Простые логические пробники
Для проверки схем, в которых используются цифровые интегральные микросхемы, необходимы устройства, определяющие напряжения высокого и низкого уровней ( соответственно логические 1 или 0 ). Для их индикации используют разнообразные логические пробники, т. е. пробники, реагирующие лишь на уровни напряжений логических сигналов.
На Рис.1 изображена схема самого простого логического пробника. В нём всего лишь один транзистор и светодиод, включённый в коллекторную цепь транзистора.
Если на щупы ХР2 и ХР3 подано напряжение питание, но щуп ХР1 никуда не подключен, светодиод горит “вполнакала”. Такой режим обеспечивается подбором резистора R2, задающим напряжение смещения на базе транзистора. Когда же щуп ХР1 будет касаться вывода микросхемы, на которой логический 0, транзистор закроется и светодиод погаснет. И, наоборот, при подключении этого щупа к цепи с логической 1 транзистор откроется настолько, что светодиод вспыхнет ярким светом.
Данные режимы справедливы, если прибор питается от измеряемой схемы. Если пробник имеет автономное питание, например батарея 3336, щуп ХР3 дополнительно соединяют с общим проводом конструкции.
Пробник можно использовать и для “прозвонки” монтажа; тогда его питают от батареи, а щупом ХР1 и проводником, соединяющим с щупом ХР3, касаются нужных участков проверяемых цепей. Если между ними есть соединение, светодиод гаснет.
В пробнике можно использовать любой маломощный кремниевый транзистор со статическим коэффициентом передачи тока не менее 100. Вместо АЛ102Б подойдёт любой светодиод серий АЛ102, АЛ307. Резистор R2 подбирают таким сопротивлением, чтобы светодиод горел “вполнакала”.
Другая конструкция простого пробника ( Рис.2 ) содержит два светодиода. Пробник позволяет не только контролировать логические уровни в разных цепях устройства, но и проверять наличие импульсов, а также приблизительно оценивать их скваженность ( отношение периода следования импульсов к их длительности ). Кроме того, он позволяет фиксировать и “третье состояние”, когда логический сигнал находится между 0 и 1. В этих целях в пробнике в пробнике установлены диоды разного свечения: зелёного (HL1) и красного (HL2).
На транзисторе VT1 выполнен усилитель, повышающий входное сопротивление пробника. Далее следуют электронные ключи на транзисторах VT2 и VT3, управляющие диодами соответствующим свечением..
Если напряжение на щупе ХР1 относительно общего провода ( минус источника питания ) более 0,4 В, но менее 2,4 В (“третье состояние”), транзистор VT2 открыт, светодиод HL1 не горит. В то же время транзистор VT3 закрыт, поскольку падение напряжения на резисторе R3 недостаточно для полного открывания диода VD1 и создания нужного смещения на базе транзистора. Поэтому светодиод HL2 также не светится.
Как только напряжение на входном щупе пробника станет менее 0,4 В транзистор VT2 закроется и загорится светодиод HL1, индицируя логический 0. При напряжении на щупе ХР1 более 2,4 В открывается транзистор VT2, загорается светодиод HL2 – он индицирует логическую 1.
В случае поступления на вход пробника импульсного напряжения скваженность импульсов приблизительно оценивают по яркости свечения того или другого светодиода.
Кроме указанных на схеме транзисторов можно применить транзисторы серий КТ312, КТ201 (VT1, VT3), КТ203 (VT2), любой кремниевый диод (VD1), светодиоды серий АЛ102, АД307, АЛ314 соответственного свечения.
Налаживая пробник, подбором резистора R1 добиваются отсутствия свечения светодиодов в исходном состоянии – при отключённом щупе ХР1. Подав же на этот щуп напряжение 2,4 В ( относительно щупа ХР3 ), подбором резистора R6 добиваются зажигания свечения светодиода HL2. Яркость свечения, а значит предельно допустимый ток через светодиод, ограничивают резисторами R4 и R7.
▍ 16 семплов в одной микросхеме
Микросхема называется 9561 c разными префиксами, предположительно означающими производителя либо варианты набора запрограммированных звуков: CK9561, KD9561, XK9561.
УМЗЧ — усилитель мощности звуковой частоты — представляет собой просто NPN транзистор S8050, включённый по схеме с общим эмиттером и имеющий пассивный зуммер в качестве коллекторной нагрузки. Диод 1N4007 защищает схему от подачи питания в неверной полярности.
Интересно выполнена схема переключения между эффектами на двух микросхемах — CD4066 и CD4011. Можно выбрать звук микропереключателями на плате, а можно сделать то же самое через внешний разъём, если все четыре переключателя разомкнуты.
Микросхема CD4011, она же К561ЛА7, содержит 4 логических элемента 2И-НЕ. Почти то же самое, что К1ЛБ533 или К155ЛА3, с которых у многих из нас начался путь в мир цифровых микросхем, с той лишь разницей, что 561-я серия произведена по КМОП-технологии (комплементарный металл-оксид-полупроводник), а 155-я — по ТТЛ, транзисторно-транзисторная логика.
CD4066, или К561КТ3, — четырёхканальный двунаправленный коммутатор цифровых и аналоговых сигналов. Когда на управляющем входе логическая единица, электронный выключатель замкнут, и сигналы могут проходить через него в обе стороны. Когда логический ноль, выключатель разомкнут, и сигнал не проходит.
Почему для переключения мелодий микросхемы 9561 потребовалась такая сложная схема? Разве нельзя было просто присоединить четыре переключателя к четырём управляющим выводам — 1, 6, 8 и 9? Разгадка кроется в специфике микросхемы.
В более старом варианте микросхемы записанных звуков было всего 4, и переключались они логическими уровнями на выводах 1 и 6. А резистор между выводами 8 и 9 задавал скорость, и соответственно тональность воспроизведения семпла.
В нашей «музыкальной шкатулке» сопротивление между выводами 8 и 9 повышает разрядность выбора звуков на 2. То есть скоростью воспроизведения управлять больше нельзя, зато выбор звуков расширился вчетверо — 16 вместо 4.
Если разомкнут хотя бы 1 из выключателей А и В, на входах 11 и 12 микросхемы CD4011 низкий логический уровень, а на выходе 11 — высокий уровень. Сигнал с этого выхода попадает на вход 6 микросхемы CD4066. Резистор R2 замкнут накоротко коммутатором.
Когда разомкнуты все выключатели, резисторы R4 и R5 отключены от цепи, и сопротивление между выводами 8 и 9 9561 составляет R1 = 270 килоом.
Когда замкнут выключатель А, а В разомкнут, параллельно R1 подключён R4, и управляющее сопротивление равняется 1/(1/62 + 1/270) = 50,4 кОм.
Когда замкнут В и разомкнут А, параллельно соединены R1 и R5. Сопротивления каждого из них равны 270 кОм, потому общее сопротивление равно 270/2 = 135 килоом.
Когда замкнуты оба выключателя, управляющее сопротивление равняется 620 + 1/(1/62 + 1/135) = 662,5 кОм.
Теперь разберёмся, что делают два других выключателя. Диоды D1, D2 и резистор R3 образуют логический элемент ИЛИ. Входы 8 и 9 CD4011 соединены вместе, что превращает элемент И-НЕ в просто НЕ. То же самое сделано с выводами 5 и 6 этой микросхемы.
Таким образом, на входе F2 микросхемы 9561 будет логический ноль, если замкнут хотя бы один из выключателей C или D. И логическая единица, если оба разомкнуты.
Если оба выключателя C и D замкнуты, вход F1 микросхемы 9561 висит в воздухе, будучи отключённым коммутатором.
Если разомкнут С, на F1 будет логическая единица, а если замкнут С и разомкнут D, на F1 будет логический ноль.
Тут ей подавай аналоговую величину в виде сопротивления, а там троичную логику, где кроме единицы и нуля присутствует и состояние «отключено», оно же с высоким сопротивлением. Хотя такая логика вполне логична, если изначально предполагалось управление посредством переменного резистора и трёхпозиционных переключателей ON-OFF-ON, например, в электронной игрушке.
В таком случае можно предположить, что когда вывод F1 висит в воздухе, микросхема 9561 спит и почти не потребляет электроэнергию. Вы можете это проверить, когда будете собирать свой экземпляр устройства.
Простой логический пробник с тремя состояниями схема
Многие радиолюбители сталкиваются с цифровыми схемами и устройствами работающими по законам Булевой алгебры-логики.
Имеющие только два состояния «ноль» или «единица» цифровые схемы относительно просты в настройке и надёжны в работе.
При настройке цифровых устройств очень удобно пользоваться различного рода логическими пробниками, именно об одном из простейших логических пробников и пойдёт речь в этой статье.
Простой логический пробник схема:
Одним из вариантов самых простых пробников представлен на рисунке №1.
- R1, R2 – 4,7 КОм
- R3 – 100 Ом
- R4 – 150 Ом
- VT1, VT2 – 2N2222
- VD1 – зелёный светодиод (любого номинала)
- VD2 – красный светодиод (любого номинала)
Работа и настройка схемы цифрового пробника:
Питается схема от батарейки типа «крона» 9 вольт. Принцип работы схемы довольно простой, транзисторы VT1, VT2 имеют n-p-n проводимость, таким образом, когда вы касаетесь логического нуля горит светодиод VD1 (зелёный, или того цвета который вы впаяете).
Когда вы касаетесь щупом, уровня логической единицы, то транзистор VT1 отпирается и загорается светодиод VD2. Если вы попадёте на ножку микросхемы, генерирующей динамические сигналы то оба светодиода будут тускло гореть.
Вместо VD1, и VD2 можно впаять сдвоенный светодиод типа MV5491, который имеет два цвета свечения (при динамических сигналах на входе такой светодиод загорится янтарным светом).
P.S.: Я постарался наглядно показать и описать не хитрые советы. Надеюсь, что хоть что-то вам пригодятся. Но это далеко не всё что возможно выдумать, так что дерзайте, и штудируйте сайт https://bip-mip.com/
Информация для заказа
Радиолюбители, желающие самостоятельно собрать миниатюрный логический пробник Микрош, могут приобрести печатные платы или набор для самостоятельной сборки миниатюрного логического пробника.
| НАИМЕНОВАНИЕ | ОПИСАНИЕ И СОСТАВ НАБОРА/МОДУЛЯ | СТОИМОСТЬ |
| PL-01 board |
МИНИАТЮРНЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ПРОБНИК Печатная плата (легко отправляется в обычном конверте)Состав набора: печатная плата, инструкция по сборке и эксплуатации; Размер платы: 40х9мм; Напряжение питания: 5-12 вольт; Ориент. время получения удовольствия (сборки): 30 мин. |
50 руб. |
| PL-01 kit |
МИНИАТЮРНЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ПРОБНИК Набор для самостоятельной сборкиСостав набора: печатная плата, комплект радиоэлементов, инструкция по сборке и эксплуатации; Размер платы: 40х9мм; Напряжение питания: 5-12 вольт; Ориент. время получения удовольствия (сборки): 30 мин. |
100 руб. |
Заказать платы или наборы для самостоятельной сборки Вы можете отправив заявку на электронную почту [email protected]
В ближайшее время, все электронные модули, наборы для самостоятельной сборки на smd-компонентах и конструкторы будут доступны на сайте www.microsh.ru.
Улучшение схемы
Как можно было бы доработать эту схему? Вот некоторые соображения.
Частота такого генератора весьма нестабильна. Для исправления этого недостатка часто заменяют конденсатор на кварцевый резонатор нужной частоты, а также пропускают сигнал ещё через один-два элемента 2И-НЕ.
Для регулировки частоты можно постоянный резистор заменить на подстроечный, а также добавить переключатель и несколько конденсаторов, чтобы менять ёмкость. Однако, как и в любой схеме, есть ограничения на номиналы деталей. Например, сопротивление R1 не может быть менее 1 кОм.
Более интересная задача — регулировка скважности. В приведённой схеме длительность импульса равна длительности паузы, скважность 50%
А что если мы хотим короткий импульс и длинную паузу, или наоборот? Тогда нужно последовательно с R1 прицепить примерно такую конструкцию:
Схема регулировки скважности
Здесь заряд и разряд конденсатора идут через разные плечи R2 благодаря диодам VD1 и VD2, так что соотношение импульса и паузы будет разное в зависимости от положения движка R2.
▍ А теперь будет музыка
Для расширения эстетического восприятия добавлен оригинальный световой эффект на базе микросхемы CD4060. Это двоичный счётчик со встроенным задающим генератором.
Частота задающего генератора определяется формулой f (Гц) = 1 / ( 2,3 * C4 * (R3 + R2) ). Посредством подстроечного резистора R3 её можно регулировать.
В схеме используются три соседних вывода двоичного счётчика, которые делят частоту генератора на 2, 4 и 8. Каждый из этих выводов подключён к базе одного из трёх транзисторов, включённых по схеме с общим эмиттером.
Коллекторной нагрузкой каждого транзистора являются 4 светодиода. Каждый светодиод снабжён отдельным токозадающим резистором, что позволяет иметь в группе светодиоды разных цветов.
На резисторе R4 и диодах D2, D3, D4 собран логический элемент 3И. Высокий уровень на его выходе будет лишь в том случае, когда счётчик досчитал до 1110. В противном случае, как минимум один из выходов счётчика зашунтирует слабое положительное смещение с плюса питания через высокоомный резистор R4, и получится логический ноль.
Досчитав до 1110, счётчик получает с диодно-резисторного элемента 3И сигнал сброса, и соответственно сбрасывается на нуль. Сигнал сброса пропадает, и далее счётчик снова продолжает считать с нуля.
▍ Маленькое цветомузыкальное устройство
Предугадать, на каком из них он остановится, практически невозможно, потому получился аналогово-цифровой генератор случайных чисел.
А здесь вместо задающего генератора на вход десятичного счётчика-дешифратора CD4017 подключён простой однотранзисторный усилитель сигнала миниатюрного электретного микрофона. В результате движение огоньков по кольцу зависит от окружающих звуков. Свет движется и останавливается в такт музыке или шуму.
Катоды десяти светодиодов подключены к общему проводу через общий резистор R4, но одновременно светит только один светодиод, потому расположить их при сборке можно по своему усмотрению.
Послушать и посмотреть, как работают все эти пять устройств, а также понаблюдать за процессом их сборки, можно на видео.
Звуковой сигнализатор на микросхеме CD4011A
В некоторых ситуациях нужен звуковой сигнализатор, который начинает звучать не сразу после подачи на него питания, а через некоторое время, и звучать не как-то непрерывно, а периодически, со значительным периодом, подавать короткие звуковые сигналы.
Такой сигнализатор нужен там, где необходимо человеку напомнить о том, что некое устройство работает, или не работает, и периодически напоминать, привлекать внимание. Вот этот сигнализатор, начинает сигнализировать примерно через минуту после включения питания, причем сигнализирует он подавая короткие звуковые сигналы длительностью около 1-2 секунд с периодом повторения около 10 секунд
Вот этот сигнализатор, начинает сигнализировать примерно через минуту после включения питания, причем сигнализирует он подавая короткие звуковые сигналы длительностью около 1-2 секунд с периодом повторения около 10 секунд.
Texas Instruments CD4011B
Описывается принцип действия и приводятся схемы аналого-цифровых частотных реле, переключение которых происходит при превышении частотой входного сигнала некоторого заданного значения
Аналого-цифровые частотные реле, рассматриваемые в статье, предназначены для реагирования исполнительного или индицирующего устройства на превышение контролируемой частотой заданного граничного значения. Неоспоримым преимуществом таких реле является то, что их можно легко настроить на работу в диапазоне частот от единиц Гц до сотен кГц.
|
|
|
| Рисунок 1. | Одноканальное аналого-цифровое частотное реле на fГР ≈ 10 кГц. |
Работа аналого-цифровых частотных реле основана на зарядно-разрядных процессах в RC-цепочках . На Рисунке 1 представлен один из вариантов такого реле
Входной сигнал КМОП-уровня скважностью 2 поступает на вход логического элемента DD1.1 CD4011 (К561ЛА7). К выходу этого элемента подключена RC-цепочка, определяющая граничную частоту срабатывания реле
Для указанных на схеме номиналов элементов fГР ≈ 10 кГц. Эту частоту можно определить по формуле
Конденсатор заряжается по экспоненциальному закону во время присутствия логической единицы на выходе элемента DD1.1 и практически мгновенно разряжается через диод VD1 в момент переключения логического элемента (см. диаграмму, Рисунок 2).
|
|
|
| Рисунок 2. | Диаграммы сигналов в контрольных точках устройства. |
Второй логический элемент DD1.2 выполняет роль компаратора и, одновременно, элемента «И-НЕ», формируя на своем выходе сигнал логического уровня, длительность которого увеличивается с ростом частоты входного сигнала. Этот сигнал, а также ток через резистор R3 заряжает конденсатор C3 второй RC-цепочки (R2C3) при наличии высокого логического уровня на выходе DD1.2 и мгновенно сбрасывает заряд конденсатора через диод VD2 при переключении логического элемента.
Согласование микросхем с различным напряжением питания
Снижение напряжения питания цифровых микросхем обусловлено двумя причинами. Первая это снижение потребляемой мощности.
Снижение напряжения питания с 5 до 3,3В только по закону Ома приводит к снижению потребляемой мощности в 2,3 раза. Вторая
причина — это уменьшение линейных размеров транзисторов. При снижении линейных размеров транзисторов уменьшается
их пробивное напряжение. В настоящее время наиболее распространённым напряжением питания цифровых микросхем стало напряжение
питания 3,3В.
Согласование 3- и 5- вольтовых ТТЛ микросхем
Если в цифровом устройстве одновременно используются микросхемы с пяти- и трехвольтовым питанием, то кроме согласования
микросхем требуется согласовать их по логическим уровням. Выходное напряжение современных трёхвольтовых
микросхем, таких как SN74LVT совпадает с ТТЛ уровнями нуля и единицы, поэтому они могут быть непосредственно нагружены на
пятивольтовые ТТЛ микросхемы. Более того! Входные каскады трёхвольтовых микросхем (например серии SN74ALVT или SN74ALVC)
спроектированы так, что они выдерживают пятивольтовое напряжение на входе. Вывод — трёх и пятивольтовые микросхемы можно
соединять непосредственно (DATASHEETS фирмы
TI). Для иллюстрации на рисунке 2 приведены логические уровни микросхем с пяти- и трех вольтовым питанием.
Согласование 3- вольтовых ТТЛ микросхем и 2,5- вольтовых КМОП микросхем
Как уже говорилось ранее, ТТЛ микросхемы в настоящее время уже не развиваются. Практически все современные микросхемы
выполнены по КМОП технологии. Это же относится и к 2,5- вольтовым микросхемам. Порог срабатывания этих микросхем приблизительно
равен 1,2 В. На рисунке 3 приведены выходные уровни 3- вольтовых и входные уровни 2,5- вольтовых микросхем.
Как видно из этого рисунка 2,5- вольтовые микросхемы будут воспринимать логические уровни 3- вольтовых микросхем безошибочно.
В то же самое время, по техническим данным на 2,5 вольтовые микросхемы, такие как SN74ALVC или SN74ALVT, входное напряжение может
достигать 3,6 вольта.
Похожая ситуация наблюдается и при обратном направлении сигнала (от 2,5- вольтовых микросхем к 3- вольтовым). На рисунке 4
приведены выходные уровни 2,5- вольтовых и входные уровни 3- вольтовых микросхем.
▍ Советская микросхема УМС8
УМС — это серия микросхем, расшифровывается как «устройство музыкального синтезатора». Предназначались они прежде всего для электронных часов, потому для своего времени очень экономичны: потребляемый ток в спящем режиме не превышает 5 микроампер.
Микросхемы с разными индексами различались техническими спецификациями, а ассортимент мелодий был весьма широким. Настоящее техническое чудо своего времени.
Мне достался набор с микросхемой УМС8-03. Она работает от полуторавольтового гальванического элемента. На схеме видим такой же УМЗЧ, как у всех рассмотренных и собранных сегодня музыкальных шкатулок, только с добавленным резистором в цепи базы.
Для защиты кнопки запуска мелодии от дребезга контактов и внешних наводок используется RC-цепочка из резистора и конденсатора.
Логические КМОП (КМДП) элементы «И»
Схема логического элемента «И-НЕ» на КМОП микросхемах практически совпадает с упрощенной
схемой «И» на ключах с электронным управлением, которую мы рассматривали ранее. Отличие заключается в том, что
нагрузка подключается не к общему проводу схемы, а к источнику питания. Принципиальная схема логического элемента
«2И-НЕ » , выполненного на комплементарных МОП транзисторах
(КМОП), приведена на рисунке 3.
В этой схеме можно было бы применить в верхнем плече обыкновенный ,
однако при формировании низкого уровня сигнала схема постоянно потребляла бы ток. Вместо этого, в качестве нагрузки
используются p-МОП транзисторы. Эти транзисторы образуют активную нагрузку. Если на выходе требуется сформировать
высокий потенциал, то транзисторы открываются, а если низкий — то закрываются.
В приведённой на рисунке 2 схеме логического КМОП-элемента «И», ток от источника питания на выход
КМОП-микросхемы будет поступать через один из транзисторов, если хотя бы на одном из входов (или на обоих сразу)
будет присутствовать низкий потенциал (уровень логического нуля). Если же на обоих входах логического КМОП-элемента
«И» будет присутствовать уровень логической единицы, то оба p-МОП транзистора будут закрыты и на выходе
КМОП микросхемы сформируется низкий потенциал. В этой схеме, так же как и в схеме, приведенной на рисунке 1,
если транзисторы верхнего плеча будут открыты, то транзисторы нижнего плеча будут закрыты, поэтому в статическом
состоянии ток КМОП-микросхемой от источника питания потребляться не будет.
Условно-графическое изображение КМОП логического элемента «2И-НЕ» показано на рисунке 4, а таблица истинности
приведена в таблице 1. В таблице 1 входы обозначены как x 1 и x 2, а выход — F .
Таблица 1. Таблица истинности КМОП-микросхемы, выполняющей
«2И-НЕ»
| x1 | x2 | F |
|---|---|---|
| 1 | ||
| 1 | 1 | |
| 1 | 1 | |
| 1 | 1 |
параллельное соединение
В схеме КМОП логического элемента «2ИЛИ-НЕ» в
качестве нагрузки используются последовательно включенные p-МОП транзисторы. В ней ток от источника питания на выход КМОП микросхемы будет
поступать только если все транзисторы в верхнем плече будут открыты, т.е. если сразу на всех входах будет присутствовать низкий потенциал
(). Если же хотя бы на одном из входов
будет присутствовать уровень логической единицы, то верхнее плечо двухтактного каскада, собранного на КМОП транзисторах, будет закрыто и ток
от источника питания поступать на выход КМОП-микросхемы не будет.
Таблица истинности логического элемента «2ИЛИ-НЕ» , реализуемая КМОП микросхемой, приведена в таблице 2, а
условно-графическое обозначение этих элементов приведено на рисунке 6.
Таблица 2. Таблица истинности МОП микросхемы, выполняющей логическую функцию «2ИЛИ-НЕ»
| x1 | x2 | F |
|---|---|---|
| 1 | ||
| 1 | ||
| 1 | ||
| 1 | 1 |
В настоящее время именно КМОП-микросхемы получили наибольшее развитие. Причём наблюдается постоянная
тенденция к снижению напряжения питания данных микросхем. Первые серии КМОП-микросхем, такие как К1561
(иностранный аналог C4000В) обладали достаточно широким диапазоном изменения напряжения питания (3..18В).
При этом при понижении напряжения питания у конкретной микросхемы понижается её предельная частота работы.
В дальнейшем, по мере совершенствования технологии производства, появились улучшенные КМОП-микросхемы с
лучшими частотными свойствами и меньшим напряжением питания, например, SN74HC.
Принципиальная схема
Схема показана на рисунке 1. Схема построена на микросхеме К561ЛА7, на ней сделана «сцепка» из двух мультивибраторов. Один из них, на логических элементах D1.3 и D1 4 вырабатывает импульсы частотой около 1500 Гц, которые, когда мультивибратор работает, поступают на транзистор VТ1, и озвучиваются динамиком В1.
Рис. 1. Принципиальная схема звукового сигнализатора на микросхеме К561ЛА7 (CD4011A).
Второй мультивибратор на элементах D1.1 и D1 2 вырабатывает импульсы с периодом около 10 секунд. Этот мультивибратор особенен тем, что в нем есть цепь из диода VD1 и резистор R4.
Суть работы этой цепь заключается в том. что при приходе очередного положительного полупериода на выходе D1.2, происходит открывание диод VD1 и сопротивление резистора R4 включается параллельно сопротивлению резистора R3, ускоряя тем самым разрядку конденсатора С2. Таким образом, уменьшая длительность положительного полупериода на выходе D1.2 до времени около 1-2 секунд.
В результате, когда работает мультивибратор на D1.1-D1.2, он управляет мультивибратором на D1.3-D1.4 таким образом, что тот на своем выходе (выход D1.4) формирует пачки импульсов звуковой частоты, имеющие длительность около 1-2 секунд и паузы около 10 секунд. Этот сигнал поступает на VТ1 и динамик издает короткие звуки через каждые 10 секунд.
Но это происходит когда мультивибратор D1.1-D1.2 работает. После включения питания напряжение на конденсаторе С1 нулевое, и это напряжение поступает на вывод 2 D1 1. блокируя мультивибратор.
Мультивибраторы не работают, поэтому транзистор VТ1 закрыт и звука нет. Затем, конденсатор С1 начинает медленно заряжаться через резистор R2.
И, примерно, через одну минуту напряжение на С1 достигает такой величины, что она уже соответствует логической единице. Это приводит к запуску мультивибраторов, и сигнализатор начинает сигналить.
После выключения питания звук, естественно, сразу же прекращается. А цепь из светодиода HL1 и резистора R1 служит не только для индикации включения питания, но и в качестве разрядной цепи, для скорейшей разрядки конденсатора С1, которая происходит через встроенный в D1.1 диод (в микросхемах К561 или аналогичных имеются диоды между входами и плюсом питания, включенные в обратном направлении).
Семейства КМОП-микросхем
Первые КМОП-микросхемы не имели защитных диодов на входе, поэтому их монтаж представлял значительные трудности. Это
семейство микросхем серии К172. Следующее улучшенное семейство КМОП микросхем серии К176 получило эти защитные диоды.
Оно достаточно распространено и в настоящее время. Серия К1561 завершает развитие первого поколения КМОП микросхем. В
этом семействе было достигнуто быстродействие на уровне 90 нс и диапазон изменения напряжения питания 3 … 15В.
Так как в настоящее время распространена иностранная аппаратура, то приведу иностранный аналог этих КМОП микросхем —
C4000В.
Дальнейшим развитием КМОП-микросхем стала серия SN74HC. Эти микросхемы отечественного аналога не имеют. Они
обладают быстродействием 27 нс и могут работать в диапазоне напряжений 2 … 6 В. Они
совпадают по цоколёвке и функциональному ряду с ТТЛ микросхемами,
но не совместимы с ними по логическим уровням, поэтому одновременно были разработаны КМОП микросхемы серии SN74HCT
(отечественный аналог — К1564), совместимые с ТТЛ микросхемами и по логическим уровням.
В это время наметился переход на трёхвольтовое питание. Для него были разработаны КМОП-микросхемы SN74ALVC с временем
задержки сигнала 5,5 нс и диапазоном питания 1,65 … 3,6 В. Эти же микросхемы способны работать
и при 2,5 вольтовом питании. Время задержки сигнала при этом увеличивается до 9 нс.
Наиболее перспективным семейством КМОП-микросхем в настоящее время считается семейство SN74AUC с временем задержки
сигнала 1,9 нс и диапазоном питания 0,8 … 2,7 В. Прошу не путать дискретные микросхемы с ПЛИС и
микропроцессорами. Внутри таких микросхем задержка может быть меньше 0,3 нс.
Дата последнего обновления файла
15.04.2020