fon5

Микросхема К561 как мультивибратор.

На прошлом занятии мы познакомились с простыми логическими элементами НЕ, И, ИЛИ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ (см.Работа логических элементов.) Теперь начнем знакомство непосредственно с микросхемами серий К561 или К176, на примере микросхемы К561ЛА7 (или К176ЛА7, в принципе они одинаковые, различаются только некоторые электрические параметры).
Микросхема (МС) содержит четыре элемента И-НЕ и это одна из наиболее часто используемых микросхем в радиолюбительской практике. Микросхема К561ЛА7 (или К176ЛА7) имеет прямоугольный пластмассовый черный, коричневый или серый корпус с 14-ю ножками (выводами), расположенными по его длинным краям. Они изогнуты в одну сторону.
1MS-1 Разберемся, как производится нумерация ножек. Вы берете микросхему маркировкой к себе, при этом ножки оказываются повернуты в противоположную от вас строну. Первый вывод определяется по "ключу". "Ключ" — это выштампованная углубленная метка на корпусе микросхемы, она может быть в форме паза (рисунок 1А); в форме маленькой точки-углубления, поставленной возле первой ножке (1Б), или в форме большой углубленной окружности (1 В). В любом случае отсчет ведется от помеченного "ключом" торца корпуса микросхемы. Если МС перевернуть "на спину", то есть маркировкой от себя , а ножками к себе, то положение выводов 1-7 и 8-14, естественно поменяются местами. Это понятно, но многие начинающие радиолюбители эту мелочь забывают и это приводит к неправильной распайке МС, в результате чего конструкция не работает, да и микросхема может выйти из строя.
На рис.2 показано содержимое микросхемы (при этом микросхема изображена "ногами к вам", в перевернутом виде). В МС находятся четыре логических элемента 2И-НЕ и показано как их входы и выходы подключены к выводам микросхемы. Питание подключается так : плюс — вывод 14, а минус — вывод 7. При этом общим проводом считается минус.
1MS-2 Паять ножки микросхемы нужно очень осторожно и использовать паяльник мощностью не более 25 Вт. Жало этого паяльника нужно заточить так, чтобы ширина его рабочей части была 2-3 мм. Время пайки не должно быть более 4 секунд.
Лучше всего микросхемы для опытов разместить на специальных макетных платах, вроде той, что предложил Павлов С. в журнале "Радиотехник".
Напомним, что цифровые микросхемы понимают только два уровня входного напряжения "0" - когда напряжение на входе около нуля питания, и "1" — когда напряжение близко к напряжению питания.

Проведём эксперимент с МС как на рис.3: превратим 2И-НЕ в элемент НЕ (для этого его входы нужно соединить вместе) и будем подавать на эти входы напряжение с переменного резистора R1 (подойдет любой на любое сопротивление от 10 кОм до 100 кОм). На выходе подключим светодиод VD1 через резистор R2 (светодиод может быть любой излучающий видимый свет, например АЛ307). Затем подключим питание (не перепутайте полюса) — две последовательно соединенные "плоские" батареи по 4,5 В каждая (или одна девятоивольтовая "Крона").
1MS-3 Теперь поворачивая движок резистора R1 следите за светодиодом, в какой то момент он гаснет, а в какой то зажигаться (если он не горит вообще, это значит, что вы его неправильно подпаяли, поменяйте его выводы местами).
Затем подключите вольтметр (РА1) (в качестве вольтметра можно использовать любой тестер или мультиметр, включенный на измерение постоянного напряжения). Поворачивая движок R1 заметьте при каком напряжении на входах микросхемы VD1 горит, а при каком гаснет.

На рис.4 показана схема простого реле времени. Рассмотрим как она работает. В тот момент, когда контакты выключателя S1 замкнуты конденсатор С1 разряжен через них, и напряжение на входах элемента равно логической единице (близко к напряжению питания). Поскольку этот элемент у нас работает как НЕ (оба входа И замкнуты вместе) на его выходе при этом будет логический нуль, и светодиод не горит.
1MS-4 Теперь размыкаем контакты S1. Конденсатор С1 начинает медленно заряжаться через резистор R1 и напряжение на этом конденсаторе растет, а на R1 - падает. В какой то момент оно достигнет уровня логического нуля и микросхема "переключится", на выходе элемента появится логическая единица — VD1 загорится.
Вы можете поэкспериментировать устанавливая вместо R1 резисторы разного сопротивления, а вместо С1 конденсаторы разных емкостей, и обнаружить интересную зависимость — чем больше емкость и сопротивление тем больше период с момента размыкания S1 до зажигания светодиода. И наоборот чем меньше емкость и сопротивление тем меньше период от размыкания S1 до зажигания диода.
Если R1 заменить переменным, то можно поворачивая его движок каждый раз изменять длительность срабатывания, которое отрабатывает это реле времени. Запуск этого реле производится кратковременным замыканием контактов S1 (можно вместо S1 просто пинцетом или проволочкой замыкать выводы С1 между собой, разряжая таким образом С1).

Если места подключения резистора и конденсатора поменять (рис.5) схема реле времени работает наоборот, — при замыкании контактов S1 светодиод зажигается сразу, а гаснет через некоторое время после их размыкания.

1MS-5

Собрав схему, показанную на рис.6 — мультивибратор из двух логических элементов, можно сделать простую "мигалку" — светодиод будет мигать, а частота этого мигания будет зависить от сопротивления резистора R1 и емкости конденсатора С1. Чем меньше эти величины, тем быстрее диод будет мигать, и наоборот, чем больше — тем медленнее (если светодиод не мигает вообще — это значит, что он неправильно подключен, нужно поменять местами его выводы).

1MS-6

Теперь внесем изменения в схему мультивибратора (рис.7) — отключим вывод 2 от вывода 1 первого элемента (D1.1) и подключим вывод 2 к такой же цепи из конденсатора и резистора, как в опытах с реле времени. Теперь смотрите что будет : пока S1 замкнут напряжение на одном из входов D1.1 равно нулю. Но это И-НЕ, а значит, что если на его один вход подан нуль, то независимо от того что происходит на его втором входе, на его выходе все равно будет 1 единица. Эта единица поступает на оба входа D 1.2, и на выходе будет ноль. А раз так, то диод загорится и будет гореть постоянным светом.
1MS-7 После размыкания S1 конденсатор С2 будет медленно заряжаться через R3 и потенциал на С2 растет. В какой то момент оно станет равным логической единице. В этот момент выходной уровень L элемента D1.1 станет зависеть от уровня на его втором входе — ножке 1 и мультивибратор начнет работать, а светодиод станет мигать.

Если С2 и R3 поменять местами (рис.8) схема работает наоборот — вначале VD1 будет мигать, а по истечении некоторого времени после размыкания S1 он перестанет мигать и будет гореть постоянно.
Теперь перейдем в область звуковых частот мультивибратора — соберите схему мультивибратора, показанную на рис.9. Когда вы подключите питание в динамике будет слышен писк. Чем больше С1 и R1 - тем ниже тон писка, а чем они меньше, тем выше тон звука.

Соберите схему показанную на рис.10. Это готовое реле времени. Если на ручку R3 нанести шкалу, то им можно пользоваться как таймером. Вы замыкаете S1, установите R3 нужное время и затем размыкаете S1. После того, как это время истечет, динамик станет пищать. Схема работает почти также как показанная на рис.7.

РК 2000/02

Вверх

<< Предыдущая