb una gran inèrcia. La capacitat mínima del condensador a la qual encara és possible detectar un pols amb un indicador de marcatge de 50 μF, la resistència de la resistència R1 està en l’interval d’1 ... 1,5 kOhm.

Per simplificar el circuit, seria possible sense el botó SB1, tancant la sortida d’un xip a un fil comú. Però amb una solució així, de vegades es produeixen desperfectes en el funcionament d'un cop únic a causa del rebot del contacte. Una discussió detallada d’aquest fenomen i els mètodes per afrontar-lo es tractarà una mica més endavant en la descripció de comptadors i mesuradors de freqüència.

Després que s'hagi muntat el cop únic i s'aplicat la potència, mesurem el voltatge a les entrades i sortides dels dos elements. La sortida 2 de l’element DD1.1 i la sortida 8 de l’element DD1.2 haurien de ser elevades i la sortida de l’element DD1.1 hauria de ser baixa. Per tant, podem dir que en mode d'espera el segon element, la sortida, està en un estat únic, i el primer està en estat zero.

Ara connecteu un voltímetre a la sortida de l’element DD1.2: el voltímetre mostrarà un alt nivell. A continuació, observant la fletxa del dispositiu, premeu breument el botó SB1. la fletxa es desvia ràpidament a gairebé zero.

Al cap d’uns 2 segons, també tornarà bruscament a la seva posició original. Això indica que el dispositiu de punter mostrava un pols de baix nivell. En aquest cas, el LED també s’il·lumina a través de la sortida de l’element DD1.2. Si repetiu aquest experiment diverses vegades, els resultats han de ser els mateixos.

Si es connecta un paral·lel més al condensador, amb una capacitat de 1000 μF, la durada del pols a la sortida es triplicarà.

Si la resistència R1 es substitueix per un valor variable d'aproximadament 2 Kom, llavors girant-la, és possible canviar la durada del pols de sortida dins de certs límits. Si desenrosqueu la resistència de manera que la seva resistència es converteixi en menys de 100 ohms, el simple tret deixa de generar impulsos.

Dels experiments realitzats, es poden treure les conclusions següents: com més gran sigui la resistència del resistor i la capacitat del condensador, més llarg serà el temps generat per un pols d'un sol tret.En aquest cas, la resistència R1 i el condensador C1 són un circuit de temporització RC, del qual depèn la durada del pols generat.

Si la capacitança del condensador i la resistència del resistor es redueixen significativament, per exemple, col·locant un condensador amb una capacitat de 0,01 μF, simplement no és possible detectar polsos amb indicadors en forma de voltímetre o fins i tot un LED, ja que resultaran molt curts.

La figura 1b mostra els esquemes de sincronització d’un vibrador únic. Ajudaran a entendre la seva obra.

A l'estat inicial, d'espera, l'entrada 1 de l'element DD1.1 no està connectada enlloc, ja que els contactes del botó continuen oberts. Tal estat, com estava escrit a les parts anteriors del nostre article, no és més que una unitat. Més sovint, aquesta entrada no es deixa “penjar” a l’aire i, mitjançant una resistència amb una resistència d’1 KΩ, es connecta al circuit d’alimentació + 5V. Aquesta connexió atenua les interferències d’entrada.

A l’entrada de l’element DD1.2, el nivell de tensió és baix, a causa de la resistència R1 connectada a aquesta. per tant, a la sortida de l’element DD1.2 hi haurà un nivell corresponent, que es dirigeix ​​a l’entrada de l’element DD1.1, que és la part superior del circuit. Per tant, a les dues entrades DD1.1 hi ha un nivell alt, que dóna un nivell baix a la seva sortida, i el condensador C1 es descarrega gairebé completament.

En prémer el botó, l’entrada 1 de l’element DD1.1 es proporciona amb un pols de disparador de baix nivell, mostrat al gràfic superior. Per tant, l’element DD1.1 entra en un sol estat. En aquest moment, a la seva sortida apareix un front positiu, que es transmet a través del condensador C1 a l’entrada de l’element DD1.2, cosa que fa que aquest últim passi de la unitat al zero. El mateix zero és present a l’entrada 2 de l’element DD1.1, de manera que romandrà en el mateix estat després d’obrir el botó SB1, és a dir, fins i tot al final de l’impuls de disparar.

Una caiguda de tensió positiva a la sortida de l’element DD1.1 a través de la resistència R1 carrega el condensador C1, per la qual cosa la tensió a la resistència R1 disminueix. Quan aquesta tensió es redueix a un llindar, l’element DD1.2 passa a l’estat de la unitat i DD1.1 passa a zero.

Amb aquest estat dels elements lògics, el condensador es descarregarà a través de l’entrada de l’element DD1.2 i la sortida DD1.1. Per tant, el cop únic tornarà al mode d'espera per al següent impuls de disparador o, simplement, al mode d'espera.

Tanmateix, quan es realitzen experiments amb un únic vibrador, no s’ha d’oblidar que la durada del pols d’atenció ha de ser inferior a la sortida. Si simplement es manté premut el botó, serà impossible esperar algun pols a la sortida.

Boris Aladyshkin

Continuació de l'article: Xips de lògica. Part 6