Схема периодического прерывания реле на к155ла3. Эксперименты с RS-триггером. Внешний вид и конструктивное исполнение
Для начала рассмотрим характеристики радиодетали.
1. Самое главное - это питание. Оно подается на 7(-) и 14(+) ножки и состовляет 4.5 - 5 В. Более 5.5В подавать на микросхему не следует(начинает перегреваться и сгорает).
2. Далее надо определить назначение детали. Она состоит из 4 элементов по 2и-не(два входа). То есть, если подавать на один вход 1, а на другой - 0, то на выходе будет 1.
3. Рассмотрим цоколевку микросхемы:
Для упрощения схемы на ней изображают раздельные элементы детали:
4. Рассмотрим расположение ножек относительно ключа:
Паять микросхему надо очень аккуратно, не нагревая ее(можно спалить).
Вот схемы с применением микросхемы к155ла3:
1. Стабилизатор напряжения(можно использовать как зарядку телефона от прикуривателя автомобиля).Вот схема:
На вход можно подавать до 23Вольт. Вместо транзистора П213 можно поставить КТ814, но тогда придется ставить радиатор, так как при большой нагрузке может перегреваться.
Печатная плата:
Еще один вариант стабилизатора напряжения(мощный):
2. Индикатор заряда автомобильного аккумулятора.
Вот схема:
3. Испытатель любых транзисторов.
Вот схема:
Вместо диодов Д9 можно поставить д18, д10.
Кнопки SA1 и SA2 есть переключатели для проверки прямых и обратных транзисторов.
4. Два варианта отпугивателя грызунов.
Вот первая схема:
С1 – 2200 мкФ, С2 – 4,7 мкФ, С3 – 47 - 100 мкФ, R1-R2 – 430 Ом, R3 – 1 ком, V1 – КТ315, V2 - КТ361. Также можно поставить транзисторы серии МП. Динамическая головка - 8...10 ом. Питание 5В.
Второй вариант:
С1 – 2200 мкФ, С2 – 4,7 мкФ, С3 – 47 - 200 мкФ, R1-R2 – 430 Ом, R3 – 1 ком, R4 - 4,7 ком, R5 – 220 Ом, V1 – КТ361 (МП 26, МП 42, кт 203 и т.п.), V2 – ГТ404 (КТ815, КТ817), V3 – ГТ402 (КТ814, КТ816, П213). Динамическая головка 8...10 ом.
Питание 5В.
Схема автомобильного зарядного устройства, представленая на микросхемах, относительной сложности. Но если человек хоть немного знаком с электроникой, повторит без проблем. Создавалось это зарядное только ради одного условия: регулировка по току должна быть от 0 и до максимума (более широкий диапазон для зарядки различных типов аккумуляторов). Обычные, даже заводские автомобильные зарядные устройства имеют первоначальный скачок с 2,5-3 А и до максимума.
В зарядном устройстве применен терморегулятор, который включает вентилятор охлаждения радиатора, но его можно исключить, это было сделано для того, что бы минимизировать размеры зарядного устройства.
ЗУ состоит из блока управления и силовой части.
Схема — зарядное устройство для автомобильного аккумулятора
Блок управления
Напряжение с трансформатора (трр) примерно 15 В, поступает на диодную сборку КЦ405, выпрямленное напряжение используется для питания управления тиристором D3 и для получения импульсов управления. Пройдя цепочку Rp, VD1, R1, R2, и первый элемент микросхемы D1.1, получаем импульсы примерно такой формы (рис. 1 ).
Далее эти импульсы с помощью R3, D5, C1, R4, преобразуются в пилу, форма которой изменяется с помощью R4. (рис. 2 ). Элементы микросхемы c D1.2 по D1.4 выравнивают сигнал (придают прямоугольную форму) и препятствуют влиянию транзистора VT1. Готовый сигнал пройдя через D4, R5 и VT1 поступает на управляющий вывод тиристора. В результате сигнал управления меняясь по фазе открывает тиристор в начале каждого полупериода, в середине, в конце и т. д. (рис. 3 ). Регулирование по всему диапазону плавное.
Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора — печатная плата
Питание микросхема и транзистор VT1 получают от КРЕН05, т.е. от пятивольтовой «кренки». К ней необходимо прикрутить маленький радиатор. Сильно «кренка» не греется, но все же отвод тепла нужен, особенно в жару. Вместо транзистора КТ315 можно применить КТ815, но возможно придется подобрать Сопротивление R5, если не будет открываться тиристор.
Силовая часть
Состоит из тиристора D3 и 4-х диодов КД213. Диоды D6-D9 выбраны из соображений, что подходят по току, напряжению и их не надо прикручивать. Они просто прижимаются к радиатору металлической или пластиковой пластинкой. Все это дело (включая тиристор) крепиться на одном радиаторе, а под диоды и тиристор подкладываются изолирующие теплопроводящие пластины. Я нашел очень удобный материал в старых сгоревших мониторах.
Он же есть и в блоках питания от компов. На ощупь он похож на тонкую резину. Он вообще в импортной технике используется. Но конечно можно использовать и обычную слюду (рис. 4 ). На худой случай (чтоб не заморачиваться) можно сделать на каждый диод и на тиристор свой отдельный радиатор. Тогда никакая слюда не нужна, но электрического соединения радиаторов быть не должно!
Рисунки 1 — 4. Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора
Трансформатор
Состоит из 3-х обмоток:
1 – 220 В.
2 – 14 В, для питания управления.
3 – 21–25 В, для питания силовой части (мощная).
Настройка
Проверяют работу следующим образом: подключают к зарядному устройству вместо аккумулятора лампочку на 12 В, например от габаритов автомобиля. При повороте R4 яркость лампочки должна изменяться от сильно яркого, до полностью погашенного состояния. Если лампочка не горит совсем, то уменьшите сопротивление R5 наполовину (до 50 Ом). Если лампочка не гаснет полностью, то увеличьте сопротивление R5. Прибавляйте примерно по 50-100 Ом.
Если лампочка не горит совсем и ничего не помогает, то перемкните коллектор и эмиттер транзистора VT1 сопротивлением 50 Ом. Если лампочка не загорелась – неправильно собрана силовая часть, если загорелась, ищите неисправность в цепи управления.
Итак, если все регулируется и загорается необходимо настроить Ток заряда.
На схеме есть сопротивление 2 Ом пров. т. е. проволочное сопротивление из нихрома на 2 Ома. Сначала возьмите такое же, но на 3 Ома. Включите зарядное устройство и замкните накоротко провода, которые шли к лампочке и измерьте ток (по амперметру). Он должен быть 8-10 А. Если он больше или меньше, то настройте ток с помощью проволочного сопротивления Rпров. Сам нихром может быть диаметром 0,5-0,3 мм.
Учтите, при этой процедуре сопротивление здорово греется. Оно греется и при зарядке, но не так сильно, это нормально. Так что обеспечьте его охлаждение, например отверстие в корпусе и пр. Зато любителям поискрить крокодильчиками равных не будет, искрите сколь угодно, зарядному ничего не будет. Укреплять сопротивление Rпров лучше на гетинаксовой (текстолитовой) площадке.
И последнее – о вентиляции
Из элементов КРЕН12, С2, С3, VT2, R6, R7, R8 собрана система охлаждения радиатора (навесным монтажом). По большому счету она не нужна (если вы конечно не делаете супер мини зарядное устройство), это просто писк моды. Если у вас радиатор (например) из алюминиевой пластины 120*120 мм, то этого достаточно для отвода тепла (площадь заводского радиатора такого размера даже велика). Но уж если вам очень хочется вентилятор, то оставьте одну кренку на 12 В, и подключите к ней вентилятор. В противном случае придется химичить с транзистором-датчиком VT2. Его необходимо прикрепить к радиатору тоже через изолирующие теплопроводящие пластины. Мной использован процессорный вентилятор от 386 процессора, или от 486. Они почти одинаковые.
Все сопротивления устройства 0,25 или 0,5 Вт. Два подстроечных помечено звездочкой (*). Остальные номиналы указаны.
Необходимо отметить, что если вместо диодов КД213 будут использованы Д232 или им подобные, то напряжение обмотки Трр 21 В надо увеличить до 26-27 В.
После знакомства с принципом работы различных триггеров у начинающего радиолюбителя возникает естественное желание опробовать работу этих самых триггеров в "железе".
На практике изучение работы триггеров гораздо интересней и увлекательней, кроме того происходит знакомство с реальной элементной базой.
Далее будут рассмотрены несколько схем триггеров, выполненных на цифровых микросхемах так называемой жёсткой логики. Сами по себе схемы не являются завершёнными готовыми устройствами и служат лишь для наглядной демонстрации принципов работы RS-триггера.
Итак, начнём.
Для ускорения процесса сборки и тестирования схем применялась беспаечная макетная плата . С её помощью удаётся быстро сконфигурировать и изменить схему в соответствии с потребностями. Пайка, естественно, не применяется.
Схема RS-триггера на микросхеме К155ЛА3.
Данная схема уже приводилась на страницах сайта в статье про RS-триггер . Для её сборки потребуется сама микросхема К155ЛА3, два индикаторных светодиода разного цвета свечения (например, красный и синий), пара резисторов номиналом 330 Ом, а также стабилизированный блок питания с выходным напряжением 5 вольт. В принципе, подойдёт любой маломощный блок питания на 5 вольт.
Для дела сгодится даже 5-ти вольтовый зарядник от сотового телефона. Но стоит понимать, что не каждый зарядник держит стабильное напряжение. Оно может гулять в пределах 4,5 - 6 вольт. Поэтому всё-таки лучше использовать стабилизированный блок питания. При желании можно собрать блок питания своими руками . К выводу 14 микросхемы К155ЛА3 подключается "+" питания, а к 7 выводу "-" питания.
Как видим, схема очень простая и выполнена на логических элементах 2И-НЕ. Собранная схема имеет всего лишь два устойчивых состояния 0 или 1.
После того, как на схему будет подано напряжение питания, загорится один из светодиодов. В данном случае загорался синий Q ).
При однократном нажатии на кнопку Set (установка), RS-триггер устанавливается в единичное состояние. При этом должен засветиться тот светодиод, который подключен к так называемому прямому выходу Q . В данном случае это красный светодиод.
Это свидетельствует о том, что триггер «запомнил» 1 и выдал сигнал об этом на прямой выход Q .
Светодиод (синий ), который же подключен к инверсному выходу Q , должен погаснуть. Инверсный - это значит обратный прямому. Если на прямом выходе 1, то на инверсном 0. При повторном нажатии на кнопку Set , состояние триггера не изменится - реагировать на нажатия кнопки он не будет. В этом и заключается основное свойство любого триггера - способность длительное время сохранять одно из двух состояний. По сути, это простейший элемент памяти .
Чтобы сбросить RS-триггер в нуль (т.е. записать в триггер логический 0) нужно один раз нажать на кнопку Reset (сброс). При этом красный светодиод погаснет, а синий загорится. Повторные нажатия на кнопку Reset состояние триггера не изменят.
Показанную схему можно считать примитивной, так как собранный RS-триггер не имеет никакой защиты от помех, а сам триггер является одноступенчатым. Но зато в схеме применяется микросхема К155ЛА3, которая очень часто встречается в электронной аппаратуре и поэтому она легкодоступна.
Также стоит отметить, что на этой схеме выводы установки S , сброса R , прямого Q и инверсного выхода Q показаны условно - их можно поменять местами и суть работы схемы не изменится. Это всё потому, что схема выполнена на неспециализированной микросхеме. Далее же мы разберём пример реализации RS-триггера на специализированной микросхеме-триггере.
В данной схеме используется специализированная микросхема КМ555ТМ2, в составе которой 2 D-триггера. Эта микросхема выполнена в керамическом корпусе, поэтому в названии присутствует сокращение КМ . Также можно применить микросхемы К555ТМ2 и К155ТМ2. Они имеют пластмассовый корпус.
Как мы знаем, D-триггер несколько отличается от RS-триггера, но у него также присутствуют входы для установки (S ) и сброса (R ). Если не использовать вход данных (D ) и тактирования (C ), то на базе микросхемы КМ555ТМ2 легко собрать RS-триггер. Вот схема.
В схеме применён только один из двух D-триггеров микросхемы КМ555ТМ2. Второй D-триггер не используется. Его выводы никуда не подключаются.
Так как входы S и R микросхемы КМ555ТМ2 являются инверсными (отмечены кружком), то переключение триггера из одного устойчивого состояния в другое происходит при подаче на входы S и R логического 0.
Чтобы подать на входы 0, нужно просто соединить эти входы с минусовым проводом питания (с минусом «-»). Сделать это можно как с помощью специальных кнопок, например, тактовых, как на схеме, так и с помощью обычного проводника. Кнопками, конечно, это делать гораздо удобнее.
Жмём кнопку SB1 (Set ) и устанавливаем RS-триггер в единицу. Засветится красный светодиод.
А теперь жмём кнопку SB2 (Reset ) и сбрасываем триггер в нуль. Засветится синий светодиод, который подключен к инверсному выходу триггера (Q ).
Стоит отметить, что входы S и R у микросхемы КМ555ТМ2 являются приоритетными. Это значит, что сигналы на этих входах для триггера являются главными. Поэтому если на входе R нулевое состояние, то при любых сигналах на входах C и D состояние триггера не изменится. Это утверждение относится к работе D-триггера.
Если найти микросхемы К155ЛА3, КМ155ЛА3, КМ155ТМ2, К155ТМ2, К555ТМ2 и КМ555ТМ2 не удастся, то можно использовать зарубежные аналоги этих микросхем стандартной транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ): 74LS74 (аналог К555ТМ2), SN7474N и SN7474J (аналоги К155ТМ2), SN7400N и SN7400J (аналоги К155ЛА3).
Знакомимся с цифровой микросхемой
Во второй части статьи было рассказано об условных графических обозначениях логических элементов и о функциях выполняемых этими элементами.
Для объяснения принципа работы были приведены контактные схемы выполняющие логические функции И, ИЛИ, НЕ и И-НЕ. Теперь можно приступить к практическому знакомству с микросхемами серии К155.
Внешний вид и конструктивное исполнение
Базовым элементом 155-й серии считается микросхема К155ЛА3. Она представляет собой пластмассовый корпус с 14-ю выводами, на верхней стороне которого нанесена маркировка и ключ, обозначающий первый вывод микросхемы.
Ключ представляет собой небольшую круглую метку. Если смотреть на микросхему сверху (со стороны корпуса), то отсчет выводов следует вести против часовой стрелки, а если снизу, то по часовой стрелке.
Чертеж корпуса микросхемы показан на рисунке 1. Такой корпус называется DIP-14, что в переводе с английского означает пластмассовый корпус с двухрядным расположением выводов. Многие микросхемы имеют большее число выводов и поэтому корпуса могут быть DIP-16, DIP-20, DIP-24 и даже DIP-40.
Рисунок 1. Корпус DIP-14.
Что содержится в этом корпусе
В корпусе DIP-14 микросхемы К155ЛА3 содержится 4 независимых друг от друга элемента 2И-НЕ. Единственное, что их объединяет это лишь общие выводы питания: 14-й вывод микросхемы это + источника питания, а вывод 7 - отрицательный полюс источника.
Чтобы не загромождать схемы лишними элементами, линии питания, как правило, не показываются. Не делается это еще и потому, что каждый из четырех элементов 2И-НЕ может находиться в разных местах схемы. Обычно на схемах просто пишут: «+5В подвести к выводам 14 DD1, DD2, DD3…DDN. -5В подвести к выводам 07 DD1, DD2, DD3…DDN.». отдельно расположенные элементы обозначаются как DD1.1, DD1.2, DD1.3, DD1.4. На рисунке 2 показано, что микросхема К155ЛА3 состоит из четырех элементов 2И-НЕ. Как уже говорилось во второй части статьи слева расположены входные выводы, справа - выходы.
Зарубежным аналогом К155ЛА3 является микросхема SN7400 и ее смело можно использовать для всех описанных ниже экспериментов. Если сказать точнее, то вся серия микросхем К155 является аналогом зарубежной серии SN74, поэтому продавцы на радиорынках предлагают именно ее.
Рисунок 2. Цоколевка микросхемы К155ЛА3.
Для проведения опытов с микросхемой понадобится на напряжение 5В. Проще всего такой источник сделать, применив микросхему стабилизатора К142ЕН5А или ее импортный вариант, который называется 7805. При этом вовсе необязательно мотать трансформатор, паять мостик, ставить конденсаторы. Ведь всегда найдется какой-нибудь китайский сетевой адаптер с напряжением 12В, к которому достаточно подсоединить 7805, как показано на рисунке 3.
Рисунок 3. Простой источник питания для опытов.
Для проведения опытов с микросхемой понадобится сделать небольших размеров макетную плату. Она представляет собой кусок гетинакса, стеклотекстолита или другого похожего изоляционного материала размерами 100*70 мм. Подойдет для подобных целей даже простая фанера или плотный картон.
Вдоль длинных сторон платы следует укрепить облуженные проводники, толщиной около 1,5 мм, через которые к микросхемам будет подаваться питание (шины питания). Между проводниками по всей площади макетной платы следует просверлить отверстия диаметром не более 1 мм.
При проведении опытов в них будет можно вставлять отрезки луженого провода, к которым будут припаиваться конденсаторы, резисторы и прочие радиодетали. По углам платы следует сделать невысокие ножки, это даст возможность размещать провода снизу. Конструкция макетной платы показана на рисунке 4.
Рисунок 4. Макетная плата.
После того, как макетная плата будет готова, можно приступать к опытам. Для этого на ней следует установить хотя бы одну микросхему К155ЛА3: выводы 14 и 7 припаять к шинам питания, а остальные выводы согнуть так, чтобы они прилегали к плате.
Прежде, чем начинать опыты следует проверить надежность пайки, правильность подключения питающего напряжения (подключение напряжения питания в обратной полярности может вывести микросхему из строя), а также проверить, нет ли замыкания между соседними выводами. После этой проверки можно включать питание и приступать к опытам.
Для проведения измерений лучше всего подойдет , входное сопротивление которого не менее 10Ком/В. Такому требованию вполне удовлетворяет любой тестер, даже дешевый китайский.
Почему лучше стрелочный? Потому, что, наблюдая за колебаниями стрелки, можно заметить импульсы напряжения, конечно достаточно низкой частоты. Цифровой мультиметр такой способностью не обладает. Все измерения должны проводиться относительно «минуса» источника питания.
После того, как питание включено, померяйте напряжение на всех выводах микросхемы: на входных выводах 1 и 2, 4 и 5, 9 и 10, 12 и 13 напряжение должно быть 1,4В. А на выходных выводах 3, 6, 8, 11 около 0,3В. Если все напряжения находятся в указанных пределах, то микросхема исправна.
Рисунок 5. Простые опыты с логическим элементом.
Проверку работы логического элемента 2И-НЕ можно начать, например, с первого элемента. Его входные выводы 1 и 2, а выход 3. Для того, чтобы подать на вход сигнал логического нуля достаточно этот вход просто подсоединить к минусовому (общему) проводу источника питания. Если же на вход требуется подать логическую единицу, то этот вход следует подключить к шине +5В, но не напрямую, а через ограничительный резистор сопротивлением 1…1,5КОм.
Предположим, что мы соединили вход 2 с общим проводом,- тем самым, подав на него логический нуль, а на вход 1 подали логическую единицу, как только что было указано через ограничительный резистор R1. Это соединение показано на рисунке 5а. Если при таком подключении измерить напряжение на выходе элемента, то вольтметр покажет 3,5…4,5В, что соответствует логической единице. Логическую же единицу даст измерение напряжения на выводе 1.
Это полностью совпадает с тем, что было показано во второй части статьи на примере релейно - контактной схемы 2И-НЕ. По результатам проведенных измерений можно сделать следующий вывод: когда на одном из входов элемента 2И-НЕ высокий уровень, а на другом низкий, на выходе обязательно присутствует высокий уровень.
Далее проделаем следующий опыт - подадим единицу на оба входа сразу, как указано на рисунке 5б, но один из входов, например 2, соединим с общим проводом с помощью проволочной перемычки. (Для подобных целей лучше всего использовать обычную швейную иголку, припаянную на гибкий проводок). Если сейчас померить напряжение на выходе элемента, то, как и в предыдущем случае, там будет логическая единица.
Не прерывая измерения, уберем проволочную перемычку, - вольтметр покажет высокий уровень на выходе элемента. Это полностью соответствует логике работы элемента 2И-НЕ, в чем можно убедиться, обратившись к контактной схеме во второй части статьи, а также посмотрев в таблицу истинности, показанную там же.
Если теперь этой перемычкой замыкать периодически на общий провод любой из входов, имитируя подачу низкого и высокого уровня, то с помощью вольтметра на выходе можно обнаружить импульсы напряжения - стрелка будет колебаться в такт касаниям перемычкой входа микросхемы.
Из проведенных опытов можно сделать следующие выводы: напряжение низкого уровня на выходе появится лишь в том случае, когда на обоих входах присутствует высокий уровень, то есть по входам выполняется условие 2И. Если же хоть на одном из входов присутствует логический нуль, на выходе имеется логическая единица, можно повторить, что логика работы микросхемы полностью соответствует логике работы контактной схемы 2И-НЕ, рассмотренной во .
Вот тут уместно проделать еще один опыт. Смысл его в том, чтобы отключить все входные выводы, просто оставить их в «воздухе» и померить выходное напряжение элемента. Что там будет? Правильно, там будет напряжение логического нуля. Это говорит о том, что неподключенные входы логических элементов эквивалентны входам с поданной на них логической единицей. Об этой особенности забывать не следует, хотя неиспользуемые входы, как правило, рекомендуется куда-нибудь подключать.
На рисунке 5в показано как логический элемент 2И-НЕ можно превратить просто в инвертор. Для этого достаточно соединить вместе оба его входа. (Даже если входов будет четыре или восемь, подобное соединение вполне допустимо).
Чтобы убедиться в том, что сигнал на выходе имеет значение противоположное сигналу на входе, достаточно входы с помощью проволочной перемычки соединить с общим проводом, то есть подать на вход логический нуль. При этом вольтметр, присоединенный к выходу элемента, покажет логическую единицу. Если же перемычку разомкнуть, то на выходе появится напряжение низкого уровня, что как раз противоположно входному.
Этот опыт говорит о том, что работа инвертора полностью эквивалентна работе контактной схемы НЕ, рассмотренной во второй части статьи. Таковы в целом чудесные свойства микросхемы 2И-НЕ. Чтобы ответить на вопрос, как же все это происходит, следует рассмотреть электрическую схему элемента 2И-НЕ.
Внутреннее устройство элемента 2И-НЕ
До сих пор мы рассматривали логический элемент на уровне его графического обозначения, принимая его, как говорят в математике за «черный ящик»: не вдаваясь в подробности внутреннего устройства элемента, мы исследовали его реакцию на входные сигналы. Теперь настало время изучить внутреннее устройство нашего логического элемента, которое показано на рисунке 6.
Рисунок 6. Электрическая схема логического элемента 2И-НЕ.
Схема содержит четыре транзистора структуры n-p-n, три диода и пять резисторов. Между транзисторами существует непосредственная связь (без разделительных конденсаторов), что позволяет им работать с постоянными напряжениями. Выходная нагрузка микросхемы условно показана в виде резистора Rн. На самом деле это чаще всего вход или несколько входов таких же цифровых микросхем.
Первый транзистор многоэмиттерный. Именно он выполняет входную логическую операцию 2И, а следующие за ним транзисторы выполняют усиление и инвертирование сигнала. Микросхемы, выполненные по подобной схеме, называются транзисторно-транзисторной логикой, сокращенно ТТЛ.
В этой аббревиатуре отражен тот факт, что входные логические операции и последующее усиление и инвертирование выполняются транзисторными элементами схемы. Кроме ТТЛ существует еще диодно-транзисторная логика (ДТЛ), входные логические каскады которой выполнены на диодах, расположенных, конечно внутри микросхемы.
Рисунок 7.
На входах логического элемента 2И-НЕ между эмиттерами входного транзистора и общим проводом установлены диоды VD1 и VD2. Их назначение защитить вход от напряжения отрицательной полярности, которое может возникнуть в результате самоиндукции элементов монтажа при работе схемы на высоких частотах, либо просто подано по ошибке от внешних источников.
Входной транзистор VT1 включен по схеме с общей базой, а его нагрузкой служит транзистор VT2, который имеет две нагрузки. В эмиттере это резистор R3, а в коллекторе R2. Таким образом, получается фазоинвертор для выходного каскада на транзисторах VT3 и VT4, что заставляет работать их в противофазе: когда закрыт VT3, открыт VT4 и наоборот.
Предположим, что на оба входа элемента 2И-НЕ подан низкий уровень. Для этого достаточно просто соединить эти входы с общим проводом. В этом случае транзистор VT1 будет открыт, что повлечет за собой закрытие транзисторов VT2 и VT4. Транзистор же VT3 окажется в открытом состоянии и через него и диод VD3 ток течет в нагрузку - на выходе элемента состояние высокого уровня (логическая единица).
В том случае, если на оба входа подать логическую единицу транзистор VT1 закроется, что приведет к открытию транзисторов VT2 и VT4. За счет их открытия транзистор VT3 закроется и ток через нагрузку прекратится. На выходе элемента устанавливается нулевое состояние или напряжение низкого уровня.
Напряжение низкого уровня обусловлено падением напряжения на переходе коллектор - эмиттер открытого транзистора VT4 и согласно техническим условиям не превышает 0,4В.
Напряжение высокого уровня на выходе элемента меньше, чем напряжение питания на величину падения напряжения на открытом транзисторе VT3 и диоде VD3 в том случае, когда транзистор VT4 закрыт. Напряжение высокого уровня на выходе элемента зависит от нагрузки, но не должно быть менее 2,4В.
Если на входы элемента, соединенные вместе, подать очень медленно изменяющееся напряжение, меняющееся от 0…5в, то можно проследить что переход элемента из высокого уровня в низкий происходит скачкообразно. Этот переход выполняется в тот момент, когда напряжение на входах достигает уровня примерно 1,2В. Такое напряжение для 155 - й серии микросхем называется пороговым.
Борис Алалдышкин
Продолжение статьи:
Электронная книга -
Такой маячок можно собрать как завершённое сигнальное устройство, например, на велосипед или просто ради развлечения.
Маяк на микросхеме устроен проще некуда. В его состав входит одна логическая микросхема, яркий светодиод любого цвета свечения и несколько элементов обвязки.
После сборки маячок начинает работать сразу после подачи на него питания. Настройки практически не требуется, за исключением подстройки длительности вспышек, но это по желанию. Можно оставить всё как есть.
Вот принципиальная схема "маячка".
Итак, поговорим об используемых деталях.
Микросхема К155ЛА3 представляет собой логическую микросхему на базе транзисторно-транзисторной логики – сокращённо называемой ТТЛ. Это означает, что данная микросхема создана из биполярных транзисторов. Микросхема внутри содержит всего лишь 56 деталей - интегральных элемента.
Существуют также КМОП или CMOS микросхемы. Вот они уже собраны на полевых МДП-транзисторах. Стоит отметить тот факт, что у микросхем ТТЛ энергопотребление выше, чем у КМОП-микросхем. Но зато они не боятся статического электричества.
В состав микросхемы К155ЛА3 входит 4 ячейки 2И-НЕ. Цифра 2 означает, что на входе базового логического элемента 2 входа. Если взглянуть на схему, то можно убедиться, что это действительно так. На схемах цифровые микросхемы обозначаются буквами DD1, где цифра 1 указывает на порядковый номер микросхемы. Каждый из базовых элементов микросхемы также имеет своё буквенное обозначение, например, DD1.1 или DD1.2. Здесь цифра после DD1 указывает на порядковый номер базового элемента в микросхеме. Как уже говорилось, у микросхемы К155ЛА3 четыре базовых элемента. На схеме они обозначены как DD1.1; DD1.2; DD1.3; DD1.4.
Если взглянуть на принципиальную схему более внимательно, то можно заметить, что буквенное обозначение резистора R1* имеет звёздочку * . И это неспроста.
Так на схемах обозначаются элементы, номинал которых необходимо подстраивать (подбирать) во время налаживания схемы для того, чтобы добиться нужного режима работы схемы. В данном случае с помощью этого резистора можно настроить длительность вспышки светодиода.
В других схемах, которые вы можете встретить, подбором сопротивления резистора, обозначенного звёздочкой, нужно добиться определённого режима работы, например, транзистора в усилителе. Как правило, в описании схемы приводится методика настройки. В ней описывается, как можно определить, что работа схемы настроена верно. Обычно это делается замером тока или напряжения на определённом участке схемы. Для схемы маяка всё гораздо проще. Настройка производится чисто визуально и не требует замера напряжений и токов.
На принципиальных схемах, где устройство собрано на микросхемах, как правило, редко можно обнаружить элемент, номинал которого нужно подбирать. Да это и не удивительно, так как микросхемы это по сути уже настроенные элементарные устройства. А, например, на старых принципиальных схемах, которые содержат десятки отдельных транзисторов, резисторов и конденсаторов звёздочку * рядом с буквенным обозначением радиодетали можно встретить куда чаще.
Теперь поговорим о цоколёвке микросхемы К155ЛА3. Если не знать некоторых правил, то можно столкнуться с неожиданным вопросом: "А как определить номер вывода микросхемы?" Тут нам на помощь придёт так называемый ключ . Ключ – это специальная метка на корпусе микросхемы, указывающая точку отсчёта нумерации выводов. Отсчёт номера вывода микросхемы, как правило, ведётся против часовой стрелки. Взгляните на рисунок, и вам всё станет ясно.
К выводу микросхемы К155ЛА3 под номером 14 подключается плюс «+» питания, а к выводу 7 – минус «-». Минус считается общим проводом, по зарубежной терминологии обозначается как GND .