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Microcircuitos da série K176. Rádio - para iniciantes
Diretório / Rádio - para iniciantes Esta série inclui mais de três dezenas de microcircuitos digitais de vários graus de integração, permitindo criar uma variedade de dispositivos e dispositivos de tecnologia digital. Todos eles são semelhantes em design e princípio de operação aos microcircuitos da série K155. Assim, por exemplo, o chip K176LA7, como o chip K155LAZ, contém quatro elementos lógicos 2I-NOT em seu caso. O chip K176TM2, como o chip K155TM2, são dois flip-flops D que podem se tornar contáveis se sua saída inversa estiver conectada à entrada D. Em resumo, todos esses experimentos e experimentos e os dispositivos e dispositivos que você projetou anteriormente podem ser repetidos nos microcircuitos da série K176 correspondentes. Mas, e este "mas" deve ser sempre lembrado, os microcircuitos das séries K176 e K155, de funcionalidade semelhante, não são intercambiáveis! É impossível, por exemplo, simplesmente substituir o microcircuito K155TV1 pelo microcircuito K176TV1, embora ambos sejam flip-flops JK, é impossível substituir apenas um dos microcircuitos K155LAZ pelo K176LA7. O fato é que os microcircuitos da série K176 são projetados para uma tensão de alimentação nominal de 9V ± 5%, embora permaneçam operacionais em uma tensão na faixa de 4,5 ... 12 V. E a tensão de seus níveis lógicos não é a mesma . A uma tensão de 9 V, a tensão de baixo nível correspondente ao 0 lógico não é superior a 0,3 V (para microcircuitos da série K155, não superior a 0,4 V), e o nível alto não é inferior a 8,2 V (para microcircuitos da série K155, não inferior a 2,4 V). Tudo isso e algumas outras coisas não permitem que você conecte diretamente os microcircuitos da série K176 aos microcircuitos da série K155 e, portanto, use-os para trabalhar juntos em um design. A principal característica e vantagem dos microcircuitos da série K176 é a eficiência. Em comparação com os microcircuitos da série K155, eles consomem muitas vezes menos energia da fonte de alimentação. Por exemplo, o contador de pulsos K176IE2 consome uma corrente de cerca de 100 μA da fonte de alimentação e a corrente consumida pelo contador K155IE2 atinge 50 mA. Isso é explicado pelo fato de que a base dos microcircuitos da série K176 são transistores de efeito de campo da estrutura MOS (metal-óxido-semicondutor), e não transistores bipolares, como nos microcircuitos TTL. A este respeito, o nível de sinais aplicados às entradas de controle dos microcircuitos também muda. Assim, por exemplo, para definir o D-flip-flop K155TV2 para um estado zero ou único, você aplicou um sinal de baixo nível à sua entrada R ou S. Um gatilho semelhante do microcircuito K176TV2 é definido para os mesmos estados aplicando um sinal de alto nível à entrada R ou S. Não devemos esquecer mais uma característica dos microcircuitos da série K176: eles são prejudiciais às cargas eletrostáticas! Aqui estão algumas dicas para evitar esses problemas. Se o microcircuito estiver armazenado em uma caixa de metal ou seus terminais estiverem embrulhados em papel alumínio, antes de pegar o microcircuito à mão, você deve primeiro tocar na caixa ou papel alumínio. Para excluir a quebra acidental dos transistores de efeito de campo do microcircuito por eletricidade estática durante a instalação, os potenciais estáticos do ferro de solda elétrico, a parte soldada e o corpo do próprio instalador devem ser equalizados e minimizados. Para fazer isso, uma placa de estanho é reforçada na alça do ferro de solda com várias voltas de fio desencapado e conectada às partes metálicas do ferro de solda através de um resistor com resistência de 100 ... 200 kOhm. Ao montar, os dedos da mão livre tocam o condutor de energia na placa de circuito do dispositivo. A potência do ferro de solda elétrico usado para montar estruturas em microcircuitos da série K176 deve ser de 25 ... 40 W. É aconselhável conectar o ferro de solda à rede através de um transformador de isolação e conectar a placa no cabo com um condutor flexível ao terra através de um resistor de 1 MΩ. O tempo de soldagem de cada pino não deve ultrapassar 3 s, e a soldagem do pino adjacente deve ser iniciada após 10 s. Recomenda-se iniciar a soldagem dos microcircuitos da série K176 a partir dos cabos de alimentação, após incluir temporariamente um resistor com resistência de 1 ... 2 kOhm entre os cabos de alimentação da placa. Se um diodo zener já estiver soldado no circuito de energia, não há necessidade de tal resistor. E mais um aviso: a tensão de alimentação do dispositivo nos microcircuitos da série K176 deve ser ligada antes que os sinais de controle sejam aplicados à sua entrada. Aconselhamos que você comece a conhecer os microcircuitos da série K176 com uma verificação experimental do funcionamento dos elementos lógicos nos geradores. Em primeiro lugar, acreditamos que é necessário dominar o chip K176LA7, como o mais utilizado em projetos de rádio amador. A designação gráfica convencional do microcircuito K176LA7 é mostrada na fig. 1a.
Difere do microcircuito K155LAZ apenas na numeração das saídas de dois elementos lógicos médios (de acordo com o esquema) 2I-NOT. O fio positivo da fonte de alimentação é conectado ao pino 14 e o negativo ao pino 7. A fonte de alimentação pode ser duas baterias 3336 conectadas em série ou uma fonte de alimentação com tensão de saída estabilizada de 9 V. A mesma figura mostra os circuitos de duas variantes de um único vibrador que gera pulsos únicos. O primeiro deles (Fig. 1b) é desencadeado por uma recessão e o segundo (Fig. 1c) pela frente de um pulso de alto nível. Em ambas as versões de um único vibrador, a duração do pulso gerado é determinada pela capacitância do capacitor C2. A operação da primeira versão do dispositivo é a seguinte. No estado inicial (standby), o capacitor C2 é descarregado, portanto, uma tensão de alto nível é mantida em ambas as entradas do elemento DD1.1 (pinos 1 e 2) e na saída do elemento DD1.2. Um sinal curto de baixo nível, criado pelo decaimento do pulso de entrada, diferencia o circuito C1R1, como resultado do qual o elemento DD1.1 muda para um único estado e DD1.2 para zero. Neste caso, o sinal de baixo nível que aparece na saída do segundo elemento é transmitido através do capacitor C2 para a entrada do primeiro elemento e o mantém em um único estado. Ao mesmo tempo, o capacitor começa a carregar a partir da tensão de alimentação através do resistor P2. Assim que a tensão na placa esquerda (de acordo com o esquema) do capacitor atingir o valor limite, o elemento DD1.1 mudará imediatamente para o estado zero. Neste momento, uma queda de tensão positiva aparecerá na saída do elemento DD1.2, que será transmitida através do mesmo capacitor C2 para a entrada do primeiro elemento e comutará ambos os elementos do one-shot ao seu estado original. O diodo VD1, mostrado no diagrama por linhas tracejadas, é ativado nos casos em que é necessário alternar o vibrador único para o modo de espera o mais rápido possível. Brevemente sobre o vibrador único da segunda variante (Fig. 1, c). Sua parte direita (de acordo com o diagrama), que inclui os elementos DD1.3, DD1.4, capacitor C2 e resistor R2, funciona exatamente da mesma maneira que um único vibrador nos elementos do microcircuito K155LAZ. A duração do pulso de baixo nível gerado em sua saída é de cerca de 3,5 s. Para que a duração do pulso gerado seja estável, o pulso que aciona o vibrador único também deve ser bastante estável. Portanto, é aconselhável executar tal dispositivo através de um modelador de pulso curto, feito em nosso exemplo nos elementos DD1.1 e DD1.2. No estado inicial, uma tensão de baixo nível atua na entrada do dispositivo, que também é aplicada na entrada inferior do elemento DD1.2, o capacitor C1 é descarregado neste momento. Um pulso de entrada de alto nível carrega esse capacitor. Mas o estado do elemento DD1.2 não muda, pois uma tensão de baixo nível é armazenada em sua entrada superior. E somente após o término do sinal de entrada e o aparecimento de uma tensão de alto nível na entrada superior do elemento DD1.2, um pulso curto de baixo nível muito estável é formado na saída deste elemento, que inicia o único vibrador montado nos elementos lógicos DD1.3 e DD1.4. O próximo exemplo da aplicação prática do microcircuito K176LA7 são os geradores de tensão pulsada. Na Fig. 2 você vê diagramas de três variantes do gerador.
Eles devem lembrá-lo de geradores semelhantes nos elementos do chip K155LAZ. A taxa de repetição de pulso dos dois primeiros geradores (Fig. 2, aeb) é de 1 ... 1,5 kHz. A terceira opção (Fig. 2c) é semelhante a um gerador de sinal descontínuo. É formado por dois geradores interligados, um dos quais gera rajadas de pulsos na saída com taxa de repetição de cerca de 1 Hz, e o segundo gera pulsos de enchimento com frequência de cerca de 1 kHz. A duração das rajadas de pulsos é de 0,5 s. O gerador é ligado aplicando uma tensão de controle de alto nível à entrada inferior do elemento DD1.1. O primeiro pulso gerado na saída do gerador ocorre imediatamente após este sinal de habilitação. Um dos projetos que lhe foi oferecido anteriormente para repetição foi uma máquina caça-níqueis. Vermelho ou verde. Os elementos lógicos 2I-NOT e o gatilho JK dos microcircuitos TTL funcionaram nele. A função de indicadores foi realizada por lâmpadas incandescentes incluídas nos circuitos coletores de chaves de transistor. É possível repetir tal slot machine usando chips da série K176 para isso? Sim, você certamente pode. Só é necessário substituir o chip K155LAZ por K176LA7 (levando em conta a diferença na pinagem) e K155TV1 por K176TV1. O resistor R1 precisará ser substituído por outro com resistência de 300 ... 500 kOhm, e a capacitância do capacitor C1 deve ser de 0,1 uF. O efeito do jogo será o mesmo daquela máquina. Mas você também pode fazer uma máquina caça-níqueis semelhante de acordo com o esquema mostrado na Fig. 3.
Ele usa todos os quatro elementos do chip K176LA7. Dois deles (DD1.1 e DD1.2) operam em um gerador de pulsos, cuja taxa de repetição é determinada pelos valores do resistor R1 e capacitor C1, e os outros dois (DD1.3 e DD1.4 .1) desempenham a função de estágios de correspondência. Às saídas destes elementos através dos transistores VT2 e VT1 são ligados os LEDs HL2 de brilho vermelho e HL1 de verde. Ao pressionar o botão SB1.3, o gerador começa a funcionar e os elementos DD1.4 e DD1 alternadamente, com a frequência do gerador, passam de um estado lógico para outro.Com a mesma frequência, os LEDs piscam. Mas assim que o botão é solto, seus contatos são novamente fechados pelo capacitor de ajuste de tempo CXNUMX e o gerador para de funcionar. Neste caso, uma tensão de alto nível aparecerá na saída de um dos elementos correspondentes e uma tensão de baixo nível aparecerá na saída do outro. Um dos LEDs que está conectado ao elemento com alta tensão de saída acenderá. Essa máquina caça-níqueis também pode ser considerada como um gerador de números aleatórios: é impossível prever antecipadamente quais de suas saídas terão um 1 lógico ou um 0 lógico. Você provavelmente notou que nos geradores sobre os quais falamos aqui, a resistência dos resistores de temporização é muito maior do que em geradores semelhantes baseados nos microcircuitos da série K155. Os resistores são escolhidos de tal forma (mas não inferiores a 50 kOhm) para que a corrente que flui através deles seja a menor possível e não carregue os microcircuitos que operam na fonte do sinal de entrada. A resistência máxima desses resistores é limitada principalmente pela possível fuga de corrente nas placas de circuito, cuja resistência de fuga atinge dezenas de megaohms. A capacitância dos capacitores do circuito de ajuste de tempo dos geradores não deve ser inferior a 100 pF para exceder significativamente a capacitância da instalação do dispositivo. A série K176 possui um chip K176LP1, que é chamado de elemento lógico universal. A sua versatilidade reside no facto de poder ser utilizado tanto como três elementos NOT independentes, como como elemento ZILI-NE, como elemento ZI-NE e como elemento NOT com um grande fator de ramificação (permite ligar um grande número de outros microcircuitos à saída). O diagrama do "recheio" eletrônico deste microcircuito é mostrado na fig. 4a.
É formado por seis transistores de efeito de campo, sendo três (VT1-VT3) com canal n, os outros três (VT4-VT6) com canal p. O número total de pinos é 14. A tensão de alimentação é aplicada aos pinos 14 (+9 V) e 7 (comum). As conclusões 6, 3 e 10 são entradas, as demais são saídas. Elementos lógicos de finalidade funcional diferente são obtidos por conexões apropriadas de terminais de entrada e saída. Portanto, se você conectar as conclusões 13 e 8, 1 e 5 entre si, obterá três inversores (Fig. 4, b). Para que o CI se torne um inversor com alta saída (com um grande fator de ramificação), todos os pinos de entrada e todos os pinos de saída devem ser conectados juntos, conforme mostrado na Fig. 4, c. Outras combinações de conexões de pinos permitem transformar o microcircuito em um elemento 3OR-NOT (Fig. 4, d), um elemento ZI-NOT (Fig. 4, e), um elemento 176OR-AND-NOT ausente na série K2 (Fig. 4, f) e multiplexer com duas entradas (Fig. 4g). O multiplexador de acordo com o esquema da Fig. 56, três entradas - A, C e B e uma saída - D. Em uma tensão de alto nível na entrada C, ele passa um sinal para a saída D da entrada A e em uma tensão de alto nível, da entrada B. Além disso, em os mesmos níveis de tensão na entrada C, o sinal da saída D pode passar para a entrada A ou B. Recomendamos fortemente que você verifique experimentalmente o funcionamento do chip K176LP1, e especialmente como um multiplexador, cujo sinal transmitido pode ser digital e analógico. Com alguns outros microcircuitos da série K176, como flip-flops, contadores de pulso, decodificadores, você conhecerá mais de perto no decorrer do projeto de um medidor de frequência digital, relógios eletrônicos e outros dispositivos de maior complexidade, que ainda precisam ser discutido. Agora pretendemos falar um pouco sobre o microcircuito K176IE5, um do grupo de microcircuitos desta série, especialmente desenvolvido para uso em medidores eletrônicos de tempo. A designação gráfica convencional deste microcircuito e um circuito típico para ligá-lo são mostrados na fig. 5, a e b.
O microcircuito consiste em um gerador de pulso projetado para funcionar com um ressonador de quartzo externo na frequência de 32 Hz, e dois divisores de frequência - um de nove bits e um de seis bits, que juntos formam um divisor de frequência binário de quinze bits do gerador . O ressonador de quartzo ZQ768, juntamente com os elementos de ajuste de tempo do gerador, é conectado aos terminais 1 (entrada Z) e 9 (saída Z). O sinal do gerador com frequência de 10 Hz, que pode ser controlado nas saídas K e K, é alimentado na entrada de um divisor de frequência de nove bits. Na saída 32 (pino 768) deste divisor são gerados pulsos com taxa de repetição de 9 Hz. Este sinal do gerador pode ser aplicado na entrada 1 (pino 64) do segundo divisor - seis bits. Para fazer isso, você só precisa conectar os pinos 10 e 2. Então, da saída 1 (pino 2) do quinto dígito desse divisor, será possível remover um sinal com frequência de 14 Hz e da saída 4 (pino 2) do sexto dígito, com frequência de 15 Hz, Este sinal estável com frequência de 5 Hz em relógios eletrônicos é normalmente usado como segundo impulso inicial. E se "esse sinal for aplicado na entrada de um divisor de frequência adicional com fator de divisão de 1, serão gerados pulsos com taxa de repetição de 1/60 Hz em sua saída, ou seja, pulsos de minuto do contador de tempo. A entrada R (pino 3) do microcircuito serve para definir a fase inicial das oscilações geradas em suas saídas. Quando uma tensão de alto nível é aplicada a ele, uma tensão de baixo nível ocorre nas saídas 9, 10 e 15. Depois de remover o nível de configuração, os sinais correspondentes aparecem nessas saídas e a queda do primeiro pulso de alto nível na saída 15 (1 Hz) ocorre após 1 s. Os capacitores C1 e C2 servem para ajustar a frequência do oscilador de cristal. Com a diminuição de sua capacidade, a frequência de geração aumenta e vice-versa. A frequência do gerador é definida: aproximadamente selecionando o capacitor C1, exatamente pelo capacitor trimmer C2. A resistência do resistor R2 pode estar na faixa de 1,5 ... 20 MΩ. Chip K176IE5 pode funcionar em um cronômetro e semelhante a ele, mas K176IE12 mais complexo - em um relógio eletrônico. No entanto, agora, como se costuma dizer, sem adiar para amanhã, você pode testá-lo em operação, como fonte de sinais de frequência exemplares. O sinal de 64 Hz pode ser ouvido em fones de ouvido de alta impedância. Sinais com frequência de 1 e 2 Hz podem ser observados visualmente conectando-se indicadores de transistor com LEDs ou lâmpadas incandescentes em circuitos coletores aos pinos 5 e 4 do microcircuito. No entanto, o chip K176IE5 pode ser testado sem um ressonador de quartzo. Neste caso, o circuito de temporização do gerador, composto pelo capacitor C1 e resistor variável R2, é conectado ao microcircuito, conforme mostrado na Fig. 57, em. Tal gerador é configurado selecionando um capacitor C2 e um resistor variável R2, obtendo a aparência de um sinal com uma frequência de 15 Hz na saída 1. Uma ou duas horas gastas em experimentos com este microcircuito não serão em vão. Para verificação experimental e alimentação de estruturas em microcircuitos da série K176, você pode montar uma unidade de rede independente com uma tensão de saída fixa de 9 V. Por exemplo, de acordo com o circuito mostrado na fig. 6.
Nele, o sistema de proteção do circuito de saída é formado por um transistor n-p-n de germânio VT1, um diodo de silício VD2 e um resistor R1. O diodo VD2, neste caso, desempenha a função de estabilizador do estabilizador da tensão direta que atua sobre ele, igual a 0,6 ... 0,7 V. Enquanto não houver curto-circuito no circuito de saída, o transistor do sistema de proteção é fechado, pois em desta vez a tensão em sua base no emissor é negativa e não afeta o funcionamento do bloco. No caso de um curto-circuito, o emissor do transistor VT1 é conectado a um fio comum através de uma pequena resistência do circuito. Agora a tensão na base deste transistor em relação ao emissor torna-se positiva, razão pela qual ele abre e desvia o diodo zener VD3. Como resultado, o transistor regulador VT2 do regulador de tensão quase fecha e a corrente que flui através dele é limitada a um nível seguro. Como transformador de rede T1, você pode usar um transformador de varredura vertical de TV (por exemplo, TVK-70L2, TVK-110L2 ou TVK-110A). Também é adequado qualquer outro transformador que reduza a tensão da rede para 10 ... 12 V. A unidade retificadora KTs402E (VD1) pode ser substituída por quatro diodos da série KD105 ou D226, ligando-os em um circuito em ponte. O transistor VT1 pode ser qualquer uma das séries MP35 - MP38, com um coeficiente h21E de pelo menos 50. O design da fonte de alimentação é opcional. Veja outros artigos seção Radioamador iniciante. Leia e escreva útil comentários sobre este artigo. Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica: Inaugurado o observatório astronômico mais alto do mundo
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Deixe seu comentário neste artigo: Comentários sobre o artigo: Dima Muito obrigado você me salvou! E um agradecimento especial pelos detalhes e clareza. Suntey Muito obrigado pela explicação clara e sensata [up] Pavlik Nikolaevich Muito obrigado! Vasily Obrigado pelo artigo, bem escrito. Alex Um artigo muito útil e necessário sobre esta série de microcircuitos. Iniciantes, e não apenas radioamadores, estarão interessados em usar este artigo para fazer projetos nesses microcircuitos. Obrigado ao(s) autor(es) por um trabalho bem feito. Anatoly Na fonte de alimentação, há um transistor regulador kt815, se for para iniciantes. Dmitry Obrigado pelo circuito gerador-divisor! Se eu não tivesse encontrado, teria que instalar até 6 casos! [;)] [para cima] [para cima] [para cima] Vladimir Não é à toa que eles escreveram, eles ajudaram convidado E a entrada "S" (vyv6) para quê? Gudrat O autor sobre k176la3 nem uma palavra, e todo o resto está fora do tópico. Todos os idiomas desta página Página principal | Biblioteca | Artigos | Mapa do Site | Revisões do site www.diagrama.com.ua |