|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
КНИГИ ТА СТАТТІ
Практичне знайомство із цифровою мікросхемою. Радіо - початківцям
Довідник / Радіо - початківцям У різноманітних приладах та пристроях цифрової техніки, що конструюються радіоаматорами, найбільш широко використовується мікросхема К155ЛАЗ. З неї, гадаємо, і слід розпочинати практичне знайомство з мікросхемами цієї серії. Зовнішній вигляд та умовне графічне позначення цієї мікросхеми показано на рис. 1. Конструктивно вона є пластмасовим корпусом прямокутної форми з 14 пластинчастими висновками (деякі мікросхеми цієї серії мають по 16 і навіть 24 висновки), розташованими вздовж обох довгих сторін корпусу. Зверху на корпусі є умовний ключ - невелика кругла мітка, що означає розташування висновку 1. Від нього ведуть відлік інших висновків. Якщо дивитися на мікросхему зверху - з боку маркування, то відраховувати висновки потрібно проти руху годинникової стрілки, а якщо знизу - то за годинниковою стрілкою. Таке правило поширене на всі мікросхеми, і не тільки серії К155. Що ж є мікросхемою К155ЛАЗ структурно? Вона складається з чотирьох логічних елементів 2І-НЕ(цифра 2 вказує кількість входів кожного елемента), що живляться від загального зовнішнього джерела постійного струму напруги.
Кожен її логічний елемент працює самостійно. Виділити елементи неважко за номерами висновків, проставленими на графічному схемі мікросхеми. Так, вхідні висновки 1, 2 п вихідний висновок 3 відносяться до одного з її елементів, наприклад, першого, вхідні 4, 5 і вихідний 6 - другого елементу і т. д. Чи не позначені на рис. 1 б висновки 7 і 14 мікросхеми служать для подачі живлення на всі елементи. Ці висновки не прийнято зображати на схемі, щоб її не захаращувати лініями живлення, а також тому, що елементи зазвичай мають на увазі принципову електричну схему пристрою не разом, як на рис. 1, б, а окремо у різних ділянках. Ланцюги ж живлення елементів залишаються спільними. Причому для мікросхеми К.155ЛАЗ висновок 14 може бути з'єднаний з плюсовим, а висновок 7 - з мінусовим полюсами джерела живлення. Мікросхема К155ЛАЗ, як і всі інші мікросхеми цієї серії, розрахована на живлення від джерела постійного струму напругою 5 В. Можна використовувати і батарею гальванічних елементів з меншою на 0,5 В напругою, наприклад батарею 3336. Але в процесі дослідів її напруга буде ще більш знижуватися, що, природно, позначиться на режимі роботи мікросхеми, а за певної розрядки батареї мікросхема взагалі перестане нормально працювати. Тому бажано використовувати блок живлення, що забезпечує стабільну напругу 5 В. Такий блок живлення можна зібрати, наприклад, зображеною на рис. 2 схемою. У ньому джерелом постійного струму GB1 є дві батареї 3336, з'єднані послідовно. Живлення на мікросхему подають через стабілізатор напруги, утворений стабілітроном VD1, баластним резистором R3 і регулюючим транзистором VT1. Місткість оксидного конденсатора С1 може бути 20...50 мкФ, а керамічного або слюдяного конденсатора С2 - 0,033...0,047 мкФ. Як працює стабілізатор напруги такого блоку живлення мікросхеми? Резистор R3 та стабілітрон VD1 утворюють дільник напруги батареї GB1. Напруга, що діє на стабілітроні, дорівнює його напрузі стабілізації (для стабілітрона КС168А воно дорівнює 6,8 В). Напруга, що знімається зі стабілітрону, через підстроювальний резистор R2 надходить на базу транзистора VT1, і він відкривається. Чим більше напруга з урахуванням цього транзистора (отже, і більше базовий струм), тим більшою мірою він відкритий, тим більше напруга на виході стабілізатора і струм через його навантаження. Напругу на виході блоку, що дорівнює 5 В, встановлюйте по контрольному вольтметру постійного струму підстроювальним (або змінним) резистором R2. Така напруга на навантаженні стабілізатор підтримуватиме практично незмінною при зниженні напруги батареї GB1 до 7...7,5 В. Конденсатор С1 згладжує пульсації в ланцюзі живлення мікросхеми низькою, а С2 - високою частотою електричних коливань, захищаючи мікросхему від впливу її роботу різних електричних перешкод. Резистор R1 необхідний для того, щоб і за відключеної мікросхеми стабілізатор не залишався без навантаження. Макетну панель (рис. 3, а), необхідну для проведення дослідів, перевірки працездатності простих приладів та пристроїв, можна зробити зі склотекстоліту, гетинаксу або іншого листового ізоляційного матеріалу завтовшки 1,5...2 мм. В крайньому випадку підійдуть добре проклеєна фанера, оргаліт і навіть твердий картон. Орієнтовні розміри панелі 120х80 мм. Уздовж довгих її сторін зміцніть попередньо опромінені мідні провідники товщиною 1,2...1,5 мм - це лінії живлення. По всій площі через кожні 10 мм насвердліть отвори діаметром 0,8... 1 мм, в які при необхідності вставлятимете відрізки лудженого дроту (або вузькі смужки жерсті), вигнуті на зразок петель, - вони будуть тимчасовими опорними точками висновків резисторів, конденсаторів, монтажних провідників Знизу по кутах панелі прикріпіть невисокі ніжки-підставки та приступайте до дослідів. Мікросхему розмістіть будь-де макетної панелі висновками вниз, попередньо відігнувши їх вузькі кінці так, щоб вони щільно прилягали до панелі. Відрізками монтажного дроту виведення 14 мікросхеми з'єднайте з плюсовою, а висновок 7 - з мінусової (загальної) лініями живлення (рис. 3, б). Щоб при паянні не перегріти мікросхему, потужність паяльника має перевищувати 40 Вт, а тривалість паяння висновків - 2с.
Перевіривши надійність та правильність паяння, а також переконавшись у відсутності замикання між висновками мікросхеми, підключіть до ліній джерело живлення. Вольтметр постійного струму з відносним вхідним опором не менше 5 кОм/В (авометром) виміряйте напругу на всіх логічних висновках елементів. Для цього мінусовий щуп вольтметра з'єднайте із загальною лінією, а плюсовим по черзі торкніться вхідних висновків 1, 2, 4, 5, 9, 10, 12, 13, а потім вихідних висновків 3, 6, 8, 11. При напрузі джерела живлення 5 В вольтметр повинен показати на вхідних висновках елементів близько 1,4 В, а на вихідних близько 0,3 В. Якщо це не так, значить мікросхема несправна. Досвідчену перевірку логіки дії елементів 2І-НЕ мікросхеми можна розпочати з будь-якого з них, припустимо, з першого – DD1.1 з висновками 1-3 (рис. 4). Спочатку один із вхідних висновків, наприклад висновок 2, з'єднайте із загальною мінусовою лінією, а висновок 1-з плюсової, але через резистор опором 1...1,5 кОм (на рис. 4,a-Rl). До вихідного висновку 3 елементи DD1.1 підключіть вольтметр PU1. Що вказує стрілка вольтметра? Напруга, що дорівнює приблизно 3,5...4 В, тобто відповідне високому рівню. Потім виміряйте вольтметром напругу на вхідному виведенні 1. І тут, як побачите, теж високий рівень напруги. Звідси висновок: коли одному з входів елемента 2И-НЕ високий рівень напруги, але в іншому низький, на виході буде високий рівень напруги. Інакше висловлюючись, елемент перебуває у єдиному стані. Тепер і вхідний висновок 2 елемента з'єднайте через резистор опором 1...1,5 кОм з плюсовою лінією і одночасно дротяною перемичкою-з загальною (рис. 4, б). Виміряйте напругу на вихідному виводі. На ньому, як і попередньому випадку, буде високий рівень напруги. Спостерігаючи стрілку авометра, видаліть дротяну перемичку, щоб і на другому вході елемента з'явився високий рівень напруги. Що фіксує вольтметр на виході елемента? Напруга близько 0,3, відповідне низькому рівню. Елемент, отже, з одиничного стану переключився на нульовий. Тієї ж дротяною перемичкою замкніть перший вхід на загальну лінію. На виході відразу з'явиться високий рівень напруги. А якщо будь-який із вхідних висновків періодично замикати на загальну лінію, як би імітуючи подачу на нього напруги низького рівня? З такою ж частотою прямування на виході елемента з'являтимуться електричні імпульси і коливатиметься стрілка підключеного до нього вольтметра. Перевірте це досвідченим шляхом. Про що говорять проведені досліди? Вони підтверджують логіку дії елемента 2І-НЕ, перевірену раніше на його електричному аналогу: при подачі напруги високого рівня на обидва входи на виході елемента з'являється напруга низького рівня, або, інакше кажучи, елемент одиничного стану перемикається в нульовий. Ще один досвід: відключіть обидва вхідні виведення елемента від інших деталей та провідників. Що тепер на виході? Низький рівень напруги. Так і має бути, тому що не підключення вхідних висновків рівнозначно подачі на них високого рівня напруги і, отже, встановлення елемента в нульовий стан. Не забувайте в майбутньому про цю особливість логічних елементів! Наступний досвід - перевірка дії того ж логічного елемента 2І-НЕ при включенні інвертором, тобто як елемент НЕ. Замкніть між собою обидва вхідні виводи і через резистор опором 1...1.5 кОм з'єднайте їх з плюсовою лінією живлення (рис. 8, в). Що вказує вольтметр, підключений до виходу елемента? Низький рівень напруги. Не відключаючи резистора від цієї лінії, замкніть об'єднаний вхід на мінусову лінію (показано штриховими стрілками) та одночасно простежте за реакцією вольтметра. Він покаже високий рівень напруги. Таким чином, ви переконаєтеся, що сигнал на виході інвертора завжди протилежний до вхідного. Проведіть подібні досліди з іншими логічними елементами мікросхеми К155ЛАЗ та зробіть відповідні висновки. Перервемо на деякий час досліди, щоб відповісти на запитання: а що ж усередині логічного елемента 2І-НЕ? Досі ми розглядали логічний елемент як таку собі "чорну скриньку" з двома входами і одним виходом. Тепер давайте, як би заглядаючи всередину елемента, познайомимося з його електронною "начинкою" (рис. 5). Вона складається з чотирьох транзисторів структури npn, трьох діодів та п'яти резисторів. Зв'язок між транзисторами безпосередній. Резистор Rі, показаний штриховими лініями, символізує навантаження, підключене до виходу елемента. Подібні електронні пристрої цифрової техніки називають мікросхем транзисторно-транзисторної логіки, або, скорочено, ТТЛ. У цьому відбито той факт, що вхідні логічні операції (або, як часто кажуть, - вхідну логіку) виконує багатоемітерний транзистор (перша буква J), посилення та інверсію сигналу - також транзистори (друга буква Т).
Вхідний транзистор VT1 включений за схемою із загальною базою - двоемітерний. Причому емітери з'єднані із загальним проводом живлення через діоди VD1, VD2 - вони захищають транзистор від випадкового попадання на емітери напруги негативної полярності. Транзистор VT2 утворює підсилювач із двома навантаженнями: емітерним (резистор R3) і колекторним (резистор R2). Протифазні сигнали, що знімаються з них (протилежні за рівнем: якщо на колекторі високий рівень напруги, на емітері- низький) надходять на бази вихідних транзисторів VT3 і VT4. Таким чином, вихідні транзистори під час роботи завжди знаходяться в протилежних станах - один закритий, а другий у цей час відкритий. За наявності на одному або обох входах елемента напруги низького рівня (наприклад, при з'єднанні їх із загальним проводом) транзистор VT1 буде відкритий і насичений, транзистори VT2 і VT4 закриті, а транзистор VT3 відкритий через нього, діод VD3 і навантаження RH тече струм- елемент у одиничному стані. У тому ж випадку, коли на обидва входи буде подано високий рівень напруги, транзистор VT1 закриється, а транзистори VT2 і VT4 відкриються і тим самим закриють транзистор VT3. У цьому струм через навантаження практично припинитися, оскільки елемент прийме нульовий стан. Низький рівень напруги на виході логічного елемента дорівнює напрузі на колекторі відкритого транзистора VT4 і не перевищує 0,4 В. Високий рівень напруги на виході логічного елемента (коли транзистор VT4 закритий) менше напруги джерела живлення на значення падіння напруги на транзисторі VT3 і діоді VD3 -Не менше 2,4 В. Фактично ж напруга логічних рівнів низького і високого на виході елемента залежить від опору навантаження і може відрізнятися від зазначеного вище. Перехід елемента з одиничного стану в нульовий відбувається стрибкоподібно при переході його вхідної напруги через значення близько 1,2, зване пороговим.
Шум транспорту затримує зростання пташенят
06.05.2024 Бездротова колонка Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами
05.05.2024
▪ Система штучного фотосинтезу ▪ Найкращий час для міцного сну ▪ LMX9838 - модуль Bluetooth із профілем послідовного порту ▪ Найрідкісніша комбінація кольору волосся та очей
▪ Розділ сайту Застосування мікросхем. Добірка статей ▪ стаття Зоїл. Крилатий вислів ▪ стаття Як з'явилася кока-кола? Детальна відповідь ▪ стаття Часник черешковий. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Виклик паралельного телефону. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Електронний регулятор рівня. 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