|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
КНИГИ ТА СТАТТІ
Автоколивальний мультивібратор. Радіо - початківцям
Довідник / Радіо - початківцям Схема одного з варіантів автоколивального мультивібратора показано на рис. 1, а. Вона має нагадати вам загальновідому схему симетричного мультивібратора на двох транзисторах.
Але тут функцію активних елементів мультивібратора виконують логічні елементи 2І-НЕ включені інверторами. Завдяки двом ланцюгам позитивного зворотного зв'язку - виходу елемента DD1.2 через конденсатор С1 із входом DD1.1 і виходу елемента DD1.1 через конденсатор С2 із входом DD1.2-пристрій самозбуджується та генерує електричні імпульси. Частота слідування імпульсів, що генеруються, залежить від номіналів зазначених конденсаторів і резисторів R1 і R2. Що таке електричні імпульси? Якщо постійна напруга стрибкоподібно і через однакові (в окремому випадку) проміжки часу змінює своє значення, приймаючи по черзі то високий рівень, то низький, такий вид сигналу прийнято називати послідовністю імпульсів або імпульсною послідовністю. Ті відрізки цієї послідовності, коли напруга набуває високого рівня, називають імпульсами високого рівня; паузами між ними вважають відрізки із низьким рівнем напруги. Однак з тією ж основою можна говорити і про імпульси низького рівня; у цьому випадку паузи матимуть високий рівень. У випадку тривалість імпульсів може бути рівної тривалості пауз з-поміж них. Співвідношення цих тривалостей оцінюють таким параметром, як шпаруватість, що показує, у скільки разів період послідовності більший за тривалість імпульсу. Момент виникнення імпульсу високого рівня, і низького - прийнято називати фронтом імпульсу, а момент закінчення - спадом імпульсу. Зрозуміло, що з імпульсу високого рівня фронтом служить позитивний (чи плюсовий) перепад напруги - від низького рівня до високого, а спадом - негативний (мінусовий) перепад напруги, коли змінюється з високого на низький. Зрозуміло також, що фронт імпульсу високого рівня є спадом імпульсу низького рівня та навпаки. Щоб змонтувати мультивібратор на пакетній панелі, треба лише підключити до відповідних висновків мікросхеми DD1 ці конденсатори та резистори (рис. 1, б). Перевірте монтаж - чи помилок немає - і особливо уважно проконтролюйте полярність включення оксидних конденсаторів. Підключіть до макетної панелі джерело живлення, а до виходу другого логічного елемента – вольтметр. Що вказує стрілка вольтметра? Напруга постійного струму періодично, приблизно 30 разів на хвилину, різко зростає до високого рівня і різко зменшуються до низького рівня. Мультивібратор, отже, генерує імпульси із частотою прямування близько 0,5 Гц. Потім підключіть вольтметр паралельно до виходу першого елемента. Ви побачите, що стрілка також фіксуватиме переходи логічного елемента з нульового стану в одиничний, і навпаки, з такою самою частотою, що й у попередньому випадку. Значить, і з цього виходу можна знімати електричні імпульси, але по відношенню до імпульсів на виході другого елемента вони будуть зміщені фазою на 180°. Які експерименти можна провести із нашим мультивібратором? Перш за все, спробуйте одночасно збільшити ємність обох конденсаторів, наприклад, вдвічі, підключаючи паралельно кожному з них по такому ж конденсатору, а потім замінити їх конденсаторами ємністю по 100...200 мкФ. У першому випадку частота проходження імпульсів зменшиться, у другому - збільшиться. Можна змінювати ємність лише конденсатора, наприклад С1. Це змінить не тільки частоту, а й співвідношення тривалості імпульсів і пауз між ними, однак за схемою мультивібратор залишиться симетричним. Конденсатори можуть бути ємністю 1...5 мкФ. Тоді частота імпульсів, що генеруються, зросте приблизно до 500.. .1000 Гц. Це вже коливання звукової частоти і стрілка вольтметра через свою інерційність не може зреагувати на них. Щоб у цьому випадку переконатися в роботі мультивібратора, до його виходу потрібно підключити через конденсатор ємністю 0,01...0,015 мкФ головні телефони – у них почуєте тональний звук. Замінивши тепер один із постійних резисторів змінним такого ж номіналу, ви зможете в деяких межах плавно змінювати частоту імпульсів, що генеруються, значить, і тон звуку в телефонах. Не виключено, що зібрані вами мультивібратор працює нестійко, не завжди збуджується після заміни деталей, при дещо зниженій напрузі джерела живлення. Причина цього - деяка критичність номіналів резисторів на вході логічних елементів через особливості емітерного входу мікросхем ТТЛ. Суть цих особливостей ось у чому. Резистор на вході логічного елемента, що утворює одне з плечей мультивібратора, виявляється включеним в ланцюг емітерний вхідного транзистора елемента мікросхеми. Струм емітера створює на цьому резисторі падіння напруги, що закриває транзистор. При порівняно великому опорі резистора (більше 2,2...2,6 кОм) падіння напруги на ньому виявляється настільки значним, що транзистор практично не реагує на вхідний сигнал. І навпаки, при малому опорі резистора (не більше 600...700 Ом) вхідний транзистор елемента весь час відкритий до насичений і, отже, виявляється некерованим вхідними сигналами. Таким чином, для надійної роботи мультивібратора такого варіанту опору вхідних резисторів логічних елементів повинні бути в межах 800 Ом. 2,2 кОм. Відповідним вибором цих резисторів можна досягти стійкої роботи мультивібратора. Крім того, слід пам'ятати, що на роботу мультивібратора впливають розкид параметрів мікросхем, нестабільність напруги джерела живлення, значні зміни температури навколишнього середовища. На схемах нерідко зображують симетричний мультивібратор так, як показано на рис. 10 ст. Більш стабільний у роботі мультивібратор на трьох логічних елементах без резисторів у їхньому вхідному ланцюзі, зібраний, наприклад, за схемою на рис. 2, а. Усі елементи включені інверторами та з'єднані між собою послідовно. Часовий ланцюг, що визначає частоту генерації, утворюють конденсатор С1 і резистор R1. Деталі такого варіанту автоколивального мультивібратора змонтуйте на тій же панелі макетної (мал. 2, б). На ній розмістіть і деталі індикатора роботи мультивібратора, показані на панелі праворуч. Транзистор VT1 індикатора (рис. 2, в), що живиться від джерела, що й мікросхема, працює в режимі перемикання - як електронний ключ. Коли елемент DD1.3 мультивібратора знаходиться в одиничному стані (напруга на його виході відповідає високому рівню), транзистор відкритий і лампа розжарювання HL1 в колекторному колі світить. При переході елемента в нульовий стан лампа гасне. По світінню сигнальної лампи судитимете про частоту і тривалість імпульсів, що генеруються. Втім, індикувати стан будь-якого з елементів мультивібратора можна і за допомогою постійного вольтметра струму, як це робили в дослідах з першим мультивібратором. Перевіривши монтаж, увімкніть живлення. Мультивібратор відразу ж почне генерувати електричні імпульси, про що свідчить періодично сигнальна лампа, що періодично спалахує. Підрахуйте, скільки буде спалахів за хвилину. Повинно бути приблизно 60. Якщо це так, то частота проходження імпульсів мультивібратора дорівнює 1 Гц.
Підключіть паралельно конденсатору С1 другий конденсатор такої самої ємності. Частота імпульсів має зменшитися приблизно вдвічі. Такої ж зміни частоти імпульсів можна досягти збільшенням опору резистора. Перевірте це, а потім замініть резистор змінним із номінальним опором 1,5...1,8 кОм. Тепер, користуючись цим резистором, ви зможете плавно змінювати частоту мультивібратора в межах 0,5...20 Гц. Найбільша частота буде в тому випадку, коли резистор виявиться повністю виведеним із ланцюга, тобто висновки 8 та 1 мікросхеми будуть замкнені. А якщо ємність конденсатора буде 1 мкФ? У такому випадку тільки змінним резистором вдасться змінювати частоту мультивібратора від 300 Гц до 10 КГц. Щоб переконатися в працездатності мультивібратора на такій частоті, світловий індикатор доведеться замінити головними акустичними телефонами (або капсулем від них). Який принцип роботи такого варіанта автоколивального мультивібратора? Повернемося для його принципової схеми (рис. 2, а). Після включення живлення якийсь із логічних елементів швидше за інших прийме одне з двох можливих станів і тим самим вплине на стан інших елементів. Припустимо, що елемент DD1.2 першим опинився у одиничному стані. Сигнал високого рівня з виходу через незаряджений конденсатор С1 передається на вхід елемента DD1.1, в результаті чого цей елемент встановлюється в нульовий стан. У такому стані виявляється і елемент DD1.3, оскільки на його входах високий рівень напруги. Такий електричний стан пристрою нестійкий, так як напруга на вході елемента DD1.1 в цей час поступово зменшується в міру зарядки конденсатора С1 через резистор R1 та вихідний ланцюг елемента DD1.3. Як тільки напруга на вході елемента DD1.1 стане рівним пороговому, цей елемент переключиться на одиничний стан, а елемент DD1.2- в нульовий. Тепер конденсатор С1 почне перезаряджатися через вихід елемента DD1.2 (на його виході на цей час напруга низького рівня) і резистор R1 з виходу елемента DD1.3. Незабаром напруга на вході першого елемента мультивібратора перевищить граничне і всі елементи перемикаються в протилежні стани. Так формуються електричні імпульси на виході нашого мультивібратора – виведення 8 елемента DD1.3. Втім, імпульси, що генеруються, можна знімати і з виведення 6-виходу елемента DD1.2 мультивібратора Тепер, розібравшись у роботі трехэлементного мультивібратора, виключіть з нього елемент DD1.3 і переключіть правий (за схемою) виведення резистора вихід першого елемента, як показано на рис. 3. Мультивібратор став двоелементним. Підключивши до його виходу світловий індикатор, ви переконаєтеся, що частота імпульсів, що генеруються, залишилася колишньою - 1 Гц. Як і в попередніх варіантах мультивібратора, вона змінюватиметься під час встановлення деталей інших номіналів.
Як працює такий варіант генератора імпульсів? Принципово так само, як триелементний. Коли, наприклад, елемент DD1.1 знаходиться в одиничному стані, а елемент DD1.2 у нульовому, конденсатор С1 заряджається через резистор R1 та вихід другого елемента. Як тільки напруга на вході першого елемента досягне порогового, обидва елементи перемикаються в протилежні стани і конденсатор почне перезаряджатися через вихідний другий ланцюг ланцюга, резистор і вихідний ланцюг першого. Коли напруга на вході першого елемента зменшиться до порогового, елементи знову перемикаються в протилежний стан. Треба сказати, що серед мікросхем К155ЛЛЗ трапляються такі екземпляри, логічні елементи яких недостатньо стійко працюють у двоелементному мультивібраторі. У таких випадках доводиться між входом першого елемента та загальним проводом пристрою включати резистор опором 1,2...2 кОм (R2, показаний на рис. 3 штриховою лінією). Він створює на вході елемента постійну напругу, близьку до порогового, що полегшує запуск та умови роботи мультивібратора загалом. Такі варіанти мультивібратора широко використовують у цифровій техніці для генерування імпульсів різної частоти та тривалості.
Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами
05.05.2024 Приміальна клавіатура Seneca
05.05.2024 Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія
04.05.2024
▪ Трансімпедансні операційні підсилювачі до 2,1 ГГц ▪ Аморфний карбід кремнію - надміцна альтернатива для мікрочіпів ▪ Роботів навчили бути цікавими ▪ Секрети домашніх прогулянок котів ▪ Високошвидкісна камера 4,8 млн кадрів за секунду
▪ Розділ сайту Електрику. Добірка статей ▪ стаття Жак Дерріда. Знамениті афоризми ▪ стаття Де було надруковано першу газету? Детальна відповідь ▪ стаття Функціональний склад телевізорів Avanti Довідник ▪ стаття Металошукач на одній мікросхемі. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page