Безкоштовна технічна бібліотека

Мікросхеми серії К176 Радіо - початківцям

Довідник / Радіо - початківцям

Коментарі до статті

У цю серію входить понад три десятки цифрових мікросхем різного ступеня інтеграції, що дозволяють створювати різноманітні прилади та пристрої цифрової техніки. Всі вони за конструктивним оформленням та принципом роботи аналогічні мікросхем серії К155. Так, наприклад, мікросхема К176ЛА7, як і мікросхема К155ЛАЗ, містить у своєму корпусі чотири логічні елементи 2І-НЕ. Мікросхема К176ТМ2, як і К155ТМ2, - два D-тригера, які можуть стати рахунковими, якщо їх інверсний вихід з'єднати з входом D. Коротше кажучи, всі ті досліди та експерименти і раніше сконструйовані вами прилади та пристрої можна повторити на відповідних мікросхемах серії К176.

Але, і про це "але" треба завжди пам'ятати, аналогічні за функціональним призначенням мікросхеми серій К176 і К155 не взаємозамінні! Не можна, наприклад, мікросхему К155ТВ1 просто замінити мікросхемою К176ТВ1, хоча обидві вони - JK-тригери, не можна лише одну з мікросхем К155ЛАЗ замінити на К176ЛА7. Справа в тому, що мікросхеми серії К176 розраховані на номінальну напругу живлення 9±5%, хоча і зберігають працездатність при напрузі в межах 4,5... 12 В. І напруга логічних рівнів у них неоднакова. При напрузі літання 9 напруга низького рівня, що відповідає логічному 0, не більше 0,3 В (для мікросхем серії К155-не більше 0,4 В), а високого рівня- не менше 8,2 В (для мікросхем серії К155-не менше 2,4 В). Все це та деяке інше не дозволяють безпосередньо підключати мікросхеми серії К176 до мікросхем серії К155 і, отже, використовувати їх для спільної роботи в одній конструкції.

Основна особливість та гідність мікросхем серії К176 - економічність. У порівнянні з мікросхемами серії К155 вони споживають від джерела живлення енергії набагато менше. Наприклад, лічильник імпульсів К176ІЕ2 споживає від джерела живлення струм близько 100 мкА, а струм, що споживається лічильником К155ІЕ2, досягає 50 мА. Пояснюється це тим, що основою мікросхем серії К176 служать польові транзистори структури МОП (метал-окис-напівпровідник), а не біполярні транзистори, як у мікросхемах ТТЛ. У зв'язку з цим змінюється рівень сигналів, поданих на управляючі входи мікросхем. Так, наприклад, щоб D-тригер К155ТВ2 встановити в нульовий або одиничний стан, ви подавали на його вхід R або S сигнал низького рівня. Аналогічний тригер мікросхеми К176ТВ2 встановлюють в такі ж стани подачею на вхід R або S сигналу високого рівня.

Не слід забувати ще одну особливість мікросхем серії К176: на них згубно діють електростатичні заряди! Ось кілька порад, які запобігають цим неприємностям. Якщо мікросхема зберігається в металевій коробці або її висновки обгорнуті фольгою, то, перш ніж взяти мікросхему рукою, спочатку слід доторкнутися коробки або фольги.

Щоб виключити випадковий пробій польових транзисторів мікросхеми статичною електрикою під час монтажу, статичні потенціали електропаяльника, деталі, що паяється, і тіла самого монтажника повинні бути зрівняні і зведені до мінімуму. Для цього на ручці паяльника декількома витками голого дроту зміцнюють пластину з жерсті і через резистор опором 100... 200 ком з'єднують її з металевими частинами паяльника. При монтажі пальцями вільної руки торкаються провідника живлення на монтажній платі пристрою.

Потужність електропаяльника, який використовується для монтажу конструкцій на мікросхемах серії К176, повинна бути 25... 40 Вт. Доцільно підключити паяльник до мережі через розділовий трансформатор, а пластину на ручці гнучким провідником з'єднати із заземленням через резистор опором 1 МОм. Час паяння кожного висновку не повинен перевищувати 3 с, а паяння сусіднього висновку слід починати через 10 с.

Паяння мікросхем серії К176 рекомендується починати з висновків живлення, попередньо включивши тимчасово між проводами живлення на платі резистор опором 1...2 кОм. Якщо в ланцюг живлення вже впаяно стабілітрон, то потреба в такому резисторі відпадає.

І ще одне попередження: напруга живлення пристрою на мікросхемах серії К176 необхідно включати до подачі на його вхід сигналів, що управляють.

Знайомство з мікросхемами серії К176 радимо розпочати з дослідної перевірки роботи логічних елементів у генераторах. Насамперед, вважаємо, треба освоїти мікросхему К176ЛА7, як найбільш широко використовувану в радіоаматорських конструкціях.

Умовне графічне позначення мікросхеми К176ЛА7 показано на рис. 1,а.

Рис. 1 Мікросхеми серії К176

Вона відрізняється від мікросхеми К155ЛАЗ лише нумерацією висновків двох середніх (за схемою) логічних елементів 2І-НЕ. Плюсовий провід джерела живлення з'єднують з виведенням 14, а мінусовий-з виведенням 7. Джерелом живлення можуть служити дві батареї 3336, з'єднані послідовно, або мережевий блок живлення з вихідною стабілізованою напругою 9 В.

На тому ж малюнку зображені схеми двох варіантів одновібратора, що формує одиночні імпульси. Перший (мал. 1,б) запускається спадом, а другий (рис. 1,в) фронтом імпульсу високого рівня. В обох варіантах такого одновібратора тривалість імпульсу, що формується, визначена ємністю конденсатора С2.

Робота першого варіанта пристрою полягає у наступному. У вихідному стані конденсатор С2 розряджений, тому на обох входах елемента DD1.1 (висновки 1 і 2) і виході елемента DD1.2 підтримується напруга високого рівня. Короткий сигнал низького рівня, що створюється спадом вхідного імпульсу, диференціює ланцюг C1R1, у результаті елемент DD1.1 перемикається в одиничний стан, а DD1.2 - в нульовий. При цьому сигнал низького рівня, що з'являється на виході другого елемента через конденсатор С2 передається на вхід першого елемента і підтримує його в одиничному стані. Одночасно конденсатор починає заряджатися від джерела напруги через резистор Р2. Як тільки напруга на лівій (за схемою) обкладці конденсатора досягне порогового значення, елемент DD1.1 відразу переключиться в нульовий стан. У цей момент на виході елемента DD1.2 виникне позитивний перепад напруги, який через той же конденсатор С2 передасться на вхід першого елемента і перемикає обидва елементи одновібратора вихідний стан. Діод VD1, показаний на схемі штриховими лініями, включають у тих випадках, коли потрібно можливе швидке перемикання одновібратора в режим очікування.

Коротко про одновібратор другого варіанта (рис. 1, в). Його права (за схемою) частина, в яку входять елементи DD1.3, DD1.4, конденсатор С2 і резистор R2, працює так само, як одновібратор на елементах мікросхеми К155ЛАЗ. Тривалість імпульсу низького рівня, що формується з його виході, близько 3,5 з.

Щоб тривалість формованого імпульсу була стабільною, імпульс, що запускає одновібратор, теж повинен бути досить стабільним. Тому запускати такий пристрій доцільно через формувач короткого імпульсу, виконаного в прикладі на елементах DD1.1 і DD1.2. У вихідному стані на вході пристрою діє напруга низького рівня, яка прикладена до нижнього входу елемента DD1.2, Конденсатор С1 в цей час розряджений. Вхідний імпульс високого рівня заряджає цей конденсатор.

Але стан елемента DD1.2 не змінюється, оскільки з його верхньому вході зберігається напруга низького рівня. І лише після припинення дії вхідного сигналу появи на верхньому вході елемента DD1.2 напруги високого рівня на виході цього елемента формується дуже стабільний короткий імпульс низького рівня, який і запускає одновібратор, зібраний на логічних елементах DD1.3 і DD1.4.

Наступний приклад практичного застосування мікросхеми К176ЛА7-генератори імпульсної напруги. На рис. 2 ви бачите схеми трьох варіантів генератора.

Рис. 2 Генератори

Вони повинні нагадати вам подібні генератори на елементах мікросхеми К155ЛАЗ. Частота проходження імпульсів перших двох генераторів (рис. 2,а і б) дорівнює 1... 1,5 кГц.

Третій варіант (рис. 2, в) подібний до генератора переривчастого сигналу. Його утворюють два взаємопов'язані генератори, один з яких формує на виході пачки імпульсів з частотою повторення близько 1 Гц, а другий - імпульси заповнення частотою близько 1 кГц. Тривалість пачок імпульсів дорівнює 0,5 с. Генератор включають подачею на нижній вхід елемента DD1.1 напруги керуючого високого рівня. Перший формований імпульс на виході генератора виникає відразу після цього сигналу.

Однією з конструкцій, запропонованих вам раніше для повторення, був ігровий автомат Червоний чи зелений. У ньому працювали логічні елементи 2І-НЕ та JK-тригер мікросхем ТТЛ. Функцію індикаторів виконували лампи розжарювання, включені до колекторних ланцюгів транзисторних ключів. Чи можна такий ігровий автомат повторити, використовуючи для нього мікросхеми серії К176? Звичайно можна. Треба тільки мікросхему К155ЛАЗ замінити на К176ЛА7 (з урахуванням різниці в цоколівці), а К155ТВ1-К176ТВ1. Резистор R1 треба буде замінити іншим, опором 300... 500 кОм, а ємність конденсатора С1 повинна бути 0,1 мкФ. Ефект гри буде таким же, як із тим автоматом.

Але подібний ігровий автомат можна виконати і за схемою, представленою на рис. 3.

Рис. 3 Ігровий автомат "Червоний або зелений" на мікросхемах К176ЛА7

У ньому використовуються всі чотири елементи мікросхеми К176ЛА7. Два з них (DD1.1 і DD1.2) працюють у генераторі імпульсів, частота проходження яких .визначається номіналами резистора R1 і конденсатора С1, а два інших (DD1.3 і DD1.4) виконують функцію узгоджувальних ступенів. До виходів цих елементів через транзистори VT1 ​​і VT2 підключені світлодіоди HL1 червоного світіння і HL2 зеленого. При натисканні на кнопку SB1 генератор починає працювати, а елементи DD1.3 і DD1.4 поперемінно, з частотою генератора перемикатися з одного логічного стану в інший З такою ж частотою спалахують світлодіоди. Але варто відпустити кнопку її контакти знову замкнутий конденсатор С1, що час задає, і генератор перестане працювати. При цьому на виході одного з узгоджувальних елементів з'явиться напруга високого рівня, а на виході іншого низького рівня. Включеним виявиться той із світлодіодів, який підключений до елемента з вихідною напругою високого рівня.

Такий ігровий автомат можна розглядати і як генератор випадкових чисел: заздалегідь неможливо передбачити, на якому його виході буде логічна 1 або логічний 0.

Ви, ймовірно, помітили, що в генераторах, про які ми тут розповіли, опір резисторів, що задають час, значно більше, ніж у подібних генераторах на мікросхемах серій К155. Резистори вибирають такими (але не менше 50 кОм) для того, щоб струм, поточний через них, був можливо меншим і не навантажував мікросхеми, що працюють в джерелі вхідних сигналів. Максимальний опір таких резисторів обмежений переважно можливими витоками струму в монтажних платах, опір витоку яких досягає десятків мегаом. Місткість же конденсаторів ланки генераторів, що задає час, не повинна бути менше 100 пФ для того, щоб істотно перевищувати ємність монтажу пристрою.

У серії К176 є мікросхема К176ЛП1, яку називають універсальним логічним елементом. Універсальність полягає в тому, що вона може бути використана і як три самостійні елементи НЕ, і як елемент ЗІЛІ-НЕ, і як елемент ЗІ-НЕ, і як елемент НЕ з великим коефіцієнтом розгалуження (дозволяє підключати до виходу велику кількість інших мікросхем).

Схема електронної "начинки" цієї мікросхеми показано на рис. 4,а.

Рис. 4 Мікросхема К176ЛП1

Її утворюють шість польових транзисторів, три з яких (VT1-VT3) з n-каналом, три інших (VT4-VT6) - з р-каналом. Загальна кількість висновків - 14. Напруга живлення подають на висновки 14 (+9) і 7 (загальний). Висновки 6, 3 та 10-вхідні, інші - вихідні. Різні за функціональним призначенням логічні елементи одержують шляхом відповідних з'єднань вхідних та вихідних висновків. Так, якщо з'єднати між собою висновки 13 та 8, 1 та 5, то вийдуть три інвертори (рис. 4,б). Щоб мікросхема стала інвертором із потужним виходом (з великим коефіцієнтом розгалуження), треба з'єднати разом усі вхідні висновки та всі вихідні, як показано на рис. 4 в. Інші комбінації з'єднання висновків дозволяють перетворити мікросхему на елемент 3ИЛИ-НЕ (рис. 4,г), елемент ЗІ-НЕ (рис. 4,д), відсутній у серії К176 елемент 2ИЛИ-И-НЕ (рис. 4,е) і мультиплексор із двома входами (рис. 4,ж).

У мультиплексора за схемою рис. 56,ж три входи- А, С і В і один вихід - D. При напрузі високого рівня на вході С він пропускає сигнал на вихід D з входу А, а при напрузі високого рівня-з входу В. Причому, при тих же рівнях напруги на вході сигнал З виходу D може проходити на вхід А або В.

Настійно рекомендуємо досвідченим шляхом перевірити роботу мікросхеми К176ЛП1, і особливо в ролі мультиплексора, сигнал якого може бути як цифровим, так і аналоговим.

З деякими іншими мікросхемами серії К176, як тригерами, лічильниками імпульсів, дешифраторами, ви ближче познайомитеся по ходу конструювання цифрового частотоміра, електронного годинника та інших пристроїв підвищеної складності, розмова про які ще попереду. Зараз ми маємо намір трохи розповісти лише про мікросхему К176ІЕ5-одну з групи мікросхем цієї серії, спеціально розроблених для використання в електронних лічильниках часу.

Умовне графічне позначення цієї мікросхеми та типова схема включення її показано на рис. 5,а і б.

Рис. 5 Мікросхема К176ІЕ5

Мікросхема складається з генератора імпульсів, розрахованого на роботу із зовнішнім кварцовим резонатором на частоту 32 Гц, і двох дільників частоти-дев'ятирозрядного і шестирозрядного, що утворюють разом п'ятнадцятирозрядний двійковий дільник частоти генератора. Кварцовий резонатор ZQ768 разом з елементами генератора, що час задають, підключають до висновків 1 (вхід Z) і 9 (вихід Z). Сигнал генератора частотою 10 Гц, який можна контролювати на виходах К і К, надходить на вхід дев'ятирозрядного дільника частоти. На виході 32 (висновок 768) цього дільника формуються імпульси частотою прямування 9 Гц. Цей сигнал генератора може бути поданий на вхід 1 (висновок 64) другого дільника шестиразрядного. Для цього треба лише з'єднати висновки 10 і 2. Тоді з виходу 1 (висновок 2) п'ятого розряду цього дільника можна буде знімати сигнал частотою 14 Гц, а з виходу 4 (висновок 2) шостого розряду-частотою 15 Гц Цей стабільний сигнал частотою 5 Гц в електронному годиннику зазвичай використовують як вихідні секундні імпульси. А якщо "цей сигнал подати на вхід додаткового дільника частоти з коефіцієнтом розподілу 1, на його виході формуватимуться імпульси з частотою повторення 1/60 Гц, тобто хвилинні імпульси лічильника часу.

Вхід R (висновок 3) мікросхеми служить для встановлення вихідної фази коливань, що формуються на її виходах. При подачі на нього напруги високого рівня на виходах 9, 10 та 15 виникає напруга низького рівня. Після зняття настановного рівня, цих виходах з'являються відповідні сигнали, причому спад першого імпульсу високого рівня на виході 15 (1 Гц) виникає через 1 с. Конденсатори С1 та С2 служать для точної установки частоти кварцового генератора. Зі зменшенням їх ємності частота генерації зростає, і навпаки. Частоту генератора встановлюють: грубо-підбіркою конденсатора С1, точно - підбудовним конденсатором С2. Опір резистора R2 може бути в межах 1,5 ... 20 МОм.

Мікросхема К176ІЕ5 може працювати в секундомірі, а подібна до неї, але більш складна К176ІЕ12- в електронному годиннику. Проте вже зараз, як кажуть, не відкладаючи на завтра, ви можете випробувати її в роботі як джерело сигналів зразкової частоти. Сигнал частотою 64 Гц можна прослуховувати на високоомні головні телефони. Сигнали частотою 1 і 2 Гц .можна спостерігати візуально, підключивши до висновків 5 і 4 мікросхеми транзисторні індикатори зі світлодіодами або лампами розжарювання в колекторних ланцюгах.

Втім, мікросхему К176ІЕ5 можна випробувати без кварцового резонатора. У цьому випадку час, що задає ланцюг генератора, складений з конденсатора С1 і змінного резистора R2, підключіть до мікросхеми, як показано на рис. 57, ст. Налаштовують такий генератор добіркою конденсатора С2 та змінним резистором R2, домагаючись появи на виході 15 сигналу частотою 1Гц. Година-друга, проведені в дослідах з цією мікросхемою, не пропадуть задарма.

Для дослідної перевірки та живлення конструкцій на мікросхемах серії К176 можна змонтувати самостійний мережевий блок із фіксованою вихідною напругою 9 В. Наприклад, за схемою, показаною на рис. 6.

Рис. 6 Мережевий блок живлення

У ньому систему захисту від замикання вихідного ланцюга утворюють германієвий n-р-n транзистор VT1 кремнієвий діод VD2 і резистор R1. Діод VD2 в цьому випадку виконує функцію стабістора-стабілізатора прямої напруги, що діє на ньому, рівного 0,6...0,7 В. Поки замикання у вихідному ланцюгу немає, транзистор системи захисту закритий, так як в цей час напруга на його базі відносно емітера негативно і жодного впливу на роботу блоку не має.

У разі замикання емітер транзистора VT1 виявляється з'єднаним із загальним проводом через малий опір замикання. Тепер напруга з урахуванням цього транзистора щодо емітера стає позитивним, чому він відкривається і шунтує стабілітрон VD3. В результаті регулюючий транзистор VT2 стабілізатора напруги майже закривається і струм, що тече через нього, обмежується до безпечного рівня.

Як мережний трансформатор Т1 можна використовувати трансформатор кадрової розгортки телевізора (наприклад, ТВК-70Л2, ТВК-110Л2 або ТВК-110А). Підійде також будь-який інший трансформатор, що знижує напругу мережі до 10... 12 В. Випрямлювальний блок КЦ402Е (VD1) можна замінити чотирма діодами серій КД105 або Д226, включивши їх за схемою мостової. Транзистор VT1 може бути будь-яким із серій МП35-МП38, з коефіцієнтом h21Е не менше 50.

Конструкція блоку живлення – довільна.

Дивіться інші статті розділу Початківцю радіоаматору.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Шум транспорту затримує зростання пташенят 06.05.2024

Звуки, що оточують нас у сучасних містах, стають дедалі пронизливішими. Однак мало хто замислюється про те, як цей шум впливає на тваринний світ, особливо на таких ніжних створінь, як пташенята, які ще не вилупилися з яєць. Недавні дослідження проливають світло на цю проблему, вказуючи на серйозні наслідки для їхнього розвитку та виживання. Вчені виявили, що вплив транспортного шуму на пташенят зебрового діамантника може призвести до серйозних порушень у розвитку. Експерименти показали, що шумова забрудненість може суттєво затримувати їх вилуплення, а ті пташенята, які все ж таки з'являються на світ, стикаються з низкою здоровотворних проблем. Дослідники також виявили, що негативні наслідки шумового забруднення сягають і дорослого віку птахів. Зменшення шансів на розмноження та зниження плодючості говорять про довгострокові наслідки, які транспортний шум чинить на тваринний світ. Результати дослідження наголошують на необхідності ...>>

Бездротова колонка Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

У світі сучасної технології звуку виробники прагнуть не тільки бездоганної якості звучання, але й поєднання функціональності з естетикою. Одним із останніх інноваційних кроків у цьому напрямку є нова бездротова акустична система Samsung Music Frame HW-LS60D, представлена ​​на заході 2024 World of Samsung. Samsung HW-LS60D – це не просто акустична система, це мистецтво звуку у стилі рамки. Поєднання 6-динамічної системи з підтримкою Dolby Atmos та стильного дизайну у формі фоторамки робить цей продукт ідеальним доповненням до будь-якого інтер'єру. Нова колонка Samsung Music Frame оснащена сучасними технологіями, включаючи функцію адаптивного звуку, яка забезпечує чіткий діалог на будь-якому рівні гучності, а також автоматичну оптимізацію приміщення для насиченого звукового відтворення. За допомогою з'єднань Spotify, Tidal Hi-Fi і Bluetooth 5.2, а також інтеграцією з розумними помічниками, ця колонка готова задовольнити ...>>

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем ​​з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Випадкова новина з Архіву Цифровий гаманець замість паперових та пластикових документів 02.04.2023 У Європейському Союзі розробляється цифровий гаманець, який дозволить відмовитися від усіх паперових та пластикових документів, зокрема, від ID-картки або посвідчення водія. Євродепутати обговорюють нову версію відповідної ухвали, відомої під абревіатурою eiDAS, з 2020 року. Відповідні організації ЄС завершили роботу над попереднім застосуванням цифрового гаманця. Його лише починають тестувати. У цифровому гаманці можна буде зберігати докази всіх дозволів та прав, включаючи права водія, дозвіл на рибалку та рецепти на ліки. Крім того, він дозволить обирати, кому та яку інформацію показувати. "Наприклад, якщо вас зупиняє дорожній поліцейський, він дійсно має право подивитися ваш особистий код та ім'я, у той час як швейцару в барі не потрібно знати, де ви живете, якими є ваш особистий код, дата народження або ім'я. Він повинен бачити, що людині виповнилося 18 років, це вся інформація, яка їй потрібна, - прокоментував експерт Департаменту державної інфосистеми Марк Ерліх. Фахівець зазначив, що наразі немає жодних перешкод для того, щоб держави ЄС почали використовувати цифровий гаманець до кінця 2025 року.

Інші цікаві новини:

▪ Металева нанопровідна мережа з подібними до мозку функціями

▪ Полімер, який лікує сам себе

▪ Модернізований 32-нм процесор від Intel

▪ Вирішено головну проблему літієвих акумуляторів нового покоління

▪ Робот-бабка

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Електрику. ПУЕ. Добірка статей

▪ стаття Стефан Цвейг. Знамениті афоризми

▪ стаття Чому нот сім? Детальна відповідь

▪ стаття Проведення занять з гімнастики. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Струмопровідні жили. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Проста тангента для буржуазної станції. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024